Pamięć masowa Flashcards
Czym jest pamięć masowa?
Jest to pamięć nieulotna, o znacznie większej pojemności, niż pamięci operacyjne, której dane są dostępne dla komputera po ponownym uruchomieniu.
Jakie wyróżnia się rodzaje pamięci masowych?
◆ Pamięć magnetyczna
◆ Pamięć optyczna
◆ Pamięć półprzewodnikowa
Czym charakteryzuje się dysk magnetyczny?
Informacja jest przekazywana przez przy wykorzystaniu zjawisk magnetycznych.
Pod jakimi postaciami może być wykorzystywana pamięć magnetyczna?
◆ Taśma magnetyczna (np. w kasecie magnetofonowej)
◆ Pamięć rdzeniowa
◆ Dyski magnetyczne (dyskietki, dyski twarde)
W jaki sposób zapisuje się dane na dysku twardym?
Dane na dysku twardym zapisywane są w postaci tzw. ścieżek. Cała powierzchnia dysku jest podzielona na równo rozłożone pierścienie. Każda ścieżka ma taką samą szerokość jak głowica. Pomiędzy każdymi dwoma ścieżkami jest zawsze zostawiony pewien niewielki odstęp, dzięki czemu błędy wynikające z niewłaściwego ustawienia głowicy lub interferencji pola magnetycznego są minimalizowane. “Aby uprościć układy elektroniczne współpracujące z głowicą, na każdej ścieżce przechowywana jest taka sama liczba bitów, a wielkość tą nazywa się gęstością i wyraża w bitach na cal.
Czym jest sektor?
Dane na dysku zapisywane są praktycznie zawsze blokami w celu zwiększenia wydajności transferu oraz umożliwienia łatwego wyszukiwania, dodawania i kasowania danych. Takie bloki danych na dysku nazywa się sektorami. Na ścieżkę przypadać może wiele sektorów o zmiennej lub stałej długości.
Jakie wyróżnia się parametry dysków twardych?
Współczesny dysk twardy jest opisywany kilkoma podstawowymi parametrami. Pierwszym z nich jest pojemność dysku, zazwyczaj podawana w GB oraz jako maksymalna możliwa do uzyskania pojemność, bez uwzględniania struktur kontrolnych. Dlatego też nie należy się dziwić, jeśli dysk o pojemności 200 GB w systemie jest pokazywany jako 180 GB.
Kolejnym, jednym z ważniejszych parametrów, jest szybkość dysku, którą określają dwa czynniki:
⒈ Tempo przesyłania (ang. transfer rate) - oznacza szybkość, z jaką dane są transmitowane pomiędzy dyskiem a komputerem.
2. Czas ustalania położenia głowicy (ang. positioning time, nazywany też ang. random access time). Na wielkość tą składają się:
◆ czas wyszukiwania (ang. seek time), czyli czas przesuwania głowicy do odpowiedniego cylindra (cylinder jest to kilka ścieżek umieszczonych fizycznie nad sobą na kilku talerzach dyskowych);
◆opóźnienie obrotowe, czyli czas potrzebny na to, aby odpowiedni sektor, przeszedł nad głowicą.
Jak zbudowany jest dysk twardy?
W dyskach twardych jeden bądź więcej talerzy zamknięto wraz z głowicami, silnikami i elektroniką sterującą w jednej, hermetycznej i nieotwieralnej obudowie, co pozwoliło na znaczne zwiększenie gęstości zapisu oraz szybkości działania dysku. Współcześnie prędkość liniowa na dysku przekracza 100 km/h, a odległość unoszącej się nad nim głowicy – 50 milionowych części milimetra. Głowica unosi się nad powierzchnią magnetyczną na poduszce powietrznej generowanej przez obracający się z prędkościami rzędu kilku tysięcy obrotów na minutę dysk. To powoduje, że dyski twarde są dość wrażliwe na wstrząsy w trakcie pracy oraz w zasadzie nierozbieralne (rozhermetyzowanie dysku uniemożliwia jego dalsze wykorzystanie). Jednak ciągle to one mają największą pojemność i szybkość działania wśród wszystkich pamięci masowych oraz stanowią nieodzowny element większości typowych systemów komputerowych.
Jak wykonane są płyty CD?
Płyty CD i CD-ROM są wykonane w ten sam sposób - dysk składa się z czterech warstw: warstwy nośnej z poliwęglanu (plastik), warstwy barwnika (topi się podczas zapisu), warstwy dobrze odbijającej światło (np. aluminium) i lakierowej warstwy ochronnej.
Jak działają płyty CD?
