Виды запоминающих устройств

Существует множество устройств для увеличения объема места для хранения. Узнайте, как они работают.

Хранение данных в компьютерных системах

Запоминающее устройство — это элемент аппаратного обеспечения, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть тот или иной вид запоминающего устройства. Также можно приобрести автономные внешние накопители, которые используются с разными устройствами.

Запоминающие устройства нужны не только для хранения файлов, но и для работы задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на соответствующем запоминающем устройстве. На нем же хранятся любые используемые вами приложения, а также операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий запоминающие устройства претерпели значительные изменения. На сегодняшний день существуют запоминающие устройства разных форм и размеров, а также есть типы запоминающих устройств, которые могут использоваться с разными устройствами и выполнять разные функции.

Запоминающие устройства также называют носителями данных. Размер цифровых запоминающих устройств измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ), а на сегодня — уже и в терабайтах (ТБ).

Некоторые запоминающие устройства для компьютеров обеспечивают постоянное хранение информации, а другие предназначены только для временного хранения. Каждый компьютер имеет первичное и вторичное запоминающее устройство. Первичное работает как кратковременное запоминающее устройство, а вторичное — как долговременное.

Первичное запоминающее устройство: оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память, или ОЗУ, — это первичное запоминающее устройство компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в оперативной памяти. ОЗУ обеспечивает выполнение повседневных задач, таких как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документов или функционирование игр, а также позволяет быстро переключаться между задачами без потери той части работы, которая уже была выполнена. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем более слаженно и быстро вы сможете работать над несколькими задачами одновременно.

ОЗУ — энергозависимая память, что означает, что она не обеспечивает хранение информации после выключения системы. Например, если вы скопируете фрагмент текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер не запомнил текст. Это произошло потому, что ОЗУ обеспечивает только временное хранение.

ОЗУ позволяет компьютеру получать доступ к данным в произвольном порядке, обеспечивая их более быстрое считывание и запись, в отличие от вторичного запоминающего устройства.

Вторичные запоминающие устройства: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Кроме ОЗУ на каждом компьютере также есть другой накопитель информации, который используется для долгосрочного хранения — вторичное запоминающее устройство. Любой файл, который вы создаете или скачиваете на свой компьютер, сохраняется на его вторичное запоминающее устройство. В компьютерах в качестве вторичных используются два типа запоминающих устройств: жесткие диски и твердотельные накопители. Жесткие диски — более традиционный вариант, но твердотельные накопители быстро обгоняют их в популярности.

Вторичные запоминающие устройства часто являются съемными, поэтому их можно заменять или модернизировать, а также перемещать съемные накопители на другие компьютеры. Однако есть и исключения, например MacBook, которые не имеют съемного запоминающего устройства.

Жесткие диски (HDD)

HDD — это оригинальные жесткие диски. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они сильно эволюционировали.

Жесткий диск состоит из набора вращающихся металлических дисков, называемых пластинами. Каждая вращающаяся пластина содержит триллионы крошечных фрагментов, которые можно намагничивать, чтобы записывать на них биты информации (бинарный код, состоящий из нулей и единиц). Рычаг-коромысло с головкой для записи и чтения позволяет сканировать вращающиеся магнитные пластины для записи информации на жесткий диск или определения магнитного заряда для считывания информации с него.

Жесткие диски используются не только в качестве запоминающих устройств для ноутбуков и ПК, но и для телевизионных и спутниковых рекордеров и серверов.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились гораздо позже, в 90-х годах. В них нет никаких магнитов и дисков, вместо этого используется флеш-память типа NAND. В твердотельных накопителях используются полупроводники, которые хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не имеют движущихся частей.

Поэтому твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше (из-за большого количества сложных движущихся частей жесткие диски больше подвержены повреждениям и износу).

Твердотельные накопители используются не только в новых ПК и ноутбуках высокого класса, но и в смартфонах, планшетах, а иногда и в видеокамерах.

Внешние запоминающие устройства

Помимо носителей информации, размещенных в компьютере, существуют также внешние цифровые запоминающие устройства. Они обычно используются с целью увеличения объема места для хранения, когда на компьютере мало места, а также чтобы обеспечить большую мобильность и облегчить передачу файлов с одного устройства на другое.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители

В качестве внешних накопителей можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, среди внешних запоминающих устройств они обеспечивают самый большой объем места: внешние жесткие диски — до 20 ТБ памяти, а внешние твердотельные накопители (по разумной цене) — до 8 ТБ.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители работают так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому могут отлично использоваться для передачи файлов между устройствами.

Устройства флеш-памяти

Мы уже упоминали флеш-память, когда обсуждали твердотельные накопители. Устройства флеш-памяти состоят из триллионов взаимосвязанных ячеек флеш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют единицы и нули в двоичном коде, а компьютер считывает и записывает информацию на основе электрического тока, проходящего через транзисторы.

Пожалуй, самый известный тип устройства флеш-памяти — это USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флеш-накопители, или просто «USB», долгое время были популярным вариантом дополнительных компьютерных запоминающих устройств. До того как Интернет обеспечил нам возможность легко и быстро обмениваться файлами, USB-накопители были незаменимы для перемещения файлов с одного устройства на другое.

