рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Накопители на жестких магнитных дисках

Накопители на жестких магнитных дисках - раздел Компьютеры, АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА В Качестве Накопителей На Жестких Магнитных Дисках (Нжмд) Широкое Расп...

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) широкое распространение в ПК получили накопители типа "винчест ер".

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска ем-
костью 16 Кбайт (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало
с калибром "30/30" известного охотничьего ружья "Винчестер".

В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов
алюминия или из керамики и покрытых ферролаком, вместе с блоком магнитных головок
считывания/записи помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей
благодаря чрезвычайно плотной записи, получаемой в таких несъемных конструкциях, до-
стигает нескольких тысяч мегабайт; быстродействие их также значительно более высокое,
нежели у НГМД.

Максимальные значения на 1995 г.:

• емкость 5000 Мбайт (стандарт емкости на 1995 г. — 850 Мбайт);

• скорость вращения 7200 об./мин;

• время доступа — 6 мс;

• трансфер — 11 Мбайт/с.

НЖМД весьма разнообразны. Диаметр дисков чаще всего 3,5" (89 мм), но есть и другие, в частности 5,25" (133 мм) и 1,8" (45 мм). Наиболее распространенная высота корпуса
дисковода 25 мм у настольных ПК, 41 мм •— у машин-серверов, 12 мм — у портативных ПК
и др.

В современных винчестерах стал использоваться метод зонной записи. В этом случае
все пространство диска делится на несколько зон, причем во внешних зонах секторов размещается больше данных, чем во внутренних. Это, в частности, позволило увеличить емкость жестких дисков примерно на 30%.

Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в
себя дорожки и сектора, над ним должна быть выполнена процедура, называемая физическим, или низкоуровневым, форматированием (physical, или low-level formatting). В ходе выполнения этой процедуры контроллер записывает на носитель служебную информацию,
которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их. Форматирование


низкого уровня предусматривает и маркировку дефектных секторов для исключения обра-
щения к ним в процессе эксплуатации диска.

Максимальная емкость и скорость передачи данных существенно зависят от интер-
фейса, используемого накопителем.

Распространенный сейчас интерфейс AT Attachment (ATA), широко из-
вестный и под именем Integrated Device Electronics (IDE), предложенный в 1988 г. пользова-
телям ПК IBM PC/AT, ограничивает емкость одного накопителя 504 Мбайтами (эта емкость
ограничена адресным пространством традиционной адресации "головка — цилиндр —
сектор": 16 головок * 1024 цилиндра * 63 сектора * 512 байт в секторе = 504 Кбайта =
= 528 482 304 байта) .и обеспечивает скорость передачи данных 5 - 10 Мбайт/с.

Интерфейс Fast А ТА-2 или Enhanced IDE (EIDE), использующий как тради-
ционную (но расширенную) адресацию по номерам головки, цилиндра и сектора, так и ад-
ресацию логических блоков (Logic Block Address LBA), поддерживает емкость диска до
2500 Мбайт и скорость обмена до 16 Мбайт/с. С помощью EIDE к материнской плате может
подключаться до четырех накопителей, в том числе и CD-ROM, и НКМЛ. Для старых вер-
сий BIOS для поддержки EIDE нужен специальный драйвер.

Наряду с АТА и АТА-2 широко используются и две версии более сложных дисковых
интерфейсов Small Computer System Interface (интерфейс малых ком-
пьютерных систем): SCSI и SCSI-2. Их достоинства: высокая скорость передачи дан-
ных (интерфейс Fast Wide SCSI-2 и ожидаемый в ближайшее время интерфейс SCSI-3
поддерживают скорость до 40 Мбайт/с), большое количество (до 7 шт.) и максимальная ем-
кость подключаемых накопителей. Их недостатки: высокая стоимость (примерно в 5-
10 раз дороже АТА), сложность установки и настройки. Интерфейсы SCSI-2 и SCSI-3 рас-
считаны на использование в мощных машинах-серверах и рабочих станциях.

Для повышения скорости обмена данными процессора с дисками НЖМД следует кэ-
шировать. КЭШ-память для дисков имеет то же функциональное назначение, что и КЭШ
для основной памяти, т.е. служит быстродействующим буфером памяти для кратковремен-
ного хранения информации, считываемой или записываемой на диск. КЭШ-память может
быть встроенной в дисковод, а может создаваться программным путем (например, драйве-
ром Microsoft Smartdrive) в оперативной памяти. Скорость обмена данными процессора с
КЭШ-памятью диска может достигать 100 Мбайт/с.

В ПК имеется обычно один, реже несколько накопителей на жестких магнитных дис-
ках, Однако в MS DOS (MicroSoft Disk Operation System — дисковая операционная система
фирмы Microsoft) программными средствами один физический диск может быть раз-
делен на несколько "логических" дисков; тем самым имитируется несколько НМД на
одном накопителе.

