Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии (1089174), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Например, данные одного файла могутбыть записаны в разных областях и на разных пластинках жесткого диска, а когда компьютер требуетинформацию, записанную на жестком диске, головки жесткого диска будут спозиционированы на всенужные участки пластинки.
В процессе считывания информации головки жесткого диска определяюториентацию элементов оксидного слоя на пластинке, затем эта информация декодируется и пересылается компьютеру. Считывающие/записывающие головки жесткого диска могут получить доступ клюбому участку пластинок в любоевремя, что позволяет считывать изаписывать данные произвольно, ане последовательно, как в случае смагнитнойлентой.Посколькужесткие диски характеризуютсяпроизвольным доступом, они могутсчитать или записать информациюв течение нескольких миллисекунд.Для того чтобы операционнаясистема компьютера «знала», гдеискать нужную информацию нажестком диске, он разбивается наотдельные области, что позволяеткомпьютеру легко и быстро найтинужные последовательности битов.Такой способРис.
9.57. Основные механическиедетали жесткого диска«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV2819. Цифровое видеонаблюдениеРис. 9.58. Два основных формата жестких дисков:жесткие диски 3.5" используются в настольных компьютерах,а жесткие диски 2.5" применяются в ноутбукахразметки жесткого диска называется форматированием. Форматированиеподготавливаетжесткий диск к записи файловтаким образом, что нужнаяинформация может быть быстросчитана, когда это потребуется.Прежде чем можно будет использовать новый жесткий диск, егонеобходимо отформатировать.Форматирование — это методорганизации записанной надиск информации, зависящийотоперационнойсистемы.Существует два вида форматирования жестких дисков:низкоуровневое и высокоуровневое.
Низкоуровневое форматирование осуществляется прежде, чем высокоуровневое.Форматирование осуществляется разметкой поверхности на секторы, кластеры (группа секторов) идорожки в соответствии с используемой операционной системой. Дорожки представляют собой окружности, отмеченные на каждой стороне пластинки (такие же дорожки можно видеть на виниловой пластинке иликомпакт-диске). Дорожки отличаются номерами. Их нумерация начинается с нулевой дорожки, расположенной ближе других к внешнему краю пластинки. Дорожки разделяются на меньшие участки — секторы,используемые для хранения фиксированных объемов данных.
Секторы обычно форматируются таким образом, что содержат 512 байтов данных (1 байт состоит из 8 бит). Цилиндр состоит из набора дорожек, которые находятся на одном и том же расстоянии от шпинделя на всех сторонах магнитных пластинок. Например, третья дорожка на каждой стороне у каждой магнитной пластинки находится на одном и том же расстоянии от шпинделя. Если представить, что эти дорожки вертикально соединены, то мы получим форму цилиндра. Программное и аппаратное обеспечение компьютера очень часто работает, используя цилиндры. Когда данные организованы на жестком диске цилиндрами, к ним можно быстро получить доступ без многократного позиционирования головок жесткого диска. Поскольку позиционирование головок производитсядостаточно медленно по сравнению со скоростью вращения магнитных пластинок и переключением междуголовками, запись цилиндрами значительно сокращает время доступа к информации на жестком диске.Рис.
9.59. Цилиндры формируются из дорожек на обеих сторонах магнитных пластинокhttp://www. itv.ruITV— генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»2829. Цифровое видеонаблюдениеПосле того как жесткий диск был отформатирован на низком уровне, магнитные свойствапокрытия пластинки с течением временипостепенно ухудшаются.
Со временем головкам жесткого диска становится все труднее считывать и записывать информацию в секторымагнитной пластинки. Секторы, которые сталинепригодны для хранения данных, называютдефектными (bad sectors). К счастью, качествосовременных жестких дисков таково, что дефектные секторы на них встречаются относительноредко. Более того, современные компьютерыумеют определять, когда сектор испортился иотмечать его как дефектный. После этого секторбольше не будет использоваться для храненияданных, а вместо него будет выбран другойсектор из резервной области.CCTVРис.
9.60. Разбивка жесткого диска на разделы(партиции)После того как жесткий диск был отформатирован на низком уровне, требуется произвести высокоуровневое форматирование, которое помещает на диск файловую систему, что позволяет операционнойсистеме, такой, как Windows или Linux, использовать доступное пространство для хранения файлов.Различные операционные системы используют разные файловые системы, поэтому высокоуровневоеформатирование определяется используемой операционной системой.Если мы форматируем весь жесткий диск только под одну файловую систему, то это автоматически ограничивает количество и типы операционных систем, которые могут быть установлены на него.
