Устройство, которое управляет вращением магнитного диска, читая и записывая на него данные

На рис. 32.6 показаны основные этапы форматирования диска. Сначала запрашиваются емкость диска и имя диска. Если они правильные, выбирается кнопка OK. Затем появится окно «Форматировать диск». В этом окне отображается текущий статус операции форматирования диска (от 0 до 100% завершения). По завершении появится окно с сообщением Создание корневого каталога. После этого отображается емкость отформатированных дисков, и пользователю предлагается указать, следует ли форматировать другой диск. Если форматирование больше не требуется, то выбирается вариант «Нет», в противном случае выбирается «Да». Обратите внимание, что для отмены процесса форматирования можно выбрать параметр «Отмена» в любом из окон состояния форматирования.

Рисунок 32.6. Форматирование гибкого диска

Компьютеры и их применение

4.12.6 Дискета

Одним из основных упрощений в конструкции системы гибких дисков является расположение головки чтения/записи. Он соприкасается с поверхностью диска во время операций чтения / записи и втягивается в противном случае. Эта особенность, а также выбор покрытия диска и нагрузка на головку давлением таковы, что при частоте вращения 360 об/мин износ записывающей поверхности минимален. Однако со временем износ и, следовательно, частота ошибок таковы, что дискету, возможно, придется заменить, скопировав информацию на новую дискету.

Емкость варьируется от 256 килобайт у самых ранних приводов, которые записывают только на одну поверхность дискеты, до цифры более 2 мегабайт на более поздних устройствах, в большинстве из которых используются обе поверхности дискеты. Время доступа, вызванное довольно медленным механизмом позиционирования головы с использованием шагового двигателя, находится в диапазоне 100-500 мс. Скорость передачи ниже 300 килобайт в секунду.

Еще одно упрощение относится к элементам управления оператора. Как правило, нет переключателей или индикаторов состояния, простое действие по перемещению заслонки на передней части дисковода для загрузки или извлечения дискеты является единственным действием оператора. Двигатель диска вращается все время, пока присутствует диск.

Оптическая обработка информации

VI.C.3.a Оптические диски

Сегодня магнитные жесткие диски и дискеты широко используются в электронных компьютерах. Относительно новым носителем для хранения данных являются оптические диски, на которых информация записывается и считывается лазерным лучом. Основным преимуществом оптических дисков является их высокая емкость. Небольшой 3,5- или 5,5-дюймовый. Оптический диск способен хранить от 30 до 200 Мбайт информации.

Оптические диски бывают двух типов: диски только для чтения и диски для чтения и записи (стираемые). Первый тип полезен для архивного хранения и хранения данных или инструкций, которые не нужно изменять. Во втором типе записанные данные могут быть стерты или изменены. Этот тип памяти необходим для временного хранения данных, например, в цифровых вычислениях. Некоторыми из материалов, используемых для нестираемых дисков, являются теллур, галогенид серебра, фоторезисты и фотополимеры. Среди материалов-кандидатов для стираемых дисков наиболее перспективными являются три группы. Это магнитооптические материалы, материалы с фазовым переходом и термопластические материалы.

Оптические диски теперь используются в некоторых моделях персональных компьютеров, и ожидается, что они станут более распространенными. Кроме того, оптические диски использовались для архивного хранения. Две такие системы были разработаны и установлены RCA для НАСА и Римского авиационного центра развития в 1985 году. Это оптические дисковые «музыкальные» системы хранения данных, обеспечивающие прямой доступ к любой части хранимых данных размером 10 13 бит в течение 6 с. Эти системы имеют картриджный модуль хранения, который содержит 125 оптических дисков, каждый из которых имеет емкость хранения 7,8 × 10 10 бит. Этот размер хранилища превышает емкость, доступную в настоящее время для других технологий.

АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТИВНОСТЕЙ ДЛЯ ОДИННАДЦАТИ ДОМОВ С ПАССИВНЫМИ СОЛНЕЧНЫМИ И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМИ СРЕДСТВАМИ В КАЛИФОРНИИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ КОНТРОЛЯ ЗА ОДИН ГОД

Сухбир Махаджан , . Патрик Моранди, пассивная и низкоэнергетическая архитектура, 1983 г.

