69372

Исследование работы ЖГДМ

Лабораторная работа

Исторические личности и представители мировой культуры

Накопители информации - устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации - это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердый носитель). Значительная часть накопителей информации, используемых в настоящее время, создана на базе магнитных носителей.

Русский

2014-12-18

114.55 KB

12 чел.

Лабораторная работа  «Исследование работы ЖГДМ»

Цели работы:

  1.  изучить конструкцию основных узлов жесткого диска.
  2.  закрепить знания о принципе чтения и записи информации на магнитные носители.

Время выполнения: 4 часа

Оборудование: НDD    - 1 шт.

 системная плата форм-фактора АТХ - 1 шт.

 шлейф 40 или 80 жильный  - 2 шт.

 набор отверток  - 1 шт.

Теоретический материал

 Накопители информации - устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации - это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердый носитель). Значительная часть накопителей информации, используемых в настоящее время, создана на базе магнитных носителей. Накопитель на жестких дисках (Hard Disk DriveHDD) имеют свои конструктивные особенности,  относятся к устройствам долговременного хранения информации. Несмотря на большое разнообразие моделей винчестеров принцип их действия и основные конструктивные элементы одинаковы.

Основные элементы конструкции накопителя на жестком диске:

магнитные диски; головки чтения/записи; механизм привода головок; двигатель привода дисков; печатная плата с электронной схемой управления.

Типовой накопитель состоит из герметичного корпуса (гермо-блока) и платы электронного блока. В гермо-блоке размещены все механические части, на плате — вся управляющая электроника.

Дорожкой записи (Track) называется каждое из концентрических колец диска, на котором записаны данные. Поверхность диска разбивается на дорожки, начиная с внешнего края, число дорожек зависит от типа диска. Дорожки независимо от количества идентифицируются номером (внешняя дорожка имеет нулевой номер). Число дорожек на стандартном диске определяется плотностью записи, т.е. объемом информации, который можно надежно разместить на единице площади поверхности носителя.

Для магнитных дисков определены две разновидности плотности записи — радиальная (поперечная) и линейная (продольная). Поперечная плотность записи измеряется числом дорожек, размещенных на кольце диска шириной 1", а линейная плотность — числом бит данных, которые можно записать на дорожке единичной длины. Каждое кольцо дорожки разбивается на участки, называемые секторами. Размер секторов различных дисков может составлять от 128 до 1024 байт, но в качестве стандарта принят размер сектора 512 байт. Секторам на дорожке присваиваются номера, начиная с нуля. Сектор с нулевым номером на каждой дорожке резервируется для идентификации записываемой информации, но не для хранения данных.

Кластер – это минимальная  порция  информации,  которую   операционная  система  считывает\записывает  за  одно  обращение  к  диску. Размер  кластера = N * (Размер  сектора),
 V=  N*512(Байт), где: N= 2,4,8 и т. Д

Максимальную  скорость  передачи  данных  можно  определить  по  формуле

MDTR = SRT x 512 x RPM/60 (байт/с)
    Где: SRT – количество  секторов  на  дорожке.
            RPM – скорость  вращения  дисков об/мин.     

Интерфейс — коммуникационное устройство (или протокол обмена), позволяющее одному устройству взаимодействовать с другим и устанавливать соответствие между выходами одного устройства и входами другого. Основная функция интерфейса HDD -передача данных из вычислителя ПК в накопитель и обратно. Разработано несколько основных типов интерфейсов: ESDI, IDE, SCSI. IDE и SCSI — интерфейсы, в которых контроллер выполнен в виде микросхемы, установленной на плате накопителя. В интерфейсе SCSI между контроллером и системной шиной введен еще один уровень организации данных и управления, а интерфейс IDE взаимодействует с системной шиной непосредственно.

В магнитных носителях информации цифровая запись производится на магниточувствительный материал. К таким материалам относятся некоторые разновидности оксидов железа, никель, кобальт и его соединения, сплавы, а также магнитопласты и магнитоэласты со связкой из пластмасс и резины, микропорошковые магнитные материалы.

Магнитное покрытие имеет толщину  несколько микрометров. Покрытие наносится на немагнитную основу, в качестве которой для магнитных лент и гибких дисков используются различные пластмассы, а для жестких дисков — алюминиевые сплавы и композиционные материалы подложки. Магнитное покрытие диска имеет доменную структуру, т.е. состоит из множества намагниченных мельчайших частиц. Магнитный домен (от лат. dominium — владение) — это микроскопическая, однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних областей тонкими переходными слоями (доменными границами). Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий. После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны остаточной намагниченности. Благодаря этому свойству на магнитном носителе сохраняется информация о действовавшем магнитном поле. При записи информации внешнее магнитное поле создается с помощью магнитной головки. В процессе считывания информации зоны остаточной намагниченности, оказавшись напротив магнитной головки, наводят в ней при считывании электродвижущую силу (ЭДС). Схема записи и чтения с магнитного диска дана на рис. 1. Изменение направления ЭДС в течение некоторого промежутка времени отождествляется с двоичной единицей, а отсутствие этого изменения — с нулем. Указанный промежуток времени называется битовым элементом.

