Пристрої зберігання даних, які показано на рисунку 1, виконують читання інформації з магнітних, оптичних або напівпровідникових носіїв, а також запис на них. Привід використовується для постійного зберігання даних або отримання інформації з дискового носія. Пристрій зберігання даних, наприклад жорсткий диск, може бути встановлений усередині корпуса комп'ютера. Для забезпечення мобільності окремі облаштування зберігання даних можуть бути підключені до комп'ютера за допомогою портів USB, FireWire, eSATA або SCSI. Ці знімні облаштування зберігання даних іноді називають змінними накопичувачами. Їх можна використати на різних комп'ютерах. Нижче наведені найбільш поширені типи пристроїв зберігання:
- привід гнучких дисків;
- жорсткий диск;
- привід оптичних дисків;
- флэш-накопичувач.
Привід гнучких дисків
Привід гнучких дисків, або флоппі − дисковод, − це облаштування зберігання даних, яке використовує 3,5-дюймові гнучкі диски. На цих гнучких магнітних дисках можна зберігати 720 КБ або 1,44 МБ даних. У комп'ютері привід гнучких дисків, як правило, настроюється як диск А. Привід гнучких дисків можна використати для завантаження комп'ютера, якщо в нього вставлений завантажувальний гнучкий диск. 5,25-дюймові гнучкі диски вважаються застарілими і практично не використовуються.
Жорсткий диск
Жорсткий диск, або накопичувач на жорсткому диску, − це магнітний пристрій, призначений для зберігання даних. У комп'ютерах з ОС Windows жорсткий диск, як правило, настроюється як диск C і містить операційну систему й додатки. Місткість жорстких дисків варіюється від гігабайтів (ГБ) до терабайтів (ТБ). Швидкість роботи жорсткого диска вимірюється в оборотах за хвилину. Це швидкість, з якою обертається шпиндель з пластинами, на яких записані дані. Чим вища швидкість шпинделя, тим швидше жорсткий диск отримує дані з пластин. Найбільш широке поширення мають жорсткі диски із швидкістю 5300, 7200, 10 000 і до 15 000 обертів за хвилину для жорстких дисків на високопродуктивних серверах. Для збільшення місткості ЗП можна використати декілька жорстких дисків.
У традиційних жорстких дисках використовується технологія на основі магнітних носіїв. Магнітні жорсткі диски оснащені двигунами, які обертають магнітні пластини і рухають голівки диска. Проте сучасніші твердотілі накопичувачі (SSD) не мають рухливих частин. Для зберігання даних у них використовуються напівпровідники. Оскільки накопичувачі SSD не мають двигунів і рухливих частин, вони споживають набагато менше енергії, ніж магнітні жорсткі диски. Енергонезалежні мікросхеми флеш-пам’яті управляють усіма процесами зберігання на накопичувачах SSD. Це збільшує швидкість доступу до даних, підвищує надійність роботи і скорочує енергоспоживання. Носії SSD мають такі ж форм-фактори, що й магнітні жорсткі диски, і такі ж інтерфейси ATA або SATA. Магнітний жорсткий диск можна замінити накопичувачем SSD.
Стрічковий накопичувач
Магнітні стрічки використовуються у більшості випадків для резервного копіювання або архівації даних. У стрічковому накопичувачі використовується магнітна голівка читання і запису. Швидкість отримання даних із стрічкового накопичувача може бути дуже високою, проте пошук певних даних може займати дуже багато часу, оскільки стрічка повинна перемотуватися з котушки на котушку до моменту знаходження даних. Найбільш широке поширення мають стрічкові носії місткістю від декількох гігабайт до множини терабайт.
Привід оптичних дисків
У приводі оптичних дисків для читання даних з носіїв використовується лазер. Існує три типи приводів оптичних дисків:
- компакт-диск (CD);
- універсальний цифровий диск (DVD);
- диск Blu-ray (BD).
Компакт-диски, диски DVD і диски Blu-ray бувають тільки для читання, записувані (одноразовий запис) або перезаписувані (багатократне читання і запис). Місткість компакт-диска приблизно дорівнює 700 МБ. Місткість диска DVD приблизно дорівнює 4,7 ГБ для одношарових варіантів і близько 8,5 ГБ для двошарових. Місткість дисків Blu-ray дорівнює 25 ГБ для одношарових варіантів і 50 ГБ для двошарових.
