Магнитные диски

Магнитные диски состоят из цилиндров, каждый из которых содержит столько дорожек, сколько у него имеется вертикально расположенных головок. Дорожки разделены на сектора, количество которых по окружности обычно варьируется от 8 до 32 на гибких дисках и до нескольких сотен — на жестких дисках.
Количество головок варьируется от 1 до 16.

У дисков старого типа очень мало электронных компонентов, и они могут передавать лишь простой последовательный поток битов. Основная часть работы на этих дисках возлагается на контроллер. На дисках других типов, в частности дисках со встроенным интерфейсом накопителей (Integrated Drive Electronics (IDE)) и с последовательным интерфейсом SATA (Serial ATA), сам привод диска содержит микроконтроллер, который берет на себя основную часть работы и позволяет настоящему контроллеру выдавать набор команд высокого уровня. Контроллер зачастую осуществляет кэширование дорожек, переназначение для исключения из работы сбойных блоков и многое другое.

Свойством устройства, играющим существенную роль для драйвера диска, является возможность контроллера выполнять одновременное позиционирование головок на нужную дорожку на двух и более приводах. Это свойство называется совмещением операций позиционирования головок. Пока контроллер и программа ожидают завершения позиционирования на одном приводе, контроллер может приступить к позиционированию головок на другом. Многие контроллеры могут также заниматься чтением или записью данных на одном приводе, выполняя позиционирование головок на одном или нескольких других дисках, но контроллер гибкого диска не может читать или записывать одновременно на двух приводах. (Чтение или запись требуют от контроллера передавать биты за микросекунды, поэтому в одной передаче задействована вся его вычислительная мощность.) Для жестких дисков со встроенными контроллерами складывается иная ситуация, и системы, имеющие более одного такого привода жесткого диска, могут работать с этими приводами одновременно, по крайней мере когда дело касается передачи данных между диском и буфером памяти контроллера. Но в одно и то же время возможна только одна передача данных между контроллером и оперативной памятью. Возможность одновременного осуществления двух и более операций может существенно сократить среднее время доступа к диску.

В табл. 5.3 сравниваются параметры стандартного запоминающего устройства оригинальной IBM PC с параметрами диска, изготовленного три десятилетия спустя, чтобы показать, как изменились диски за это время. Интересно отметить, что не все параметры улучшились в равной мере. Показатель среднего времени позиционирования головок на нужную дорожку улучшился почти в девять раз, скорость передачи данных увеличилась в 16 000 раз, в то время как емкость увеличилась в 800 000 раз. Такое соотношение связано с относительно медленным совершенствованием механической части на фоне более быстрого роста плотности битов на поверхностях записи.

Таблица 5.3. Параметры оригинального 360-килобайтного гибкого диска IBM PC и жесткого диска Western Digital WD 3000 HLFS (Velociraptor)


Таблица 5.3 (продолжение)


При изучении спецификации современных жестких дисков нужно иметь в виду, что геометрия, определенная и используемая программой драйвера, почти всегда отличается от физического формата. На старых дисках количество секторов на одной дорожке было одинаковым для всех цилиндров. Современные диски разбиты на зоны, и на внешних зонах секторов больше, чем на внутренних. На рис. 5.15, а показан небольшой диск с двумя зонами. На внешней зоне по 32 сектора на дорожку, а на внутренней — по 16. Реальный диск, например WD 3000 HLFS, обычно имеет 16 и более зон с количеством секторов, увеличивающимся примерно на 4 % от внутренних зон к наружным.

Рис. 5.15. Диск с двумя зонами: а — физическая геометрия; б — возможная виртуальная геометрия


Чтобы скрыть конкретное количество секторов на каждой дорожке, большинство современных дисков имеют виртуальную геометрию, которая и предоставляется операционной системе. Программному обеспечению предписывается работать с дисками, как будто у них имеется х цилиндров, у головок и 2 секторов на одну дорожку. Контроллер

перераспределяет запрос для (x, y, z) на реальные цилиндры, головки и секторы. Возможная виртуальная геометрия для рассматриваемого физического диска показана на рис. 5.15, б. На обоих фрагментах у диска имеется 192 сектора, но их объявленное расположение отличается от реального.

Для компьютеров класса PC максимальные значения этих трех параметров (65 535, 16 и 63), как правило, связаны с необходимостью соблюдения обратной совместимости с ограничениями, наложенными на оригинальную систему IBM PC. На этой машине для определения этих номеров использовались 16-, 4- и 6-разрядные поля, причем нумерация цилиндров и секторов начиналась с 1, головок — с 0. При таких параметрах и 512 байтах на сектор максимально возможная емкость диска составляла 31,5 Гбайт. Чтобы обойти это ограничение, все современные диски поддерживают логическую адресацию блоков (logical block addressing, LBA), при которой секторы диска нумеруются последовательно, начиная с нулевого, безотносительно геометрии диска.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Магнитные диски:

  1. Магнитная подстройка 2012
  2. Магнитный Мастер Крайон, Царь Мельхиседек, Владыка Эль Мория
  3. Рекомендации Крайона Магнитному Каналу и всем каналам Духа
  4. ПОТЕНЦИАЛ
  5. Вопросы Сеферы
  6. СМЕЩЕНИЕ ДИСКА
  7. ОРГАНИЗМ: ОРИЕНТАЦИЯ
  8. 5.5. Административная ответственность за нарушение авторских и смежных прав
  9. Осмотр средств вычислительной техники
  10. Человечество! Я приветствую тебя! Мельхиседек. Аминь.
  11. Видеозапись
  12. 3.11.12. Метод пространства - времени
  13. Луна в Водолее.
  14. Кодекс безупречной ассимиляции Ты обязана:
  15. Крайон, как нам практически пользоваться этим кодом?
  16. 9.3.1. Жизнь не стоит на месте
  17. Энергии
  18. Молитва для процветания Я есмь присутствия Настоящего времени
  19. “Органика”