6.7.Накопители на сменных магнитных дисках

ВНЖМД типа винчестер блок магнитных головок, механизм позиционирования МГ и диски составляют неразъемную герметизированную конструкцию и, как правило, закреплены в корпусе вместе с дисководом. Это обстоятельство не позволяет проводить обмен носителями информации, как в случае НГМД, где дискета съемная.

Накопители на сменных магнитных дисках соединяют в себе достоинства НГМД, (съемный, взаимозаменяемый магнитный носитель в виде пакета дисков) и достоинства НЖМД (высокая скорость продвижения МН и, вследствие этого, бесконтактные запись/чтение с плавающими головками, высокая плотность записи).

Диаметр магнитных дисков, равный 356,25 мм, количество дисков в пакете, достигающее в некоторых моделях 12, гораздо большие, чем у винчестера, поэтому емкость пакетов достигает 560 Мбайт и выше. Накопители на сменных магнитных дисках ориентированы на использование их как устройств массовой памяти (Маss memory) в ВС средней и высокой производительности.

Все выпускаемые НМД со сменными пакетами совместимы с накопителями IBM, и сменные пакеты отвечают требованиям международных стандартов. Накопитель может содержать один сменный диск (картридж) или пакет дисков, заключенный в предохранительный кожух со съемной верхней крышкой. В однодисковых накопителях обычно используется одна МГ, перемещающаяся по верхней части диска. При использовании пакета МД каждая рабочая поверхность дисков имеет свою магнитную головку. Стандартный диск имеет рабочую область шириной 50 мм, в которой размещаются до 822 дорожек. Вертикальный набор дорожек составляет цилиндр. Дорожки и цилиндры имеют номера, возрастающие от края диска к центру.

Верхние поверхности первого и последнего дисков в пакете используются как сервоповерхности для записи служебной информации: позиционирования МГ, организации секторного формата записи, синхронизации тракта записи и воспроизведения данных. Служебная информация позволяет также осуществлять поиск блоков информации, расположенных на одной дорожке.

Конструктивно накопитель представляет собой стойку с встроенным блоком питания, дисководом, механизмом позиционирования головок, блоком головок. Внутри накопителя размещены фильтр очистки воздуха и автономный вентилятор, не связанный с приводом диска, что устраняет загрязнение накопителя во время смены пакетов. Пакет дисков вращается со скоростью 3600 об/мин, при этом линейная скорость наружной дорожки равна 66 м/ с, а внутренней - 47 м/с. Вследствие разницы скоростей воздушного потока зазор плавания МГ изменяется при ее перемещении в рабочей зоне диска.

Контроллер преобразует считанные данные из последовательного кода в параллельный перед их выдачей в канал ввода-вывода и выполняет обратное преобразование при записи данных на носитель. Запись информации производится по методу МFМ.

Контроллеры обеспечивают подключение к каналам ввода-вывода до 8 накопителей с помощью стандартного интерфейса. Контроллеры характеризуются наличием микропрограммного управления, развитой системой аппаратных и программных средств, обеспечивающих контроль данных, проверку работоспособности накопителей и поиск неиcправностей.

Вприложении приведены параметры накопителей на сменных магнитных дисках с 12 дисками в пакете.

6.8.Накопители на магнитной ленте

Внакопителях на магнитной ленте (НМЛ) применяется магнитная лента, состоящая из основы, выполненной из немагнитного материала (лавсана, полиэфирной или ацетатной

пленки), покрытой ферролаком, нанесенным в магнитном поле с целью ориентации плоских доменов по оси легкого намагничивания. Следует отметить, что процесс нанесения магнитного материала в магнитном поле на гибкие диски отсутствует в технологии их изготовления. МЛ допускает до 5000 протяжек.

В зависимости от типа накопителя и, соответственно, носителя, применяются ленты разной ширины и длины, начиная от 3,61 мм для миникассет до 35 мм для катушек (бобин). Чаще используется лента ширины 12,7 мм; при большей ширине возникают перекосы ленты и усложняется блок магнитных, головок. Размещение информации зависит от ширины ленты. На узких лентах информация записывается последовательным кодом, на широких - параллельным. Применяется также запись параллельно-последо- вательным кодом.

