Ответы на экзаменационные вопросы (1085983), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Загрузочный сектор содержит программу перехода начальной загрузки и параметры служебных областей:

- количество байт в секторе;

- кол. секторов в кластере (кластер – минимально адресуемая обл.данных, занимает 2 сектора по 512 байт);

- кол. копий таблицы FAT;

- кол. секторов на дорожке;

- кол. рабочих поверхностей.

Таблица размещения файлов (FAT) описывает покластерное размещение файлов, статус кластера (занят/свободен/повреждён/кластер файла). Каждая запись оканчивается контрольными разрядами, запись заканчивается подсчётом контрольной суммы. Отображается 2 копии FAT на дискете. Корневой каталог содержит более полную информацию о файле: имя файла; расшифровка файла; атрибут файла; время и дата создания файла; номер начального кластера; длина файла.

Системное форматирование осуществляется на диске резидентных файлов.

26. Структура контроллера НГМД

На контроллере программно доступны следующие регистры:

*
**структура ***

Р.Управления хранит И. о дешифрованной команде и о режимах работы диска (поиск/передача данных в р-р данных/режим прямого доступа к памяти);

Р.основного состояния работы : выбор накопителя/сброс/режим прерывания;

Р.Данных состоит из стека с параметрами:

- коды запроса прерываний;

- номера дефектных цилиндров;

- коды типов сбоев оборудования.

При выполнении контроллером, команда выполняется в три этапа:

1. фаза команды (получение и дешифрация);

2. фаза выполнения;

3. фаза результата (И. о выполнении передаётся в ЦП).

Команды выполняемые контроллером:

- поиск данных;

- чтение данных;

- чтение идентификатора сектора;

- чтение дорожки;

- форматирование дорожки;

- запись данных;

- сканирование на больше, меньше, равно.

7. НЖМД. Физическая и логическая организация ЖМД. Основные характеристики НЖМД. Особенности логической организации ЖМД. Структура контроллера НЖМД. Способы повышения быстродействия и надежности дисковых накопителей. Назначение и способы организации RAID массивов дисковой памяти.

Конструкция. Представляют собой пакет несъёмных дисков, заключённых в герметичный контейнер. Для выравнивания давления с атмосферным предусмотрен фильтр.

Тонкоплёночные магнитные головки совершают колебания при поиске. Запись/считывание бесконтактные, головка расположена на аэродинамическом крыле , расстояние до поверхности – несколько мкм.

Конфигурация корпуса определяется диаметром дисков.

Скорость вращения 4500-7200 об/мин, поэтому считываются кластера не последовательно, а через несколько. Винчестер м.б. поделён на логические диски, информация об этом отображается в главной корневой записи.

Разделены на 2 больше группы:

1. накопители для универсальной ВС – для больших вычислительных машин;

2. накопители для персональных ЭВМ.

Физическая организация ЖД аналогична организации гибких дисков.

Логическая организация имеет дополнительный сектор – главный корневой каталог.

Определённые параметры разбиения физического магнитного диска (ФМД) на несколько логических дисков. При поиске информации адрес сектора состоит из 3х частей:

1. номер цилиндра; 2. номер головки; 3. номер сектора на дорожке.

Данные записываются вертикально, горизонтально или комбинированно:

Вертикальная запись – запись информации сначала на одном цилиндре сверху вниз, затем головки переходят на другой цилиндр.

Горизонтальная запись – запись информации головками производится последовательно по цилиндрам на одном диске, затем переходят на другой диск.

Комбинированный способ совмещает предыдущие.

Жёсткие диски больших ЭВМ. Предназначены для использования в универсальных вычислительных системах. Ёмкость от 100Гб, диаметр дисков 365 мм, съёмные и стационарные пакеты дисков по 20 дисков в пакете. Среде время выборки 10 мс. Жёсткие условия эксплуатации в спецпомещениях. Для увеличения быстродействия используются комбинации дисков – избыточный массив недорогих дисков (RAID-массивы).

*
**Структура дорожки ЖМД***

Структура дорожки практически аналогична ГМД. Дополнительно включённы синхробайты для синхронизации считывания информации; байты сравнения записывают фиксированное число, одинаковое для всех секторов; контроллер правильности считывания идентификации; байт флага – записывает информацию о состоянии дорожки – основная или служебная, исправная или дефектная.

28. Контроллер ЖМД выполняет следующие функции:

1. поддерживает требуемый формат данных;

2. обеспечивает управление передачи данных в режиме ПДП;

3. производит поиск цилиндров по адресу;

4. осуществляет переключение головки;

5. поиск и коррекция ошибок при считывании;

6. обеспечение поиска секторов с заданными коэффициентами чередования;

7. обеспечивает дешифрацию и кодирование информации в соответствии с использованной формой записи.

Основные команды: чтение, запись, форматирование, позиционирование.

*
**Структура контроллера***

Схема включает ПЗУ для хранения программы управления. Внутреннее ОЗУ разбито на две области, одна из которых предназначена для хранения информации для записи в сектор, вторая – для работы с микропроцессором. Регистры управления состояния хранят информацию по выполненной команде. Регистры IO хранят сигнал или информацию о состоянии контроллера (ввод или вывод данных, сигнал прерывания или ПДП, состояния и тип накопителя и др.). Блок контроля и корректировки хранит программы в контроллере и позволяет корректировать ошибки при считывании информации. Преобразователь параллельного кода в последовательный преобразует полубайтный входной код в последовательный. Кодеры и декодеры преобразуют поступление данных в сигнал записи в соответствии с использованием способа записи информации.

