Физическая структура жесткого диска
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Основные внешние запоминающие устройства
Физическая структура жесткого диска
Понятие о разделах диска
Основные сведения о файловых системах
5. FAT , FAT32
Заключение
ВВЕДЕНИЕ
В качестве внешних запоминающих устройств в вычислительной машине могут применяться различные носители, наиболее важными из них являются жесткие, твердотельные и оптические диски.
Необходимо знать физическую и логическую структуру данных, методы и способы их исследования и организации с ними работы.
· Тема 1
Основные внешние запоминающие устройства
Внешние запоминающие устройства (устройства внешней памяти) могут быть реализованы на различных носителях – на жестких и твердотельных дисках, компактных оптических дисках, флеш-памяти, магнитных лентах, магнитных картах, магнитных барабанах и др. Они способны хранить информацию при отключенном электропитании и поэтому называются устройствами долговременного хранения.
Из всех дисков самым важным для компьютера является встроенный в системный блок жесткий диск. Часто используются синонимы: винчестер, Magnetic Hard Disk Storage , Hard Disk , Hard Disk Drive ( HDD ), накопитель на жестком диске (НЖД), жесткий диск. Информация на нем хранится как состояние намагниченности электромагнитного материала, нанесенного на поверхность дисков, изготовленных, обычно, из алюминия (отсюда термин жесткий). Дисковод, обслуживающий жесткий диск, связан с ним в единое устройство, которое не предполагает замену данного диска другим. Информационная емкость современных дисков измеряется десятками миллиардов байт.
|
|
|
Твердотельный накопитель или диск (англ. solid-state drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройствона основе микросхем памяти, альтернатива HDD. По сравнению с традиционными жёсткими дисками HDD твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, являются беззвучными, а также многократно более устойчивы к повреждениям (например, к падению) и имеют гораздо бóльшую скорость записи.
В то же время, они имеют в несколько раз бóльшую стоимость в расчете на гигабайт и меньший ресурс записи.
Флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объёму, скорости работы и низкому энергопотреблению. Серьёзным недостатком данной технологии является ограниченный ресурс носителей, а также чувствительность к электростатическому разряду.
Большие объемы информации (до 600 - 700 Мбайт) вне компьютера хранятся на оптических дисках (компакт-дисках CD - Compact Disk), использующих оптические методы хранения. На CD информация записана в виде сотен миллионов микроскопических зеркал, по-разному ориентированных относительно плоскости диска. Это достигается путем локальных искажений плоской поверхности носителя информации с помощью лазерного луча. Затем такая поверхность покрывается микроскопической по толщине пленкой алюминия, создавая зеркальную поверхность. Полученные таким образом диски предназначены только для считывания с них информации (т.е. для ввода в компьютер). Поэтому они называются CD-ROM, где ROM означает Read Only Memory. Для работы с CD-ROM в комплект компьютера включаются специальные дисководы, располагаемые внутри системного блока. Информация считывается оптическим бесконтактным методом, что обеспечивает при аккуратном обращении с диском надежную сохранность информации в течение многих лет.
|
|
|
Существуют CD, допускающие перезапись информации на них. Они называются CD RW (RW – ReWritable, т.е. перезаписываемые).
Кроме оптических дисков CD используется другой тип оптического носителя информации, называемый DVD (Digital Video Disk – цифровой видео диск), в вариантах DVD-ROM и DVD RAM. Главное их преимущество перед CD – бóльшая информационная емкость (приблизительно в 6-8 раз) и бóльшая скорость считывания информации .
|
|
|
Накопитель на магнитных лентах, стример(Streamer) используется, в основном, для архивного хранения копий значительных по объему данных – от десятков мегабайт до сотен гигабайт на одну кассету, потенциальная емкость этих устройств составляет несколько террабайт, скорость чтения/записи – 90-300 М/мин., возможность прямого доступа.
· Тема 2
Физическая структура жесткого диска
В настоящее основой внешней памяти служит накопитель на жестком магнитном диске HDD.
Плотность записи на жёстких дисках за 50 лет (с 1961 по 2011 год) увеличилась в 60 млн раз, а за последние 5 лет – объем HDD увеличился с 6 до 16 ТБ: компания Western Digital в 2014 году выпустила первый в мире диск на 10 ТБ с гелием вместо воздуха внутри корпуса, а компания Seagate в 2018 году заявила о создании жёсткого диска объёмом 16 ТБ.
Диск в общем случае состоит из одной или нескольких пластин, собранных в пакет. В процессе низкоуровневого форматирования диск разбивается на концентрические дорожки (track), каждая из которых в свою очередь подразделяется радиально на секторы (sector) – минимальные физически адресуемые единицы дисковой памяти. Стандартный размер сектора равен 512 байтов, однако в целях защиты от несанкционированного копирования информации, имеется возможность форматировать весь диск или отдельные дорожки на секторы нестандартных размеров.
|
|
|
Разметка жестких дисков производится с помощью команды Format, в которой можно указать специальную информацию о размерах секторов диска. При форматировании в секторы записываются так называемые пустые символы, которые затем при записи данных на диск заменяются значащими. В случае обнаружения ошибок – дефектных участков, на которые невозможно записать пустые символы, команда их блокирует, т.е. делает их недоступными и тем самым уменьшает рабочее пространство диска.
Жесткие диски состоят из нескольких параллельных пластин, у каждой из которых есть две головки (head), позволяющие читать и писать информацию на каждую из сторон.
Дорожки нумеруются по направлению от края диска к его центру, начиная с номера 0.
Секторы нумеруются в пределах одной дорожки, начиная с номера 1.
Стороны нумеруются, начиная с 0.
Количество дорожек, секторов на дорожке и сторон зависит от типов дисков и средств их форматирования, т.е. формирования первоначальной файловой структуры, и изменяется в значительных пределах.
Все дорожки, расположенные на определенном расстоянии от центра, называются цилиндром (cylinder). Номер цилиндра соответствует номерам дорожек, входящих в этот цилиндр. По мере записи информации цилиндры постепенно заполняются по направлению к центру диска. Переход от одной дорожки цилиндра не требует перемещения головок чтения/записи. Таким образом, достигается уменьшение времени на перемещение головок от одного цилиндра к другому и физического износа диска за счет оптимизации перемещения головок.
Физическое расположение сектора на диске полностью определяется номерами дорожки (цилиндра), сектора и стороны (головки):
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!