 |
Физическое устройство НМД.
|
|
|
|
Физические и логические основы работы с НМД.
Хворенков С.Г.
Введение.
Все расчеты в компьютере производятся над данными, которые находятся в ОП(оперативной памяти). ОП- энергозависима(компьютер выключен –данные потеряны). ОП равнодоступна(это огромный плюс, что любой байт информации доступен за одно и тоже время) и доступ происходит с электронными скоростями. Но ОП дорогая и, повторюсь еще раз, энергозависима.
Поэтому огромные объемы информации приходится хранить на внешних носителях и, прежде всего, сейчас и в обозримом будущем на магнитных дисках (НМД).
Процесс обработки больших объемов информации сводится к порционной обработке в ОП и в подкачке информации с НМД в ОП.
НМД –энерго- независимое оборудование, то есть при отключении от компьютера информация не теряется и хранится, практически, сколь угодно долго. Объем НМД, практически, бесконечен(снимай один НМД, ставь другой). НМД относительно дешевый.
Все хорошо, но в НМД присутствуют механические компоненты, которые приводят к тому что скорости чтения-записи на НМД несоизмеримы со скоростями в ОП.
Поэтому все технические и логические решения, связанные с НМД направлены на уменьшение роли механических компонент в общей схеме обработки информации.
Именно, на рассмотрение этих проблем нацелена предлагаемая методическая разработка.
Физическое устройство НМД.
На рисунке приведена всего одна сторона одной пластины, из которого следует что на каждой стороне пластины множество концентрических окружностей, называемых дорожками(треками).
Каждый трек разбивается на части, называемые секторами.
НМД(накопитель на магнитных дисках) это множество пластин нанизанных на одну ось. Присмотритесь к следующему рисунку и обратите внимание, на то что каждая дорожка состоит из секторов, разделенных на межблочные промежутки.
|
|
|
Жесткий диск представляет собой герметичную железную коробку, внутри которой находится один или несколько магнитных дисков вместе с блоком головок чтения/записи и электродвигателем. При включении компьютера электродвигатель раскручивает магнитный диск до высокой скорости (несколько тысяч оборотов в минуту) и диск продолжает вращаться все время, пока компьютер включен. Над диском "парят" специальные магнитные головки, которые записывают и считывают информацию. Головки парят над диском вследствие его высокой скорости вращения. Если бы головки касались диска, то из-за силы трения диск быстро вышел бы из строя.
При работе с магнитными дисками используются следующие понятия.
Дорожка – концентрическая окружность на магнитном диске, которая является основой для записи информации.
Цилиндр – это совокупность магнитных дорожек, расположенных друг над другом на всех рабочих поверхностях дисков винчестера.
Номер цилиндра совпадает с номерами дорожек, которые он логически объединяет.
Сектор – участок магнитной дорожки, который является одной из основных единиц записи информации. Каждый сектор имеет свой собственный номер.
Кластер - минимальный элемент магнитного диска, которым оперирует операционная система при работе с дисками. Каждый кластер состоит из одного или нескольких секторов. В дальнейшем, будем считать в наших рассуждениях, что один кластер равен одному сектору.
Особо обратим внимание на то что все ГЧЗ(блок головок чтения –записи) жестко закреплены на, так называемой, гребенке, так что при любом перемещении гребенки внутрь пластин одновременно доступны для чтения или записи дорожки всех пластин, имеющих одинаковый номер. Именно это обстоятельство, является основой для использования концепции цилиндров при работе с НМД(смотри далее).
|
|
|
НМД в мире огромное количество типов с разными параметрами (различное количество пластин, дорожек, секторов и т.д). Для дальнейших рассуждений введем следующие параметры НМД.
Количество пластин -10(следовательно, сторон будет 20).
Количество дорожек на одной стороне пластины -100.
Количество секторов на одной дорожке -20.
Размер сектора -1000 байт.
Отсюда, можно подсчитать объем информации, который можно разместить на этом НМД.
V=10*2*100*20*1000=40000000 байт =40 млн байт
|
|
|
