4.3. Накопители на магнитных носителях для устройств памяти с последовательным доступом.
Накопители на магнитных носителях с последовательным доступом используют в качестве носителя магнитную ленту и используются в качестве устройств резервного копирования. В ленточных накопителях используется тот же принцип записи, что и накопителях на магнитных дисках – изменение магнитного состояния вещества, покрывающего полистироловую ленту. Накопители классифицируются по следующим признакам: исполнению лентопротяжного механизма (ЛПМ), числу дорожек записи, способу записи и исполнению накопителя (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Классификация накопителей на магнитной ленте
В зависимости от устройства механизма протяжки ленты различают два вида накопителей на магнитной ленте: кассетные и картриджные (рис.4.7). В обоих вариантах лентопротяжные механизмы включают в себя: привод кассет, приёмную (а) и подающую (б) бобины с лентами, направляющие ролики. Бобины насаживаются на вращающиеся валы привода движения ленты, обеспечивающие перемотку ленты с относительно невысокой скоростью во время процесса чтения/записи. Перемотка ленты при поиске данных и от начала к концу и обратно происходит на повышенной скорости. В кассетном ЛПМ обе бобины помещены внутри корпуса кассеты, а в картриджном внутри корпуса картриджа помещена только одна.
а) |
б) |
Рис. 4.7. Кассетный (а) и картриджный (б) лентопротяжные механизма
Чтение и запись данных в накопителях на магнитной ленте осуществляется головкой чтения/записи, которая имеет непосредственный контакт с лентой. Головка может быть однодорожечной (в настоящее время практически не применяется) и многодорожечной.
Все способы записи предусматривают размещение данных на ленте блоками, как и на диске, однако позиционирование головки на ленте занимает большой промежуток времени. Поэтому такие накопители обеспечивают последовательный доступ к данным, а не прямой. Блоки данных на ленте называются физическими записями и отделяются друг от друга межблочными промежутками. В конце каждого блока помещается специальная магнитная метка (маркер) "конец блока", а в конце ленты помещается маркер "конец ленты".
Схемы записи данных на четырёх дорожках показаны на рис. 4.8. Цифрами обозначены номера блоков. Линейный способ записи предусматривает запись блоков данных вдоль ленты от начала до конца. Однодорожечный способ записи в настоящее время практически не применяется. Возможна запись смежных блоков на смежных дорожках (рис. 48,а). Между блоками имеются межблочные промежутки, занимающие полосы, ориентированные перпендикулярно оси ленты.
Направление движения ленты а) |
Направление движения ленты б) |
Направление движения ленты в) |
Рис. 4.8. Линейный (а), серпантинный (б) и наклонно-строчный (в) способы записи
Более современный серпантинный способ предусматривает движение ленты в двух направлениях. При записи данных в прямом направлении на ленту записываются блоки с номерами от 1 до n, при записи в обратном направлении – блоки с номерами от n+4 до 2n. Этот способ увеличивает логическую длину ленты.
В обоих случаях на ленте существуют большие полосы между блоками, ориентированные перпендикулярно краю ленты. Большую плотность позволяет
Рис. 4.9. Барабан и лента при наклонно-строчном способе записи |
получить наклонно-строчный метод записи (рис. 4.8,в). Тёмные полосы показывают блоки записи, светлые клетки являются межблочными промежутками. Запись и чтение осуществляются двумя головками, размещёнными на быстро вращающемся барабане (рис. 4.9). Наклонная запись обеспечивается смещением в противоположные стороны направляющих роликов вдоль оси барабана и их поворотом относительно его образующей. |
Накопители на ленте могут быть выполнены в виде стриммера, автозагрузчика, стекера и ленточных библиотек. Стриммер – накопитель с одним лентопротяжным механизмом и одной кассетой или картриджем, которые сменяются вручную. Автозагрузчик и стекер являются накопителями с одним лентопротяжным механизмом, но оборудуются роботизированным механизмом подачи кассет. Автозагрузчик обеспечивает подачу кассет в произвольном, а стекер – в строго определённом порядке.
Ленточная библиотека – это накопитель, состоящий из нескольких автозагрузчиков или стекеров. Возможны два варианта подачи кассет: с привязкой и без привязки кассет к конкретным стриммерам.