Главная | Обратная связь

Организация дисковой памяти

Каждое из концентрических колец диска, на котором записаны данные, называется дорожкой записи. Поверхность диска разбивается на дорожки, начиная с внешнего края, число дорожек зависит от типа диска. В используемых гибких магнитных дисках число дорожек равно 80, а число дорожек жёсткого диска составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. Дорожки независимо от их числа идентифицируются номером (внешняя дорожка имеет нулевой номер). Количество дорожек на стандартном диске определяется плотностью записи. Под плотностью записи обычно подразумевают объём информации, который можно разместить на единице площади поверхности носителя. Для магнитных дисков определены две разновидности плотности записи — радиальная (поперечная) и линейная (продольная). Поперечная плотность записи измеряется числом дорожек, размещённых на кольце диска, шириной 1", а линейная плотность — количеством бит данных, которые можно записать на дорожке единичной длины.

Размер секторов различных дисков находится в диапазоне от 128 до 1024 байт, но в качестве стандарта принят размер сектора 512 байт. Кластер— группа смежных секторов. Кластер для жёсткого диска — 4, 8, 16 секторов (16 – 32 Кбайт).

Секторам на дорожке присваиваются номера, начиная с нуля. Сектор с нулевым номером на каждой дорожке резервируется для идентификации записываемой информации, а не для хранения данных. Кластер представляет собой наименьший участок диска, которым оперирует система при распределении места записи файла. Кластер состоит из одного или нескольких секторов (от двух и более). Отметим, что на жёстких дисках размеры кластеров намного больше, поэтому к параметрам, определяющим конструкцию магнитного диска, относится число сторон или поверхностей диска. Жёсткий диск обычно представляет собой пакет (сборку), состоящий из нескольких дисков. Стороны дисков идентифицируются номерами, начиная с нуля (верхняя сторона).

Часто при рассмотрении организаций дисковой памяти используется термин «цилиндр». Под цилиндром понимаются все дорожки, одновременно находящиеся под головками чтения (записи). В накопителях на гибких магнитных дисках «цилиндр» состоит из двух дорожек. Термин «цилиндр» стал практически стандартным, но не является точным, так как геометрическая фигура, образованная совокупностью дорожек и расположенными относительно них магнитными головками, представляет собой усечённый конус. Дорожки на верхней стороне диска смещены к центру относительно дорожек на нижней стороне.

3.2.8. Жёсткий диск

Жёсткий диск (рисунок 13)– основное устройство для долговременного хранения больших объёмов данных и программ.

Рисунок 13 – Современный «жёсткий диск»

Первые винчестеры, появившиеся в начале 70-х, имели ёмкость не более десятка килобайт. Со временем ёмкость жёсткого диска возросла в тысячи раз, однако принципы его устройства не претерпели серьезных изменений.

На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.

Как и прежде, любой «винчестер» состоит из трёх основных блоков.

Первый блок и есть, собственно, само хранилище информации – один или несколько

стеклянных (или металлических) дисков, покрытых с двух сторон магнитным материалом, на который и записываются данные. Записываются они в точном соответствии с физической структурой диска. Выглядит она так:

магнитная поверхность каждого диска разделена на концентрические «дорожки», которые, в свою очередь, делятся на отрезки-сектора. Дисков в корпусе винчестера может быть несколько, которые имеют по две рабочие поверхности.

Кроме дорожек и секторов, жёсткий диск имеет ещё и третье деление — на цилиндры. Цилиндр — это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям. Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а n поверхностей, где n – число отдельных дисков в группе.

Второй блок – механика жёсткого диска, ответственная за вращение этого

массива «блинов» и точное позиционирование системы читающих головок.

Каждой рабочей поверхности жёсткого диска соответствует одна читающая головка, причём располагаются они по вертикали точным столбиком. А значит, в любой момент времени все головки находятся на дорожках с одинаковым номером. То есть, работают в пределах одного цилиндра. В качестве одного из важнейших технологических параметров любого диска считается число читающих головок, а не совпадающее с ним количество рабочих поверхностей.

Третий блок включает электронную начинку – микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.

Жёсткий диск подключается к материнской плате с помощью специального шлейфа (рисунок 14 ).

Рисунок 14 – Шлейф для присоединения винчестера