Уровни RAID. Способы повышения быстродействия и надёжности хранения информации на ЖМД

Для обеспечения более высокого быстродействия и надёжности дисковых накопителей используются массивы параллельно работающих дисков – RAID-структуры. Это избыточный массив недорогих дисков. Диски расположены в одном корпусе, обслуживается одним контроллером и воспринимается ОС как единый большой диск.

Модификации. Предложено шесть модификаций отличающихся друг от друга распределением записи информации на диске, способами считывания с дисков и способами контроля правильности считывания информации.

Разновидности архитектур (RAID 0-5):

RAID 0 : представляет собой виртуальный диск; вся записанная информация разбивается на слоги, диски делят на зоны. Каждый сектор записан в своей зоне, по кругу на разных дисках. При считывании команда разбивается на подкоманды с числом, равным числу дисков. Обращение происходит одновременно и параллельно ко всему массиву;

ПЛЮСЫ: высокая производительно при больших объёмах запросов.

М
ИНУСЫ: плохо обрабатывает низкоёмкие запросы; низкая надёжность (ошибки не компенсируются).

RAID 1 : в отличие от RAID 0, все диски дублируются, считывание может происходить с любого диска.

ПЛЮСЫ: высокая надёжность; высокое быстродействие.

МИНУСЫ: значительный объем аппаратных средств, низкая эффективность.

RAID 2 : весь объём данных делится на слоги (биты) и каждый бит записывается параллельно на отдельном диске, т.е. число дисков д.б. равно количеству бит/байт. используется контроль правильности записи И. – коды Хемминга и контроль по чётности.

ПЛЮСЫ: высокая надёжность; высокая производительность.

МИНУСЫ: нужно много дисков; синхронизация вращения; сложности контроля.

RAID 3 : аналог RAID 2, но используется контроль по чётности.

RAID 4 : аналог RAID 0, но используется отдельный диск для контроля по чётности.

RAID 5 : аналог RAID 0, но биты чётности распределены равномерно по всем дискам.

8. Принцип организации хранения информации в запоминающих элементах сменных накопителей флеш-памяти.. Структурная организация накопителя.

Э
лементом хранения информации во flash-памяти является полевой транзистор с плавающим затвором – МНОП (металл-нитрий окисел полупроводник).

В
МНОП транзисторах между затвором и областью сток-исток может образовывать область с объёмным электрическом зарядом, так называемый плавающий затвор. При отрицательном заряде этого затвора, положительное направление, создаваемое затвором транзистора будет шунтироваться (снижаться) этим слоем, поэтому ток между стоком и истоком не возникает. Различные значения напряжения у затвора открытия транзисторов служат индикацией хранения "0" и "1".

1. в исходном состоянии, когда нет объёмного заряда, записывается "1", т.к. напряжение открытия транзистора низкое.

2. при программировании создаётся отрицательный объёмный заряд и при выборке запоминающего элемента, напряжение на линии адреса не обеспечивает открытие транзистора. Ток в линии данных равен 0.

3. при программировании, т.е. создании отрицательного объёмного заряда, используется туннельный эффект прохождения электронами энергетического барьера. Причём энергии электрона недостаточно для преодоления барьера.

4. при программировании на затвор подаётся увеличенное значение положительного напряжения (Uз=2÷3ст.) и электроны перемещаются от истока к стоку проникают в область объёмного заряда, заряжая его отрицательно.

5. При записи "1" повышенное положительное напряжение подаётся на исток. Электроны из объёмного заряда стекают на исток, т.е. заряд обнуляется.

Недостатки:

1. ограниченное число зп/чт связано с конечным числом перемещения электронов через слой диэлектрика в область объёмного заряда;

2. с увеличением плотности размещения запоминающих элементов толщина диэлектрика, отделяющая объёмный заряд от основного кристалла, уменьшается;

3. организация flash-памяти обеспечивает доступ сразу к блоку данных;

4. высокое потребление мощности способно привести к перегреву кристалла.

9. Оптические дисковые накопители информации. Принципы действия, классификация по способам записи, характеристики, особенности использования. Преимущества и недостатки по сравнению с магнитными носителями. Структура дисков CD, CD- R , CD-RW, DVD. Информационная разметка и кодирование данных на диске. Структурная схема накопителя. Флуоресцентные диски. Магнитооптические диски.

О
ПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ

Дорожки представляют собой спиралевидную линию, поверхность которой имеет впадины и выступы. При перемещении лазерного луча вдоль дорожки в местах перехода от ленда к пииту изменяется направление отражения луча, что соответствует кодировке 0 и 1.

Характеристики:

1. диаметр – 120мм;

2. расстояние между дорожками – 1,6 микрона;

3. размер ленда и пита -1,5 и 1,2 микрона соответственно;

4. скорость передачи данных для односкоростных дисков – 150 кб/с.

Преимущества - неограниченное число циклов считывания информации, низкая стоимость, высокая емкость.

Недостатки – низкое время доступа – порядка 200 мс.

Кодирование информации.

Запись осуществляется символами из 14 разрядов (байт + контрольные разряды). Для контроля используется код Хемминга. 42 символа формируют фрейм, 98 фреймов составляют сектор, включающий в себя следующие служебные разделы:

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)