69390

Зовнішні запам’ятовуючі пристрої (ЗЗП)

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Тут розрізняють такі класи: магнітні ЗЗП Оптичні Напівпровідникові За способом доступу до інформації А послідовні ЗЗП типу стрічки Б з прямим доступом За способом запису інформації А з одноразовим записом Б з багаторазовим записом з можливістю перезапису інформації...

Украинкский

2014-10-04

1.86 MB

0 чел.

Лекція№10

Зовнішні запам’ятовуючі пристрої (ЗЗП)

Призначені для довготривалого зберігання великих масивів інформації, класифікуються за декількома ознаками, в тому числі – найбільш поширеною є класифікація за типом носія інформації. Тут розрізняють такі класи:

  1.  магнітні ЗЗП
  2.  Оптичні
  3.  Напівпровідникові

За способом доступу до інформації

А) послідовні ЗЗП (типу стрічки)

Б) з прямим доступом

За способом запису інформації

А) з одноразовим записом

Б) з багаторазовим записом (з можливістю перезапису інформації)

Основні технічні характеристики:

  1.  Максимальна ємність інформації, яку може зберігати ЗЗП 100-ень кб-100-ень Гб.
  2.  Швидкість обміну даними між ЗЗП та ядром комп’ютера. 100-і кб/с – 100-і Мб/с
  3.  Час доступу до інформації  від 10-ів сек в ЗЗП з послідовним доступом до долей мкс в ЗЗП з прямим доступом

Магнітні ЗЗП

Носієм інформації є магніто - твердий матеріал, який має властивість бути у 3-ьох станах намагніченості, а саме розмагніченому стані – 0-ий стан і він переходить у два інших стабільних стани у відповідності із петлею Гістерезиса для магніто-твердого матеріалу. Петля Гістерезиса має верхній стан стабільного намагнічення, його можні умовно назвати «стан +» і нижній стан стабільного намагнічення петлі Гістеерзиса – «стан – ». Переведення стану намагнічення – із одного стану в інший забезпечується запис і зберігання інформації, з можливістю її читання і з можливістю її відтворення.

Технологічно носієм інформації використовується тонка плівка із магніто-твердого матеріалу. Для запису і читання інформації використовуються спеціальні вузли пристроїв, які називаються магнітні головки запису – читання. Це електромагнітні вузли, які мають наступні особливості: там є магнітне осердя із тонким розрізом. На магнітне осердя намотується шпулька провідників, яка в режимі запису під’єднується до джерела імпульсів струму. При поданні на шпульку імпульсу струму, у магнітному осерді формується магнітний потік і напрям його може бути прямим або інверсним – у залежності від полярності імпульсу струму. В місці розрізу магнітного осердя, магнітний потік розсіюється, утворюючи навколо розрізу сферичне утворення силових магнітних ліній. При взаємодії магнітної головки запису і магнітної плівки невеличка плямка магнітної плівки може встановитися в один із 3-ьох стабільних станів. За рахунок переміщення магнітної плівки відносно магнітної головки послідовно перемагнічуються невеличкі плямки поверхні плівки у стан, який відповідає даним, що записуються за прийнятим способом кодування.

Читання інформації. Також реалізовується електромагнітною головкою читання такої ж конструкції. Коли використовується властивість формування у шпуньці магнітної головки читання електрорушійної сили (ЕЕС) самоіндукції в момент взаємного переміщення головки відносно поверхні магнітної плівки при зміні напряму намагніченості на поверхні плівки. При зміні – в + - додатній напрям ЕЕС самоіндукції. Ця ЕЕС, ці сигнали у шпульці є досить малопотужними за амплітудою і в пристроях приймаються заходи щодо забезпечення їхнього максимального значення. Ці сигнали збільшуються від збільшення взаємної швидкості переміщення магнітної головки, магнітної плівки, від якості магнітної плівки, магнітного матеріалу, від покращення електромагнітних характеристик магнітної головки читання і погіршуються ці сигнали від збільшення відстані між головкою читання та магнітною плівкою. Відповідно ця відстань має бути мінімізованою. Для забезпечення високих показників надійності, для достовірності читання записаної інформації інформація на магнітних плівках кодується, вважається 4 базових способи кодування інформації на магнітних носіях – це:

  1.  з поверненням до 0
  2.  без повернення до 0
  3.  фазове кодування
  4.  частотне кодування

Переглянемо ці способи кодування на прикладі із використанням часових діаграм для імпульсів запису Із.

Перший спосіб з поверненням до 0 пояснюється рисунком 1а, за цим способом логічна одиниця кодується перемагніченням плівки до верхнього стану петлі Гістерезиса і поверненням стану плівки до розмагніченого стану (тобто до стану 0-ля). На кожний біт виділяється певна ділянка поверхні плівки і це відповідає певному часовому інтервалу взаємного переміщення плівки і магнітної головки. Ці інтервали (такти) забезпечуються сигналами синхронізації, відповідно логічний нуль кодужться перемагніченням  плівки до нижнього стану петлі гістерезиса з наступним поверненням від розмагніченого стану до стану 0-ля.

Перевагами є – забезпечення високої надійності

Недоліками є – використання трьох станів, що забезпечує складність технічної реалізації такого способу; це мала густина розташування інформації на магнітній плівці.

Другий посіб без повернення до 0-ля рис. 1б : Особливість цього способу це пере магнічення магнітної плівки на протилежний стан при кодуванні логічної одиниці і відсутність перемагнічення при кодування логічного нуля.

Переваги: надзвичайна простота способу; можливість забезпечення високої густини розташування на плівці.

Недоліки: погані показники надійності так як при кодуванні один за одним великої к-ті нулів може бути порушена синхронізація і читання недостовірної інформації.

Третє фазове кодування рис.1в: особливістю цього способу є те, що логічна одиниця і логічний нуль кодуються пере магніченням по середині такту у взаємо протилежних напрямах (тобто із зміною фази на 180 градусів). Коли ідуть один за одним біти однакового значення, тоді на початку такту має відбуватися додаткове перемагнічення, яке на рисунку показано без стрілок. Цей спосіб має:

Плюси це - високі показники надійності, можливість забезпечення високої густини розташування інформації.

Недоліком є – ускладнення його реалізації так як при запису інформації постійно потрібно аналізувати значення попереднього розряду при кодуванні наступного розряду даних.

Четверте частотне кодування рис.1г: при цьому кодування логічна одиниця і логічний нуль кодуються різною к-стю перемагнічень, найпростіше це коли одиниця один раз перемагнічується а нуль два рази.

Позитивні сторони – простота реалізації, непогані показники надійності, іц показники покращуються при суттєвій різниці показників перемагнічень логічних нуля та одиниці, однак тоді погіршується густина розташування інформації на носії.

На практиці на основі цих базових способів  використовуються більш складні способи кодування із надлишковістю інформації в першу чергу для забезпечення високої надійності, високої достовірності запису-читання інформації. За конструктивними схемо-технічними та технологічними рішеннями використовуються такі магнітні ЗЗП:

