8. Оптимизация работы мобильных накопителей

Оптимизация работы мобильных накопителей

На смену 3,5-дюймовому гибкому диску, чья емкость уже давно перестала удовлетворять потребности пользователей, компьютерный рынок предлагает большое количество устройств. Одним из них стал мобильный накопитель ZIV фирмы InPrice. Благодаря высоким техническим параметрам и хорошим потребительским свойствам это устройство находит широкое распространение в качестве удобного, надежного и сравнительно недорогого средства для хранения и переноски программ и данных. При этом эффективность данного устройства, как, впрочем, и других подобных устройств, подключаемых к компьютеру посредством порта USB 1.0 (Universal Serial Bus), может быть значительно повышена за счет соответствующей настройки, особенности которой будут рассмотрены далее.

Как известно, емкость популярного носителя, представленного гибкой 3,5-дюймовой дискетой, обладающей информационным объемом 1,44 Мбайт, уже сравнительно давно перестала соответствовать постоянно возрастающим возможностям компьютерной индустрии и потребностям пользователей. В процессе совершенствования и усложнения системного и прикладного программного обеспечения, а также архитектуры компьютеров и их комплектующих требуется все больше и больше указанных дискет для переноса и хранения информации. Для системной или пользовательской программы средней величины число необходимых магнитных носителей объемом в 1,44 Мбайт исчисляется уже не в штуках, как это было всего несколько лет назад, а в коробках. При этом в последнее время объемы программ и данных увеличились до таких размеров, что счет ведется на десятки или даже сотни коробок популярных дискет.

Очевидно, что при таком количестве носителей копирование информации требует сравнительно больших усилий и времени. Более того, сами носители перестают устраивать по такому важному критерию, как надежность. Учитывая эти обстоятельства, становится очевидным, что требуются новые устройства и, конечно, новые носители информации.

И действительно, такие усилия предпринимаются ведущими фирмами уже много лет. В результате компьютерная промышленность постоянно предлагает новые устройства.

В качестве примера можно привести различные устройства и носители типа Zip, например, Zip 100 (100 Мбайт) и Zip250 (250 Мбайт) от Iomega или LS-120 от Imation и O.R.Technology. Это пример технологий магнитной записи, схожей, кстати, с той, что используется в дисководах и дискетах 1,44 Мбайт.

Как альтернатива перечисленным устройствам и носителям, большое распространение получили изделия, использующие чисто оптические методы записи и считывания информации. В качестве примера можно привести CD-R и CD-RW, которые в настоящее время претерпевают своеобразный бум популярности. Наряду с ними очень перспективными изделиями являются дисководы и носители DVD (DVD-R, DVD+RAM, DVD+RW, DVD-RW), использующие сходные с ними принципы работы.

Ну и, конечно, свою нишу заняли технологии и устройства магнитооптики, оригинальным способом совмещающие в себе оптические и магнитные способы записи и воспроизведения информации.

Упоминая технологии и устройства, рассчитанные на хранение информации, а также перенос ее между компьютерами, нельзя обойти молчанием также устройства и носители, созданные на основе flash-памяти, не нашедшие пока широкого применения из-за сравнительно высокой стоимости хранения единицы информации.

Не вдаваясь подробно в достоинства и недостатки существующих для дисководов и 3,5-дюймовых дискет альтернативных устройств хранения информации, необходимо отметить, что все они обладают как неоспоримыми достоинствами, так и некоторыми ограничениями и недостатками.

Что же касается средств для переноса программ и данных, то в случае действительно больших объемов информации, в настоящее время нередко исчисляемых гигабайтами, опытные пользователи часто вынуждены применять жесткие диски, подключаемые с помощью интерфейса IDE. Эти устройства благодаря значительному прогрессу в совершенствовании их конструкции и соответствующих технологий записи и хранения информации остаются рекордсменами как по информационной емкости, так и по низкой стоимости хранения единицы информации. Это обстоятельство хорошо известно многочисленным пользователям современных компьютеров.

Однако удобство и оперативность использования жестких дисков в качестве портативных средств переноса программ и данных являются крайне спорными. Действительно, данные устройства при их подключении к компьютеру нуждаются не только во вскрытии системного блока, но и требуют определенных усилий, а главное и соответствующей квалификации, необходимых для осуществления их подключения к компьютеру. При этом требуется не только физически подсоединить жесткий диск, используемый в качестве носителя информации, к свободным разъемам, если они, конечно, существуют, но и осуществить его логическое подключение, выполнив соответствующие операции на уровне операционной системы. Нельзя сказать, что выполнение этих условий является очень уж простой задачей, но в результате квалифицированный пользователь получает значительную емкость, достигающую в настоящее время значений, превышающих 10 Гбайт. Здесь необходимо отметить, что 10 Гбайт — это уровень пятнадцати CD-ROM/ CD-R/CD-RW или семи тысяч магнитных 3,5-дюймовых дискет по 1,44 Мбайт, используемых совместно с floppy-дисководом. Физические же размеры перечисленных носителей существенно превышают аналогичные показатели современных жестких дисков. Поэтому нет ничего удивительного в том, что на жесткие диски, используемые в качестве транспортных средств для переноса информации, обратили внимание компьютерные фирмы, разрабатывающие перспективные изделия. В качестве примера можно привести мобильные накопители ZIV (ZIV Drive).

