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

4 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

13358. Визначення чисел твердості металів на приладі ТК-2 (типу Роквелла) 2.6 MB
  Лабораторна робота №8 Визначення чисел твердості металів на приладі ТК2 типу Роквелла Мета роботи: Ознайомитися з основними методами вимірювання твердості металів та сплавів ознайомитися з будовою і принципом роботи приладу ТК2 для випробування металів на тве
13359. Виробництво виливків в піщано-глиняних формах 335.95 KB
  Лабораторна робота № 2 Виробництво виливків в піщаноглиняних формах Мета роботи вивчити технологію отримання виливків в піщаноглиняних формах casting mould отримати навички формовки заливки форм вибивки литва аналізу браку сфери застосування литва виготовленого...
13360. Ознайомлення з програмою моделювання електричних та електронних кіл Electronics Workbench 4.0 32 KB
  Лабораторна робота № 5 Тема: Ознайомлення з програмою моделювання електричних та електронних кіл Electronics Workbench 4.0 Мета: Вивчити структуру та основні можливості програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench 4.0. Отримати практичні навички проведення експериме...
13361. Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму 411.5 KB
  Лабораторна робота № 7 Тема: Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму Мета: Вивчити методику комплексного дослідження однофазного електричного кола періодичного негармонічного струму з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electroni...
13362. Аналіз перехідних режимів в лінійних електричних колах 571 KB
  Лабораторна робота № 8 Тема: Аналіз перехідних режимів в лінійних електричних колах Мета: Вивчити методику комплексного дослідження перехідних режимів електричних кіл для визначення впливу різних факторів на вигляд та характеристики процесів з допомогою програ...
13363. Дослідження двохкаскадного транзисторного підсилювача 724.5 KB
  ЛАБОРАТОРНОПРАКТИЧНА РОБОТА № 7 Дослідження двохкаскадного транзисторного підсилювача 1. Мета роботи: Ознайомлення з методикою побудови схем і моделювання роботи пристроїв в компютерній лабораторії електротехніки і електроніки. Дослідження ампл...
13364. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО НЕЙРОНА 835.5 KB
  Определены основные механизмы работы синапса биологического нейрона, в которую входят: воссоздание пороговых принципов ограничения потенциала нейрона, а также торможения и возбуждения с их временными зависимостями; предложена система уравнений, описывающих работу модели нейрона; разработан алгоритм работы модели биологического нейрона
13365. Дослідження первинних вимірювальних перетворювачів неелектричних величин 215 KB
  Звіт з лабораторної роботи №2: Дослідження первинних вимірювальних перетворювачів неелектричних величин 1. Тема роботи: Дослідження первинних вимірювальних перетворювачів неелектричних величин. 2. Мета роботи: 1.Ознайомитися з конструкцією і принципом дії...
13366. Дослідження релейних елементів в автоматиці 95 KB
  Звіт з лабораторної роботи №3: Дослідження релейних елементів в автоматиці 1. Тема роботи: Дослідження релейних елементів в автоматиці. 2. Мета роботи: 1.Ознайомитися з будовою і принципом дії реле : електромагнітних на герконах та тригерах. 2. Експериментально в...