К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 93
Текст из файла (страница 93)
А вот его вместимость благодаря перечисленным ниже изменениям в конструкции значительно выше, чем у СЭ. + Вместо инфракрасного лазера с длинной волны 780 мм, который характерен для С?)-технологии, в ?)ЧВ используется красный лазер с длинной волны 635 мм. + Впадины имеют меньший размер — их минимальная длина равна 0,4 мк. + Дорожки располагаются ближе друг к другу — расстояние между ними составляет 0,74 мк. Указанные изменения привели к тому, что ?)Ъ"?) способны содержать порядка 4,7 Гбайт данных.
Еще большее увеличение емкости достигается за счет использования двухслойных и двусторонних дисков. Однослойные и односторонние диски, определяемые стандартом ?)Ъ'?7-5, имеют практически ту же структуру, что и С?), представленный на рис. 5.32, а. В двухслойном диске дорожки наносятся на два слоя, расположенные один поверх другого. Первый слой образует прозрачную основу, как на С?э. Но площадки и впадины этого слоя покрываются не отражающим луч алюминием, а полупрозрачным материалом, действующим подобно полуотражающему слою.
На его поверхность сначала наносятся данные в виде впадин и площадок, а затем, сверху, — отражающий материал. Для чтения диска лазерный луч фокусируется на нужном уровне. Когда он попадает на первый слой, некоторое количество света, достаточное для того, чтобы детектор зафиксировал впадины и площадки, отражается от полупрозрачного материала. При фокусировке на втором слое он отражается от отражающего материала.
В обоих случаях тот слой, 5.9. Внешние запоминающие устройства 395 на котором луч не фокусируется, тоже отражает свет, но в таком незначительном количестве, что детектор интерпретирует его как шум. Общая емкость обоих слоев составляет 8,5 Гбайт. Описанная технология определена как стандарт ПЧП-9. Два односторонних диска могут быть объединены в структуру, напоминающую сэндвич, так как верхний диск перевернут отражающей стороной вверх.
При этом, согласно стандарту ?)У?)-10, могут использоваться два однослойных диска общей емкостью 9,4 Гбайт. Можно объединить н два двухслойных диска общей емкостью 17 Гбайт — такая структура определяется стандартом ПЧП-18. Время доступа при использовании дисков ПЪ'П примерно то же, что и в случае применения обычных СП. Однако при вращении с той же скоростью данные считываются быстрее благодаря более высокой плотности их размещения.
ОЧ0-ВАМ Разработана и перезаписываемая версия ?1ЧП-дисков, названная РЧ?)-ВАМ. При очень большой емкости их недостатком является высокая цена и относительно низкая скорость записи. Для обеспечения корректной записи данных на диск используется процесс, называемый проверкой записи. Его выполняет дисковод ПЧО-ВАМ, который считывает содержимое диска и сверяет его с исходными данными. 5.9.3. Накопители на магнитных лентах Мапппные ленты удобно использовать для хранения больших объемов данных. Чаще всего они применяются для резервного копирования информации с жестких дисков.
Принципы хранения информации на ленте те же, что и на магнитном диске (правда, в первом случае магнитный слой наносится на очень тонкую пластиковую ленту шириной 0,5 или 0,25 дюйма). Соответствующие одному символу 7 или 9 бит записываются поперек ленты, перпендикулярно направлению перемотки. Каждой битовой позиции соответствует отдельная головка чтения,'записи, так что все биты считываются и записываются параллельно. Один бит символа предназначается для контроля четности. Данные на ленте организованы в виде записей, разделенных пробелами (рис.
5.33). Движение ленты прекращается только тогда, когда под головкой чтения/записи оказывается пробел. Он достаточно велик, чтобы перед началом следующей записи устройство перемотки могло вернуться к исходной скорости. Если для записи данных на ленту применяется система кодирования, подобная проиллюстрированной на рис. 5.29, в, пробелы между записями идентифицируются как области, намагниченность в которых не меняется. Это позволяет отличать пробелы от данных. Для того чтобы помочь пользователю в организации большого количества данных, записи объединяются в группы, называемые файлами. Начало файла идентифицируется меткой файла (рис. 5.33).
Это специальная запись, состоящая из одного или нескольких символов, которой обычно предшествует пробел, более длинный, чем пробелы между записями. Первая запись за меткой файла может использоваться как заголовок или идентификатор файла. Это дает возможность пользователю находить файлы на ленте, содержащей большое количество файлов. 396 Глава Б.