Мобильный накопитель ZIV относится к классу малогабаритных внешних мобильных накопителей данных, подключаемых посредством одного из портов USB, — USB Portable Data Storage Drive. Устройства линейки ZIV служат как для транспортировки, так и для хранения программ и данных. При этом они могут быть использованы для копирования и архивирования программ и данных, оперативного их переноса и длительного хранения, а также для инсталляции и запуска приложений. Устройства этого типа удобны в качестве средств хранения программ и данных для использования на различных семинарах, конференциях и презентациях. Кроме того, мобильные накопители ZIV могут быть использованы в качестве внешнего жесткого диска для работы с конфиденциальной информацией, к которой нередко относятся базы данных, финансовые расчеты, договоры, отчеты, соглашения, письма и т. п. После окончания работы эти устройства могут быть легко отсоединены от компьютера и спрятаны в сейф или даже взяты с собой, тем более что габариты, вес и параметры надежности данных устройств позволяют это. Носить их можно, например, в нагрудном кармане пиджака или рубашки.

Необходимо отметить, что порты USB 1.1, через которые осуществляется не только информационная связь мобильного накопителя ZIV с компьютером, но и его электропитание, являются обязательным атрибутом всех современных материнских плат. При этом речь идет не только о платах современного, распространенного стандарта АТХ и Micro-ATX, но и стремительно устаревающего AT и Baby AT.

Пропускная способность интерфейсов

Конструкция мобильного накопителя ZIV основана на использовании жесткого диска производства компании Fujitsu-Siemens или Toshiba. Вес — около 130 г.

Как хорошо видно на фотографии, в приводах ZIV используются традиционные малогабаритные (2,5-дюймовые) жесткие диски IDE, предназначенные для компьютеров типа Notebook. Подключение же жесткого диска, входящего в состав ZIV, осуществляется посредством специально разработанного контроллера, осуществляющего согласование интерфейсов USB 1.1 и ATA/66 (UltraDMA/66). Этот контроллер представлен на рис. 3.28.

Рис. 3.28. Контроллер ZIV Drive

Из особенностей инсталляции необходимых для работы мобильного накопителя ZIV Drive драйверов следует отметить их сравнительно простую и быструю установку, а также последующее распознавание устройств распространенными операционными системами Windows XP, Windows 2000 и Windows 98. Обычно на все указанные подготовительные операции уходит менее 1 минуты.

В процессе тестирования модели мобильного накопителя Z1V емкостью 10 Гбайт (жесткий диск МНМ2100АТ) после установки прилагаемых на оптическом носителе драйверов система Windows 2000 сразу опознала устройство как внешний дисковод FUJITSU, подключенный посредством шины USB. Это продемонстрировано на рис. 4.29, где представлен список устройств, входящих в систему компьютера.

Для работы с ZIV больше никаких усилий по подключению и корректному распознаванию этого устройства системой Windows 2000 больше не требуется, и данное устройство полностью готово к осуществлению операций записи или чтения информации через используемый порт USB 1.1.

Для компьютера с операционной системой Windows 98 инсталляция необходимых драйверов осуществляется несколько сложнее. В этом случае требуется вы-

полнить дополнительные операции по присвоению новому устройству статуса Съемное устройство, а также, возможно, по установке логического имени — очередной буквы латинского алфавита. Это продемонстрировано на рис. 3.30.

Рис. 3.29. Список устройств после инсталляции драйверов накопителя ZIV. Отмечены новые устройства

Процесс инсталляции драйверов обычно не представляет никаких трудностей и занимает несколько десятков секунд. В результате инсталляции программного обеспечения в системе появится новое устройство — съемный диск. Это иллюстрирует рис. 4.38.

Дальнейшая работа с мобильным накопителем ZIV осуществляется как с новым жестким диском.

Как показало тестирование устройств ZIV, их работа действительно происходит при сравнительно высокой скорости передачи данных, характерной для изделий, подключаемых к порту USB, и ограничено в основном возможностями этого интерфейса. Реальная скорость работы с данным устройством несколько меньше максимальной пропускной способности шины USB — 12 Мбит/с (1,5 Мбайт/с) и составляет примерно 980 Кбайт/с.