Дисковые массивы RAID

В машинах-серверах баз данных и в суперЭВМ часто применяются дисковые масси-
вы RA ID
(Redundant Array of Independent Disks — матрица с резервируемыми независи-
мыми дисками), в которых несколько накопителей на жестких дисках объединены в один
большой логический диск, при этом используются основанные на введении информацион-
ной избыточности методы обеспечения достоверности информации, существенно повы-
шающие надежность работы системы (при обнаружении искаженной информации она
автоматически корректируется, а неисправный накопитель в режиме Plug and Play (вставляй
и работай) замещается исправным).


Существует несколько уровней базовой компоновки массивов RAID:

1-й уровень включает два диска, второй из которых является точной копией первого;

2-й уровень использует несколько дисков специально для хранения контрольных
сумм и обеспечивает самый сложный функционально и самый эффективный метод исправления ошибок;

3-й уровень включает четыре диска: три информационных, а четвертый хранит
контрольные суммы, обеспечивающие исправление ошибок в первых трех;

4-й и 5-й уровни используют диски, на каждом из которых хранятся свои собственные контрольные суммы.

Дисковые массивы второго поколения — RAID6 и RAID7. Последние могут объединять до 48 физических дисков любой емкости, формирующих до 120 логических дисков; имеют внутреннюю КЭШ-память до 256 Мбайт и разъемы для подключения внешних интерфейсов типа SCSI, Внутренняя шина X-bus имеет пропускную способность 80 Мбайт/с
(для сравнения: трансфер SCSI-3 до 40 Мбайт/с, а скорость считывания с физического диска
до 5 Мбайт/с).

Среднее время наработки на отказ в дисковых массивах RAID — сотни тысяч часов, а ж
при 2-м уровне компоновки — до миллиона часов. В обычных НМД эта величина не превышает тысячи часов. Информационная емкость дисковых массивов RAID — от 3 до
700 Гбайт (максимальная достигнутая в 1995 г. емкость дисковых накопителей 5,5 Тбайта =
=5500 Гбайт).

Применяются и НЖМД со сменными пакетами дисков (накопители
Бернулли),
использующие пакеты из дисков диаметром 133 мм, они имеют емкость от 20 до •
230 Мбайт и меньшее быстродействие, но более дорогие, чем винчестеры. Основное их достоинство: возможность накопления и хранения пакетов вне ПК,

Основные направления улучшения характеристик НМД:

• использование высокоэффективных дисковых интерфейсов (EIDE, SCSI);

• использование более совершенных магнитных головок, позволяющих увеличить плотность записи и, следовательно, емкость диска и трансфер (без увеличения скорости
вращения диска);

• применение зонной записи, при которой на внешних дорожках диска размещается
больше данных, нежели на внутренних;

• эффективное кэширование диска.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

ИНФОРМАЦИОННО ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ... ГЛАВА ФУНКЦИОНАЛЬНО СТРУКТУРНАЯ... МИКРОПРОЦЕССОРЫ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Накопители на жестких магнитных дисках

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Персональный компьютер (ПК) стал обязательным атрибутом в любом современном офисе. Это основная техническая база информационной технологии. Профессионалы, работающие вне компьютерной сферы,

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ
Системысчисления и формыпредставления чисел Информация в ЭВМ кодируется, как правило, в двоичной или в двоично-десятичной системе счисления.

Коды ASCII
Распакованный формат представления двоично-десятичных чисел (иногда его называют "зонный") является следствием использования в ПК ASCII-кода для представления сим- вольной информа

Основы алгебры логики
Для анализа и синтеза схем в ЭВМ при алгоритмизации и программировании решения задач широко используется математический аппарат алгебры логики. Алгебра логики— это раз

Логический синтез вычислительных схем
Рассмотрим логический синтез (создание) вычислительных схем на примере одно- разрядного двоичного сумматора, имеющего два входа (V и "Ь") и два выхода ("$" и &

ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭВМ
Структура и виды команд Решение задач на ЭВМ реализуется программным способом, т. е. путем выполнения последовательно во времени отдельных операций над информацией, предус

Состав машинных команд
Современные ЭВМ автоматически выполняют несколько сотен различных команд. Например, стандартный набор современных ПК содержит около 240 машинных команд. Все машинные команды можно разделить на груп

ОСНОВНЫЕ БЛОКИ ПК И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ Понятие архитектуры и структуры
Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможно

Структура персонального компьютера
Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК (рис. 4.2). Примечание, Здесь и далее организация ПК рассматривается применительно к самым распространенным в нас

Элементы конструкции ПК
Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства; дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.

