ЭВУ 2 семестр / Презентации ЭВУ в пдф / Магнитная запись 2
.pdf
Жесткий диск: Деградация поверхности
Обязанность контроля качества магнитной поверхности HDD возложена на OC, которая при обнаружении дефектного сектора делает отметку о непригодности кластера, состоящего из нескольких секторов, для дальнейшего использования в файловой системе. C появлением технологии SMART эту обязанность взяли на себя и производители жестких дисков.
В процессе работы HDD магнитная поверхность может потерять способность хранить информацию вследствие размагничивания или механического повреждения. При обнаружении нового сбойного сектора электроника накопителя фиксирует этот факт в SMART и заменяет в трансляторе физическое расположение сектора на новое в заранее зарезервированной для этого случая области данных на магнитном диске. Логический же адрес, по которому к жесткому диску обращаются за данными, остается прежним. Такой метод скрытия дефектов получил название "метод замещения" (ReAssign) или "перестройка карты секторов" (ReMap).
Основной причиной деградации магнитной поверхности является высокая Tнакопителя, вызывающая "старение" магнитного напыления на диске и способствующая его спонтанному саморазмагничиванию, и механическое повреждение магнитной поверхности мельчайшими частичками, проникшими в герметичный блок или образовавшимися при контакте магнитных головок с магнитной поверхностью диска.
Наиболее разрушительным является ударный контакт магнитных головок с магнитной поверхностью при раскрученном диске вследствие небрежного обращения с накопителем, при котором выбитая частица, обладая магнитными свойствами, потребует больше времени на ее сброс центробежной силой и улавливание фильтром, что увеличивает шанс повторного столкновения с магнитной головкой, линейная V > 100 км/ч
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Жесткий диск: Деградация поверхности
Вектор отскока частицы, направленный в центр вращения, также увеличивает риск повторного столкновения. Обладая высокой кинетической энергией, полученной при ударе о магнитную головку, частица может ударить по магнитной поверхности, выбивая другую. Процесс может стать лавинообразным и стать причиной появления множества дефектных секторов, считать информацию из которых даже при использовании технологии автоматической коррекции зачастую не представляется возможным.
Периодический запуск реализованной производителями жестких дисков функции самодиагностики позволяет обнаружить и исправить имеющиеся и намечающиеся дефекты магнитной поверхности до того, как информация станет недоступной для чтения, переместив ее в более надежное место на магнитном диске, а также повторно намагнитить поверхность магнитного диска идентичной информацией, уменьшая эффект спонтанного саморазмагничивания. И автоматическая проверка раз в минуту атрибутов SMART жесткого диска на предмет появления новых забракованных секторов позволяет своевременно сделать резервную копию важной информации.
Кластер файловой системы
Кластер - несколько секторов, рассматриваемых операционной системой как одно целое. При повреждении одного сектора жесткого диска операционная система объявляет негодным для дальнейшего использования весь кластер, размер которого в NTFS (по умолчанию) составляет 4 Кб, т.е. 8 секторов.
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Жесткий диск: Дефрагментация файловой системы
Используемая адресация секторов жесткого диска, называемая LBA, линейна. В процессе удаления файлов в файловой системе образуются фрагменты свободных участков, которые при создании нового файла и увеличении существующих вновь используются операционной системой для хранения информации.
|
|
|
Первый |
Свободное |
|
|
Второй |
Третий |
|
|
|
файл |
пространство |
|
|
файл |
файл |
Оптимизация последовательного чтения и поиска информации является основной задачей дефрагментации.
Первый |
Второй файл |
Третий |
Свободное |
|
файл |
файл |
пространство |
||
|
||||
|
|
|
|
Операционные системы семейства MS Windows XP и выше используют технику упреждающего чтения, которая поддерживается практически всеми моделями жестких дисков, анализируя запуск любой программы и сохраняя информацию о порядке и частоте использования этой программой других файлов в специальной системной папке "Prefetch", что позволяет еще более точно расположить файлы при дефрагментации. Например, если третий файл активно используется первым, то они располагаются рядом.
Первый |
Третий |
Второй файл |
Свободное |
|
файл |
файл |
пространство |
||
|
||||
|
|
|
|
SMART HDD выполняет дефрагментацию всех доступных программе файловых систем на жестком диске с учетом собранной операционной системой файловой статистики. Высокая скорость дефрагментации обусловлена дефрагментацией только тех файлов, к которым был обнаружен доступ со стороны операционной системы или работающего под ее управлением программного обеспечения. Также данный способ является наиболее щадящим по отношению к износу кинематики жесткого диска.
