Файл: Содержание Введение 2 Проблема увеличения объема диска 30 Устройство чтения компактдисков (cdrom) 31 dvd 32 Другие устройства накопления и хранения информации .doc
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 52
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание FAT Таблица 4
Номер элемента FAT | Номер кластера, статус которого отображается | Расшифровка номера кластера | ||
номер сектора | номер дорожки | номер стороны | ||
2 | 2 | 4,5 | 0 | 1 |
3 | 3 | 6,7 | 0 | 1 |
4 | 4 | 8,9 | 0 | 1 |
5 | 5 | 1,2 | 1 | 0 |
….. | ……. | ….. | …….. | ……… |
Для дискет формата FF9 (DS/DD-9) количество кластеров равно 355d.
Статус занятого кластера содержит либо номер следующего кластера, в котором располагается файл, либо код последнего кластера файла FF8-FFF.
Место на диске, отводимое каждому файлу, состоит из последовательности (цепочки) кластеров. Номер первого кластера, в котором начинается файл, указывается в корневом каталоге. В FAT элемент, соответствующий этому кластеру, содержит номер следующего кластера, в котором находится продолжение файла, и так далее «по цепочке». Последний кластер файла обычно содержит FFF. Например, если файл разместился в 3, 17 и 25 кластерах диска, то в корневом каталоге для этого файла будет указано, что он размещается в кластере № 3. В элементе FAT, соответствующем третьему кластеру, будет записан номер следующего кластера (17), в элементе FAT, соответствующем кластеру № 17, будет содержаться номер следующего кластера — 25, а в элементе FAT, соответствующем кластеру № 25, будет записан код последнего кластера - обычно FFF.
Корневой каталог диска содержит информацию о файлах и подкаталогах, размещенных на диске.
Каждый файл в каталоге описан с помощью 32 байт, образующих элемент (строку) каталога. Каждый сектор каталога содержит 512/ 32 = 16 строк. В одной из них (обычно в первой) может быть записано имя диска (метка тома).
Структура каталога приведена в табл. 5.
Таблица 5 Структура каталога
Относительный адрес | Размер поля | Описание |
0 | 8 | Имя файла |
8 | 3 | Расширение имени (тип файла) |
11 | 1 | Атрибут |
12 | 10 | Резервное поле (нули) |
22 | 2 | Время создания файла |
24 | 2 | Дата создания файла |
26 | 2 | Номер начального кластера файла |
28 | 4 | Длина файла |
Имя файла и его расширение записываются в кодах ASCII. При записи имени диска эти два поля объединяются, т.е. метка тома может содержать 11 символов. Неиспользованные байты первых двух полей заполняются символами «пробел». Первый байт поля имени файла используется для обозначения стертых файлов (Нех.код 'Е5') и свободных строк в каталоге ('00').
Байт атрибута файла может принимать следующие шестнадцатеричные значения:
01 — файл только для чтения;
02 — скрытый файл;
04 — системный файл;
08 — имя диска;
10 — подкаталог;
20 — архив.
Скрытые и системные файлы недоступны для вводимых с клавиатуры команд DOS (например, для команды DIR). Подкаталоги функционируют на правах обычных файлов.
Время и дата создания файла рассчитываются по формулам
время = час х 2048 + минуты х 32 + секунды; дата = ( год — 1980) х 512 + месяц х 64 + день.
Длина файла представлена в байтах.
Параметры каталога: время, дата, номер первого кластера, длина файла записываются, начиная с младшего байта. Например, при длине файла 513d байт (20 lh) запись в поле данных каталога будет выглядеть так: 01 02 00 00. Читать эту запись надо побайтно, справа налево.
Пример размещения двух файлов в корневом каталоге и в FAT приведен на рис. 4.
- 1 2 3 4
Накопитель на жестком магнитном диске
Накопитель на жестком магнитном диске (НМД) имеет тот же принцип действия, что и НГМД, но отличается тем, что в нем магнитный носитель информации является несъемным и состоит из нескольких пластин, закрепленных на общей оси (пакета магнитных носителей).
Каждую рабочую поверхность такой конструкции обслуживает своя головка. Если в НГМД головка во время работы соприкасается с поверхностью дискеты, то в НМД головки во время работы находятся на небольшом расстоянии от поверхности (десятые доли микрона). При устранении контакта головки с поверхностью диска появилась возможность увеличить скорость вращения дисков, а следовательно, повысить быстродействие внешнего ЗУ
Рис. 4. Пример размещения двух файлов: а — в FAT; 6 — в корневом каталоге
Запись и чтение информации на жестком магнитном диске производятся с помощью магнитных головок, которые во время чтения-записи неподвижны. Магнитное покрытие каждой поверхности диска во время чтения-записи перемещается относительно головки. Магнитный «след» на поверхности диска, образовавшийся при работе головки на запись, образует кольцевую траекторию — дорожку (trek). Дорожки, расположенные друг под другом на всех рабочих поверхностях магнитного носителя, называются цилиндром.
В жестких МД различных фирм используются разные материалы для магнитного покрытия: диски ранних конструкций имели оксидное покрытие (окись железа), современные диски — кобальтовое покрытие. Оксидное покрытие наносилось на поверхность диска в виде магнитного лака, который после высыхания образовывал довольно толстый магнитный слой. Обеспечить устойчивую запись в таком слое можно было за счет длительного воздействия электромагнитным полем. Поэтому магнитные «следы» на поверхности диска получались большого размера, что приводило к невысокой плотности записи и низкому быстродействию. Для увеличения емкости магнитного диска приходилось увеличивать его размеры.