Płyta CD posiada spiralny rowek prowadzący (ang. groove), który naprowadza laser, wskazuje mu drogę. Informacja zarejestrowana cyfrowo nanoszona jest w postaci małych zagłębień (ang. pit) na powierzchnię odbijającą. Pierwszy egzemplarz wykonuje się to za pomocą dobrze zogniskowanej wiązki laserowej o dużej mocy (podczas zapisu barwnik wytapia się, odsłaniając odbijającą światło powierzchnię). Tak powstaje dysk wzorcowy, który służy jako matryca do tłoczenia kopii. Powierzchnia z naniesioną informacją jest zabezpieczona bezbarwnym lakierem.
Odczyt z płyty odbywa się z wykorzystaniem lasera małej mocy wbudowanego w napęd CD. Laser świeci na wirującą płytę (wprawianą w ruch przez silniczek napędu), pokrytą przezroczystą warstwą lakieru. Zmiana natężenia odbitego światła, zarejestrowana przez komórki światłoczułe, oznacza, że promień napotkał zagłębienie, a więc daną, która następnie zostaje przekonwertowana na sygnał cyfrowy.
Etapy odczytywania płyty CD.
- Dioda laserowa (1) emituje na zwierciadło (2) wiązkę promieni podczerwonych o niskiej energii.
- Mikrosilnik krokowy (serwonapęd), przesuwając zwierciadło (2) na rozkaz mikroprocesora, ustawia wiązkę świetlną we właściwej odległości od środka płyty (na poszukiwanym wycinku ścieżki) (3).
- Wiązka promieni świetlnych po odbiciu od płyty (3) jest zbierana i skupiana przez soczewkę (4) znajdującą się pod płytą, następnie odbijana od zwierciadła (5) i kierowana do układu pryzmatów (6).
- Układ pryzmatów (6) kieruje wiązkę promieni świetlnych na następną soczewkę skupiającą (7).
- Soczewka (7) kieruje wiązkę promieni na fotodetektor (8), który zamienia ją na ciąg impulsów elektrycznych. Następnie impulsy te są dekodowane i przesyłane do komputera.
W zależności od tego, czy dany pit na płycie odbija światło czy nie - wiązka promieni będzie zmieniała swoje natężenie na fotodetektorze pomiędzy dwoma stanami: niskim i wysokim. Niski odpowiada wartości logicznej 0, wysoki 1. I oto mamy kolejną metodę na przechowywanie danych binarnych.
Jakie są rodzaje napędów?
Obracające płyty w napędzie;
◆ ze stałą prędkością kątową (ang. constant angular velocity - CAV).
Dysk jest podzielony na pewną liczbę sektorów oraz na szereg koncentrycznych ścieżek. Zaletą tego rozwiązania jest łatwe adresowanie z użyciem ścieżki i sektora. Także przesunięcie głowicy pod określony adres wymaga niewielkiego jej ruchu i oczekiwania, aż szukany sektor znajdzie się nad głowicą. Na ścieżkach wewnętrznych i zewnętrznych można umieścić taką samą liczbę danych, dlatego też metoda ta nie znalazła szerszego zastosowania w napędach CD-ROM
◆ ze stałą prędkością liniową (ang. constant linear velocity - CLV).
Dysk obraca się więc wolniej podczas odczytu danych z zewnętrznych sektorów płyty, zaś w pobliżu jej środka “przyspiesza”. Taka konstrukcja sprawia, że pojemność ścieżek znajdujących się na obrzeżach dysku znacznie wzrasta.
Jak uporządkowane są dane na płytach CD?
Dane na dysku CD-ROM, podobnie jak dla dysków magnetycznych, są zorganizowane w bloki. Bloki te składają się z pól:
◆ sync (synchronizacja) - 12 bajtowe pole identyfikujące początek bloku (składa się z bajtu 0, 10 bajtów 1 i bajtu 0);
◆ header (nagłówek) - 4 bajtowe pole zawierające adres bloku i bajt trybu. Tryb 0 to czyste pole danych, tryb 1 - wykorzystanie kodu korekcyjnego dla 2048 bajtów danych, tryb 2 to 2236 bajtów danych bez kodu korekcji;
◆ data (dane) - tu zaczyna się użyteczna dla użytkownika przestrzeń. Standardowo pojemność jednego bloku jest ograniczona do 2048 bajtów;
◆ auxiliary (pomocnicze) - dodatkowe dane użytkownika w trybie 2 lub 288 bajtowy kod korekcyjny w trybie 1.
W jaki sposób użytkownicy mogą zapisywać dane na płytach CD?
Zasada działania w tym przypadku jest analogiczna jak przy odczycie, zmienia się jedynie moc lasera. Podczas odczytu laser pracuje z niewielką mocą, która nie pozwala na uszkodzenie powierzchni nośnika. W trakcie zapisu laser generuje impulsy o dużej mocy - które wypalają pity na płycie.
W jaki sposób napęd RW umożliwia nadpisywanie danych?
W uproszczeniu efekt ten osiągnięto poprzez wykorzystanie jako warstwy odblaskowej materiałów, które po krótkim ogrzaniu nie odbijają światła, przy nieco dłuższym (do wyższej temperatury) zaczynają odbijać.
