2.4. 2 Накопители на жёстких магнитных дисках нжмд
В НЖМД в качестве носителя информации используется пакет алюминиевых дис-ков диаметром 3,5 дюйма и толщиной около 3 мм, закреплённых на стержне. Диски покрыты магнитным слоем толщиной порядка 75 мкм или магнитной плёнкой тол-щиной порядка 5 мкм с одной или двух сторон. При записи или считывании пакет вращается. Между дисками пакета размещаются блоки магнитных головок (см. ри-сунки 2.21, 2.22), перемещающихся синхронно. Первоначально применялся плавающий принцип их размещения, при котором расстояние 25…50 мкм головок от рабочей поверхности диска устанав-ливалось потоками воздуха, возникающими при вращении пакета. В винчестерах применяется механическая фиксация головок на некотором расстоянии от рабочей поверхности диска.
Рисунок 2.21 – Блок магнитных головок: Рисунок 2.22 – Сборка НЖМД: 1 – диск;
1 – магнитные головки; 2 – обмотка линей- 2 - блок магнитных головок с приводом; ного двигателя перемещения головок; 3 – 3 – вентилятор; 4 – воздушный фильтр
постоянный магнит; 4 – магнитопровод
Число головок равно числу рабочих поверхностей дисков пакета. Рабочие поверх-ности дисков разделяются на дорожки, а дорожки – на секторы (см. рисунок, 2.23).
Рисунок 2.23 – НЖМД: а – пакет магнитных дисков; б – зонное размещение
данных на диске; в – зонно-секторное размещение данных
55
Совокупность дорожек, достигаемых при фиксированном положении блока голо-вок называется цилиндром (см рисунок 2.23, а). Расстояние между цилиндрами (до-рожками) называется шагом дорожки, или подачей. Дорожки в цилиндре нумерую-тся сверху вниз. Переход с одной дорожки на другую данного цилиндра осуществля-ется переключением головок, переход от одного цилиндра к другому осуществляется механическим перемещением блока головок.
Внешние дорожки могут содержать в два раза больше информации, чем внутрен-ние. Для выравнивания плотности записи используется метод зонно-секторной за-писи (см. рисунок 2.23, в). При постоянной скорости вращения пакета скорость пос-тупления данных от внешних зон выше, чем от внутренних. Эта неравномерность скорости поступления данных компенсируется изменением скорости работы канала записи/считывания и применением перестраиваемых фильтров частотной коррекции по зонам. Такой метод позволяет увеличить ёмкость диска примерно на 30%.
2.4.3 Характеристики накопителей на жёстких дисках
Один из главных показателей системы памяти – её быстродействие, которое в пер-вую очередь зависит от скорости вращения пакета. Скорость вращения постоянно повышается, достигая в настоящее время 12000 об/мин. Быстродействие, характери-зуется рядом параметров.
Среднее время доступа дисковода – это интервал между моментом запроса дан-ных и моментом доступа к ним, измеряемый в миллисекундах. Время доступа вклю-чает время поиска, время ожидания и время обработки данных.
Время поиска – итоговое время, необходимое для поиска головкой чтения/записи физического расположения данных на диске.
Время ожидания – среднее время доступа к сектору, рассчитывается по скорости вращения как время полуоборота.
Скорость передачи диска (media-скорость) – скорость, с которой данные переда-ются на дисковод и считывается с него; измеряется в Мбайт/с или MBps.
Скорость передачи данных (или DTR – Data Transfer Rate) – это скорость, с ко-торой компьютер может передавать данные через шины на центральный процессор. Различают внутреннюю скорость передачи – от головки до встроенного дискового буфера, и внешнюю – скорость передачи пакета данных или максимальную скорость передачи при идеальных параметрах. Более важна внешняя скорость.
К концу 2001 года самые быстрые дисководы обеспечивали среднее время ожи-дания менее 3 мс, среднее время поиска от 3 до 7 мс и максимальную скорость пере-дачи данных до 60 Мбайт/с.
Информационная ёмкость НЖМД достигает сотен гигабайт. Для удобства раз-мещения данных на диске он обычно разделяется на несколько логических дисков.