Pagina 1
Pistă concentrică la suprafață disc magnetic, folosit pentru înregistrarea datelor.
Pe pistele concentrice ale discului, al căror număr este egal cu numărul de biți de cod, se aplică o mască de cod, afișând ordinea unuurilor și a zerourilor în fiecare bit. Urmele corespunzătoare cifrelor cele mai semnificative și cele mai puțin semnificative au diametrul cel mai mic și, respectiv, cel mai mare.
| Un dispozitiv cu discuri magnetice. |
Informațiile sunt înregistrate de-a lungul pistelor concentrice 6 pe discuri magnetice subțiri / acoperite cu un strat magnetic gros de câțiva microni. Pachetul de discuri este instalat pe arborele 2 și antrenat de un motor electric. Ambele suprafețe ale discurilor funcționează. De obicei, numai suprafețele exterioare ale discurilor exterioare nu sunt folosite pentru stocarea informațiilor.
Discul are 203 piste concentrice.
Informațiile sunt înregistrate pe 203 piste concentrice, numerotate de la 0 la 202, începând de la marginea discului. De obicei, cele 200 de piese exterioare de pe un disc sunt folosite, restul sunt de rezervă pentru a le înlocui pe cele defecte.
Densitatea de biți pe piste concentrice variază în funcție de distanța de la centrul discului. Densitatea de înregistrare depinde în principal de calitatea suprafeței discului și de curățenia aerului. Densitatea de înregistrare unități moderne variază de la 50.000 la 100.000 de biți/cm.Pentru a realiza Calitate superioară suprafata si puritate suficienta a aerului, discurile sunt sigilate ermetic, ceea ce le protejeaza de murdarie. Astfel de discuri se numesc hard disk. Au fost lansate pentru prima dată de IBM.
Informațiile sunt scrise (citite) de-a lungul pistelor concentrice de pe ambele părți ale discului de capete magnetice. Pe fiecare parte a discului se afla un grup de capete controlate de un bloc de parghii care se misca orizontal si asigura instalarea capetelor magnetice pe orice pista a suprafetei de lucru a discului. Numărul de pârghii din bloc este egal cu jumătate din numărul de suprafețe de lucru din pachet, astfel încât accesul este asigurat simultan pe toate suprafețele pachetului. Doar capetele de redare sau numai capetele de înregistrare pot transmite date la un moment dat.
Informațiile despre un tambur magnetic se află pe piste concentrice și pot fi înregistrate în moduri seriale, paralele și paralel-seriale. Biții aparținând aceluiași grup se scriu în paralel.
Informațiile de pe un disc magnetic sunt stocate pe piste concentrice. De obicei, mai multe discuri sunt grupate într-un pachet, apoi fiecare număr de pistă corespunde de fapt unui set de piste - un cilindru situat pe secțiunile transversale ale discurilor cu suprafețe cilindrice. Fiecare disc din pachet are de obicei un cap mobil asociat cu un mecanism de poziționare corespunzător. În unele cazuri, mai multe piste sunt combinate într-o zonă; atunci fiecare zonă are propriul cap. Discul magnetic se rotește cu viteza constanta. Un cuvânt de informații de pe un disc are coordonate tridimensionale: numărul piesei, numărul discului din pachet și poziția unghiulară a cuvântului.
Pe o dischetă, informațiile sunt înregistrate pe 77 de piste concentrice. Piesa este împărțită în 26 de sectoare, fiecare dintre acestea putând fi scris pe 128 de octeți. Capacitatea suprafeței unui disc sectorizat este de 256 KB. Piesa 00 conține o descriere a informațiilor de pe disc, piesele 74 și 75 sunt de rezervă, iar 76 nu este folosit. Dischetele sunt livrate utilizatorului marcate în sectoare.
Primul serial HDD cu o capacitate de 16 kbytes a fost lansat de IBM în 1973 și conținea 30 de cilindri magnetici a câte 30 de piste fiecare. Dezvoltatorii cu limbă ascuțită au prins asemănarea acestor numere cu marca „30/30”, care corespunde numelui armei - „Winchester”.
este un dispozitiv de stocare a informațiilor magnetic dur discuri.
Elementul principal al hard disk-urilor (HDD) Hard disk Drive) este mai multe plăci rotunde rigide din aluminiu sau sticlă - discuri. Suprafața unui astfel de disc este acoperită cu un strat subțire de substanță care se poate conserva magnetizare reziduală după expunerea la un câmp magnetic extern. Acest strat se numește strat de lucru sau strat magnetic și datele înregistrate sunt stocate pe el. Dispozitivul de stocare este format din următoarele elemente.
- Discuri cu o unitate rotativă, care sunt montate pe o axă verticală comună.
- Se îndreaptă spre citirea/scrierea informațiilor cu propria unitate.
Principalul criteriu de calitate este densitatea de înregistrare a suprafeței. Cifra actuală este de 60-80 GB/placă.
Orice hard disk este format din trei blocuri principale. Deci, să ne uităm la care sunt componentele structurilor hard disk .
Primul bloc- de fapt, stocarea de informații în sine este una sau mai multe discuri din sticlă (sau metal). Structura discului arată astfel: suprafața magnetică a fiecărui disc este împărțită în concentrice " urme", care, la rândul lor, sunt împărțite în segmente - sectoare. Alături de șenile, care au propriul număr, și sectoare, există cilindri. Un cilindru este un set de toate pistele verticale care coincid unele cu altele de-a lungul tuturor suprafețelor de lucru. Astfel, pentru a afla câți cilindri conține un hard disk, trebuie pur și simplu să înmulțiți numărul de piste cu numărul total de suprafețe de lucru. La formatare la nivel scăzut disc, care se execută la uzina de producție, la începutul și la sfârșitul fiecărui sector, sunt create zone care conțin informații despre numerele acestora și alte lucruri (informații de serviciu). Dimensiunea sectorului este de 571 octeți, dintre care 512 octeți sunt alocați pentru datele utile utilizatorului, ceilalți pentru antet sau prefix, care determină începutul și numărul sectorului și finalul (trailerul) sau sufixul în care este scris. verifica suma, necesar pentru verificarea siguranței discului.
Al doilea bloc— mecanica hard disk-ului, care este responsabilă de rotația matricei de „clătite” și de poziționarea precisă a sistemului capului de citire. Fiecare suprafață de lucru a hard disk-ului corespunde unui cap de citire și sunt plasate vertical într-o coloană precisă. Aceasta înseamnă că, în orice moment, toate capetele sunt pe piste cu același număr. Adică lucrează într-un singur cilindru.
Al treilea bloc include umplerea electronică - microcircuite responsabile cu prelucrarea datelor, corectare posibile eroriși control mecanic, precum și cipuri de memorie cache.
Cluster este cea mai mică zonă a discului care este alocată pentru un fișier sau o parte a acestuia. Fiecare fișier ocupă spațiu pe disc egal cu un număr întreg de clustere. De obicei, un cluster este format din mai multe sectoare.
Pentru hard disk-uri Mărimea clusterului este determinată în timpul formatării și depinde de versiunea sistemului de operare și de dimensiunea discului. Dar spațiul pe disc este folosit ineficient. De exemplu, trebuie să salvați un fișier de 500 de octeți. Știind că fiecare fișier poate ocupa spațiu pe un număr întreg de clustere, atunci în acest caz un cluster va fi ocupat. Fișierul va fi scris cu pierdere spatiu pe disc.
Caracteristici de calitate a hard diskului
Timp de căutare a sectorului. Timpul de căutare a sectorului (timpul de latență) este timpul mediu necesar pentru ca sectorul dorit să fie sub cap după ce este adus pe pistă. Timpul mediu de căutare este egal cu jumătate din perioada de rotație a discului și este calculat prin formula:
Timp mediu de căutare = 1/(rotații motor pe secundă*2)
Adică la o viteză de rotație de 7200 rpm. timpul de căutare este de 4,17 ms.
Viteza de citire a datelor și specificațiile. Viteza medie de citire a datelor este de aproximativ 40-45 MB/s.
Se crede că controlorul este placa de baza Specificația UDMA/33 trebuie să ofere o viteză de citire a datelor de cel puțin 33 MB/s. Și specificațiile moderne, de exemplu, UDMA/100 și UDMA/133 trebuie să garanteze cel puțin 100 și 133 MB/s.
Viteza de transfer de date determină cantitatea de date care poate fi transferată de pe unitate la computer și înapoi în anumite perioade de timp. Viteza de transfer de date este determinată de doi factori:
- Metoda de conectare a unităților, adică performanța interfeței.
- Viteza citirii datelor de către șefi.
Viteza de citire a datelor(o cheamă viteza internă schimbul de date și măsurat în MB/s) poate fi determinat prin formula:
Viteza de citire a datelor = numărul de sectoare pe pistă * 512 * * viteza de rotație a discului / 1.000.000.
Viteza de rotație a discului măsurat în rps, 512 este numărul de octeți de date din sector.
Timp mediu de căutare. Timpul mediu de căutare este timpul mediu în care capetele se deplasează de la un cilindru la altul. Acest indicator depinde de designul unității capului și este de până la 10 ms.
Timp mediu de acces. Este definit ca suma timpului mediu de căutare și a timpului de întârziere și caracterizează timpul mediu necesar pentru a obține acces la datele înregistrate pe un sector arbitrar.
Viteza de rotație a discului. Un indicator direct legat de viteza de acces și viteza de citire a datelor. Sunt parametrii 5400 rpm, 7200 rpm. (IDE); 10000 rpm, 15000 rpm (SCSI).
Hard disk-urile sunt conectate la placa de bază folosind cabluri speciale.
Tabelul de alocare a fișierelor
Tabelul de alocare a fișierelor- aceasta este o zonă de pe disc în care sunt introduse numerele clusterelor care se ocupă de fișiere. Aceasta nu include clustere care conțin informatii oficiale(sectoare de pornire, tabelul de alocare a fișierelor în sine și datele directorului rădăcină). În sistemele de operare produs de Microsoft fișier popular Sistemul FAT(Tabelul locației fișierelor). Un sistem de fișiere separat poate fi creat pe fiecare unitate logică. Astfel, mai multe tipuri de sisteme de fișiere pot exista pe un hard disk.
Sisteme de fișiere populare
GRAS. Acest sistem de fișiere este utilizat în sistemele de operare MS DOS, Windows 3.x/9.x/2000, ME, XP, OS/2.
HPFS. Numele acestuia Sistemul de fișiere a venit de la High Performance Sistemul de fișiere, ceea ce înseamnă un sistem de fișiere de înaltă performanță. Suportat de sistemele de operare OS/2 și Windows NT.
NTFS. Numele acestui sistem de fișiere provine de la Windows NT File System, ceea ce înseamnă că sistemul de fișiere Windows NT/2000 este acceptat de sistemele de operare sisteme Windows NT/2000, XP.
Unități logice
Se știe că computerul atribuie nume logice A:, B:, C: tuturor discurilor, indiferent de designul acestora. Numele A:, B: sunt atribuite implicit unităților de dischetă. Unitatea logică a sistemului, cea pe care sistem de operare, i se atribuie numele C:.
Spațiul pe hard disk poate fi împărțit în partiții și unități logice. Sistemele de operare funcționează cu unități logice, și nu cu cele fizice.
Avantajele dezvoltării hard disk-urilor pe mai multe unități logice:
- Risipirea spațiului pe disc este redusă.
- Structurarea datelor este simplificată.
- Procesul de defragmentare a discului, scanarea virușilor etc. este simplificat.
Pe un disc puteți salva programe de lucru, pe celălalt - documentație și arhive, jocuri ( fișiere de instalare). În cazul unei defecțiuni, pierderea de informații este redusă la minimum.
Structura fizică a sectorului FDD 512 octeți 79 piese 0 piese Laturi – 2 piese pe o parte – 80 (0-79) sectoare pe o pistă – 18 octeți de capacitate sector
1 sector Sectorul de boot. Folosit dacă discul este de sistem Al 2-lea sector Nume fișier Adresa primului sector Dimensiunea fișierului, KB Data creării Ora creării …………………Sector fișier Sectorul fișierului D D D D D D2 E 69 D D1 E 71 …………… … … 2662 sector Datele primului fișier Numărul următorului sector Sfârșitul fișierului
Clustere Când scrieți fișiere, un număr întreg de clustere va fi întotdeauna ocupat, astfel încât dimensiunea minimă a fișierului egal cu dimensiunea un grup. Fișierul este scris în clustere libere arbitrare. De exemplu, File_1 poate ocupa clusterele 34, 35, 47, 48 și File_2 poate ocupa clusterele 36 și 49.
Capacitate de informații FDD Număr de sectoare: 2 * 80 * 18 = 2880 Capacitate totală de informații: = 2880 * 512 = = octet = = 1440 Kbyte = 1,40625 MB Capacitate de informații: = () * 512 = = 1,39 MB
TABEL DE ALOCARE FIȘIERE NTFS. Sistem de fișiere pentru sistemul de operare Windows. Vă permite să setați diferite dimensiuni de cluster (de la 512 octeți la 64 KB, implicit 4 KB). Utilizează un sistem de jurnalizare pentru a îmbunătăți fiabilitatea sistemului de fișiere. Un sistem de fișiere jurnal menține o listă a modificărilor pe care le va face sistemului de fișiere înainte de a scrie efectiv modificările. NTFS, în comparație cu FAT32, crește fiabilitatea și eficiența utilizării spațiului pe disc. ext3 și ReiserFS. Sisteme de fișiere jurnalizate pentru sistemul de operare Unix. Un bloc ext3 (cluster) poate avea o dimensiune de la 1 la 8 KB. În ReiserFS, datele din mai multe fișiere pot fi plasate într-un singur bloc. Dimensiunea maximă a sistemului de fișiere ReiserFS este de 16 TB.
TABEL DE ALOCARE FIȘIERE NFS. Sistem de fișiere de jurnal ierarhic pentru Mac OS. CDFS. Sistem de fișiere pentru lucrul cu CD-uri optice și DVD-uri, bazat pe standardul ISO 9660, conform căruia numele fișierului nu poate depăși 32 de caractere, iar adâncimea de imbricare a folderelor nu este mai mare de 8 nivele. UDF. Sistem de fișiere multi-sistem pentru lucrul cu discuri optice CD-RW și DVD±RW.
FORMATAREA MEDIULUI DE INFORMAȚII Formatarea structurii fizice a unui disc constă în crearea de piste concentrice pe disc, care, la rândul lor, sunt împărțite în sectoare. În timpul procesului de formatare, capul magnetic al unității plasează marcaje de piste și de sector în anumite locuri de pe disc. Când se formatează structura logică a unui disc, se creează un director rădăcină și un tabel de alocare a fișierelor. Mare ca volum hard disk-uri Se recomandă împărțirea lui în secțiuni, de ex. zone independente de pe disc. Partițiile pot fi formatate în diferite sisteme de fișiere și astfel sunt create unități logice.
Tipuri de formatare: complet, rapid După formatare completă, toate informațiile stocate pe disc vor fi distruse. După formatare rapidă, informațiile, adică fișierele în sine, vor fi salvate și, în principiu, este posibilă restaurarea sistemului de fișiere. Formatare rapidă curăță directorul rădăcină și tabelele de alocare a fișierelor. Formatare completă include crearea structurii fizice și logice a discului
C:\Windows>format A:/T:79/N:19 format A:/T:79/N:19"> format A:/T:79/N:19"> format A:/T:79/N:19" title="C:\Windows> format A:/T:79/N:19"> title="C:\Windows>format A:/T:79/N:19"> !}
2. O dischetă cu o singură față are o capacitate de 360 KB. Câte piese vor fi pe un disc dacă fiecare dintre ele conține 9 sectoare și fiecare sector conține 1024 de caractere dintr-un alfabet de 32 de caractere? Rezolvare: 1) N=2 i ; 32=2 i i = 5 biți – greutatea informatiei un caracter 2) = bit = : 8 = 5760 octeți – volumul unei piese 3) : 5760 = 64 piese
Problema 1. Care este volumul unei dischete cu două fețe dacă fiecare parte este împărțită în 80 de piste cu 15 sectoare pe pistă? Volumul fiecărui sector este de 4096 de biți. Problema 2. Textul scris folosind un alfabet de 32 de caractere ocupă 10 sectoare complete pe o dischetă cu o singură față de 300 KB. Discheta este împărțită în 40 de piste din 15 sectoare. Câte caractere conține acest text? Problema 3. Ca urmare a deteriorării unei dischete cu două fețe, 20% din sectoare erau defecte, ceea ce se ridica la octeți. Cât de mare este o dischetă? Problema 4. Pe câte dischete cu o capacitate de 1440 KB puteți stoca continut de hard disc de 0,5 GB?
Teme pentru acasăîntrebări pe pagină
Discuri magnetice calculatoarele sunt folosite pentru stocarea pe termen lung a informațiilor (nu este ștearsă când computerul este oprit). În acest caz, în timpul funcționării, datele pot fi șterse, în timp ce altele pot fi scrise.
Există discuri magnetice dure și flexibile. Cu toate acestea, dischetele sunt acum folosite foarte rar. Dischetele au fost deosebit de populare în anii 80 și 90 ai secolului trecut.
Dischete(dischetele), numite uneori dischete, sunt discuri magnetice găzduite în casete pătrate de plastic care măsoară 5,25 inchi (133 mm) sau 3,5 inci (89 mm). Dischetele vă permit să transferați documente și programe de la un computer la altul, să stocați informații, să faceți copii de arhivă informațiile conținute pe hard disk.
Informațiile de pe un disc magnetic sunt scrise și citite de capete magnetice de-a lungul pistelor concentrice. Când scrieți sau citiți informații, discul magnetic se rotește în jurul axei sale, iar capul este mutat pe pista dorită folosind un mecanism special.
Dischetele de 3,5" au o capacitate de 1,44 MB. Acest tip dischetele sunt cele mai comune în zilele noastre.
Spre deosebire de dischete HDD vă permite să stocați cantități mari de informații. Capacitate hard disk calculatoare moderne poate ajunge la teraocteți.
Primul hard disk a fost creat de IBM în 1973. Permitea stocarea a până la 16 MB de informații. Deoarece acest disc avea 30 de cilindri împărțiți în 30 de sectoare, a fost desemnat ca 30/30. Prin analogie cu puștile automate cu un calibru de 30/30, acest disc a primit porecla „Winchester”.
Un hard disk este o cutie de fier sigilată, în interiorul căreia există unul sau mai multe discuri magnetice împreună cu o unitate de cap de citire/scriere și un motor electric. Când porniți computerul, motorul electric învârte discul magnetic la de mare viteză(câteva mii de rotații pe minut) și discul continuă să se rotească atâta timp cât computerul este pornit. Cele speciale „planează” deasupra discului capete magnetice, care scriu și citesc informații în același mod ca pe dischete. Capetele plutesc deasupra discului datorită vitezei sale mari de rotație. Dacă capetele ar atinge discul, discul ar eșua rapid din cauza frecării.
Când lucrați cu discuri magnetice, sunt utilizate următoarele concepte.
Urmări– un cerc concentric pe un disc magnetic, care stă la baza înregistrării informațiilor.
Cilindru este un set de piste magnetice situate una deasupra celeilalte pe toate suprafețele de lucru ale hard disk-urilor.
Sector– o secțiune a unei piste magnetice, care este una dintre principalele unități de înregistrare a informațiilor. Fiecare sector are propriul său număr.
Cluster - element minim disc magnetic, pe care sistemul de operare îl operează atunci când lucrează cu discuri. Fiecare cluster este format din mai multe sectoare.
