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

63388. ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТРЕБНОСТЕЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ 461 KB
  Выявление факторов способствующих и препятствующих достижению цели Изучение информационных потребностей Анализ запросов пользователей оценка использования информации Определение необходимой информации для различных видов деятельности...
63389. Возникновение экономической мысли. Древний мир. Экономические идеи на Древнем Востоке 100 KB
  Распространение практики наемного труда устанавливались предельные сроки найма и размер денежного вознаграждения за труд. Обосновывается общественное разделение труда что считается основой деления общества на касты.
63390. Понятие популяции. Статические характеристики популяции: численность (плотность) и биомасса популяции, возрастной и половой состав. Пространственное размещение и его характер. Динамические характеристика популяции. Кривые выживания 59 KB
  Виды заселяют эти «островки» своими популяциями. Конечно, биологический вид не похож на сеятеля, засевающего природные участки группами своих особей: просто виды распространены не равномерно...
63391. Частотное объединение и разделение каналов 308.01 KB
  Формирование группового тракта системы с ЧРК При частотном разделении каналов для передачи данных различных источников сообщений используются определенные поддиапазоны частот.
63392. Экономика как система общественных отношений. Типы экономических систем, способы классификации, сущность, значение в развитии общественного хозяйства 63 KB
  Правоотношения собственности. Теория прав собственности. Экономико-правовые и организационно-экономические отношения собственности. Отношения собственности в системе экономических отношений.
63394. Учение и биосфере и биосферно-ноосферная концепция В.И. Вернадского. Формирование концепции биосферы. Концепция живого вещества. Концепция антропогенного воздействия как мощного геологического и геохимического фактора 205.5 KB
  Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.
63395. Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны 525.15 KB
  Различия между ними не сводятся к тому, что в OFDM-системах используются оптические, а не электрические сигналы. При обычном частотном мультиплексировании применяется механизм амплитудной модуляции с одной боковой...