9. Организация памяти третьего уровня (внешней памяти)
Внешняя память ЭВМ – это сложная дисковая (обычно) система, работающая под управлением операционной системы.
Внешняя память строится на основе ВЗУ различных типов: НМД, НМЛ, НОД и др. Особенности ВЗУ: это ЗУ очень большой емкости, невысокого быстродействия и низкой удельной стоимости хранения информации. Пример: октябрь 99г. 1$ - 25 руб. ОЗУ типа SDRAM 32МВ – 2000руб. Удельная стоимость – 2000/32≅30 руб/МВ.
Жесткие диски: емкость 20 ГВ, стоимость 7120 руб., удельная стоимость 7120/20=356 руб/ГВ или 0,000356 руб/МВ.
Простейшая структура внешней памяти (на основе единого интерфейса) представлена на рис. 17.
Рис. 17. Структура внешней памяти Архив
В состав ВЗУ входят:
носитель информации (съемный или стационарный);
привод – дисковод (для дисков), лентопротяжный механизм (ЛПМ) – для магнитных лент;
контроллер – блок управления накопителем.
Следует отметить, что НМД. НМЛ и др. обладают одним общим недостатком – движущимся носителем информации. Отсюда – низкое быстродействие (большое время доступа к информации) и низкая надежность. Поэтому на смену ЗУ с подвижными носителями информации должны прийти ЗУ с неподвижными носителями. Пример: ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) – природа хранения информации в них магнитная, однако носитель информации неподвижный, нет электромеханики.
Классификация и основные характеристики внешних запоминающих устройств
По типу носителя информации ВЗУ делятся на следующие классы (рис.18). Здесь: МЛ – магнитная лента, МД – магнитный диск, ОД – оптический диск, МОД – магнитооптический диск, ЦМД – носитель типа ЦМД, ПЗС – прибор с зарядовой связью.
По физической природе хранения ЗУ разделяются на: 1) накопители на магнитной основе, 2) накопители на оптической основе, 3) накопители на магнитооптической основе.
Рис. 18
Основные характеристики: емкость, время доступа к информации, пропускная способность (скорость чтения/записи), надежность, стоимость.
Емкость зависит от размеров носителя и плотности записи – количества информации на единицу площади носителя. Различают поперечную и продольную плотность записи информации на носителе.
Время доступа зависит от скорости движения носителя и от других факторов, которые зависят от специфики устройства.
Пропускная способность зависит от скорости перемещения носителя и плотности записи. Оценивается количеством информации в единицу времени.
Надежность зависит от многих факторов. Оценивается обычно временем наработки на отказ. Стоимость – интегральная характеристика: зависит и от емкости, и от надежности, и др.
Организация накопителей на магнитных дисках
ВЗУ на основе МД с технической точки зрения относятся к ЗУ с последовательным доступом к информации, а с логической точки зрения – к ЗУ с производительным (прямым) доступом информации.
ВЗУ на основе МД состоит из двух частей: собственно накопитель на МД (НМД) и блок управления накопителем – контроллер НМД (КНМД). Носитель состоит из привода МД (дисковода) и магнитного носителя информации в виде одного или нескольких (пакета) МД. Диск (пакет дисков) приводится в движение от специального привода, который обеспечивает их вращение с постоянной скоростью (рис. 19). Здесь П – привод, МП - механизм позиционирования, МГ - магнитная головка.
Каждой рабочей поверхности диска соответствует одна МГ чтения/записи информации. Запись информации на носитель осуществляется при помощи МГ записи, чтение информации — при помощи МГ чтения.
При записи информации на носитель при помощи МГ создаются магнитные отпечатки, следы. Магнитные отпечатки, оставляемые на поверхности диска при фиксированном положении МГ, образуют дорожку - трек (рис. 20).
