Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:computer_science:question41

Вопрос №41 Внешние запоминающие устройства на жестких магнитных дисках.

Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных.

Такие устройства называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства) – это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (то есть, не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации. К ним относятся накопители на магнитной ленте, накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски.

Накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive) - так называемые винчестеры. По сравнению с дискетами имеют несколько преимуществ: объем записываемой информации, скорость чтения/записи также намного больше, высокая надежность. HDD существуют в виде внутренних и внешних (переносных) устройств.

Винчестер

Поверхность диска рассматривается как последовательность точечных позиций, каждая из которых считается битом и может быть установлена в 0 или 1. Так как расположения точечных позиций определяется неточно, то для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают записывающему устройству находить позиции записи. Процесс нанесения таких меток называется физическим форматированием и является обязательным перед первым использованием накопителя. Винчестеры имеют очень большую ёмкость : от сотен Мегабайт (самые старые) до десятков терабайт.

Структурные элементы винчестера

На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические окружности (по ним располагаются синхронизирующиеся метки). Каждая концентрическая окружность называется дорожкой. Группы дорожек (треков) одного радиуса, расположенных на поверхностях магнитных дисков, называются цилиндрами.

Номер цилиндра совпадает с номером образующей дорожки. HDD могут иметь по несколько десятков тысяч цилиндров.

Каждая дорожка разбивается на секторы. Сектор – наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Нумерация секторов начинается с 1. Для того чтобы контроллер диска мог найти на диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса сектора : номер цилиндра, номер поверхности, номер сектора ([c-h-s]).

Операционная система при работе с диском использует, как правило, собственную единицу дискового пространства, называемую кластером. Кластер (ячейка размещения данных) - объем дискового пространства, участвующий в единичной операции чтения/записи, осуществляемой операционной системой.

Физические размеры

Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, называемым форм-фактор. HDD с форм-фактором 3,5” имеют стандартные размеры корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту (Slimline).

Типы винчестеров

Существуют несколько типов винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI.

  • MFM, RLL, ESDI-винчестеры сегодня уже не устанавливаются в PC. Они использовались на машинах типа ХТ и 286АТ. ESDI принадлежали к первым HDD достигшим емкости 100 Мб, и использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.
  • IDE (Integrated Drive Electronics). Главное отличие от предыдущих типов выражается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Это преимущество проявляется при приеме и передачи информации, в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD.
  • SCSI(Small Computer System Interface)-винчестеры имеют самую высокую скорость обмена данными. Их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью.

Основные характеристики

  • Емкость винчестера – его основная характеристика. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб, но требования программного обеспечения постоянно растут, поэтому жесткий диск придется менять раз в 1-2 года в зависимости от то того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер.
  • Время доступа, необходимое HDD для поиска любой информации на диске. Среднее время доступа, на сегодняшний день, для лучших IDE и SCSI дисков - это значение меньше 10 мс. Среднее время поиска – время в течение которого магнитные головки перемещаются от одного цилиндра к другому. Главным образом зависит от механизма привода головок, а не от интерфейса. Скорость передачи данных, зависит от количества байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин. Самые современные HDD – 7200 об./мин).
  • Время безотказной работы. Производители дают гарантию надежности устройства, которая обычно составляет 20000-500000 часов. Наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не важным, так как винчестер морально устареет раньше чем физически.
  • Кэш-память винчестера – ячейки памяти, размещенные на контроллере винчестера, существенно влияет на скорость работы винчестера, работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться от 64 Кб до 1024 Кб.
  • Энергопотребление и хрупкость, были у ВАПа в лекции. Ничего про них там нет, так что похуй.

Съемные жесткие диски

Съемные/внешние/переносные жесткие диски по характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой им служат накопители со сменными дисками: в отличии от съемных винчестеров подвижным является лишь непосредственно носитель информации, функционально напоминают накопители на жестких дисках, но существенно превосходят их по характеристикам. Объем записываемой информации варьируется от 100 Мб, до 1 Гб, среднее время доступа 10-30 мс, средняя скорость обмена 4-6 Мб/сек. Не существует производственных стандартов на данный вид ВЗУ, но наиболее распространены накопители серии Jaz и Zip фирмы iOmega.

examination/computer_science/question41.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:15 (внешнее изменение)