В наши дни USB-накопитель может вместить до 2 ТБ данных. Если посчитать стоимость хранения гигабайта данных, USB-накопитель будет дороже, чем внешний жесткий диск. Хотя флеш-накопители нечасто используют для хранения всех персональных данных, они популярны для временного хранения и переноса небольших файлов благодаря своей простоте и удобству.

Помимо USB-накопителей, к устройствам флеш-памяти также относятся SD-карты и карты памяти других типов, которые часто используются в качестве носителей информации в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео, но и как запоминающие устройства. Они относятся к категории оптических запоминающих устройств, или оптических дисков.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде крохотных выемок (питов) на дорожке, идущей по спирали из центра диска. Работающий диск вращается с постоянной скоростью, а лазер на дисковом накопителе сканирует дорожку на диске. То, как луч лазера отражается или рассеивается на участке дорожки, определяет, записан ли на нем 0 или 1 в бинарном коде.

DVD имеет более узкую спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить больше данных при том же размере диска, а в дисководах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в дисководах компакт-дисков. DVD также могут быть двухслойными, что увеличивает их емкость. Blu-Ray — это технология более высокого уровня, обеспечивающая хранение данных на нескольких слоях с еще более узкими дорожками, для считывания которых требуется еще более точный синий лазер.

CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к категории оптических дисков, предназначенных только для чтения, что означает, что записанные на них данные сохраняются навсегда и не могут быть удалены или перезаписаны. Они обычно используются для хранения дистрибутивов программного обеспечения, но не в качестве запоминающего устройства для персональной информации.

На диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать информацию, но они не предусматривают перезаписи. Какие бы данные вы ни сохранили на чистом диске одноразовой записи, они останутся на нем навсегда. На этих дисках можно хранить данные, но они не обеспечивают такой гибкости, как другие запоминающие устройства.

CD-RW, DVD-RW и BD-RE предусматривают перезапись, поэтому вы можете постоянно записывать на них новые данные и удалять ненужные. Диски CD-RW долгое время были лучшим вариантом внешнего хранилища, так как большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки имеют дисковод для CD- или DVD-дисков, хотя их место постепенно занимают новые технологии, такие как флеш-память.

На компакт-диске можно хранить до 700 МБ данных, на DVD-DL — до 8,5 ГБ, а на Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ.

Дискеты

Сейчас эти устройства считаются устаревшими, но мы не можем обсуждать запоминающие устройства, не упомянув их. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Они работают по тому же принципу, что и жесткие диски, но в гораздо меньшем масштабе.

Емкость дискет никогда не превышала 200 МБ, пока CD-RW и флеш-накопители не стали популярными носителями информации. iMac стал первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода гибких дисков в 1998 году, и с этого момента закончилось более чем 30-летнее господство гибких дисков.

Облачное хранилище

Облачные хранилища, которые не являются устройствами в полном смысле этого слова, представляют собой самый новый и гибкий тип хранилищ данных для компьютеров. Облако — это не место и не объект, а огромное количество серверов, расположенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы храните документ в облаке, вы храните его на этих серверах.

Поскольку все хранится онлайн, облачное хранилище не предусматривает использования локальных накопителей вашего компьютера, что позволяет сэкономить место на них.

Облачное хранилище обеспечивает значительно больший объем места, чем USB-накопители и другие физические устройства, избавляя вас от необходимости искать нужный файл по всем устройствам.

Жесткие диски и твердотельные накопители, популярные благодаря своей портативности, также уступают облачным хранилищам. Существует не так уж много карманных внешних жестких дисков, хотя они, несомненно, меньше по размеру и легче по весу, чем внутренние накопители, но это реальные устройства, требующие внимания. А облако может «сопровождать» вас где угодно: оно вообще не занимает места и не уязвимо физически, как внешний диск.

Внешние запоминающие устройства также были популярны как быстрый вариант передачи файлов, но они удобны только в том случае, если вы имеете физический доступ к каждому устройству. Сейчас, когда многие компании переходят на удаленную работу, облачные технологии стремительно развиваются. Вряд ли вам будет удобно отправлять USB-накопитель по почте за границу, чтобы передать большой файл коллеге, а облако обеспечивает связь между удаленными сотрудниками, упрощая совместную работу на расстоянии.

Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, у вас не будет другого выхода, кроме как вернуться за ним. Если вы сломаете или потеряете жесткий диск, вряд ли вы сможете восстановить эти данные. В облачном хранилище нет таких рисков: для ваших данных создаются резервные копии, и вы имеете к ним доступ в любое время и из любой точки, где есть подключение к Интернету.

Благодаря функции Dropbox Smart Sync вы можете получить доступ к любому файлу в Dropbox прямо со своего рабочего стола, как если бы ваши файлы хранились локально, только при этом они не занимают места на вашем диске. Если вы храните все ваши файлы в Dropbox, они всегда на расстоянии одного клика и доступны с любого устройства с подключением к Интернету. К тому же вы можете мгновенно поделиться ими.