Характеристика виутримашинного системного интерфейса
Внутримашинный системный интерфейс - - система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой -- представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряже

Шины расширений
Шина Multibus 1 имеет две модификации: PC/XT bus (Personal Computer extended Technology — ПК с расширенной технологией) и PC/AT bus (PC Advanced Technology - ПК с усовершенствованной

Локальные шины
Современные вычислительные системы характеризуются: • стремительным ростом быстродействия микропроцессоров (например, МП Pentium может выдавать данные со скоростью 528 Мбайт/с по 64-ра

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПК
Основными характеристиками ПК являются: 1. Быстродействие, производительность, тактовая частота, Единицами измерения быстродействия служат: • МИПС (MIPS — Mega Instruct

ТИПЫ МИКРОПРОЦЕССОРОВ Общая характеристика
Микропроцессор,иначе, центральный процессор — Central Processing (CPU) — функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в вид

Микропроцессоры типа CISC
Большинство современных ПК типа IBM PC (International Business Machine) используют МП типа CISC, характеристики наиболее распространенных из них приведены в табл. 4.5, Таблица 4

Микропроцессоры типа RISC
Микропроцессоры типа RISC содержат набор только простых, чаще всего встречающих- ся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микро- процессоре произво

Устройство управления
Устройство управления является функционально наиболее сложным устройством ПК. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины. Упро

Арифметико-логическое устройство
Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения ариф- метических и логических операций преобразования информации. Функционально АЛУ (рис. 4.6) состоит обычно из дв

Микропроцессорная память
Микропроцессорная память — память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПД т.е. время, необходимое на поиск, запись или считывание информации из э

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТЫ БЛОКОВ ПК
Программа хранится во внешней памяти ПК, При запуске программы в работу пользователь выдает запрос на ее исполнение в дисковую операционную систему (DOS — Disk Operation System) компьютер

РЕГИСТРОВАЯ КЭШ-ПАМЯТЬ
Регистровая КЭШ-памятъ — высокоскоростная память сравнительно большой емкости, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. Создавать ее целесоо

Логическая структура основной памяти
Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный (отличный от всех других) адрес. Основная память имеет для ОЗУ и ПЗУ единое адресное пространство. Адресное пространство определяет ма

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ
Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства весьма ракообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принц

Накопители на гибких магнитных дисках
На гибком магнитном диске (дискете) магнитный слой наносится на гибкую основу. Используемые в ПК ГМД имеют форм-фактор 5,25" и 3,5". Емкость ГМД колеблется в пределах от 180 Кбайт

Накопители на оптических дисках
В последние годы все большее распространение получают накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам (используются компакт-диски диаметром 3,5" и 5,25"), больш

Накопители на магнитной ленте
Накопители на магнитной ленте были первыми ВЗУ вычислительных машин. В универсальных ЭВМ широко использовались и используются накопители на бобинной магнитной ленте, а в персональ

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Итак, персональные ЭВМ имеют четыре иерархических уровня памяти: микропроцессорную память, регистровую КЭШ-память, основную память, внешнюю память. Две важнейшие характеристики (емкость памя

КЛАВИАТУРА
Клавиатура — важнейшее для пользователя устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных, команд и управляющих воздействий в ПК. На клавишах нанесены буквы латинского и русского алф

ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера (адаптера). Видеоконтроллеры входят в состав системного блока ПК (находятся на видеокарте, устанавливаем

Видеоконтроллеры
Видеоконтроллеры (видеоадаптеры) являются внутрисистемными устройст- вами, непосредственно управляющими мониторами и выводом информации на их экран. Видеоконтроллер содержит: схему у

ПРИНТЕРЫ
Принтеры (печатающие устройства) — это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы (буквы, цифры, знаки и т.п.)

СКАНЕРЫ
Сканер — это устройство ввода в ЭВМ информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую графическую информацию. Скан

Общие положения
Условно все компьютеры можно разделить на две группы: • ПК группы Brand Name, собранные в широко известных фирмах, часто производите- лях основных блоков компьютера, гарантирующих высо

Выбор блоков и устройств персонального компьютера
Микропроцессор. Микропроцессоры быстро совершенствуются, изменяются и ... устаревают. Популярные еще несколько лет назад МП 80286 сейчас уже практически для серьезных прикладных программ неприг

Принятые в рекламе условные обозначения параметров ПК
В заключение "расшифруем" рекламное объявление о продаже компьютера: Compaq: Intel Pentium-100 /Cache 256 Kb/ RAMS Mb/ 4PCI.2ISA, 1 Combo PCI/ISA/HDD 850 Mb Enhanced IDE

КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ
Адаптер (контроллер) Адрес операнда Адресное пространство Алгебра логики Алгоритм Арифметико-логическое устройст- во (АЛУ) Архитектура

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Что такое система счисления? 2. Как представляются числа в форме с фиксированной и плавающей запятой? 3. Что такое: бит, байт, килобайт, мегабайт? 4. Каковы структура

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги