69289

Базові відомості про дискові пристрої

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Мінімальна кількість доріжок на поверхні пластини в сучасних дисках 700 максимальна більше 20 000. Кожну доріжку під час низькорівневого форматування розбивають на сектори sectors обсяг даних сектора для більшості архітектур становить 512 байт він обов’язково має дорівнювати степеню...

Украинкский

2014-10-02

46.5 KB

3 чел.

Лекція № 16

Тема: Базові відомості про дискові пристрої

План

  1.  Принцип дії жорсткого диску
  2.  Характеристики доступу до диску

У цьому розділі розглянемо основні підходи до розміщення інформації на файлових системах, а також питання забезпечення їхньої продуктивності та надійності.

Базові відомості про дискові пристрої

У цьому розділі зупинимося на особливостях дискових пристроїв, що впливають на реалізацію доступу до таких пристроїв у ОС. Нас цікавитимуть жорсткі диски, інформація про особливості реалізації та використання інших типів дискових накопичувачів (компакт-дисків, гнучких дисків тощо) можна знайти, наприклад, у [44].

Принцип дії жорсткого диска

Накопичувані на жорстких магнітних дисках (НЖМД) (рис. 12.1, далі - диски) складаються з набору дискових пластин (platters), які покриті магнітним матеріалом і обертаються двигуном із високою швидкістю. Кожній пластині відповідають дві головки (heads), одна зчитує інформацію зверху, інша - знизу. Головки прикріплені до спеціального дискового маніпулятора (disk arm). Маніпулятор може переміщатися по радіусу диска — від центра до зовнішнього краю і назад, таким чином відбувається позиціювання головок.

Головки зчитують інформацію із доріжок (tracks), які мають вигляд концентричних кіл. Мінімальна кількість доріжок на поверхні пластини в сучасних дисках — 700, максимальна — більше 20 000. Сукупність усіх доріжок одного радіуса на всіх поверхнях пластин називають циліндром.

Кожну доріжку під час низькорівневого форматування розбивають на сектори (sectors), обсяг даних сектора для більшості архітектур становить 512 байт (він обов'язково має дорівнювати степеню числа 2). Кількість секторів для всіх доріжок однакова (у діапазоні від 16 до 1600).

Ефективність операцій доступу до диска

Основними характеристиками доступу до диска є:

час пошуку (seek time) — час переміщення маніпулятора для позиціювання головки на потрібній доріжці (у середньому становить від 10 до 20 мс);

ротаційна затримка (rotational delay) — час очікування, поки пластина повернеться так, що потрібний сектор опиниться під доріжкою (у середньому становить 8 мс);

пропускна здатність передавання даних (transfer bandwidth) — обсяг даних, що передаються від пристрою в пам'ять за одиницю часу; для сучасних дисків ця характеристика порівнянна із пропускною здатністю оперативної пам'яті (200 Мбайт/с), час передавання одного сектора вимірюють у наносекундах.

Час, необхідний для читання сектора, одержують додаванням часу пошуку, ротаційної затримки і часу передавання (при цьому час передавання можна вважати дуже малим). Очевидно, що час читання одного сектора практично не відрізняється від часу читання кількох розташованих поряд секторів, а час читання цілої доріжки за одну операцію буде менший, ніж час читання одного сектора через відсутність ротаційної затримки.

Швидкість доступу до диска, порівняно із доступом до пам'яті, надзвичайно мала, зараз диски є основним «вузьким місцем» з погляду продуктивності комп'ютерної системи. При цьому реальне поліпшення останніми роками наявне лише для пропускної здатності передавання даних. Час пошуку і ротаційна затримка майже не змінюються, тому що вони пов'язані з керуванням механічними пристроями (дисковим маніпулятором і двигуном, що обертає пластини) і обмежені їхніми фізичними характеристиками.

У результаті час читання великих обсягів неперервних даних усе менше відрізняється від часу читання малих. Як наслідок, першорядне значення для розробників файлових систем набуває розв'язання двох задач:

♦ організації даних таким чином, щоб ті з них, які будуть потрібні одночасно, перебували на диску поруч (і їх можна було зчитати за одну операцію);

♦ підвищення якості кешування даних (оскільки пам'яті стає все більше, зростає ймовірність того, що всі потрібні дані міститимуться в кеші, і доступ до диска стане взагалі не потрібний).

Питання для самоконтролю:

  1.  Складові елементи жорсткого диску.
  2.  Принцип дії  жорсткого диску.
  3.  Характеристики доступу до диску.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8972. Характеристики взаимодействия науки, экономики и власти 44 KB
  Характеристики взаимодействия науки, экономики и власти Отношения науки и экономики всегда представляли собой большую проблему. Наука не только энергоемкое предприятие, но и в огромной степени финансово затратное. Она требует огромных капиталовложен...
8973. Преднаука и Основания наук 59 KB
  Преднаука и Основания наук Особенностями восточной преднауки являлись: непосредственная вплетенность и подчиненность практическим потребностям (искусству измерения и счета - математика, составлению календарей и обслуживанию религиозных культов...
8974. Развитие форм научного мышления в средние века 33.17 KB
  Развитие форм научного мышления в средние века. Эпоху Средневековья относят к началу II в. н.э., а ее завершение к XIV—XV вв. В истории Европы этот период называют не иначе как мрачный, имея при этом в виду общий упадок цивилизации, крушение ...
8975. Становление развитой научной теории 39 KB
  Становление развитой научной теории. Роль теории в научном познании огромна. Теория как форма научного знания направлена на обнаружение закономерностей того или иного фрагмента действительности. В процессе построения научной теории задействованы сет...
8976. Историческая изменчивость механизмов порождения научного знания. 35 KB
  Историческая изменчивость механизмов порождения научного знания. Важнейшей характеристикой знания является его динамика, т. е. его рост, изменение, развитие и т. п. Эта идея, не такая уж новая, была высказана уже в античной философии, а Гегель сформ...
8977. Структура эмпирического знания 38.5 KB
  Структура эмпирического знания Само эмпирическое знание имеет довольно сложную структуру, в которой можно выделить четыре уровня: а) единичные эмпирические высказывания (протокольные предложения), которые фиксируют результаты единичных наблюдений....
8978. Структура теоретического знания 34 KB
  Структура теоретического знания Для выяснения специфики теоретического познания важно подчеркнуть, что теория строится с явной направленностью на объяснение объективной реальности, но описывает непосредственно она не окружающую действительность...
8979. Научная картина мира: ее функции и исторические формы 29 KB
  Научная картина мира: ее функции и исторические формы. НКМ (Степин) – целостная система представлений о мире, его структурных характеристиках и закономерностях, вырабатываемая в результате систематизации и синтеза в фундаментальных достижениях...
8980. Основания науки 34 KB
  Основания науки Наука, выступая как целостная, развивающаяся система, имеет собственные основания, обладает идеалами и нормами исследования. Эти характеристики пронизывают науку и как специфическую форму деятельности, и как совокупность дисциплинарн...