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Почасовые данные с кассет были перенесены на дискеты и девятидорожечные ленты для обработки и построения графиков с использованием других компьютерных носителей. Одним из первых шагов в обработке данных было построение выходных данных различных датчиков за период от трех до пяти дней в зимние и летние месяцы. Эти графики предоставляют качественную информацию о производительности домов. В качестве примера на рис. 3 показаны графики четырех датчиков из дома в Санта-Барбаре для двух ясных дней, за которыми следовал пасмурный день в январе. На этом графике показано, как пассивная солнечная система стены Тромба реагирует на солнечные входы, зарядку и разрядку тепловой массы и деятельность жильцов. Двойные пики на графике внутренней температуры возникают, во-первых, из-за солнечного излучения, а во-вторых, из-за действий жильцов, таких как приготовление пищи и использование приборов, а также из-за задержанного теплового импульса от стены Тромба. Как и ожидалось, тепловой импульс через стену Тромба приходит примерно через 8 часов после пикового солнечного притока. Переход от двух солнечных дней к пасмурному довольно хороший и обусловлен в основном экспоненциальным спадом температуры тепловой массы стенки Тромба. Другими качественными графиками, которые используются таким образом, являются ежедневные графики максимальной и минимальной температуры и гистограммы внутренних «бинарных» температурных столбцов. При таком уровне информации возможно хорошее представление о том, как дом эксплуатировался, и качественное понимание производительности.

Рис. 3 . Почасовой график четырех датчиков в доме Стены Тромбе в Санта-Барбаре.

Дизайн материнской платы

Уильям Бьюкенен, бакалавр наук (с отличием), CEng, PhD, компьютерные автобусы, 2000 г.

5.1.4 82091AA (АИП)

Рисунок 5.3. API IC

Рисунок 5.4. Соединения между TXC, PIIX3 и AIP

IRQ3 — дополнительный последовательный порт (COM2/COM4).

IRQ4 — основной последовательный порт (COM1/COM3).

RQ6 — контроллер гибких дисков.

IRQ7 — параллельный порт (LPT 1).

Компьютеры

Диски

Большинство компьютеров имеют три типа дисководов. Дисковод хранит данные на тонком гибком пластиковом диске, покрытом с одной или с обеих сторон магнитной пленкой. Хотя сам диск является гибким, а ранние диски были заключены в тонкие картонные обложки, в настоящее время большинство дисков заключено в жесткую пластиковую обложку.На крышке есть металлическая шторка, которая автоматически сдвигается назад, когда диск вставляется в дисковод, открывая часть поверхности диска для магнитной головки.

Принцип тот же, что и при записи музыки на цифровую аудиокассету. Основное отличие состоит в том, что данные записываются на 40 концентрических дорожек, а магнитная головка перемещается радиально для чтения или записи каждой дорожки. Каждая дорожка разделена на сектора, каждый из которых предназначен для одной конкретной программы или набора данных. Для более длинных программ или таблиц данных может потребоваться более одного сектора. На диске есть дорожка каталога, сообщающая компьютеру, в какой дорожке и секторе искать каждый блок хранимых данных, и магнитная головка может переходить от дорожки к дорожке и от сектора к сектору, находя необходимую информацию. Обычная дискета может хранить до 1,4 МБ данных.

Данные могут считываться со скоростью несколько сотен бит в секунду, но сначала диск необходимо разогнать до полной скорости (360 об/мин), а магнитную головку переместить на нужную дорожку и сектор. Типичное время доступа составляет 200 миллисекунд, что намного меньше, чем время доступа к ОЗУ или ПЗУ, которое составляет от 25 до 150 наносекунд.

Жесткий диск имеет один или несколько дисков, подключенных к одному шпинделю. Диски изготовлены из немагнитного металла и покрыты с двух сторон магнитной пленкой. Принцип хранения тот же, но магнитные головки намного ближе к пленке. Это связано с тем, что диски вращаются с очень высокой скоростью (около 3600 оборотов в минуту). Это приводит к возникновению тонкого слоя движущегося воздуха вблизи поверхности диска, в котором магнитная головка «плавает», фактически не соприкасаясь с диском. Поскольку головка расположена ближе к диску, можно записывать данные более плотно: дорожки расположены ближе друг к другу, а записываемые биты — ближе друг к другу, чем на гибком диске. Следовательно, типичный жесткий диск хранит несколько гигабайт (тысячи миллионов байт). Еще одним преимуществом жесткого диска является то, что высокая скорость вращения сокращает время доступа примерно до 20 миллисекунд. Поскольку головка находится очень близко к поверхности диска, важно исключить попадание частиц пыли или дыма. Жесткие диски опломбированы во время производства и обычно не могут быть открыты пользователем.