Но если мыразбиваем диск на несколько разделов (партиций), то каждый из разделов может быть отформатированпод разные файловые системы, что позволит установить на один жесткий диск несколько разных операционных систем. Кроме того, разбивка жесткого диска на разделы позволяет использовать дисковоепространство более эффективно.Для того чтобы считывать или записывать данные, головка жесткого диска должна быть позиционировананад нужной дорожкой вращающейся магнитной пластинки. Те значения времени поиска (seek time),которые указывают производители жестких дисков, обычно учитывает еще и время, нужное для того, чтобы магнитная головка перестала вибрировать после перемещения (время стабилизации, settling time).Затем учитывается время, которое потребуется, чтобы нужный сектор оказался под магнитной головкой(задержка вращения, rotational latency). Современные диски используют позиционирование с ускорением, это означает что, получив команду сменить дорожку, магнитная головка начинает ускоряться до техпор, пока она не пройдет половину пути до искомой дорожки, затем до подхода к нужной дорожке происходит замедление.
Поэтому среднее время поиска всего лишь в несколько раз больше минимальноговремени поиска. Максимальное время поиска обычно примерно в два раза больше среднего временипоиска, поскольку головка достигает максимальной скорости перемещения, прежде чем дойдет до средней дорожки. Минимальное время поиска дорожки — это время, которое тратится на перемещение головки на соседнюю дорожку.
При чтении больших блоков информации, как, например, при считывании архивных записей нашим цифровым видеорегистратором, именно этот параметр будет определять производительность жесткого диска. Среднее время доступа более важно при произвольном считываниинебольших объемов информации (например, при перемещении по дереву директорий).Время доступа складывается из времени переключения между головками, времени поиска нужнойдорожки, задержки вращения и времени считывания сектора. Большее количество головок сокращает время, уходящее на механическое позиционирование на новую дорожку.
При повышении скоростивращения увеличивается максимальная скорость передачи данных и сокращается задержка вращения, которая представляет собой дополнительное время ожидания появления нужного сектора подмагнитной головкой. Приведенная таблица показывает различия между жесткими дисками с разнойскоростью вращения и максимальную скорость передачи данных (на этом мы остановимся чуть«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV9. Цифровое видеонаблюдение283позже), которая является самым важным параметром, отвечающим за то, какой максимальный объеминформации мы можем записать на жесткий диск за единицу времени.(Задержка вращения в данном случае рассчитывалась следующим образом.
Например, для 7200 об/минскорость вращения (7200) делится на 60 секунд = 120 об/сек и берется обратное значение, но это будетмаксимальная задержка вращения... Когда же говорят об этом параметре, то очень часто подразумеваетсясреднее значение. Так как время ожидания случайного сектора будет иметь равномерное распределение,то средняя задержка вращения будет равна половине максимальной. Прим. ред.)* Высокая скорость вращения требует дополнительного охлаждения жесткого дискаДля каждого жесткого диска определена скорость вращения, которая выражается в оборотах в минуту(revolutions per minute, rpm, об/мин). Этот параметр, кстати, дает очень хорошее представление опроизводительности жесткого диска. Жесткие диски для настольных ПК обычно имеют 5400 об/мин или7200 об/мин. При этом жесткие диски с 7200 об/мин работают на 10% быстрее дисков с 5400 об/мин, ноони и дороже на 10-30%.
Старшие серии моделей жестких дисков, которые имеют 10,000 об/мин или15,000 об/мин, позволяют добиться лишь незначительного прироста в производительности, а их стоимость будет отличаться значительно и в большую сторону, так как в большинстве случаев они имеютSCSI-интерфейс и функции для повышения надежности. Кроме того, высокая скорость вращения шпинделя жесткого диска требует большего энергопотребления, что приводит к большему нагреву жесткихдисков.
Охлаждение очень важно для всех жестких дисков, но особенно важно оно именно для дисков с высокой скоростью вращения. Таким образом, для обычного цифрового видеорегистратора жесткие диски со скоростью вращения 5400 или 7200 об/мин будут вполне приемлемы и окажутся удачнымкомпромиссом между достаточной скоростью и разумной стоимостью.Если два жестких диска имеют одинаковуюскорость вращения шпинделя, то предпочтительнее окажется тот из них, у котороговремя поиска меньше. Разница во временипоиска, которая варьируется от 3.9 миллисекунды для сверхбыстрых жестких дисков соSCSI-интерфейсом до 12 миллисекунд у болеемедленных дисков с IDE-интерфейсом, можетбыть заметна при работе с большими базамиданных, когда головки жесткого диска«бегают» по всем дорожкам, но это такжебудет заметно при поиске архивных записей вцифровом видеорегистраторе по событиямили по времени записи.Кэш-память (cache) — это еще одинпараметр, который характеризует жесткийРис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
