Магнитооптические диски (МОД) выпускаются 5- и 3,5-дюймового размера и имеют емкость до 4,5 Мбайт, среднее время доступа (поиск + время подвода сектора) порядка 30-40 мс, скорость передачи данных порядка 5 Мбайт/с.

Кроме перечисленных типов накопителей имеются еще несколько разновидностей дисковых накопителей со сменными магнитными или магнитооптическими носителями.

Однако, несмотря на отлаженные технологии рассмотренных накопителей, их уже или вытеснили, или постепенно вытесняют оптические и “твердотельные” (флэш) диски.

3.3.3. Накопители на магнитных лентах

Накопители на магнитных лентах (НМЛ) являются одним из наиболее давно используемых в качестве массовой памяти типом устройств. Первые такие накопители имелись уже в ЭВМ пятидесятых годов прошлого столетия. Технология для них также, как и впоследствии для CD-ROM, была “подготовлена” звукозаписывающей техникой.

Основными достоинствами НМЛ были большая емкость и невысокая стоимость носителя информации: (сначала бобины, кассеты, а затем картриджа) магнитной ленты. Основным недостатком – последовательный доступ к данным, требующий большого времени.

За время своего существования НМЛ только на начальных этапах успешно конкурировали со своими ближайшими “родственниками”: магнитными барабанами, которых им удалось пережить, и магнитными дисками, которые заняли ведущую роль примерно с начала 1960-х годов, оставив для НМЛ лишь роль систем архивного хранения данных.

Тем не менее, даже несмотря на появление оптических дисков, НМЛ достаточно прочно удерживают свои позиции в качестве устройств резервного копирования больших объемов данных в секторе корпоративных решений.

В своей современной версии НМЛ более известны под названием стримеры (транслитерация английского streamer, происходящего от слова “поток”). В этом своем виде они многое позаимствовали от кассетных аудио-

ивидеомагнитофонов. Существует несколько разновидностей стримеров, различающихся размером используемых магнитных лент и особенностями размещения информации на них.

Два основных варианта записи на ленту с дорожками:

-продольными, расположенными параллельно краю магнитной ленты

ипроходящими по всей ее длине (как у обычных магнитофонов);

-спиральными (точнее, наклонными), проходящими по диагонали от одного края ленты к другому, которые получаются при использовании

92

головок записи, вращающихся (со скоростью 2000 об/мин) вокруг оси, наклоненной под некоторым углом (порядка 5°) к перпендикуляру к направлению движения ленты (как в видеомагнитофонах).

Два этих варианта схематически показаны на рис. 37. Второму случаю хотя и соответствует меньшая скорость движения самой ленты (всего 2,5 см/с), но тем не менее износ ленты и головок выше, вследствие большей площади контакта ленты с вращающейся головкой.

Рис. 37. Продольное I) и спиральное II) расположение дорожек на магнитной ленте: стримеров: а) магнитная лента, б) дорожки, в) фиксированная магнитная головка, г) вращающиеся магнитные головки

В случае продольных дорожек запись и чтение обычно осуществляются в двух направлениях движения ленты, как в кассетном магнитофоне.

Как правило, стример включает в себя лентопротяжный механизм, в простейшем случае аналогичный используемым в аудио- и видеомагнитофонах, головки чтения/записи, механизм загрузки ленты и контроллер. Магнитная лента помещена в картридж, подобный используемым в (видео) магнитофонах кассетам. Однако такая конструкция, в особенности при использовании записи по спиральным дорожкам, как правило, приводит к сильному натяжению и высокому износу ленты, что ухудшает характеристики надежности накопителя.

Поэтому в качественных системах используют более сложные лентопротяжные механизмы, например с роликовыми направляющими, ведущими ленту по противоположной магнитному слою стороне, а также применяют специальную магнитную ленту и конструкции картриджей.

Основные проблемы, на которых концентрируются разработчики стримеров, связаны с повышением емкости носителей, скорости записи и передачи данных, надежности хранения и считывания данных уменьшением времени поиска и износа ленты.

При этом при создании НМЛ часто используют технологические приемы, характерные и для других видов памяти с подвижными магнитными носителями.

93

В частности, для повышения плотности расположения дорожек могут использоваться серводорожки и следящие системы, как и в накопителях на жестких дисках, что позволяет разместить до 200 дорожек на ленте шириной

8 мм.

Ускорения записи и считывания достигают улучшением характеристик магнитных головок и магнитной ленты, записью и чтением одновременно по нескольким дорожкам, использованием внутренних буферов и сжатием данных при их записи.

Для ускорения поиска в некоторых накопителях картриджи с лентой оснащаются внутренним ЗУ, в котором записывается некоторый аналог таблицы размещения файлов.

Для повышения надежности хранения данных используются контрольные и корректирующие коды, в частности циклические коды и коды Рида-Соломона.

Характеристики НМЛ могут существенно различаться в зависимости от их конструкции и технологии записи. Так, емкости стримеров варьируются в широких пределах, достигая 600 Гбайт, скорости передачи у лучших НМЛ сравнимы с жесткими дисками, составляя до 60 Мбайт/с, время поиска (доступа) в некоторых моделях составляет до 10 секунд (при среднем

– порядка 80-100 с).

На основе стримеров строятся также специальные автоматизированные библиотеки, в которых обеспечена возможность хранения многих картриджей с лентой и автоматической установки и замены их в накопителях. Причем в сложных системах может использоваться до нескольких сотен накопителей и храниться несколько тысяч картриджей.

Кроме того, на базе НМЛ организуются массивы, аналогичные RAIDмассивам жестких дисков (см. п. 4.2.3). Производители НМЛ декларируют при этом возможность повышения пропускной способности такой системы в соответствующее количеству используемых накопителей раз.

Глава 4. Методы оценки характеристик и повышения производительности памяти

В данной главе рассматриваются отдельные вопросы, связанные с оценкой характеристик запоминающих устройств или систем памяти, а также некоторые аппаратные способы (допускающие в некоторых случаях программную реализацию), обеспечивающие повышение пропускной способности отдельных ступеней памяти: кэширование памяти, управление последовательностью обслуживания запросов и организация дисковых массивов.

94