10.5. Производительность нжмд

Параметры производительности НЖМД

Детали выполнения операций ввода-вывода НЖМД во многом зависят от используемой операционной системы, структуры компьютера, в котором это устройство используется, типа канала ввода-вывода и аппаратуры контроллера НЖМД.

Во время работы устройства диск вращается с постоянной скоростью. Для выполнения операции записи или чтения головка должна, во-первых, располо­житься над нужной дорожкой, а во-вторых, над нужным кластером на этой до­рожке. Так как в устройстве используются подвижные головки, то для поиска нужной дорожки требуется механически переместить блок головок.

Время, необ­ходимое для перемещения головки на нужную дорожку, называется временем поиска. Для лучших образцов современных НЖМД среднее время поиска составляет несколько миллисекунд (3 – 5).

Время, которое необходимо, чтобы необходимый кластер оказался под головкой, называется задержкой доворота. В современных НЖМД, скорость вра­щения составляет 5400, 7200, 10000 и 15000 оборотов/мин, т.е. один оборот выполняется за время 11.1; 8.33; 6; 4 мс. В среднем задержка доворота составляет от 5.5 до 2 мс.

В сумме средние значения времени поиска и задержки доворота характеризуют среднее время доступа, т.е. среднее время, которое необходимо для позиционирования головки на начало необходимого кластера (блока данных).

После этого начинает выполняться операция передачи данных по мере движения выбранного кластера мимо головки – соответствующее время принято называть временем передачи. В современных НЖМД время последовательной передачи данных лежит в пределах (150 – 200) миллионов байт/с.

Описанные параметры характеризуют процессы, протекающие внутри НЖМД. Кроме них следует учитывать еще и время ожидания доступа к самому НЖМД. Эта задержка существует при выполнении операций обмена с устройством ввода-вывода. Запрос на выполнение операции обмена вычислительным процессом, помещается в очередь и находится там, пока нужное устройство не станет доступным. Только после этого устройство "присоединяется" к данному вычислительному процессу. Если нужное процессу устройство используется каналом ввода-вывода совместно с другими устройствами, то требуется еще выждать, пока станет доступным канал. И только после этого начинается выполнение операции обмена данными с собственно НЖМД.

Итак, упрощенная временная диаграмма операции ввода-вывода с НЖМД выглядит следующим образом:

Ожидание устройства;

ожидание канала;

перемещение головки на заданную дорожку;

ожидание подхода необходимого кластера по магнитную головку;

передача данных.

Влияние расположения данных на нжмд на производительность компьютера

Рассмотрим несколько вариантов выполнения операции ввода-вывода данных, которые про­иллюстрируют, как влияет организация данных на НМЖД на производительность компьютера.

Пусть НМЖД имеет следующие параметры:

среднее время поиска — 15 мс;

скорость вращения - 7200 оборотов/мин;

скорость переноса данных — 100М байт/с;

размер кластера — 4К байт.

Необходимо оценить общее время чтения файла объемом 100К байт (занимает 25 кластеров).

Вариант 1 - файл располагается на диске компактно на одной дорожке. При последовательной организации время считывания файла будет равно:

среднее время поиска – 15.0 мс

задержка доворота - 4 мс

считывание 25 кластеров - 1 мс.