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Жесткий диск:Сравнение интерфейсов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропускная |
Максимальная |
Требуется ли кабель |
Кол-во |
Число |
Другие особенности |
|
|
|
способность, |
длина кабеля, м |
питания |
накопителей |
провод- |
|
|
|
|
Мбит/с |
|
|
на канал |
ков в |
|
|
|
|
|
|
|
|
кабеле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UltraATA/133 |
1064 |
0,46 |
Да (3,5") / Нет (2,5") |
2 |
40/80 |
Controller + 2Slave, |
|
|
|
|
|
|
|
|
горячая замена |
|
|
|
|
|
|
|
|
невозможна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SATA-300 |
3000 |
1 |
Да |
1 |
7 |
Host/Slave, возможна |
|
|
|
|
|
|
|
|
горячая замена на |
|
|
|
|
|
|
|
|
некот-ых контроллерах |
|
|
SATA-600 |
6144 |
нет данных |
//-//-// |
//-//-// |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FireWire/400 |
400 |
4,5 (при послед- |
Да/Нет (зависит от |
63 |
4/6 |
устройства |
|
|
|
|
ом соед-и до 72 |
типа интерфейса и |
|
|
равноправны, горячая |
|
|
|
|
м) |
накопителя) |
|
|
замена возможна |
|
|
FireWire/800 |
800 |
//-//-// |
Нет |
//-//-// |
4/6 |
//-//-// |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
USB 2.0 |
480 |
5 (при послед- |
Да/Нет (зависит от |
127 |
4 |
Host/Slave, горячая |
|
|
|
|
ом соед-и, через |
типа накопителя) |
|
|
замена возможна |
|
|
|
|
хабы, до 72 м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
USB 3.0 |
4800 |
нет данных |
//-//-// |
нет данных |
9 |
Двунаправленный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
совместим с USB 2.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ultra-320 |
2560 |
12 |
Да |
16 |
50/68 |
устройства равноправны, горячая |
|
|
замена возможна |
|||||||
|
SCSI |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SAS |
3000 |
8 |
//-//-// |
Свыше |
|
горячая замена; возможно |
|
|
|
подключение SATA-устройств в |
||||||
|
|
|
|
|
16384 |
|
||
|
|
|
|
|
|
SAS-контроллеры |
||
|
eSATA |
3000 |
2 |
//-//-// |
1 (с умножителем |
7 |
Host/Slave, горячая замена |
|
|
возможна |
|||||||
|
|
|
|
|
портов до 15) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перспективы магнитной записи
Eastmag 2013: Trends in magnetism
Pattern Media & HeatAssisted memory record seem to be still the most perspective
International Workshop |
International Workshop on |
Joint European Magnetic Symposium, |
|
|
|
Of Non-Crystalline |
Structural and Mechanical |
Poland,2010 |
|
|
|
Solids, Portugal,2008 |
Properties of Metallic Glasses, |
|
|
|
|
|
Spain, 2009 |
|
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Перспективы магнитной записи
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Используемые Интернет-ресурсы:
•http://ru.wikipedia.org/wiki/Жёсткий_диск
•http://www.smarthdd.com/rus/help.htm
•http://citforum.ru/hardware/data/hdd_industry/
•http://rlab.ru/doc/hdd_from_inside.html
•http://ru.wikipedia.org/wiki/Суперпарамагнетизм
• http://oval.ru/enc/69559.html
•http://ufn.ru/ru/rubrics/nobel-lectures/
•http://remont-hdd.by.ru/ustroistvo.html
•http://hddfix.ru/Stati/ZHestkie_diski_Printsipy_raboty_i_vosstanovleniya_/
•http://www.datalabs.ru/pages/hdd_structure
•http://compulenta.computerra.ru/tehnika/devices/10002118/
•http://xplqa30.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5257351&url=http%3A% 2F%2Fxplqa30.ieee.org%2Fxpls%2Ficp.jsp%3Farnumber%3D5257351
•http://www.utexas.edu/news/2012/11/13/computer-memory-could-increase- fivefold-from-ut-research/
•http://www.smarthdd.com/rus/help.htm
•http://www.idema.org/wp-content/downloads/1818.pdf
•http://www.idema.org/wp-content/downloads/1855.pdf
•http://mirpu.ru/hdd/72-standardshdd/149-hamr-hdd-.html
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov
Используемая литература:
•Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 21-е изд. — М.: Вильямс, 2012.
— С. 653—700. — ISBN 0-7897-3404-4
•Книга «Архитектура ЭВМ»,автор Мюллер
•Книга «Архитектура ЭВМ», автор Танненбаум
•Книга «Архитектура ЭВМ», автор Гук
•Журнал Технической Физики, том 74, в. 7 «Магнитные свойства нанокристаллических пленок», автор Фролов
•Book of Abstracts: Proceedings of Joint European Magnetic Symposia 13-17 September, 2008. - Dublin, Ireland. - 2008.
•Book of Abstracts: International Workshop on Structural and Mechanical Properties of Metallic Glasses IWMG09, 2009: Books of Abstracts 17-19 June 2009. – Barselona, Spain, 2009.
•Book of Abstracts: Joint European Magnetic Symposia 2010 (JEMS 2010): 23–28 August 2010 – Krakow, Poland, 2010
•Book of Abstracts: EastMag Symposium 2013: 13–20 Septemper 2013 – Vladivostok, Island Russkiy, Ajax, 2013
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 5 семестр,2013 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 5th semester,2013 Dr. Mokhovikov