Продольная плотность записи по методу без возврата к нулю составляет 32 бит/мм, для способа FM - 63 бит/мм, а для способа RLL -246 бит/мм.

Как правило, на МЛ по различным дорожкам кроме информации, предназначенной для хранения, пишется служебная информация: синхроимпульсы, определяющие частоту обмена рабочей информацией между НМЛ и ЭВМ, маркеры числа, показывающие, что в данном месте записана рабочая информация, и номера зон, определяющие, в каком месте ленты записана нужная информация. На рис. 6.20 показано размещение информации на МЛ при последовательно-параллельной записи на 11 дорожках. Каждой дорожке соответствует своя магнитная головка: 8 информационных, головка синхроимпульсов , головка начала зоны. При обращении ЭВМ к НМЛ в контроллер накопителя поступают код номера зоны, к которой необходимо обратиться, и сигнал, определяющий режим обращения - запись или считывание. После разгона ленты с магнитной головки синхроимпульсов ГСИ начинают поступать СИ, а с магнитной головки номера зоны ГНЗ последовательно поступают коды номеров зон. Эти коды сравниваются схемой сравнения (цифровым компаратором) с кодом номера искомой зоны, записанным в регистр зоны. Когда под блоком МГ окажется нужная зона, схема сравнения выдает сигнал, разрешающий прохождение маркеров числа, считываемых головкой числа ГЧ в схему управления НМЛ.

Цикл обращения к НМЛ определяется выражением:

tобр = tдост + tзап/чт, где tдост= tпуск + tпоиск.

Наибольшее время тратится на поиск зоны; оно может достигать нескольких минут в зависимости от расположения искомой зоны на ленте.

Лентопротяжные механизмы обеспечивают продвижение ленты со скоростями от 0,9 до 6,3 м/с. При указанных скоростях и плотностях записи обеспечивается скорость обмена информацией от 30 Кбайт/с до 1,5 Мбайт/с. НМЛ отличаются от аналоговых устройств записи на МЛ в основном тем, что имеют малое время пуска, останова и реверсирования ленты, которое измеряется несколькими миллисекундами. Для обеспечения быстрого пуска и останова ленты в лентопротяжном механизме НМЛ имеются вакуумные колонки, которые являются буферными устройствами, содержащими определенный запас ленты в виде компенсационной петли.

Конструкция лентопротяжного механизма НМЛ зависит от функционального и системного назначения накопителя:

-стартстопные, используемые как традиционные ВЗУ;

-поточные, применяемые для ввода-вывода информации в виде последовательных файлов;

-универсальные, используемые как стартстопные ВЗУ и как поточные устройства вводавывода.

Рис. 6.20. Пример размещения информации при последовательно-параллельной форме размещения информации на магнитной ленте специализированного НМЛ: а) размещение на ленте зон произвольной длины; б) размещение информации в зоне

Лентопротяжные механизмы выполняются с жесткими допусками. Отклонения частей механизма от идеальной геометрической формы вызывают неравномерное натяжение и повышенный износ ленты, колебания скорости и колебания ленты в зоне зазора МГ. Возможно возникновение перекосов ленты, что нарушает синфазность считываемых с дорожек сигналов.

Эффективность работы НМЛ существенно зависит от времени перемотки катушек, поэтому скорость перемотки достигает 10-20 м/с.

Появление НЖМД с несменным носителем - винчестерного типа - повлекло за собой необходимость иметь в ВС дешевую резервную память на съемном носителе, обеспечивающую функцию хранения и восстановления информации с диска. Для этих целей используются НМЛ с поточной непрерывной) передачей данных. Эти накопители отличаются от стартстопных тем, что движение ленты не прекращается после передачи каждого блока данных, а ведется непрерывно от начала до конца носителя. В поточных бобинных НМЛ отсутствуют прижимной ролик и другие механические устройства управления натяжением МЛ, такие, как рычаги регулирования и вакуумные колонки. Лучшие модели поточных НМЛ позволяют на ленту стандартной длины 750 м перезаписать с диска 64 Мбайт за 4,5 мин.

В супермикро- и миниЭВМ, в устройствах подготовки данных, в программируемых терминалах а также в качестве резервных ВЗУ в системах с НЖМД получили широкое при-