
- •Глава 5 Память
- •Характеристики систем памяти
- •Иерархия запоминающих устройств
- •Основная память
- •Блочная организация основной памяти
- •Расслоение памяти
- •Организация микросхем памяти
- •Последовательный режим
- •Конвейерный режим
- •Регистровый режим
- •Страничный режим
- •Режим быстрого страничного доступа
- •Пакетный режим
- •Режим удвоенной скорости
- •Синхронные и асинхронные запоминающие устройства
- •Оперативные запоминающие устройства
- •Статическая и динамическая оперативная память
- •Статические оперативные запоминающие устройства
- •Динамические оперативные запоминающие устройства
- •Постоянные запоминающие устройства
- •Пзу, программируемые при изготовлении
- •Однократно программируемые пзу
- •Многократно программируемые пзу
- •Специальные типы оперативной памяти
- •Многопортовые озу
- •Память типа fifo
- •Обнаружение и исправление ошибок
- •Стековая память
- •Ассоциативная память
- •Кэш-память
- •Емкость кэш-памяти
- •Размер строки
- •Способы отображения оперативной памяти на кэш-память
- •Прямое отображение
- •Полностью ассоциативное отображение
- •Множественно-ассоциативное отображение
- •Отображение секторов
- •Алгоритмы замещения информации в заполненной кэш-памяти
- •Алгоритмы согласования содержимого кэш-памяти и основной памяти
- •Смешанная и разделенная кэш-память
- •Одноуровневая и многоуровневая кэш-память
- •Дисковая кэш-память
- •Понятие виртуальной памяти
- •Страничная организация памяти
- •Сегментно-страничная организация памяти
- •Организация защиты памяти
- •Защита отдельных ячеек памяти
- •Кольца защиты
- •Метод граничных регистров
- •Метод ключей защиты
- •Внешняя память
- •Магнитные диски
- •Организация данных и форматирование
- •Характеристики дисковых систем
- •Массивы магнитных дисков с избыточностью
- •Повышение производительности дисковой подсистемы
- •Повышение отказоустойчивости дисковой подсистемы
- •Raid уровня о
- •Raid уровня 1
- •Raid уровня 2
- •Raid уровня 3
- •Raid уровня 4
- •Raid уровня 5
- •Raid уровня 6
- •Raid уровня 7
- •Raid уровня 10
- •Raid уровня 53
- •Особенности реализации raid-систем
- •Оптическая память
- •Eod — оптические диски со стиранием
- •Магнитные ленты
- •Контрольные вопросы
Характеристики дисковых систем
В табл. 5.8 приведена классификация разнообразных систем МД.
Таблица 5.8. Характеристики дисковых систем
Движение головок |
Число пластин |
Фиксированные Подвижные |
Однодисковые Многодисковые |
Сменяемость дисков |
Механизм головки |
Несъемные диски Съемные диски |
Контактный
С фиксированным зазором
С аэродинамическим зазором |
Использование поверхностей | |
Односторонние Двухсторонние |
В ЗУ с фиксированными головками приходится по одной головке считывания/ записи на каждую дорожку. Головки смонтированы на жестком рычаге, пересекающем все дорожки диска (рис. 5.37, а). В дисковом ЗУ с подвижными головками имеется только одна головка, также установленная на рычаге (рис. 5.37, б), однако рычаг способен перемещаться в радиальном направлении над поверхностью диска, обеспечивая возможность позиционирования головки на любую дорожку.
Диски с магнитным носителем устанавливаются в дисковод, состоящий из рычага, шпинделя, вращающего диск, и электронных схем, требуемых для ввода и вывода двоичных данных. Несъемный диск зафиксирован на дисководе. Съемный диск может быть вынут из дисковода и заменен на другой аналогичный диск. Преимущество системы со съемными дисками — возможность хранения неограниченного объема данных при ограниченном числе дисковых устройств. Кроме того, такой диск может быть перенесен с одной ВМ на другую.
Рис. 5.37. Варианты организации дисков: а — с фиксированными головками; б — с подвижной головкой
Большинство дисков имеет магнитное покрытие с обеих сторон. В этом случае говорят о двусторонних (double-sided) дисках. Односторонние (single-sided) диск в наше время встречаются достаточно редко.
Рис. 5.38. Дисковое ЗУ: а — с одной пластиной; б — с дисковым пакетом
На оси может располагаться один (рис. 5.38, а) или несколько (рис. 5.38, б) дисков. В последнем случае используют термин дисковый пакет.
В зависимости от применяемой головки считывания/записи можно выделить три типа дисковых ЗУ. В первом варианте головка устанавливается на фиксированной дистанции от поверхности так, чтобы между ними оставался воздушный промежуток. Второй вариант — это когда в процессе чтения и записи головка и диск находятся в физическом контакте. Такой способ используется, например, в накопителях на гибких магнитных дисках (дискетах).
Для правильной записи и считывания головка должна генерировать и воспринимать магнитное поле определенной интенсивности, поэтому чем уже головка, тем ближе должна она размещаться к поверхности диска (более узкая головка означает и более узкие дорожки, а значит, и большую емкость диска). Однако приближение головки к диску означает и больший риск ошибки за счет загрязнения и дефектов. В процессе решения этой проблемы был создан диск типа винчестер. Головки винчестера и диски помещены в герметичный корпус, защищающий их от загрязнения. Кроме того, головки имеют очень малый вес и аэродинамическую форму. Они спроектированы для работы значительно ближе к поверхности диска, чем головки в обычных жестких дисках, тем самым повышается плотность хранения данных. При остановленном диске головка прилегает к его поверхности. Давления, возникающего при вращении диска, достаточно для подъема головки над поверхностью. В результате создается неконтактная система с узкими головками считывания/записи, обеспечивающая более плотное прилегание головки к поверхности диска, чем в обычных жестких дисках.