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

6277. Трубопроводный транспорт и переработка продукции морских скважин 4.44 MB
  В лекционном курсе обобщен опыт проектирования, строительства и эксплуатации морских трубопроводов, а также возможности переработки продукции скважин в условиях морских месторождений. Рассмотрены и проанализированы существующие на различн...
6278. Совершенствование системы управления оборотным капиталом ООО ЛУКОЙЛ-Пермнефтепродукт для улучшения показателей финансовой деятельности предприятия 673 KB
  Цель выполнения выпускной квалификационной работы состоит: в систематизации, закреплении и расширении теоретических и практических знаний по направлению и применение этих значений при решении конкретных научных, экономических и произв...
6279. Структурная схема дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой 55.5 KB
  Структурная схема дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой В отечественных энергосистемах ДЗ применяется для действия при междуфазных КЗ, а для действия при однофазных КЗ используется более простая ступенчатая МТЗ НП, рассмотренная в гл. ...
6280. Социально-экономическое и политическое развитие России в XVII в 69.5 KB
  Социально-экономическое и политическое развитие России в XVII в. В XVII в. территория страны на уезды (250) на волости и станы, центром которых было село. Территория государства существенно увеличилась за счет присоединения в его состав России Левобережной Украины и освоения Сибири...
6281. Противотуберкулезные, противоспирохетозные, противопротозойные средства 63.5 KB
  Противотуберкулезные, противоспирохетозные, противопротозойные средства План. Классификация, характеристика противотуберкулезных средств. Общая характеристика, принципы действия, применение, побочные эффекты противоспирохетозных средств....
6282. Иммуннопрофилактические препараты 1.5 MB
  Иммуннопрофилактические препараты Вакцины - иммунобиологические препараты, предназначенные для активной иммунопрофилактики, то есть для создания активной специфической невосприимчивости организма к конкретному возбудителю. Вакцинация признана В...
6283. Генетическая структура популяции 120 KB
  Генетическая структура популяции Генофонд и фенофонд популяции Основу современной эволюционной теории составляет изучение популяционной генетики - отрасль генетики, изучающая наследственную преемственность в группах организмов одного вида, которы...
6284. Народные движения в середине - второй половине XVII веков 54.5 KB
  Народные движения в середине - второй половине XVII веках. Причины массовых народных выступлений в XVII в. Причиной большинства массовых народных выступлений в середине XVII в. было тяжелое финансовое положение страны, вынуждавшее...
6285. Филологическая философия 109 KB
  Филологическая философия Вопрос 1 Философия Ф. Ницше. Падающего - толкни. Самое злое нужно для блага сверхчеловека (Ф. Ницше). Жизнь и труды Ф. Ницше. Немецкий философ Фридрих Вильгельм Ницше (1844-1900) родился Саксонии, провинци...