Система памяти Файл Метка 9 ~ битов Пробел Запись Пробел Запись Пробел между между между файлами записями записями Рис. 3.33. Организация данных на магнитной ленте Контроллер накопителя на магнитной ленте наряду с чтением и записью позволяет выполнять множество других управляющих команд: + перемотку ленты; + перемотку и выгрузку ленты; + стирание информации с ленты; + запись метки ленты; + перемотку ленты на одну запись вперед; + перемотку ленты на одну запись назад; + перемотку ленты на один файл вперед; + перемотку ленты на один файл назад. Метка ленты отличается от метки файла лишь тем, что используется для идентификации начала ленты.
Конец ленты иногда идентифицируется символом ЕОТ (Епд ОГ Туре), о чем более подробно рассказывается в приложении Д. Существует два метода форматирования и использования ленты. Согласно первому из них, записи имеют переменную длину. Это позволяет эффективнее использовать ленту, но препятствует обновлению отдельных записей. В соответствии со вторым методом, записи имеют фиксированную длину и их можно обновлять. Хотя на первый взгляд это может показаться значительным преимуществом, но на самом деле не имеет особого значения.
Поскольку ленты чаще всего используются для резервного копирования магнитных дисков и архивирования данных, они редко перезаписываются по частям. Обычно лента записывается от начала до конца, и размер записей не играет никакой роли. Картриджи с магнитными лентами Системы хранения на магнитных лентах разрабатывались с целью резервного копирования информации, содержащейся на дисковых устройствах.
В одной из таких систем, получившей довольно широкое распространение, используются 8-миллиметровые ленты видеоформата„заключенные внутрь кассеты. Такая кассета называется каргпридзсем. Емкость картриджа составляет от 2 до 5 Гбайт, а скорость считывания с него данных — несколько сотен килобайтов в секунду, Чтение и запись выполняются системой спиральной развертки, подобной той, что применяется в видеокассетах. Плотность записи данных составляет десятки 6.10.
Резюме 397 миллионов битов на квадратный дюйм. Существуют системы, позволяющие автоматизировать загрузку и выгрузку картриджей таким образом, чтобы десятки гигабайтов данных можно было скопировать с диска без вмешательства оператора. 5.10. Резюме Память является одним из основных компонентов любого компьютера. Ее емкость н быстродействие в значительной степени определяют производительность всей компьютерной системы. В этой главе мы рассмотрели наиболее важные технологии создания и детали организации памяти и запоминающих устройств.
В результате постоянно проводимых разработок в области полупроводниковой технологии скорость функционирования и емкость микросхем памяти увеличиваются просто с впечатляющей скоростью, а их стоимость в пересчете на бит хранимой информации непрерывно снижается. Однако процессорные микросхемы совершенствуются еще быстрее, и в отношении быстродействия они значительно опередили микросхемы памяти.
Для того чтобы в полной мере использовать возможности современных процессоров, компьютер должен обладать большой и быстрой памятью. А поскольку не менее важным показателем является ее стоимость, нелъзя просто реализовать всю память на быстродействующих микросхемах ЯКАМ. Поэтому, как было показано в этой главе, проблема решается путем создания иерархии памяти. На сегодняшний день память достаточно болъшого объема и с приемлемой стоимостью реализуется на основе микросхем ОКАМ. Правда, работает она на порядок медленнее быстрого процессора, поэтому для сокращения времени доступа процессора к памяти используется кэш-память на основе микросхем ЯКАМ. Время ожидания памяти является одним из важнейших параметров производителыюсти компьютера, на уменьшение которого постоянно направляются усилия разработчиков.
Множество исследований проводится с целью создания схем, позволяющих минимизировать влияние задержки при обращении к памяти. В этой главе было показано, как буферизация записи и упреждающая выборка могут сократить влияние такой задержки путем обращений к памяти в те промежутки времени, когда к ней не производится высокоприоритетный доступ с целъю обработки промахов чтения. Время доступа к памяти можно сократить еще одним способом — путем параллельного доступа к последовательным словам. В современные микросхемы памяти закладывается и такая возможность. Вторичные запоминюощие устройства в виде магнитных и оптических дисков располагаются на нижнем уровне иерархии памяти, имеющем наибольшую емкость.
Механизм виртуальной памяти делает взаимодействие мелогу диском и основной памятью прозрачным для пользователя. Аппаратная поддержка виртуальной памяти давно уже стала стандартной функцией процессоров. История развития магнитных дисков служит одним из наиболее впечатляющих примеров эволюции компьютерных технологий.
Они всегда были самой медленной частью иерархии памяти. Время от времени, при появлении какой-либо из новых многообещающих технологий, судьба магнитных дисков оказывалась 398 Глава 5. Система памяти под вопросом. В начале 1980-х казалось, что в ближайшем будущем их вытеснит технология цилиндрических магнитных доменов. Еще недавно их конкурентами считались флэш-диски и оптические диски. Но магнитные диски не только не вытеснены из обихода, а следовательно, с рынка, а, напротив, сохраняют огромную популярность и постоянно совершенствуются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