Рис. 3.30. Настройка системы для работы с накопителем ZIV

Однако этот параметр можно улучшить за счет применения специальных средств обработки данных, например, таких как динамическое сжатие записываемых программ и данных с последующей автоматической декомпрессией при операциях считывания. Эти средства были рассмотрены ранее. Там же было показано, что в результате использования динамического сжатия осуществляется расширение информационного пространства используемых накопителей. В дополнение к этому динамическое сжатие позволяет улучшить такой показатель, как стоимость хранения единицы информации.

В случае использования устройств ZIV реализация динамического сжатия наиболее просто может быть осуществлена за счет использования встроенных возможностей файловой системы NTFS. При этом в некоторых случаях информационная емкость может быть увеличена весьма существенно: в несколько раз. Работа же пользователя со сжатыми программами и данными происходит так же, как и с обычными файлами, не подвергнутыми компрессии. В этом заключается одно из достоинств данного способа по сравнению, например, с традиционным архивированием.

Рис. 3.31. Перечень логических дисков, включая ZIV (Съемный диск (G))

Ниже приведена таблица, иллюстрирующая результаты использования динамического сжатия в случае, например, хранения видеоизображений, представленных тремя популярными форматами: BMP, TIFF, JPEG.

Параметры сжатия файлов BMP, TIFF, JPEG в NTFS

Таким образом, для активного пользователя, оперирующего файлами типа TIFF, информационный объем устройства ZIV возрастет в 1,5 раза, а в случае BMP — более чем в 6 раз.

Не менее впечатляющие результаты динамического сжатия показывают файлы типа ТХТ и DOC. Это иллюстрирует приведенная ниже таблица.

Кстати, в качестве примера файла DOC был использован файл данного раздела.

Параметры сжатия файлов TXT, DOC в NTFS

И самое интересное заключается в том, что, как показывает практика, при использовании динамического сжатия не наблюдается существенного снижения реальной производительности системы. Более того, скорость работы ZIV становится даже существенно выше. Связано это с тем, что компрессия файлов существенно уменьшает негативное влияние на производительность этого устройства ограничений в пропускной способности шины USB 1.1. Здесь уместно напомнить, что пропускная способность USB 1.1 существенно ниже возможностей интерфейса АТА/66, поддерживаемого жесткими дисками, являющимися основой устройств ZIV.

Далее приведены результаты тестирования Z1V объемом 10 Гбайт, подтверждающие рост производительности при использовании операций динамического сжатия.

Результаты выполнения тестов

Рост производительности ZIV при использовании динамического сжатия (компрессия файлов в три раза) подтверждает и прямая пересылка данных.

Запись и чтение данных

Следует отметить, что совсем не обязательно использовать все доступное для программ и данных пространство мобильного накопителя как один логический диск. Целесообразно разделить информационный объем жесткого диска, входящего в его состав, например, на две части: одну отдать под FAT32, другую — под NTFS. При этом существование раздела FAT32 позволит использовать устройство с компьютерами, управляемыми ОС, не поддерживающими альтернативную файловую систему. Вторая же часть жесткого диска, вообще говоря, не обязательно равная первой, обеспечит работу с теми компьютерами, чьи ОС лишены этого недостатка. Кстати, этим ОС будут доступны оба раздела, что позволит между ними перемещать сохраненную информацию. При этом, вероятно, нет необходимости снова обосновывать целесообразность использования процедуры динамического сжатия для раздела жесткого диска, связанного с NTFS.

Необходимое разделение жесткого диска, входящего в состав мобильного накопителя ZIV, можно сделать стандартными средствами, например, Windows 2000. Для этого следует создать сначала раздел FAT, который займет лишь часть места, а оставшееся информационное пространство отвести под раздел NTFS. Этот процесс иллюстрирует рис. 4.39, где представлен пример описанного разделения информационного пространства жесткого диска объемом 30 Гбайт (2,5-дюймовый жесткий диск производства фирмы Toshiba), входящего в состав одной из моделей мобильного накопителя ZIV.

В заключение необходимо отметить, что разработана и выпущена более мощная линейка моделей мобильного накопителя, получившая наименование ZIV 2 (предыдущая линейка была переименована в ZIV 1) и рассчитанная на интерфейс USB 2.0 при сохранении совместимости с USB 1.1. Благодаря своим техническим параметрам и потребительским свойствам мобильные накопители ZIV 1 и ZIV 2 пользуются заслуженной популярностью у широких слоев пользователей. Использование же динамического сжатия позволяет еще больше расширить функциональные возможности этих и аналогичных устройств.