Кобальтовое покрытие наносится на поверхность диска методом напыления. При этом образуется тонкая магнитная пленка, на которую легче воздействовать для образования магнитных следов. Размеры магнитных следов уменьшились, что позволило увеличить продольную и поперечную плотности записи. Увеличение продольной плотности записи позволило увеличить емкость дорожки, а увеличение поперечной плотности записи — количество дорожек на поверхности диска. Диски той же емкости уменьшились в размерах.
Стандарт на физическое размещение информации на жестком магнитном диске мягче, чем для НГМД, так как гибкие диски должны читаться одинаково на дисководах разных фирм, в то время как жесткий магнитный диск имеет встроенную в него систему управления. При работе с жестким магнитным диском встроенная система управления решает вопросы физического размещения информации и зачастую недоступна для внешнего вмешательства. Например, наружные и внутренние дорожки магнитного диска имеют разную длину. Если их сделать одинаковой емкости и писать информацию с одинаковой плотностью записи, то на наружных дорожках остается много свободного места. Некоторые фирмы при изготовлении жестких дисков делают дорожки различной емкости. Но, для того чтобы стандартные операционные системы могли работать с такими дисками, встроенный в них контроллер осуществляет пересчет адресов; при этом физически на диске имеется меньшее количество дорожек, чем кажется операционной системе (так как операционная система настроена на работу с дорожками одинаковой емкости).
Количество дисков, каждый из которых имеет по две рабочие поверхности, в накопителе может быть от 3 до 10 и более. В некоторых накопителях две крайние поверхности пакета (верхняя и нижняя) не являются рабочими — при этом сокращается размер дисковода (и емкость тоже). Иногда эти поверхности используются для размещения служебной информации.
Жесткие диски делают герметичными — малое расстояние (зазор) между рабочей поверхностью и магнитной головкой должно быть защищено от пылинок, чтобы уберечь тонкий напыленный слой кобальта от стирания. Магнитная головка во время работы не должна касаться поверхности диска и в то же время должна находиться от нее на расстоянии в доли микрона. Наиболее распространенный способ удовлетворения обоих условий — применение «воздушной подушки»: в магнитной головке делаются отверстия, через которые в рабочий зазор в направлении магнитного диска нагнетается сжатый воздух — он и является демпфером (воздушной подушкой), не позволяющим магнитной головке «прижаться» к поверхности диска. Воздух перед нагнетанием в зазоры проходит тщательную очистку от пыли с помощью специальных фильтров.
Магнитные головки при работе НМД могут перемещаться, настраиваясь на требуемую дорожку.
Перед началом эксплуатации пакет магнитных дисков форматируется: на нем размечаются дорожки (ставится маркер начала дорожки и записывается ее номер), наносятся служебные зоны секторов на дорожках. Для записи-чтения информации контроллеру НМД передается адрес: номер цилиндра, номер рабочей поверхности цилиндра, номер сектора на выбранной дорожке. На основании этого магнитные головки перемещаются к нужному цилиндру, ожидают появления маркера в начале дорожки и появления требуемого сектора, после чего записывают или читают информацию из него. Несмотря на то что все магнитные головки установлены на требуемый цилиндр, работает в каждый данный момент только одна головка.
Из-за малого расстояния между секторами и высокой скорости вращения пакета дисков схемы управления не всегда успевают переключиться на чтение-запись следующего сектора (если считываемые-записываемые сектора следуют один за одним). В этом случае после обработки одного сектора приходится ожидать, пока диск сделает целый оборот и к головкам подойдет требуемый сектор. Чтобы избежать этого, при форматировании используется чередование (interleaving) секторов: последовательность нумерации секторов на дорожке задается таким образом, что следующий по порядку номер сектора принадлежит не следующему по физическому размещению сектору, а через «k» секторов (где k — фактор чередования). Фактор чередования при форматировании задается таким образом, чтобы система управления НМД обеспечила обработку с последовательными номерами без длительного ожидания (слишком маленький kприводит к «проскакиванию» требуемого сектора и ожиданию нового витка, слишком большое значение kтакже приводит к ожиданию, так как схема управления уже отработала, а требуемый сектор все еще не подошел к головке).
Поскольку физически НМД различных фирм могут быть устроены по-разному, возникает проблема совместимости НМД с микропроцессорным комплектом ЭВМ. Проблема эта решается с помощью стандартизации интерфейсов для накопителей на жестких магнитных дисках.
Основной характеристикой НМД является их емкость, которая в наибольшей степени зависит от плотности записи, в свою очередь в значительной степени зависящей от уровня технологии. Наиболее результативным для повышения плотности записи явилось применение магниторезистивных головок, которые известны и применяются уже давно, но по-настоящему массовой продукцией долгое время не были, из-за большой капиталоемкости их производства. Кроме увеличения емкости диска, повышение плотности записи приводит и к увеличению скорости считывания-записи данных при неизменных диаметре и скорости вращения носителя.
Доступный сейчас уровень технологии позволяет за счет использования магниторезистивных головок производить на 3.5" НМД с интерфейсами EIDE и SCSI накопители емкостью 1,25; 1,7 и более Гбайтов и ставит на повестку дня увеличение их емкости до 64 Гбайт. Скорость передачи данных при использовании магниторезистивных головок возросла с обычной 3—5 Мбайт/с до 25 Мбайт/с.
-
Стриммер
Стриммером