Magnetni diski Flashcards
Trajno shranjevanje podatkov (vrste)
Magnetno: -magnetni disk -diskete -magnetni trak Optično: -CD, DVD Gruge metode: -Magnetno-optični princip -polprevodniški princip(predvsem RAM)
Trajno shranjevanje podatkov (preteklost, prihodnost)
Preteklost: - papirnati trak in luknjane kartice - magnetni boben Prihodnost: - PRAM - (fazna sprememba) - MRAM - magnetno uporovni RAM - FRAM/FeRAM - feroelektrični RAM je hitrejši, potroši manj energije, a dosega manjšo gostoto kot flash - Holografski(optični) princip - shranjevanje podatkov tudi v notranjosti medija - Molekolarni (polimerni) spomin
Magnetni boben
kdaj?
velikost?
kdo?
1932
62.5KB
Gustav Tauschek
Magnetno pomnjenje (sestava)
bralno-pisalna glava:
z magnetnega materiala z zračno režo
pomnilni magnetni medij:
nanesen na nemagnetnem nosilcu
Kako to sploh deluje(slika z tuljavo 7 stran) njene komponente
1) Tok skozi tuljavo
2) Pojavi se magnetni tok
3) Na reži se pojavijo magnetne
silnice
4) Magnetni material se poravna s silnicami
5) Magnetni material se premakne
na naslednjo celico
Vrste kodiranja
Fazno kodiranje
Frekvenčno kodiranje
Spremenjeno frekvenčno kodiranje
Fazno kodiranje
- sprememba magnetnega pretoka v središču vsake celice
- 1 iz - na +
- 0 iz + na -
zaporedje 0 ali 1 - sprememba na prehodu med bitnima celicama
v najslabsem primeru le 50% učinkovitosti
Frekvenčno kodiranje
sprememba polja na koncu vsakega “okna”
- 1 - sprememba tudi na sredi okna (dvojna frekvenca)
- 0 na sredi okna ni spremembe (enojna frekvenca)
Pri branju:
- 1 otipamo napetost
- 0 ne otipamo
50% učinkovitost
Spremenjeno frekvenčno kodiranje
- sprememba magnetnega polja le sredi vsake celice z logicno 1
- impulz tudi na prehodu med dvema 0
- 100% učinkovitost
Random lastnosti (sestava) kje so zapisanje informacije? kaj obdeluje plošče kje se shranjujeo informacije kje so namescene glave
- Disk sestoji iz nekaj plošč (pogosto 2)
- informacije so na ploščah pogosto zapisane na <b>obeh straneh</b>
- posamezno stran plošče obdeluje <b> bralno pisalna glava</b>
- informacije se shranjujejo v sledeh (tracks)
zgradba magnetnega diska
- sledi razlicnih plošče tvorijo valj oz cilinder
sled je razdeljena na izseke(sektorje) - vsi enako kapaciteto
- danes na zunanjih cilindrih več izsekov
Tipične stevilke za diske z vmesnikom ATA
16383 valjev, 16 glav, 63 sektorjev na sled, 512 B
na sektor, kar je dalo 8 GB.
naslovi podatkov: (2)
Fizična geometrija diska: Trojica (valj, glava, sektor)
predstavlja
Logična geometrija: 1-D naslov), ki jo “razumeta”
operacijski sistem in BIOS.
Translacijske metode
kaj delajo?
prevajajo med fizično in
logično geometrijo skrbijo.
FORMULE ful random morm priznat
Logični naslov LBA = (cilinder * HPC + glava)*SPT + sektor + 1, HPC = število bralno-pisalnih glav SPT = število sektorjev na sled. sektor = (LBA mod SPT) + 1 glava = (LBA / SPT) mod HPC cilinder = (LBA / SPT) / HPC Primer za diske ATA
sektorji in sledi na praznem disku
Ni jih, ampak jih postavimo z nizkonivojskim formatiranjem
- nekoč jih je uporabnik,
- danes enkrat to opravijo proizvajalci
v kaj so organizirani izseki?
v skupine ali grozde (clusters)
material plošče
plošče so iz trdega (do tod trdi disk) nemagnetnega materiala - substrata
- običajno aluminija
- iščejo se alternative ( npr. steklo zmesi stekla, keramike, magnezija,..)
