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

80164. Нарушения нормальной эксплуатации, обусловленные нарушениями в работе компенсатора давления и подпитки 1-го контура 111.5 KB
  Лекция № 18 Тема: Нарушения нормальной эксплуатации обусловленные нарушениями в работе компенсатора давления и подпитки 1го контура План лекции 1. Внезапный переход на подпитку 1го контура водой с температурой 6070 оС. Отключение трех подпиточных насосов подпиткипродувки первого контура. Указанная ситуация возможна после динамических возмущений реакторной установки приводящих к повышению давления 1 контура до открытия...
80165. Нарушения нормальной эксплуатации, обусловленные нарушениями в работе вспомогательного оборудования реакторной установки 114 KB
  Рассматривается ситуация, связанная с прекращением подачи охлаждающей воды системы промконтура (TF) на потребители системы. Указанное нарушение может явится следствием отказов в цепях блокировок и механических повреждений насосов
80166. Аварийные режимы, обусловленные несанкционированным изменением реактивности 130 KB
  Мгновенное прекращение расхода теплоносителя в одной из петель первого контура. Срыв естественной циркуляции первого контура. эквивалентную разрыву трубопровода Ду 55; компенсация течи аварийными насосами происходит при давлении контура равным 5560 кгс см2 т.С разрыв трубопровода 1 контура контроль параметров работы механизмов СБ на расхолаживании первого контура при наличии течи эквивалентным Ду 55мм в соответствии с требованиями разделов Течи 1 контура.
80167. Аварийные режимы, обусловленные нарушением режима теплоотвода по второму контуру 163 KB
  Рассматривается авария, связанная с резким увеличением расхода пара от ПГ в результате разрыва главного паропровода 2 контура при работе блока на любом уровне мощности. Предполагается мгновенный разрыв одного из паропроводов.
80168. Аварийные режимы, обусловленные разуплотнением первого контура 298 KB
  В связи с тем, что размер и место утечки является фактором, ограничивающим нормальную работу реакторной установки и вспомогательных систем (например: системы ТК, системы ТF),возможность работы реакторной установки на мощности определяется для каждого конкретного случая.
80169. Максимальная проектная авария – разрыв трубопровода первого контура большого диаметра 131 KB
  В результате выброса горячего теплоносителя давление и активность под оболочкой резко возрастают. С момента разрыва по сигналу аварии происходит запуск механизмов систем обеспечения безопасности. В случае обесточивания секций надежного питания
80170. Аварийные режимы, обусловленные неисправностями предохранительных клапанов компенсатора давления 112 KB
  6 Когда давление в первом контуре уменьшится менее 160 кгс см2 при условии открытого положения УР21S09 закроется УР21S08 что приведет к закрытию главного клапана УР21S01 НУ12 для бл. Когда давление в первом контуре уменьшится до 155 кгс см2 примерно через 35 сек. 7 Давление в УР20W01 увеличивается но не достигнет точки разрыва мембраны 62 кгс см2. 10 Возможно срабатывание АЗ РУ вследствие снижения давления над активной зоной ниже 148 кгс см2.
80171. Тяжелые аварии на АЭС 469 KB
  Тяжелые аварии на АЭС План лекции 1. Ошибки в действиях оперативного персонала при аварии на АЭС ТриМайлАйленд и ЧАЭС. До Чернобыльской аварии случившейся через семь лет авария на АЭС ТриМайлАйленд считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США в ходе неё была серьёзно повреждена активная зона реактора часть ядерного...
80172. Снятие АЭС с эксплуатации 576 KB
  Основные термины и определения Термин Определение Прекращение эксплуатации Заключительный этап эксплуатации энергоблока который реализуется после принятия решения о снятии его с эксплуатации а также в течение которого он приводится к состоянию когда ядерное топливо отсутствует на его территории или находясь в пределах этой территории размещено только в хранилищах отработавшего ядерного топлива предназначенных для долгосрочного безопасного хранения Окончательное закрытие Этап снятия энергоблока с эксплуатации в течение...