  1.  Накопичувачі на твердих магнітних дисках. Носієм інформації є диски із немагнітної металічної основи які об’єднуються у пакет дисків. Кожний диск має дві робочі поверхні, характеризується зовнішнім діаметром переважно 3,5 дюйми, диск має внутрішній отвір, для механічного закріплення у пакет дисків, на кожній поверхні розташовується певна к-сть концентричних смужок(доріжок), вони нумеруються від зовнішнього діаметру диску в напрямку центру диску, сама крайня нульова доріжка початок та закінчення доріжок встановлюються індексним маркером, кожна доріжка розбивається на невеличкі смужки(доріжки), на доріжці є службова інформація, безпосередньо дані, поле контролю. Цей відрізок доріжки називається сектором і його ємність встановлюється стандартними операційними системами в 512 байт. Одноіменні доріжки на всіх робочих поверхнях пакету диску називаються циліндрами. Для кожної робочої поверхні є магнітна головка запису-читання. Усі магнітні головки об’єднуються в так званий блок головок які спеціальними засобами можуть переміщуватись радіально по робочих поверхнях із можливістю встановлення на середину одного із циліндрів який вибирається за вхідним кодом адресного простору. Пакет дисків спеціальними двигунами та механічними засобами обертається навколо осі із постійною швидкістю, величина якої визначається типом пристрою(типом ЗЗП). Ця швидкість має бути якомого більшою так як вона покращує характеристики ЗЗП, з іншого боку ця швидкість омежується конструкторсько-технологічними рішеннями, які усувають можливість механічних резонансів для заданої обертальної швидкості навколо осі. Пакети дисків, блоки головок, засоби управління розташовуються у напів герметичній конструкції із використанням тонких повітряних мікрофільтрів для захисту середини модуля пилинок із повітря. В цілому накопичувачі на твердих дисках свють високоефективні рішення,які забезпечують високі характеристики, ємність у сотні Гб., видкість обміну інформацією в десятках Мб за секунду, час доступу до інформації мілісеку ди, це робить накопичувачі на твердих дисках перспективними периферійними пристроями, які вже тривалий час є незамінними зовнішніми запам’ятовуючими пристроями в комп’ютерах.
  2.  Накопичувачі на гнучких магнітних дисках – носієм інформації є диск із пластмасовою основою дві робочі поверхні якого покриті тонкою магнітною плівкою, діаметр диску 3,5 дюйма, диск розміщується в жорсткий прямокутний конверт, і в неробочому стані магнітний диск захищений від зовнішнього середовища. При встановленні його в дисковод дві робочі поверхні гнучкого диску відкриваються для доступу двох магнітних головок  із використанням спеціальної механічної закривки. На поверхні гнучкого диску є 80 доріжок, на кожній доріжці 18 секторів, в кожному секторі 512 байт і якщо все це перемножити то ми отримаємо ємність гнучкого диску 1,44 Мб це дуже мала інформаційна ємність і накопичувачі на гнучких магнітних дисках не витримують конкуренції в сучасні гамі ЗЗП, вони є не перспективними і помало витісняються із ринку застосування.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66900. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 51.5 KB
  К механическим свойствам относят прочность сопротивление металла сплава деформации и разрушению и пластичность способность металла к необратимой без разрушения деформации остающейся после удаления деформирующих сил. Кроме того напряжения возникают в процессе кристаллизации при неравномерной...
66902. Особенности расследования убийств, совершенных на бытовой почве 228 KB
  Криминалистическая характеристика убийств. Особенности первоначального этапа расследования. Типовые ситуации первоначального этапа расследования. Особенности организации и производства первоначальных следственных. Особенности применения специальных познаний...
66904. КУЛЬТУРА ДРЕВНЕЙШЕГО МИРА 62.5 KB
  Литературоведение — наука о художественной литературе, ее происхождении, сущности и развитии. Современное литературоведение состоит из трех самостоятельных, но тесно связанных между собой дисциплин (разделов): теории литературы, истории литературы и литературной критики
66905. Логические элементы 441 KB
  Рассматриваются принципы работы, характеристики и типовые схемы включения простейших логических элементов — инверторов, буферов, элементов И и ИЛИ, а также приводятся схемотехнические решения, позволяющие реализовать на их основе часто встречающиеся функции.
66906. Модели и процессы управления проектами программных средств 257.5 KB
  Назначение методологии СММ/CMMI – системы и модели оценки зрелости – состоит в предоставлении необходимых общих рекомендаций и инструкций предприятиям, производящим ПС, по выбору стратегии совершенствования качества процессов и продуктов, путем анализа степени их производственной зрелости и оценивания факторов...
66907. ФУНКЦИИ ГОСУДАРСТВА 149.5 KB
  Научное познание государства любого исторического типа обязательно предполагает рассмотрение его функций представляющих собой важнейшие качественные характеристики и ориентиры не только собственно государства как особой организации публичной власти но и общества в целом.
66908. ДЕСМУРГИЯ 81.5 KB
  Под повязкой понимается один из способов закрепления перевязочного материала обычная повязка поддержание постоянного давления на определенную часть тела давящая повязка удержание части тела в неподвижном положении иммобилизирующая повязка лечение вытяжением.