Внешние запоминающие устройства (взу)

Служат для хранения программ и данных

Показаны различные виды памяти упорядоченные по определенным признакам(хар-ми, быстродействием, стоимость, объем)

Быстродействия:

- КЭШ, чуть меньше чем в УП, но гораздо больше, чем в ОЗУ, объем же наоборот

-ВЗУ имеет меньшее быстродействие(в 100 раз чем ОЗУ), стоимость также уменьш.Но объем может быть в 100 раз больше, чем в ОЗУ

Архивная память – набор сменных носителей.

Основное назначение ВЗУ:

1. Хранение ОС

2. Хранение файлов – данных –программ -БД

Ошибка если много 0 подряд, поэтому информация передается записью на магн. Диск нужно закодировать (чтобы не было нулей если изменятся обмотки скачками) ток меняет направление.

Поперечная запись позволяет вести запись информации с более высокой плотностью. У продольной записи есть ограничение в саморазмагничивании.

Способы кодирования

Если есть некоторый поток информации В, он поступает в кодировщик, который преобразует его в закодированный поток информации. Потом этот поток(1,0) записывается на носитель(без возврата к 0)

1. FM частотная модуляция

В начале битового промежутка СИ не может быть подряд больше 1 на 1 битовый промежуток 2 такта.

В два раза уменьшается плотность.

В начале битового промежутка СИ. В середине бит пром. Либо 0 либо 1.

Битовый промежуток – это временный промежуток(там может быть записан 0 либо 1)

СИ не записываются в начале того битового промежутка где записана 1.

Там где БП=0 нужен СИ. СИ записываются в начале тех бит промеж, где записан 0.

В начале битов промежутка, где идет первый 0 в последовательности СИ не записывается.

Iзп – расстояние между единицами, равен одному тактовому промежутку.

Iзп : при записи 1 Iзп=1Т

При записи 1 перепад в 0 последовательность Iзп=1/2Т

При записи 1 перепад в 0, частота 2Т

Величина такта определяет расстояние между перепадами(минимальную величину битового участка)

Этот способ: в 2 раза увеличивает логическую плотность записи при одной и той же физич. Плотности. Используется для НГМД.

2. Групповое кодирование

Исходная информация распределяется на некоторые кусочки разной длины. При этом код подбирается так, чтобы в закод. Инф. Было наименьшее число подряд идущих нулей. Этот способ практически не применяется. Здесь ограничено максимальное количество нулей, которые идут подряд.

Коды с самосинхронизацией

RLL (Run Length Limited) dk-коды

Характеризуется пятизначным числом – d,k,m,n,r

d –минимальное количество нулей между двумя соседними переходами намагниченности

k –максимальное количество нулей между двумя соседними единицами

m –количество битов информации, которые преобразуются в n-разрядный код

r –количество кодовых групп разной длины

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ (ВИНЧЕСТЕРЫ)

Общая структура электромеханической системы НЖМД

Набор дисков – пакет. Диск еще называют блином. Пакет дисков вращается с помощью электродвигателя(ЭД). Постоянную скорость вращения поддерживает система автоматического регулирования(САР). На каждую рабочую поверхность закреплена головка. Электро привод каретки(ЭПК) управляется цифровой системой управления(ЦУС). Все головки нумеруются. ДПГ – датчик перемещения головок. В качестве ДПГ служат специальные магнитные метки.

Конструкция «винчестера»

Размещение данных на ЖМД

Внешняя дорожка всегда имеет N=0. Внутренняя – последняя. Вдоль 1-й дорожки записывает инф. Дорожка внутри одного сектора это блок.

Как найти блок(адрес):

- цилиндр

- головка

- сектор

Внутри блока:

- служебная информация

- данные

- контрольная сумма

Блок на дорожке 0 и n содержит одинаковое количество информации, но записанной с разной плотностью записи.

Зонный способ записи

В каждой зоне располагается свое количество блоков, так, чтобы физический размер блока на внешней зоне и внутр. Был одинаков. Так на внешней дорожке намного больше блоков, чем на внутренней дорожке. Для повышения коэффициента полезного действия, чтобы на диске разместить больше данных.

Доступ к данным на МД

Время доступа - интервал времени от момента запроса к данным на МД до начала чтения (записи) данных

t_Д = t_ПЦ+t_ВГ+t_ЗВН

t_ПЦ - время поиска цилиндра (время поиска) - интервал времени от момента запроса к данным на МД до подвода блока МГ к нужному цилиндру

t_ВГ - время выбора головки - время выбора нужной головки из блока

t_ЗВН - время задержки вращения носителя - интервал времени от момента подвода блока МГ к нужному цилиндру до перемещения нужного блока данных к выбранной головке

Позиционирование

Выполнение операции позиционирования выполняется в 2 этапа:

- грубое позиционирование

- точное позиционирование

На одном конце рычага находится блок магнитных головок, на другом конце – катушка с сердечником. Если ток позиционирования подать, возникают силы, перемещающие рычаг.

Грубое позиционирование

ΔС=Стреб-Стек

Цилиндр требуемый минус цилиндр текущий, определяется знаком и максимальной величиной.

|ΔС|- определяет длительность импульса и амплитуду

По мере подхода к нужному цилиндру величина тока снижается, чтобы не было прорегулирования. Дорожки намагничены. При пересечении головкой дорожки, в ней возникает импульс(обратная связь). Позиционер устанавливает головку почти на дорожку.

Конструкция магнитной головки

При вращ. МД, поверхность соприкасается с воздухом и извлекает за собой воздуха частицы.

F1- подъемная сила потока воздуха

F2 – сила, плоской пружины

Головка плавает над поверхностью магнитного диска в зависимости от разницы F1-F2

В корпусе МГ:

1 вариант

1. Универсальная головка

2. Головка туннельного стирания

2 вариант

1. Головка записи

2. Магниторезистивная головка чтения

При записи информации возникате краевой эффект. На краях дорожки качество записи не очень высокое.

Магнитная головка может устанавливатся не точно над центром дорожки. То при чтении амплитуда будет пропорциональна линии.

Конструкция головки туннельного строения

Носитель переместился под головку записи. Путем намагничивания получилась записывающая дорожка. Далее она проходит через головку туннельного стирания, там есть участок немагнитная вставка. На выходе получим, что на 1 дорожке стираются края, 2 ошибка позиционирования не влияет на амплитуду считывания в допустимых пределах ошибки позиционирования)

Принцип действия магниторезистивной головки

GMPL – jump magneto resister lead

Эта головка с усиленным магнито-резистивным эффектом(ряд материалов изменяют свое эл сопротивление под воздействием внешнего эл поля)

Головка – фактически сопротивление, которое зависит от магнитного потока.

Изменение сопротивления фиксируется изменением протекаемого через него тока. Такой способ считывания надежнее, чем эл-ман считывание.

С выходов триггера сигналы идут на ключи, которые имеют три состояния. Переброс триггера в противоположное состояние приводит к изменению тока записи. Запись – без возврата к 0, с модификацией по1.

U –отклик сигнала(который записан на дорожке МД)

АЦП- амплитудно цифровой преобразователь

DSP –цифровой сигнальный процессор для логической обработки сигнала

Смысл prlm в том, что производится вначале ацифровка сигнала, а затем группы обработанных сигналов вырабатываются DSP.

Позволяет повысить надежность: дисковых подсистем технология SMART Self monitoring and report technology.Обнаруживает сбои в работе дисковой подсистемы.(Контроллер может сам исправлять ошибки на диске, а ОП говорит, что все нормально, фиксирует у себя ошибки в спец. Таблице, по ней можно определить сколько еще жить диску)