Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата



На головку подаётся ток, который приводит в действие магнит. Запись звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на напыление. Магнитное поле магнита меняется в зависимости от сигнала, и благодаря этому магнитные частички (домены) начинают менять своё местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в зависимости от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом.

Напыляемый тонкопленочный носитель

В середине 80-х годов произошел массовый переход с относительно нестойкого оксидного покрытия магнитного материала (который наносился методом полива) на напыляемый тонкопленочный, обеспечивающий более гладкую и устойчивую к внешним воздействиям поверхность. Это позволило приблизить головки чтения/записи к магнитному слою и увеличить плотность записи. Кроме того, при использовании технологии напыления стало возможным поверх магнитного слоя наносить защитный углеродный слой, твердость которого соизмерима с твердостью алмаза.

Улучшенные смазочные материалы

Тонкопленочная технология позволила создать на поверхности дисков скользящий слой, препятствующий “залипанию” головок (кто иногда случается со старыми накопителями с оксидным покрытием). Даже в том случае, когда при остановке накопителя головки опускаются на поверхность диска, его теоретический срок службы не уменьшается.

Облегченные головки

Новые материалы и конструктивные решения позволили предохранять носитель и данные от разрушения - головки чтения/записи “парят” над поверхностью магнитного носителя на высоте в несколько микрон.

Линейный привод головки чтения/записи

Благодаря линейному сервоприводу значительно сокращается время поиска и перехода с дорожки на дорожку. Управляющий микропроцессор следит за тем, чтобы головки не выходили на рабочую поверхность до тех пор, пока шпиндельные наберет нужной скорости.

Все перечисленные инновации в сочетании с последними достижениями в области сервоприводов, методов чтения/записи, динамической коррекции ошибок и применение сверх больших интегральных схем позволили существенно улучшить характеристики накопителей на магнитных дисках.

Накопители типа Bernoulli

Этот накопитель является, по-видимому, самым уникальным. Вместо того, чтобы идти по пути применения жесткого магнитного диска, который должен иметь защиту против неблагоприятных внешних факторов, в том числе загрязнений и вибраций, инженеры компании Iomega разработали на основе принципов динамики потоков, впервые сформулированных швейцарским математиков XVIII века Даниэлем Бернулли, оригинальный принцип действия системы “гибкий магнитный диск-головка чтения/записи”.

Головка чтения/записи, спроектированная с учетом требований аэродинамики, “плавает” над поверхностью гибкого диска Бернулли. Воздушные потоки, возникающие вследствие вращения диска с высокой скоростью, вызывает изгиб части поверхности диска, находящейся под головкой чтения/записи, в направлении к последней. Однако диск не соприкасается с головкой, между ними остается небольшой достаточно стабильный запор, который обеспечивается потоками воздуха, уравнения для описания которых впервые предложил Бернулли.

Какое-либо изменение нормальных условий работы накопителя Бернулли (например, из-за удара или появления пятнышка загрязнения на поверхности диска ) вызывается нарушение эффекта Бернулли и приводит к тому, что диск отходит от головки, вместо того чтобы соприкоснуться с ней (как это бы произошло на обычном винчестере). Благодаря этому исключается возможность отказов накопителя, поскольку вращающийся диск практически не может соприкоснуться с головкой. Поэтому диски Бернулли самые удароустойчивые.

Сам накопитель Бернулли, хотя он является гибким и по виду похож на обычную дискету, действительности может эксплуатироваться до пяти лет в режиме считывания/записи - т.е. характеризуется в 20 раз большей долговечностью, чем дискета, - согласно данным поставщика. Носитель с бариево-ферритовым покрытием не только позволяет записывать данные с втрое более высокой плотностью чем носитель с обычных винчестерских накопителей или НГМД, но и отличается существенно большей стойкостью к износу, чем у обычных дискет.

Накопители Бернулли по скорости доступа не уступают ряду широко используемых накопителей на жестких дисках со средним быстродействием. Так, например, Bernoulli230 имеет емкость одной кассеты 230 Mb, строенный кэш 256 Кб, интерфейс SCSI-2 или IDE и время доступа 12 мсек.

Жёсткие диски

Жёсткие диски являются самыми распространёнными устройствами хранения информации, потому что они обладают такими характеристиками, которые больше всего привлекают пользователей. Это высокая производительность, определяемая малым временем доступа и высокой скоростью записи/считывания информации, надёжность её хранения, большие объёмы и малая стоимость из расчёта на 1 Mb информации.

