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Traccia concentrica sulla superficie disco magnetico utilizzato per scrivere i dati.
Sulle piste concentriche del disco, il cui numero è uguale al numero di cifre del codice, viene applicata una maschera di codice che visualizza l'ordine degli uno e degli zeri in ogni cifra. Le tracce corrispondenti ai bit più significativi e meno significativi hanno rispettivamente il diametro più piccolo e quello più grande.
| Un dispositivo con dischi magnetici. |
Le informazioni vengono registrate lungo tracce concentriche 6 su sottili dischi magnetici / ricoperti da uno strato magnetico spesso diversi micron. Il pacco dischi è montato sull'albero 2 e messo in rotazione da un motore elettrico. Entrambe le superfici dei dischi funzionano. Di solito, solo le superfici esterne dei dischi esterni non vengono utilizzate per memorizzare le informazioni.
Ci sono 203 tracce concentriche sul disco.
Le informazioni sono registrate su 203 tracce concentriche, numerate da 0 a 202, a partire dal bordo del disco. Solitamente il disco utilizza le ultime 200 tracce, le altre sono di scorta per sostituire quelle difettose.
La densità di bit su tracce concentriche è diversa, a seconda della distanza dal centro del disco. La densità di registrazione dipende principalmente dalla qualità della superficie del disco e dalla purezza dell'aria. Densità di registrazione dischi moderni varia da 50.000 a 100.000 bit/cm.Per ottenere Alta qualità superficie e una purezza dell'aria sufficiente, i dischi sono ermeticamente sigillati, il che li protegge dallo sporco. Tali dischi sono chiamati dischi rigidi. Sono stati rilasciati per la prima volta da IBM.
Le informazioni vengono scritte (lette) lungo tracce concentriche su entrambi i lati del disco da testine magnetiche. Su ogni lato del disco è presente un gruppo di testine comandate da un blocco di leve che si muovono in senso orizzontale e garantiscono l'installazione di testine magnetiche su qualsiasi traccia del piano di lavoro dei dischi. Il numero di leve nel blocco è pari alla metà del numero di superfici di lavoro nella confezione, quindi l'accesso avviene contemporaneamente su tutte le superfici della confezione. Solo le testine di riproduzione o solo le testine di registrazione possono trasmettere dati alla volta.
Le informazioni su un tamburo magnetico si trovano su tracce concentriche e possono essere registrate in modo sequenziale, parallelo e parallelo-sequenziale. Le cifre appartenenti allo stesso gruppo vengono registrate in parallelo.
Le informazioni su un disco magnetico sono memorizzate su tracce concentriche. Di solito più dischi sono raggruppati in un pacchetto, quindi ogni numero di traccia corrisponde effettivamente a una serie di tracce: un cilindro situato sulle sezioni dei dischi con superfici cilindriche. Di norma, ciascun disco della confezione presenta una testa mobile associata al relativo meccanismo di posizionamento. In alcuni casi, più tracce vengono combinate in una zona; poi ogni zona ha la sua testa. Il disco magnetico ruota con velocità costante... La parola d'informazione sul disco ha coordinate tridimensionali: numero di traccia, numero di disco nel pacchetto e posizione angolare della parola.
Su un floppy disk, le informazioni sono registrate in 77 tracce concentriche. La traccia è suddivisa in 26 settori, ognuno dei quali può contenere 128 byte. Il disco settorizzato ha una capacità di superficie di 256 KB. La traccia 00 contiene una descrizione delle informazioni sul disco, le tracce 74 e 75 sono libere e 76 non viene utilizzata. I dischetti vengono consegnati all'utente in settori.
Prima serie disco fisso con una capacità di 16 KB è stato rilasciato da IBM nel 1973 e conteneva 30 cilindri magnetici con 30 tracce ciascuno. Gli sviluppatori dalla lingua tagliente hanno colto la somiglianza di questi numeri con il marchio "30/30", che corrisponde al nome dell'arma - "Winchester".
È un dispositivo di archiviazione per magnetico duro dischi.
L'elemento principale delle unità disco rigido (HDD - Disco rigido Drive) è una serie di lastre rigide in alluminio o vetro di forma rotonda - dischi. La superficie di un tale disco è ricoperta da un sottile strato di una sostanza che è in grado di trattenere rimanenza dopo l'esposizione a un campo magnetico esterno. Questo strato è chiamato di lavoro o magnetico e i dati registrati vengono memorizzati su di esso. L'unità è costituita da tali elementi.
- Dischi di trasmissione rotanti montati su un asse verticale comune.
- Testine di lettura/scrittura delle informazioni con la propria unità.
Il criterio principale per la qualità è densità di registrazione areale... La cifra moderna è 60-80 GB / piatto.
Qualsiasi disco rigido è costituito da tre blocchi principali. Quindi, considera quali sono i componenti strutture disco rigido .
