информатика_1 / лекции / 13
.pdfВнешняя память на магнитных дисках
Принцип записи на магнитные носители основан на явлении электромагнитной индукции. Запись производится головками чтения/записи, которые работают как электромагнит. Полярность магнитного поля в головках определяется направлением электрического тока, который по ним пропускается. Магнитное поле проникает в магнитный слой диска, упорядочивает его магнитные частицы (домены) то в одном, то в другом направлении, т.е. создает на носителе зоны с различной по знаку намагниченностью. Так производится запись. При чтении головка регистрирует импульсы тока при прохождении зоны смены знака намагниченности.
Накопитель на жестких магнитных дисках (на несменных магнитных дисках) включает следующие устройства:
•электромеханический привод, вращающий диски;
•пакет дисков — набор пластин, покрытых магнитным материалом;
•блок магнитных головок для чтения и записи;
•система позиционирования магнитных головок для записи и чтения;
•электронный блок для управления и кодирования сигналов.
Накопитель на магнитных дисках помещен вместе с диском и контроллером в герметический корпус, который крепится в системный блок компьютера.
Жесткий диск изготовлен из композитного материала на основе стекла и керамики, покрыт магнитным слоем.
Жесткий диск состоит из нескольких пластин, нанизанных на одну ось. Каждая сторона каждой пластины размечена на дорожки — концентрические окружности, вдоль которых записываются данные. Иногда внешняя сторона одной или обеих внешних пластин не используются. Нумерация дорожек начинается с 0 от внешнего края к центру.
Совокупность дорожек, расположенных на одном расстоянии от центра, называется
цилиндром.
При продвижении от центра диска число секторов на дорожке в каждой зоне возрастает. Это усложняет процедуру хранения информации на дорожке, но зато повышает емкость диска, что считается более важным. Все секторы имеют одинаковый размер. Схема диска с пятью зонами изображена на рис.
Диск вращается, головка чтения/записи позиционируется на заданную дорожку и записывает данные на диск или считывает их. Каждую рабочую поверхность пакета дисков в накопителе на несменных магнитных дисках обслуживает своя головка. В накопителе на жестком магнитном диске головки во время работы находятся на небольшом расстоянии от поверхности (десятые доли микрона).
Совокупность дорожек одного радиуса на всех поверхностях дисков называется цилиндром. Дорожка размечается на сектора или блоки.
Чаше всего сектор содержит 512 байт информации (В ОС Windows — всегда). Сектор
— наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Для обмена контроллеру диска нужно указать адрес сектора: номер цилиндра, номер поверхности и номер сектора. Операционная система при работе с диском использует свою единицу дискового пространства — кластер, размер которого зависит от используемой файловой системы.
Дорожки и секторы создаются в результате процедуры низкоуровневого форматирования диска. На диск записывается информация для определения границ блоков. Низкоуровневый формат диска не зависит от типа операционной системы, в которой диск будет использоваться, и производится на заводе-изготовителе. Разметку диска под конкретную операционную систему производит процедура высокоуровневого форматирования. Здесь определяется размер кластера и на диск записывается информация, необходимая ОС для работы файловой системы.