Внешнее запоминающее устройство

Классификация:

1. По типу доступа:

   1. С последовательным доступом (магнитные ленты).

   2. С произвольным доступом.

2. По технологии записи-чтения:

   1. Магнитные носители (жесткий диск).

   2. Оптические носители (CD, DVD).

   3. Магнита-оптические носители.

   4. Флэш-память.

3. По типу носителя:

   1. Постоянный носитель (жесткий диск).

   2. Сменные носители (все остальные).

Жесткий диск

В качестве носителей данных используется один или несколько магнитных дисков, закрепленных на стержне, вокруг которого они вращаются с постоянной скоростью. Поверхность магнитного диска, покрытая ферримагнитным слоем называется рабочей. Количество магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на пакете диска.

Цилиндр – это совокупность дорожек, к которым имеется доступ при фиксированном положении блока головок. Держатели магнитных головок объединены в единый блок таким образом, чтобы обеспечить их синхронное перемещение вдоль всех цилиндров. Дорожки цилиндра нумеруются, начиная с верхней. Обращение к дорожкам происходит с нулевой по последнюю одного цилиндра, затем с нулевой по последнюю следующего цилиндра и т.д.

Операция чтения-записи информации состоит с трёх этапов:

1. На первом этапе производится механический подвод магнитной головки к дорожке содержащей нужные данные.

2. На втором этапе происходит ожидание момента пока нужная запись окажется в зоне действия головки.

3. На третьем этапе осуществляется процесс передачи информации.

Время ротационного запаздывания – это время ожидания подвода записей. Максимальное значение времени ротационного запаздывания равно времени, за которое совершается полный оборот диска.

Система управления головками называется серво системой. Для нормального функционирования серво системы требуется специальная серво информация. Для хранения, которой используются выделенные и рабочие поверхности самого носителя. Существуют выделенные, встроенные и гибридные серво системы. Чаще всего используются встроенные серво механизмы. Адрес блока состоит из номера дорожки и номера блока на дорожке. Начало и конец блока распознаются по промежуткам. Начало и конец дорожки распознаются оптическим или электромагнитным датчикам угла поворота оси пакета дисков. Размер блока не может быть больше длинны дорожки. Считывающее устройство ориентированно на выполнение операций чтения информационного блока заданного своим адресов. Все жесткие диски используют вертикальное отображение. Данные записываются сначала на одном цилиндре сверху в низ, а затем на другом и т.д.

Механизм жесткого диска запечатан в корпус с частичным вакуумом внутри. Диски имеют диаметр 3.5 и 5.25 дюйма. Двигатель вращает диск с постоянной скоростью. Включается при подаче электропитания на диск. Между пластинами существует расстояние, установленное на конце двигающегося рычага. Головка удалена от пластины на долю миллиметра. Внутри жесткого диска находятся электронные компоненты необходимые для управления его функционирования. Они выполняют следующие функции:

1. Расшифровка команд контролера диска.

2. Стабилизация скорости обращения.

3. Усиление сигнала от головок чтения.

4. Генерирование сигналов для головок записи.

Головки могут касаться диска только после их остановки. Точка касания называется зоной посадки. Она не содержит данных. В настоящее время используются магниторезистивные головки.

Сектор жёсткого диска – это область данных на магнитном диске, созданная низкоуровневым форматированием при производстве жёсткого диска.

Физический диск делится на сектора и дорожки. Дорожки образуют цилиндры, которые делятся по секторам. В одном секторе 512 байт. Сектор это минимальная единица размера диска. На каждом жестком диске есть резервные сектора, которые используются его схемой управления при обнаружении дефектных секторов.

Прекомпенсация – это процесс управления плотностью записи. Всё пространство диска делится на зоны в каждую из которых входят 20-30 цилиндров с одинаковым количеством секторов. Зоны, расположенные на внешнем радиусе записывают большее количество секторов на дорожку. К центру диска количество секторов уменьшается. Скорость вращения диска является постоянной величиной. От внешних зон поступает больше информации, чем от внутренних. Неравномерность поступления информации компенсируется увеличением скорости работы канала считывания данных.

Для определения адресов точечных позиций их необходимо заранее отметить соответствующими синхронизирующими методами. В современных жестких дисках интегрированный контролер и собственный буфер данных. Когда происходит обращение к данным операционная система с помощью таблицы файловой системы определяет их положение на диске. Затем происходит обращение к кэш памяти жесткого диска, которая хранит всю информации о цилиндрах и секторах.

Контролер диска обрабатывает информацию, которая обеспечивает непрерывную коррекцию позиции головки. Эта информация может быть выделена на отдельной пластине жесткого диска или храниться вместе с остальной информацией.