ALYTAUS KOLEGIJA
VADYBOS FAKULTETAS
INFORMATIKA
ŠIUOLAIKINIAI KIETIEJI DISKAI
REFERATAS
Atliko PV J.B.
Tikrino Dėst.
K. Paičienė
Alytus,
2004
Šiuolaikiniai diskiniai kaupikliai
Diskinis kaupiklis yra pagrindinis PK kaupiklis, skirtas
dideliems informacijos kiekiams saugoti.
Per 15 metų, prabėgusių nuo IBM XT su 10 MB talpos disku
pasirodymo, disko talpa padidėjo maždaug 2000 karty. Dabar gaminami
diskiniai kaupikliai, kuriuose telpa 3-20 GB informacijos ir kurių darbo
trukme siekia iki 800000 val., t.y. 100 metų.
[pic]
1. pav. Diskinio kaupiklio mechanizmas.
Diskiniai kaupikliai ne tik talpesni, bet ir daug spartesni už
disketinius. Jų informacijos perdavimo sparta gali būti didesne kaip 20
MB/s, o vidutine kreipimosi trukme gali būti trumpesne nei 2 ms.
Kabinetiniams PK daugiausia naudojami 3,5 colio, o nešiojamiesiems – 2,5
colio kaupikliai. Gaminami ir mažesni kelių GB talpos kaupikliai.
Informacija j sparčiai sukamus diskinio kaupiklio magnetinius
diskelius įrašoma panašiai kaip ir į disketę. Ją įrašo skaitymo ir rašymo
galvutes, kurias stumdo žingsninis variklis arba specialus elektromagnetas.
Diskeliai dažniausiai gaminami iš stiklo ir keramikos misinio. Jų paviršiai
padengiami feromagnetine medžiaga informacijai įrašyti. Diskeliuose
informacijos įrašymo tankis yra daug didesnis, kaupiklio mechanika daug
tikslesne negu disketinių kaupiklių. Kaupiklio diską dažniausiai sudaro du
arba trys diskeliai, turintys bendrą ašį. Variklis juos suka pastoviu 4500,
5400, 7200 arba 10000 apsukų per minute (rpm – Rotations per Minute)
greičiu. Iš abiejų kiekvieno diskelio pusių yra rašymo – skaitymo galvutes
(2 pav.). Jos pritvirtintos prie bendro laikiklio ir juda visos kartu. Nuo
diskelių paviršiaus galvutes skiria tik besisukančių diskelių kuriama
milimetro dalių storio dujų pagalve. Patekusi į sį tarpą net mažiausia
dulke sužalotų diskelio paviršių, todėl dujos kaupiklio viduje turi būti
labai švarios. Dėl tos pačios priežasties diskiniams kaupikliams labai
pavojingi sutrenkimai ir vibracijos.
Diskeliai bei skaitymo ir rašymo galvutės yra amortizuotoje
hermetiškoje dėžutėje, pripildytoje švariu išretintu inertiniu duju.
Informacija į diskelį įrašoma elektromagnetine rašymo galvute (2
pav.)
[pic]
2. pav. Skaitymo ir rašymo galvutė
permagnetinant jo paviršiaus taškus. „1″ ar „0″ įrašyta diskelio
paviršiaus taške, priklauso nuo taško įmagnetinimo krypties. Kad būtu
galima rasti tam tikrą diskelio paviršiaus vietą, į jį įrašomos specialios
žymos (diskas formuojamas). Informacija kiekviename diskelyje rašoma į
apskritiminius takelius, kurie sudaro vadinamuosius diskinio kaupiklio
cilindrus (Cylinders). Takeliai, o kartu ir cilindrai (1 pav.) yra padalyti
į sektorius po 512 baitu. Informacija į diską įrašoma porcijomis į
klasterius. Skaitant arba rašant informaciją į cilindrą galvutės nejuda,
jos pastumiamos tik pereinant prie kito cilindro. Sparčiausiai skaitoma ir
rašoma informacija, esanti išoriniuose disko takeliuose. Todėl, norint
padidinti informacijos perdavimo spartą, kaip tik šiuose takeliuose
išsaugomi dažniausiai naudojami failai.
Adresas (cilindras ir sektorius), kur bus rašomas failas,
įrašomas į failų adresu lentelę (FAT).
[pic]
3 pav. Diskinio kaupiklio cilindrai.
Ieškodama failo, kompiuterio operacinė sistema pirmiausiai joje
susiranda informaciją apie failą, paskui perduoda komandas kaupiklio
valdikliui, kuris pastumia galvutę iki reikiamo cilindro ir perskaito jame
įrašytos informacijos porciją. Kaupiklio veikimui paspartinti jame yra 64 –
1000 KB kaupyklė (buferis). Į ją pirmiausiai perduodama iš disko palyginti
lėtai nuskaitoma informacija, o kaupyklei užsipildžius -informacija
sparčiai perduodama kompiuteriui. Išsaugant informaciją diske, ji
pirmiausia iš kompiuterio sparčiai perduodama į kaupyklę, o paskui lėčiau
įrašoma į diską.
Kadangi dirbdamas diskinis kaupiklis šyla, kinta elementu
matmenys, jis turi nuolat save koreguoti. Dėl to gali atsirasti duomenų
perdavimo pauzių. Pauzės ypač nepageidautinos žiūrint vaizdo įrašus ir
klausantis muzikos.
Kaupiklio sparta labai priklauso nuo disko sukimosi greičio,
nes jis lemia duomenų skaitymo cilindre spartą. Taip pat ji priklauso nuo
skaitymo ir rašymo galvučių inertiškumo: kuo sparčiau jos juda, tuo
greičiau surandamas reikiamas cilindras.
Informacijos perdavimo iš
kaupiklio į kompiuterio operatyviąją atmintinę ar iš jos į kaupiklį spartai
(Data Transfer Rate) didelę įtaką turi įtaiso kaupyklės talpa, taip pat
kompiuterio procesorius, BIOS ir RAM.
Su kompiuteriu diskiniai kaupikliai sujungiami per EIDE (seni
per IDE) arba SCSI sąsają.
1993 m. sukurta EIDE (Enhanced IDE) sąsaja (4 pav.) gali
valdyti keturis informacijos kaupiklius. IDE Fast ATA sąsaja gali perduoti
iki 16,6 MB/s ir valdyti 8,4 GB talpos diskinius kaupiklius. Senesnės
Windows šeimos versijos valdo tik 2,1 GB kaupiklius, todėl talpesnius negu
2,1 GB diskus reikia suskaidyti į kelis diskus. OSR2.x ir Windows 98 jau
gali valdyti net 2,2 TB (terabaitų) talpos kaupiklius.
[pic]
4 pav. EIDE sąsajos sandara
EIDE sąsaja yra pagrindinėje kompiuterio plokštėje ir turi du
kanalus dviem diskiniams bei dviem papildomiems kaupikliams prijunkti.
ATAPI (AT Attachment Pack Interface) protokolas leidžia prie EIDE sąsajos
prijunkti CD-ROM ir kaupiklius su magnetine juosta. Kokia sparta EID
perduos informaciją, priklauso nuo PIO (Programed Input/Output) ir DMA
(Direct Memory Access) protokolų. PIO protokolas valdo informacijos