Primo blocco- di fatto, lo stesso immagazzinamento delle informazioni - uno o più dischi di vetro (o metallo). La struttura del disco si presenta così: la superficie magnetica di ogni disco è suddivisa in concentrici" traccia", Che, a loro volta, sono divisi in segmenti - settori... Insieme ai binari, che hanno i loro numeri e settori, ci sono i cilindri. Un cilindro è una raccolta di tutte le piste coincidenti verticalmente su tutte le superfici di lavoro. Quindi, per scoprire quanti cilindri contiene un disco rigido, è sufficiente moltiplicare il numero di tracce per il numero totale di superfici di lavoro. In formattazione di basso livello disk, che viene eseguito nello stabilimento di produzione, all'inizio e alla fine di ogni settore, vengono create aree che contengono informazioni sui loro numeri e altre (informazioni di servizio). La dimensione del settore è di 571 byte, di cui 512 byte riservati ai dati utili per l'utente, altri - per l'intestazione (intestazione) o prefisso, che determina l'inizio e il numero del settore e la fine (trailer) o il suffisso in cui è scritto controllare la somma necessario per verificare l'integrità del disco.
Secondo blocco- meccanica del disco rigido, responsabile della rotazione dell'array pancake e del posizionamento preciso del sistema di lettura. Ad ogni superficie di lavoro dell'hard disk corrisponde una testina di lettura, e sono disposte verticalmente in una precisa colonna. Ciò significa che in un dato momento, tutte le teste sono su tracce con lo stesso numero. Cioè, funzionano all'interno di un cilindro.
Terzo blocco include ripieno elettronico - microcircuiti responsabili dell'elaborazione dei dati, correzione possibili errori e controllo della parte meccanica, nonché del chip di memoria cache.
Grappolo- Questa è l'area più piccola del disco allocata per un file o parte di esso. Ogni file occupa spazio su disco pari a un numero intero di cluster. In genere, un cluster è costituito da diversi settori.
Per dischi fissi la dimensione del cluster viene determinata durante la formattazione e dipende dalla versione del sistema operativo e dalla dimensione del disco. Ma lo spazio su disco è occupato in modo inefficiente. Ad esempio, è necessario salvare un file di 500 byte. Sapendo che ogni file può occupare spazio su un numero intero di cluster, in questo caso verrà occupato un cluster. Il file verrà scritto con perdita spazio sul disco.
Caratteristiche qualitative del disco rigido
Il settore cerca il tempo... Il tempo di ricerca del settore (tempo di latenza) è il tempo medio necessario affinché il settore desiderato sia sotto la testa dopo che è stato portato in pista. Il tempo di ricerca medio è pari alla metà del periodo di rotazione del disco e viene calcolato utilizzando la formula:
Tempo medio di ricerca = 1 / (giri motore al secondo * 2)
Cioè, a una velocità di 7200 giri / min. il tempo di ricerca è di 4,17 ms.
Velocità e specifiche di lettura dei dati... La velocità media di lettura dei dati è di circa 40-45 MB/s.
Il controllore è considerato essere scheda madre La specifica UDMA/33 è richiesta per fornire una velocità di lettura dei dati di almeno 33 MB/s. E le specifiche moderne, ad esempio UDMA/100 e UDMA/133, devono garantire almeno 100 e 133 MB/s.
La velocità di trasferimento dei dati determina la quantità di dati che possono essere trasferiti dal dispositivo di archiviazione al computer e viceversa entro un determinato periodo di tempo. La velocità di trasferimento dei dati è determinata da due fattori:
- Il modo in cui le unità sono collegate, ovvero le prestazioni dell'interfaccia.
- La velocità di lettura dei dati da parte delle teste.
Velocità di lettura(la chiamano velocità interna scambio di dati e sono misurati in MB/s) possono essere determinati dalla formula:
Velocità di lettura dei dati = numero di settori per traccia * 512 * * velocità del disco / 1.000.000.
Velocità di rotazione dei dischi misurato in giri / s, 512 - il numero di byte di dati nel settore.
Tempo medio di ricerca... Tempo medio di ricerca - il tempo medio durante il quale le testine si spostano da un cilindro all'altro. Questo indicatore dipende dal design dell'attuatore e dura fino a 10 ms.
Tempo medio di accesso... È definito come la somma del tempo medio di ricerca e del tempo di ritardo e caratterizza il tempo medio statistico necessario per accedere ai dati registrati su un settore arbitrario.
Velocità di rotazione del disco... Un indicatore direttamente correlato alla velocità di accesso e alla velocità di lettura dei dati. Ci sono parametri 5400 rpm, 7200 rpm. (IDE); 10.000 giri/min, 15.000 giri/min (SCSI).
I dischi rigidi sono collegati alla scheda madre tramite speciali cavi a nastro.