Приводы компакт-дисков очень похожи на проигрыватели компакт-дисков и работают по тем же принципам. По сути, они способны воспроизводить обычные музыкальные компакт-диски через звуковую карту компьютера. Информация, хранящаяся на компакт-диске, представляет собой просто последовательность нулей и единиц. Он может представлять музыкальные звуки, но с таким же успехом может использоваться для хранения информации другого рода. С вычислительной точки зрения, компакт-диск хранит около 600 мегабайт данных. Компакт-диски в значительной степени заменили дискеты в качестве носителя для распространения программного обеспечения. Большинство современных программ слишком длинные, чтобы поместиться на дискету, и у них есть и другие преимущества. На компакт-диск не действуют паразитные магнитные поля, которые могут так легко стереть данные с гибкого диска. Кроме того, производство компакт-дисков намного дешевле, чем дискет, поэтому они идеально подходят для крупномасштабного распространения, например, для обложек компьютерных и других журналов.

Как и жесткие диски, приводы компакт-дисков достаточно быстры, чтобы их можно было использовать в качестве запоминающих устройств для компьютеров, при этом доступ к данным осуществляется прямо с компакт-диска. Основное отличие состоит в том, что компакт-диски являются постоянной памятью (CD-ROM). Однако приводы для записи компакт-дисков можно использовать со специальными дисками CD-R для записи (но не перезаписи) данных и их воспроизведения столько раз, сколько необходимо. Компакт-диски широко используются в мультимедийных технологиях. Диск может хранить текст, компьютерные программы, фотографии и диаграммы, движущиеся изображения и звук. К ним можно получить доступ и загрузить в компьютер практически мгновенно. Очень сложные игры с потрясающей графикой теперь доступны на компакт-дисках, но более серьезные приложения этой технологии включают образовательные и справочные диски.

Архитектура компьютера

Магнитный диск памяти

Память на магнитных дисках используется для реализации жестких дисков, стандартных гибких дисков и гибких дисков высокой плотности (например, дисковода Zip, дисковода Super). Жесткие диски являются наиболее часто используемыми вторыми устройствами памяти из-за их низкой стоимости, высокой скорости и большой емкости. Жесткие диски — это запоминающие устройства, которые позволяют считывать и записывать с магнитных носителей; они состоят из одного или нескольких тонких дисков с магнитным покрытием, позволяющим записывать данные. Поверхность записи разделена на концентрические дорожки, а каждая дорожка разделена на сегменты, называемые секторами. Набор дорожек в данном радиальном положении называется цилиндром. Затем один или несколько дисков устанавливаются на шпиндель и вращаются с постоянной скоростью. Для доступа к данным требуется двухэтапный процесс. Сначала головка чтения/записи перемещается по вращающемуся диску к направляющей дорожке. Затем головка ждет, пока правый сектор не окажется под ней, и выполняется чтение/запись.Описания запоминающих устройств на магнитных дисках даны следующим образом:

Как уже говорилось, жесткий диск является наиболее часто используемым запоминающим устройством. Размер современных жестких дисков может варьироваться от 14 дюймов (используются в старых мэйнфреймах) до 1,8 дюйма (используются в ноутбуках и портативных компьютерах). Наиболее типичный размер, используемый в ПК, составляет 3,5 дюйма, а в ноутбуках - от 1,8 до 2,5 дюйма. Скорость вращения также зависит от используемого интерфейса (подробнее обсуждается в разделе об интерфейсе шины). Для интерфейса встроенной электроники привода (IDE) скорость варьируется от 4500 до 7200 об/мин. Для интерфейса небольших компьютерных систем (SCSI) скорость может достигать 10 800 об/мин. Типичная емкость варьируется от одного гигабайта до десятков гигабайт (1 ГБ равен 230 байтам).

Диск высокой плотности был впервые представлен в 1995 году. Дискеты высокой плотности, хотя и имеют такой же размер, как и стандартные гибкие диски, имеют размер 3,5 дюйма, но работают намного быстрее и имеют в сто раз большую емкость, чем стандартные гибкие диски. дискеты. Одним из примеров является дисковод Zip производства Iomega. Каждый Zip-диск может хранить до 100 МБ данных. Точно так же Imation, дочерняя компания 3 M, также производит Super disk (также известный как LS 120), который может хранить до 120 МБ данных.