Існує декілька типів оптичних носіїв:
- компакт-диск - носій тільки для читання у вигляді компакт-диска, на який вже записані дані;
- диск з одноразовим записом даних (CD-R) - носій у вигляді компакт-диска, на який можна одноразово записати дані;
- диск з перезаписом даних (CD-RW) - носій у вигляді компакт-диска, на який можна багаторазово записувати дані і видаляти їх;
- диск DVD тільки для читання - носій тільки для читання у вигляді диска DVD, на який вже записані дані;
- DVD-RAM - носій у вигляді диска DVD, на який можна багаторазово записувати дані і стирати їх;
- DVD+/-R - носій у вигляді диска DVD, на який можна одноразово записати дані;
- DVD+/-RW - носій у вигляді диска DVD, на який можна багаторазово записувати дані і стирати їх;
- BD-ROM - носій тільки для читання у вигляді диска Blu-ray, на який вже записані фільми, ігри або ПЗ;
- BD-R - носій для одноразового запису у форматі Blu-ray, на який можна один раз записати відео з високим розділенням (HD) і комп'ютерні дані;
- BD-RE - перезаписуваний носій для багатократного запису у форматі Blu-ray, на який можна записати відео з високим розділенням (HD) і комп'ютерні дані.
Зовнішній флеш-накопичувач
Зовнішній флеш-накопичувач, також відомий як флешка, − це знімне облаштування зберігання даних, що підключається через порт USB. У зовнішньому флеш-накопичувачі використовується той же тип енергонезалежних інтегральних схем, що й в SSD. Йому не треба електроживлення для зберігання даних. Операційна система дістає доступ до цих пристроїв зберігання так само як і до інших.
Типи інтерфейсів накопичувачів
Жорсткі диски та оптичні приводи випускаються з різними інтерфейсами, які використовуються для їх підключення до комп'ютера. Для установки приводу на комп'ютер інтерфейс підключення приводу повинен збігатися з типом контролера на системній платі. Нижче наведені поширені інтерфейси приводів:
- IDE - вбудований інтерфейс накопичувачів, також званий ATA, − ранній тип інтерфейсу контролера накопичувачів, який служить для підключення жорстких дисків до комп'ютера. Для інтерфейсу IDE використовується 40-штирковий роз'єм.
- EIDE - вдосконалений інтерфейс жорстких дисків з інтегрованою електронікою, також званий ATA-2, є модернізованою версією інтерфейсу контролера накопичувачів IDE. EIDE підтримує жорсткі диски об'ємом більше 512 МБ, забезпечує прямий доступ до пам'яті (DMA) для підвищення швидкості роботи, а також використовує інтерфейс ATAPI для розміщення оптичних і стрічкових носіїв на шині EIDE. Для інтерфейсу EIDE використовується 40-штирьковий роз'єм.
- PATA - термін «паралельний інтерфейс ATA» означає паралельний варіант інтерфейсу контролера накопичувачів ATA.
- SATA - термін «послідовний інтерфейс ATA» означає послідовний інтерфейс контролера накопичувачів ATA. Для інтерфейсу SATA використовується 7-контактний роз'єм.
- eSATA - зовнішній послідовний інтерфейс ATA − це зовнішній інтерфейс для носіїв SATA з можливістю «гарячої заміни». «Гаряча заміна» − це можливість підключати і відключати пристрій при включеному комп'ютері. Використовуючи інтерфейс eSATA, зовнішній накопичувач SATA підключається за допомогою 7-контактного роз'єму. Довжина кабелю може досягати 2 метрів.
- SCSI - інтерфейс малих обчислювальних систем, є інтерфейс контролера накопичувача, до якого можна підключати до 15 накопичувачів. До інтерфейсу SCSI можна підключати як внутрішні, так і зовнішні приводи. Для інтерфейсу SCSI використовуються 25-контактні, 50-контактні або 68-контактні роз'єми.
RAID − це можливість зберігати дані на системі з декількох жорстких дисків. Для операційної системи RAID є одним логічним диском. На рисунку 2 показано порівняння різних рівнів RAID. Наведені нижче терміни описують, як RAID зберігає дані на різних дисках:
- Парність - виявлення помилок даних.
- Чергування даних - запис даних на декількох дисках.
- Віддзеркалення - зберігання копій даних на другому диску.