Tabella di allocazione dei file
Tabella di allocazione dei file Area del disco in cui vengono inseriti i numeri dei cluster occupati dai file. Questo non include i cluster che contengono informazioni di servizio(settori di avvio, tabella di allocazione dei file stessa e dati della directory principale). Sui sistemi operativi prodotto da Microsoft file popolare Sistema FAT(Tabella posizione file). È possibile creare un file system separato su ciascun disco logico. Pertanto, sullo stesso disco rigido possono esistere diversi tipi di file system.
File system popolari
GRASSO... Questo file system è utilizzato nei sistemi operativi MS DOS, Windows 3.x / 9.x / 2000, ME, XP, OS / 2.
HPFS... Il nome di questo file systemè passato da High Performance File System il che significa un file system altamente produttivo. Supportato da OS/2, sistemi operativi Windows NT.
NTFS... Il nome di questo file system deriva da Windows NT File System, il che significa che il file system di Windows NT / 2000 è supportato dal funzionamento Sistemi Windows NT/2000, XP.
Unità logiche
È noto che un computer assegna nomi logici A :, B :, C: a tutti i dischi, indipendentemente dal loro design. I nomi A :, B: sono assegnati per impostazione predefinita alle unità floppy. L'unità logica di sistema, quella su cui sistema operativo, viene assegnato il nome C:.
Lo spazio su disco rigido può essere suddiviso in partizioni e unità logiche. I sistemi operativi funzionano con unità logiche piuttosto che fisico.
Vantaggi dello sviluppo di dischi rigidi per più unità logiche:
- Lo spreco di spazio su disco è ridotto.
- La strutturazione dei dati è semplificata.
- Il processo di deframmentazione del disco, ricerca di virus, ecc. è semplificato.
Su un disco puoi salvare i programmi di lavoro, dall'altro - documentazione e archivi, giochi ( file di installazione). In caso di malfunzionamento, la perdita di informazioni è ridotta al minimo.
Struttura fisica FDD Settore 512 byte 79 corsia 0 corsia Lati - 2 corsie per lato - 80 (0-79) Settori per corsia - 18 Capacità del settore byte
1 settore Settore di avvio... Utilizzato se il disco è un disco di sistema 2 settori Nome file Indirizzo del primo settore Dimensione file, KB Data di creazione Ora di creazione ………………… Settore file Settore file D D D D D D2 E 69 D D1 E 71 ……………… ... 2662 settore Dati del primo file Numero del settore successivo Fine del file
Cluster Quando si scrivono file, verrà sempre utilizzato un numero intero di cluster, quindi la dimensione minima del file uguale alla taglia un cluster. Il file viene scritto in cluster liberi casuali. Ad esempio, File_1 può occupare i cluster 34, 35, 47, 48 e File_2 occupa i cluster 36 e 49.
Capacità di informazione FDD Numero di settori: 2 * 80 * 18 = 2880 Capacità di informazione totale: = 2880 * 512 = = byte = = 1440 KB = 1,40625 MB Capacità di informazione: = () * 512 = = 1,39 MB
TABELLA DEL POSIZIONAMENTO DEI FILE NTFS. Sistema di file per Windows. Consente di impostare diverse dimensioni del cluster (da 512 byte a 64 KB, 4 KB per impostazione predefinita). Utilizza il sistema di journaling per migliorare l'affidabilità del file system. Un file system journaled mantiene un elenco delle modifiche che apporterà al file system prima di scrivere effettivamente le modifiche. NTFS aumenta l'affidabilità e l'efficienza dello spazio su disco su FAT32. ext3 e ReiserFS. File system con journaling per il sistema operativo Unix. Un blocco ext3 (cluster) può avere una dimensione da 1 a 8 KB. In ReiserFS, i dati di più file possono essere archiviati in un blocco. La dimensione massima di un file system ReiserFS è 16 TB.
TABELLA DEL POSIZIONAMENTO DEI FILE HFS. File system con journaling gerarchico per Mac OS. CDFS. File system per lavorare con CD ottici e DVD, basato sullo standard ISO 9660, secondo il quale il nome del file non può superare i 32 caratteri e la profondità di annidamento delle cartelle - non più di 8 livelli. UDF. File system multisistema per lavorare con dischi ottici CD-RW e DVD ± RW.
FORMATTAZIONE DEI SUPPORTI D'INFORMAZIONE La formattazione della struttura fisica di un disco consiste nel creare tracce concentriche sul disco, le quali, a loro volta, sono suddivise in settori. Nel processo di formattazione, la testina magnetica dell'unità inserisce segni di tracce e settori in determinati punti del disco. La formattazione della struttura logica di un disco crea una directory principale e una tabella di allocazione dei file. Grande volume dischi fissi si consiglia di suddividere in sezioni, ad es. aree indipendenti del disco. Le partizioni possono essere formattate in vari file system e quindi vengono create unità logiche.