Съемный жесткий диск используется в производстве мейнфреймов с 1950-х годов. В то время приводной механизм был очень дорогим; следовательно, разные приложения будут использовать разные съемные диски во время выполнения программы. В 1980-х съемный жесткий диск использовался для резервного копирования. Емкость тогда была 44 Мб. В настоящее время съемные диски бывают различной емкости от одного гигабайта до нескольких гигабайт.

Резервный массив недорогих дисков (RAID) был представлен Дэвидом Паттерсоном и другими исследователями из Калифорнийского университета в Беркли в конце 1980-х годов. Это метод, при котором для хранения данных используются два или более дисков. Данные можно считывать одновременно с более чем одного диска, что повышает производительность. Данные также могут быть разделены между всеми дисками в битах, байтах или блоках. Обычно два или более дисков соединены вместе. Один контроллер можно использовать для подключения дисков, чтобы они работали вместе как один диск. Для дополнительной безопасности можно установить второй интерфейсный контроллер для дублирования дисков и повышения производительности чтения. Основными преимуществами RAID являются повышение надежности и защиты данных в системах хранения данных.

Магнитный диск — это запоминающее устройство, использующее процесс намагничивания для записи, перезаписи и доступа к данным. Он покрыт магнитным покрытием и хранит данные в виде дорожек, пятен и секторов. Жесткие диски, zip-диски и гибкие диски являются распространенными примерами магнитных дисков.

Techopedia объясняет магнитный диск

Магнитный диск в основном состоит из вращающейся магнитной поверхности (называемой диском) и механического рычага, который перемещается по нему. Вместе они образуют «гребенку». Механическая рука используется для чтения и записи на диск. Данные на магнитном диске считываются и записываются с использованием процесса намагничивания.

Диск продолжает вращаться с высокой скоростью, в то время как головка руки движется по его поверхности. Поскольку все устройство герметично, голова плавает в тонкой воздушной пленке. Когда на головку подается небольшой ток, крошечные точки на поверхности диска намагничиваются, и данные сохраняются. И наоборот, к этим крошечным точкам на диске может подаваться слабый ток, когда головке нужно считать данные.

Данные организованы на диске в виде дорожек и секторов, где дорожки — это круговые деления диска. Треки дополнительно делятся на сектора, которые содержат блоки данных. Все операции чтения и записи на магнитный диск выполняются по секторам. Плавающие головки требуют очень точного управления для чтения/записи данных из-за близости дорожек.

Ранним устройствам не хватало точности современных устройств, и они позволяли размещать на каждом диске только определенное количество дорожек. Большая точность головок позволила гораздо большему количеству дорожек быть плотно упакованными в последующих устройствах. Вместе с изобретением RAID (избыточный массив недорогих дисков) — технологии, объединяющей несколько дисков, емкость хранилища более поздних устройств год от года увеличивалась.

Магнитные диски традиционно использовались в качестве дополнительных запоминающих устройств в компьютерах и десятилетиями представляли собой основную технологию. С появлением твердотельных накопителей (SSD) магнитные диски перестали считаться единственным вариантом, но по-прежнему широко используются.

Первый магнитный жесткий диск, созданный IBM в 1956 году, представлял собой большую машину, состоящую из 50 21-дюймовых (53-сантиметровых) дисков. Несмотря на свой размер, он мог хранить всего 5 мегабайт данных. С тех пор магнитные диски увеличили свою емкость во много раз, а их размер соответственно уменьшился.

Размер современных жестких дисков составляет всего около 3,5 дюймов (около 9 см), а их емкость легко достигает одного или более терабайт. Та же участь постигла и дискеты, размер которых сократился с исходных 8 дюймов в конце 60-х до гораздо меньших 3,5 дюймов в начале 90-х. Однако гибкие диски со временем устарели после появления компакт-дисков в конце 1990-х годов и теперь почти полностью исчезли.

Жесткий диск, который обычно служит для хранения данных и приложений на компьютере, состоит из четырех основных компонентов внутри корпуса: диска (для хранения данных), шпинделя (для вращения дисков) и рычага чтения/записи. (для чтения и записи данных) и привод (для управления действиями руки чтения/записи). Только самые технически подкованные ИТ-специалисты должны пытаться работать с компонентами внутри жесткого диска.