Жёсткий диск – это единая система, собранная из нескольких частей. Часть её запрашивается в BIOS, а коды жёсткого диска хранятся на системной плате в ПЗУ. Связь диска с системой реализуется через интерфейс. Здесь сигналы становятся взаимопонятными для дисковода и для ПК. Интерфейс может реализовываться отдельным дисковым контроллером или через электронику, встроенную в дисковод. Существует множество интерфейсов жёстких дисков, которые могут работать и с другими устройствами. Это IDE, SCSI, SCSI-2, W-SCSI, U-SCSI и т.д. Интерфейсом, наиболее часто использующимся в настольных системах, является IDE. От других он отличается скоростью работы, но современные его решения позволили приблизить его показатели к системам, работающим на интерфейсе SCSI, по крайней мере в настольных системах. Остальные же интерфейсы нашли своё применение главным образом в сетевой индустрии как накопители для серверов.

Сам диск представляет собой круг из жёсткого материала (алюминия или стекла), называемого подложкой и дающего возможность магнитному носителю использоваться для хранения цифровых кодов. Подложка разрабатывается так, чтобы быть как можно более плоской и никогда не менять свою форму при работе.

Крошечные области носителя на поверхности подложки, хранящие по одному биту информации, называются магнитными доменами. Для проведения операций чтения/записи и позиционирования головок используется специальный механизм.

Для работы жёсткому диску необходимо реализовать 3 функции: нужно усилить слабые логические сигналы до значений, способных изменить магнитную направленность доменов во время записи информации и различить слабые сигналы магнитного покрытия во время чтения и преобразовать их в форму, понятную остальной системе; головка диска должна позиционироваться с точностью до домена при выполнении операций чтения/записи; подложка должна вращаться с как можно более постоянной скоростью, чтобы последовательное чередование доменов по радиусу происходило через равные промежутки времени. Различия характеристик каждой части влияют на производительность всего жёсткого диска в целом и на совместимость компьютерных систем.

Принцип действия у жестких дисков остался прежним, хотя различные элементы постоянно подвергаются усовершенствованиям. Так на сегодняшний день быстродействие жёстких дисков достигает 7 мс, скорость передачи информации нескольких десятков Mb/с, а ёмкость 17 Gb.

 

Массивы жёстких дисков

Массивы жёстких дисков используются там, где необходимо сохранить громадные объёмы хранимой информации и при этом сделать минимальным риск потери этой информации в результате какого-либо сбоя. Объём современных массивов жёстких дисков может достигать нескольких сотен терабайт.

Идея массивов элементарна: объединить несколько жёстких дисков для создания массива виртуальной системы. Но это не простое подключение нескольких дисков к одному контроллеру. В массиве работа дисков координируется, и специальный контроллер распределяет между ними информацию. Вращение каждого диска в массиве синхронизировано, и каждый байт данных может храниться на нескольких дисковых поверхностях.

Очевидное преимущество – ёмкость. На двух дисках может храниться больше, чем на одном, а на четырёх – больше чем на двух. Но массивная технология позволяет ускорить процесс обработки информации и увеличить надёжность. Секрет кроется в способе объединения дисков в массив. Они не образуют последовательность, когда после заполнения одного диска начинает заполняться другой. Вместо этого каждый байт информации делится между дисками. Например, в системе с четырьмя дисками два бита каждого байта идут на первый диск, следующие два на второй и т.д. Таким образом, каждый байт данных обрабатывается в четыре раза быстрее, чем в однодисковой системе.

Выигрыш в ёмкости и производительности подкрепляется большой надёжностью системы. Ключ – в избыточности. При разбиении информации между дисками она записывается с перекрытиями. Например, в системе с четырьмя дисками на каждый диск записывается не по 2 бита, а по 4. Так на первый диск запишутся первые четыре бита, на второй тоже четыре, но начиная с третьего, на третий – начиная с пятого и т.д. Такая технология позволяет восстановить потерянную в одном месте информацию или даже в случае выхода из строя целого диска.

Такие диски называют защищёнными от сбоев. Приведённый выше пример показывает примитивнейший алгоритм работы массива. Улучшенные способы кодировки позволяют избежать дублирования каждого бита. Более того, повреждённый диск может быть заменён без прекращения работы остальной системы.

Электронная технология.

Электронная технология в настоящее время применяется в микросхемах памяти для различных устройств и в чипах, где хранятся системные настройки ПК или других устройств (например, BIOS). Электронная технология позволяет добиться производительности в тысячи раз больше, чем в других устройствах накопления информации, при меньших размерах и при меньших энергозатратах. Современные чипы имеют объём 256 Mb при скорости доступа менее 10 нс.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: дипломная работа методика, доклады бесплатно.

Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата