12. Хранение информации на магнитных дисках.

Носителем информации является диск (1 или несколько), на который нанесен ферромагнитный слой. Хранимую информацию представляет состояние намагниченности отдельных участков рабочей поверхности. Диски вращаются с помощью двигателя шпинделя. На диске имеется индексный маркер, который, проходя мимо специального датчика, отмечает начало каждого оборота диска. Информация на диске располагается на концентрических треках (нумеруются с внешнего трека). Каждый трек разбит на секторы, имеющие служебную область и область данных размером 512 байт. Совокупность всех треков с одинаковыми номерами составляет цилиндр. Для каждой рабочей поверхности в накопителе имеется своя головка. Для записи или чтения сектора, шпиндель должен вращаться с заданной скоростью, блок головок д.б. подведен к требуемому цилиндру, когда нужный сектор подойдет к выбранной головке, начнется обмен данными между головкой и накопителем.

Для записи на диск применяют различные схемы кодирования:

1) частотная модуляция FM: для каждого бита данных на треке отводится ячейка для представления бита и синхросигнала;

2) модифицированная частотная модуляция MFM: синхросигнал вводится только в процессе кодирования следующих подряд нулевых битов.

Информация на дисках записывается и считывается по-секторно. В заголовке имеется поле идентификатора, включающее номер цилиндра, головки и сектора (может содержаться и пометка о дефектности сектора). Достоверность поля идентификатора проверяется с помощью контрольного кода заголовка. Заголовки записываются только во время операции низкоуровневого форматирования. Поле данных сектора отделено от заголовка небольшим зазором, необходимым для головки. Сектор завершается контрольным кодом поля данных — контроль с помощью кодов, позволяющих найти ошибку и исправить её. В межсекторных промежутках может размещаться сервоинформация, служащая для точного наведения головки на трек.

Для использования диска для записи и считывания информации, он должен быть отформатирован. 1) Низкоуровневое форматирование (LLF) — форматирование заголовков и пустых полей данных; выполняется проверка читаемости каждого сектора (ошибка -> делается пометка о его дефектности). 2) Высокоуровневое форматирование (HLF) – формирование логической структуры диска (таблиц размещения файлов, корневого каталога и т.п.).

 

13. Накопители на гибких магнитных дисках (нгмд).

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), или дискетах, применялись с первых моделей персональных компьютеров, у которых они были единственным средством хранения и переноса информации.

Первые накопители использовали дискеты диаметром 5,25" (133 мм), обозначаемые как 5", упакованные в мягкие конверты и имеющие 40 треков на рабочей поверхности. Для 5" дискет наиболее распространены 40-дорожечные и 80-дорожечные дисководы.

По плотности записи (Density) различают следующие типы дискет:

• SD (Single Density) — одинарная плотность (давно устаревший тип для дискет 5");

• DD (Double Density) — двойная продольная плотность (стандартные дискеты 5" емкостью 360 Кбайт, 48TPI –);

• QD (Quadrate Density) — двойная продольная плотность с удвоенным количеством треков (дискеты 5" и 3,5" емкостью 720 Кбайт, 96 TPI);

• HD (High Density) — высокая плотность (стандартные дискеты 5" емкостью 1,2 Мбайт, 96 TPI и 3,5" емкостью 1,44 Мбайт,135 TPI);

• ЕНD (Extra High Density) — сверхвысокая плотность (дискеты 3,5" емкоcтью 2,88 Мбайт,135 TPI).

Где TPI (trace per inch – трек на дюйм) - поперечная плотность измеряется количеством треков на дюйм.

Принцип записи и считывания магнитных дискет на 5” контроль оборотов осуществляется световым индексом, на 3,5’’ магнитным индексом. Намагниченность дискеты определяется положением элементных доменов в каждой зоне своего сектора. Для увеличения емкости дискеты используют перпендикулярную или вертикальную запись.

Дискеты приводились в движение тактовым двигателем (300 -360 оборотов\мин.). Эта невысокая скорость вращения приводила к нестабильности записи, поэтому сектор делали с запасом, а увеличение скорости записи приводило к увеличению числа секторов, для привода головок считывания и записи использовались шаговые двигатели.