Поверхность магнитного носителя рассматривается как последовательность точечных позиций, каждая из которых ассоциируется с битом информации. Поскольку расположение этих позиций определяется неточно, для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают находить необходимые позиции записи. Для нанесения таких синхронизирующих меток должно быть произведено разбиение диска на дорожки и секторы — форматирование.

Рисунок 1 -. Запись и чтение данных с магнитного диска

Организация быстрого доступа к информации на диске является важным этапом хранения данных. Оперативный доступ к любой части поверхности диска обеспечивается, во-первых, за счет придания ему быстрого вращения и, во-вторых, путем перемещения магнитной головки чтения/записи по радиусу диска. Жесткий диск вращается со скоростью 3600— 10000 об/мин.

Число дисков, головок и дорожек винчестера изменить невозможно, поскольку они определяются изготовителем в соответствии с заданными свойствами и качеством дисков. Число секторов на диске зависит от метода записи, а плотность — от носителя: чем выше качество материала диска, тем плотнее могут быть записаны на нем данные. Винчестеры содержат до 150 секторов на дорожке.

Общий объем памяти HDD рассчитывается по формуле:V=C*H*S*512(байт), где С— число цилиндров; Н— число головок; Sчисло секторов.

Задания к работе

Изучить работу жесткого диска.

Порядок выполнения:

  1.  Вскройте герметичный корпус HDD. Рассмотрите устройство и расположение узлов жесткого диска.
  2.  В лабораторной тетради выполните рисунок 1, на котором зарисуйте внутреннее строение и расположение основных узлов жесткого диска. Подпишите эти узлы.
  3.  В лабораторной тетради выполните рисунок 2, на котором изобразите разъемы жесткого диска, подпишите их назначение.
  4.  Соберите жесткий диск.
  5.  Определите и запишите в тетради интерфейс выданного вам жесткого диска, обоснуйте свой ответ.
  6.  Покажите, как и куда на материнской плате подключить жесткий диск
  7.  Заполните таблицу 1.         Таблица 1 - Общие данные по  HDD

Фирма изготовитель

число цилиндров

число головок

Интерфейсный разъем: IDE или SATA

Скорость вращения

  1.  Зарисуйте структуру организации данных на жестком диске (рис. 3).
  2.  Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

  1.  Расскажите о назначении жесткого диска.
  2.  Перечислите внутренние и внешние компоненты жесткого диска, расскажите о их назначении.
  3.  Назовите основные характеристики вашего жесткого диска.
  4.  Перечислите этапы форматирования дисков. Поясните назначение каждого из этапов.
  5.  От чего зависит плотность нанесения дорожек на магнитном диске?
  6.  От чего зависит плотность записи информации на магнитный диск?
  7.  Покажите как подключается жесткий диск к системной плате компьютера.
  8.  Расскажите о принципе чтения/записи информации на магнитных носителях.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4380. Введение в программирование на С++ 427 KB
  Введение в программирование на С++ Цель: получить основы программирования на С++ ознакомится с созданием простейшей программы в консольном режиме понять что такое переменная и её назначение, научится выводить информацию на экран. Теоретический мат...
4381. Переменные. Константы. Типы данных. Операции в С++ 74.5 KB
  Переменные. Константы. Типы данных. Операции в С++ Цель: понимать, что такое типы данных, уметь правильно выбрать тип данных для используемой переменной, знать какой объем памяти приходится на каждый тип данных знать, что такое константы уметь пра...
4382. Программирование арифметических выражений на С++ 176.5 KB
  Программирование арифметических выражений на С++ Цель: усвоить, что такое линейные алгоритмы научиться создавать блок-схемы ознакомиться с математическими функциями. Теоретический материал В С++ можно делать различные математические расчёты, поэто...
4383. Операторы выбора в С++ 96 KB
  Операторы выбора в С++ Цель: понимать как работают операторы выбора, для чего используются и какой их синтаксис написания. Теоретический материал Операторы выбора — это операторы управления потоком выполнения программы. К операторам выбора отно...
4384. Основные понятия программирования на С++. Алгоритмы 67.87 KB
  Основные понятия программирования на С++. Алгоритмы Языки программирования Компьютер работает по программам, которые составляет для него человек. Человек пишет программы, пользуясь языками программирования. За последние несколько десятилетий языки п...
4386. Введение в синтаксис языка С++ 66.5 KB
  Введение в синтаксис языка С++ Использование ключевого слова using Если операторы cout и cin применяются очень часто, то использование идентификатора std:: перед ними становится обременительным. Эту проблему можно решить двумя способами. Первы...
4387. Операторы в языке С++ 130.5 KB
  Операторы в языке С++ Математические операторы В языке С++ операторы управляют последовательностью выполнения выражений, возвращают результаты вычислений или ничего не делают (пустые операторы). Операторы последовательного действия выполняют о...
4388. Использование циклов в языке С++ 55.5 KB
  Использование циклов в языке С++ Оператор goto Для решения ряда задач требуется многократное повторение одних и тех же действий. На практике это реализуется либо с помощью рекурсии, либо с помощью итерации. Итерация – это повторение одних...