<b>Magnetni premaz </b>vcasih debela 0,5 do 0,75 (μm)
danes cca. 10x tanjsa
Bralno pisalne glave (kam so pritrjene, kako se premikajo)
- Preko ročic pritrjene na skupno os,
- za radialno premikanje skrbijo drsniki
Winchesterski diski
- Med obratovanjem glave lebdijo nad diskim zaradi vrtinčenja zraka ob površini diska.
nekoč, danes bralne glave
- bralne glave nekoč z bralno tuljavico
- Danes z magnetno-uporovne(ali uporne nevem a je misspelu) (MR)
- kovine, ki spremenijo uporanost v magn, polju.
- napajamo jih s konstantnim tokom.(ko premaknemo cez magnetno polje se ji spremeni uporanost, posledicno se spremeni tok, kar enostvo zaznamo…
- dosti manjše in omogočajo večjo gostoto zapisa
- pisanje poteka na klasičen način
kako magnetimo magnetne domene?
a) longitudinalno (vzdolžno), v preteklosti
b) prečno magnetenje, redkeje
c) navpično magnetenje (tehnologija PMR –
Perpendicular Magnetic Recording Technology)
- izdatno povečanje gostote zapisa je prineslo
Krmilnik diska( logično krmilno, kontrolno vezje )
- danes integriran v pogonu na dnu diska
- vsebuje mikroprocesor, medpomnilnik, podatkovni vmesnik in druge strukture in vezja za nadzor vse dogajanja znotraj diska
- lastna nizkonivojska programska oprema, shranjena v bralnem pomnilniku ROM ( firmware )
Funkcije krmilnika diska
- Nadzira motor osi in skrbi za pravilno hitrost vrtenja
- Nadzira gibanje ročice
- Upravlja vse bralno-pisalne operacije.
- Izvaja nadzor porabe.
- Upravljanje in optimizacija notranjega medpomnilnika.
- Koordinacija in integracija ostalih funkcij
Podatkovni vmesnik
- Komunikacija med diskom in <b> zunanjim svetom</b>
Standardi podatkovnih vmesnikov
- ATA A (Advanced Technology Attachment, PATA, IDE, EIDE, Ultra
ATA, …) – do 133 MB/s - SATA (Serial ATA) - do 600MB/s
- SCSI (Small Computer System Interface)
- SAS ( Serial Attached SCSI) - do 600MB/s
- za zunanje priključevanje(USB, FW in eSATA)
Karakteristike Magnetnih diskov
- Kapaciteta diska (do 10 TB, SSD tudi do 6 TB)
- Gostota zapisa ( stevilov bitov na cm)
- prostorska gostoa (bit/cm*cm)
- radialna gostoa( stevilo sledi na cm)
- hitrost vrtenja ( vrtlaji na minuto - rpm)
- čas dostopa:
- čas iskanja
- čas mirovanja
- čas prenosa podatkov
kaj je SSD
kje se ga uporablja?
SSD:
tehnologija (trajnega) pomnjenja
Uporablja: FLASH ali DRAM (nekoč)
DRAM hitrejši,
-le začasno pomnjenje (dodaten vir energije . baterija
Hibridni pogon = HHD(masovni) + SSD(cache)
flash SSD
lahko ima manjsi cache ( DRAM ).
Pri DRAM SSD ni potrebe po predpomnilniku! :)
Prednosti SSD:
<ul>
<li>brez vrtečih oz. gibljivih delov; </li><li> ni izgube, če npr. disk pade na tla;</li><li>daljša življenjska doba (a odvisna od število zapisovanj) </li>
<li>višja hitrost (čas dostopa – primerljiv z RAM) – reda 10x
hitrejši prenos kot pri HDD</li>
<li>nižja masa – manj kot 100 g, HDD slab kilogram</li>
<li>ni segrevanja</li>
<li>manj porabe energije</li>
<li>ni fragmentiranosti</li><li>ni tiho delovanje</li></ul>
prednosti HDD:
<ul>
<li>višja gostota zapisa</li><li>nižja cena</li><li>pri SSD pisanje ni prepisovanje ampak brisanje + pisanje</li><li>praktično neomejeno število zapisovanj</li><li> Pri SSD sposobnost in zanesljivost zapisovanja padata </li>
</ul>