Блюда

Пластины – это круглые диски внутри жесткого диска, на которых хранятся единицы и нули, из которых состоят ваши файлы. Пластины изготовлены из алюминия, стекла или керамики и имеют магнитную поверхность для постоянного хранения данных. На больших жестких дисках используется несколько пластин для увеличения общей емкости диска. Данные хранятся на пластинах в виде дорожек, секторов и цилиндров, что упрощает их поиск.

Веретено

Шпиндель удерживает пластины на месте и поворачивает их по мере необходимости. Число оборотов в минуту определяет скорость записи и чтения данных с жесткого диска. Типичный внутренний накопитель для настольных ПК работает со скоростью 7200 об/мин, хотя доступны более высокие и более низкие скорости. Шпиндель удерживает пластины на фиксированном расстоянии друг от друга, чтобы рычаг чтения/записи мог получить доступ. (ссылка 1+3)

Рука чтения/записи

Рычаг чтения/записи управляет движением головок чтения/записи, которые выполняют фактическое чтение и запись на пластины диска, преобразуя магнитную поверхность в электрический ток. Рука следит за тем, чтобы головки находились в правильном положении в зависимости от данных, к которым необходимо получить доступ или записать; он также известен как головной рычаг или приводной рычаг. Обычно на каждую сторону диска приходится одна головка чтения/записи, которая возвышается на 3–20 миллионных долей дюйма над поверхностью диска.

Привод

Привод или головной привод – это небольшой двигатель, который получает инструкции от печатной платы привода для управления движением рычага чтения/записи и контроля передачи данных на пластины и с них. Он отвечает за то, чтобы головки чтения/записи всегда находились в нужном месте.

Другие компоненты

Помимо корпуса на внешней стороне жесткого диска, который скрепляет все компоненты вместе, интерфейсная печатная плата управляет входными и выходными сигналами в тандеме с портами на конце диска. Независимо от типа накопителя, у него есть один порт для источника питания и один порт для передачи данных и инструкций в остальную систему и из нее.

Модель 350 RAMAC хранила эквивалент 3,75 мегабайт данных на 50 больших дисках

В 1954 году Рейнольд Джонсон собрал команду в научно-исследовательской лаборатории IBM по адресу Нотр-Дам-авеню, 99, Сан-Хосе, Калифорния, которой было поручено разработать быстрые системы хранения данных для замены перфокарт и магнитных лент в приложениях учета и управления запасами. Основываясь на идеях Джейкоба Рабинова в NBS, IBM разработала и поставила первый коммерческий жесткий диск (HDD), дисковое запоминающее устройство модели 350, в Zellerbach Paper, Сан-Франциско, в июне 1956 года как часть IBM 305 RAMAC (метод произвольного доступа). Система учета и контроля).

Жесткий диск хранит цифровые данные в магнитном материале на жестких вращающихся дисках. Информация записывается на диск и восстанавливается с него с помощью подвижных блоков чтения и записи, называемых головками.Электронные схемы и программное обеспечение контролируют движение головок, обрабатывают формы сигналов и управляют работой системы в целом. В модели 350 пятьдесят дисков диаметром 24 дюйма, установленных на шпинделе, вращающемся со скоростью 1200 об/мин, хранили 5 миллионов 6-битных символов с плотностью записи 2000 бит/кв. в том, что эквивалентно 3,75 мегабайтам емкости хранения данных. Индуктивные магнитные головки чтения/записи с воздушной подушкой на рычаге на высоте 800 микродюймов над поверхностью для создания гидростатической опоры. Привод перемещал руку с диска на диск со средним временем доступа менее 1 секунды. Блок высотой 5 футов и шириной 6 футов весил более одной тонны (включая отдельный воздушный компрессор, необходимый для работы) и сдавался в аренду за 750 долларов США в месяц.

Три поколения дисков RAMAC были разработаны для компьютеров 305, 650, 1401, 1410 и 7070 до того, как IBM анонсировала модель 1301 в 1961 году. В каждом поколении емкость удваивалась. Работающий, восстановленный привод и стопка дисков выставлены в Галерее памяти и хранения Музея истории компьютеров.

Читайте также:

  
• Не загружается с диска
  
• Какой блок питания нужен для gtx 760 2gb
  
• Какие процессоры поддерживает материнская плата Gigabyte
  
• Ответ на самый популярный текстовый процессор для Windows
  
• Вы выбрали папку или диск, где уже есть файлы касперского