Formattazione completa veloce Dopo la formattazione completa, tutte le informazioni memorizzate sul disco verranno distrutte. Dopo una rapida formattazione, le informazioni, ovvero i file stessi, verranno salvate e, in linea di principio, è possibile ripristinare il file system. Formattazione veloce pulisce la directory principale e le tabelle di allocazione dei file. Formattazione completa include la creazione della struttura fisica e logica del disco
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2. Un dischetto a lato singolo ha una capacità di 360 KB. Quante tracce ci saranno sul disco se ognuna di esse contiene 9 settori e ogni settore contiene 1.024 caratteri dell'alfabeto di 32 caratteri? Soluzione: 1) N = 2 i; 32 = 2 io i = 5 bit - peso delle informazioni un carattere 2) = bit =: 8 = 5760 byte - la dimensione di una traccia 3): 5760 = 64 tracce
Problema 1. Quanto è grande un floppy disk a doppia faccia se ogni lato è diviso in 80 tracce con 15 settori per traccia? La dimensione di ogni settore è 4096 bit. Problema 2. Il testo scritto utilizzando un alfabeto di 32 caratteri occupa 10 settori interi su un floppy disk da 300 KB a lato singolo. Il dischetto è suddiviso in 40 tracce con 15 settori. Quanti caratteri contiene questo testo? Problema 3. A causa del danneggiamento di un dischetto a doppia faccia, il 20% dei settori era difettoso, pari a un byte. Quanto è grande il dischetto? Attività 4. Su quanti dischi floppy con una capacità di 1440 KB possono essere posizionati contenuto di hard disco con un volume di 0,5 GB?
Compiti a casa pp domande
Dischi magnetici i computer vengono utilizzati per l'archiviazione a lungo termine delle informazioni (non vengono cancellate quando il computer viene spento). In questo caso, nel corso del lavoro, i dati possono essere cancellati, mentre altri possono essere scritti.
Ci sono hard disk e floppy disk. Tuttavia, i floppy disk sono ora usati molto raramente. I floppy disk erano particolarmente popolari negli anni '80 e '90 del secolo scorso.
Dischetti(floppy disk), a volte chiamati floppy disk (floppy disk), sono dischi magnetici racchiusi in cassette di plastica quadrate che misurano 5,25 "(133 mm) o 3,5" (89 mm). I floppy disk consentono di trasferire documenti e programmi da un computer a un altro, archiviare informazioni, fare copie d'archivio informazioni contenute nel disco rigido.
Le informazioni su un disco magnetico vengono scritte e lette da testine magnetiche lungo tracce concentriche. Quando si scrivono o si leggono informazioni, il disco magnetico ruota attorno al proprio asse e la testina viene portata sulla traccia desiderata utilizzando un meccanismo speciale.
I floppy disk da 3,5 pollici hanno una capacità di 1,44 MB. Questo tipo i floppy disk sono i più comuni al giorno d'oggi.
A differenza dei floppy disk disco fisso consente di memorizzare grandi quantità di informazioni. Capacità dei dischi rigidi computer moderni possono essere terabyte.
Il primo disco rigido è stato creato da IBM nel 1973. Ha permesso di memorizzare fino a 16 MB di informazioni. Poiché questo disco aveva 30 cilindri, divisi in 30 settori, fu designato come 30/30. Per analogia con i fucili automatici, che hanno un calibro di 30/30, questo disco ha ricevuto il soprannome di "Winchester".
Un disco rigido è una scatola di ferro sigillata che ospita uno o più dischi magnetici insieme a un gruppo testina di lettura/scrittura e un motore elettrico. Quando accendi il computer, il motore elettrico fa girare il disco magnetico fino a alta velocità(diverse migliaia di giri al minuto) e il disco continua a ruotare finché il computer è acceso. Sopra il disco, speciale testine magnetiche che scrivono e leggono le informazioni allo stesso modo dei floppy disk. Le teste galleggiano sopra il disco a causa della sua elevata velocità di rotazione. Se le testine toccassero il disco, la forza di attrito causerebbe rapidamente il cedimento del disco.
I seguenti concetti vengono utilizzati quando si lavora con i dischi magnetici.
Traccia- un cerchio concentrico su un disco magnetico, che è la base per la registrazione delle informazioni.
CilindroÈ un insieme di tracce magnetiche posizionate una sopra l'altra su tutte le superfici di lavoro dei dischi del disco rigido.
Settore- una sezione della pista magnetica, che è una delle principali unità di registrazione delle informazioni. Ogni settore ha il suo numero.
Grappolo - elemento minimo disco magnetico, che viene gestito dal sistema operativo quando si lavora con i dischi. Ogni cluster è composto da diversi settori.
