dispozitive de stocare (unități)

Dispozitivele de stocare sunt memoria externă de calculator - acestea vă permit să stocheze informații pentru o utilizare ulterioară, indiferent de starea (pornit sau oprit) a computerului. Dispozitivele de stocare pot fi implementate prin diferite principii fizice pentru stocarea informației - magnetice, optice, electronice în orice combinație a acestora. Memoria externă este fundamental diferită de interior (RAM), într-un mod care procesorul de acces la memorie (un program executabil). dispozitive de memorie externe funcționează pe blocuri de informații, dar nu bytes sau cuvinte, cum ar fi RAM. Aceste blocuri au de obicei o dimensiune fixă, care este un multiplu de o putere de 2. Unitatea poate fi rescrisă din memoria internă sau externă înapoi doar în întregime, și procedură specială (subrutină) este necesar pentru a efectua orice operație la schimbul de memorie externă. cu procedură externă de schimb de dispozitive de memorie legate de tipul de dispozitiv, controlerul și metoda de conectare a dispozitivelor la sistem (interfață).

Pentru o stabilitate și înregistrarea dispozitivului de stocare a datelor reinscriptibile sunt împărțite în:

Memoria Recordable (PROM), în care utilizatorul final poate înregistra decât o singură dată (de exemplu, CD-R).

În mod repetat memoria reinscriptibile (PPPZU) (de exemplu, CD-RW).

Memoria operațională (RAM) furnizează modul de înregistrare, stocarea și citirea informațiilor în cursul prelucrării sale. RAM rapid, dar scumpe (SRAM) este construit pe declanșatoare, un soiuri mai lent, dar mai ieftin de RAM - o memorie dinamică (DRAM), să se bazeze pe condensatori. În ambele tipuri de informații de memorie dispare după deconectarea de la sursa de alimentare (de exemplu, curent).

Conform metodei de acces la informații ale dispozitivelor de stocare a datelor sunt împărțite în dispozitive cu acces direct (sau imediată) și în serie.

Conform performanței geometrice a dispozitivelor de stocare sunt împărțite în:

disc (discuri magnetice, optice, magneto-optice);

bandă (bandă magnetică, bandă perforată);

tambur (tobe magnetice);

carte (cartela magnetica, un card de pumn, flash card, etc).

plăci cu circuite imprimate (cartele DRAM, cartușe).

Conform principiului fizic:

perforații (găuri sau crestături)

înregistrare smagnitnoy

folosind încărcătura electrostatică în dielectric (memorie condensator, cu tub catodic de stocare);

folosind Efecte în semiconductor (EEPROM, memorie flash)

Caracteristica principală a dispozitivelor - capacitatea de stocare, măsurată în kilobytes, megaocteți, gigaocteți și terabytes (KB, MB, GB, TB, sau în limba engleză HF transcriere, CF, CB, TV, sau chiar mai scurt - K, M, G, T) . Aici, ca regulă, kilo- prefix mega-, giga, sunt valori zecimale tera- - 10 3. 10 6. 10 9 și 10 12, respectiv. În alte subsisteme informatice nap-alezor în determinarea cantității de RAM, ROM și alte memorie internă, același prefix adesea utilizat în valori binare 2 10. 2 20. 2 30 și 2 40, respectiv, unde 1 KB = 1024 octeți, 1MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, 1 TB = 1024 GB. Aceste discrepanțe sunt explicate prin diferențele de capacitatea aceluiași aparat, din diferite surse. „Binar“ kilo, mega, giga, tera- mai „grele“, astfel încât capacitatea dispozitivului în unități de zecimale, va arata mai impresionant. De exemplu, capacitatea de memorie 528MB (zecimal) este 504 MB (binar).

dispozitiv de memorie extern poate fi un suport amovibil sau fixe. Utilizarea mass-media amovibil vă permite să stocați o cantitate nelimitată de informații, iar în cazul în care formatul de înregistrare mass-media și sunt standardizate, ele permit mai multe și schimb de informații între calculatoare. Există dispozitive de înregistrare cu releu automat - banda de tip carusel, dispozitiv JukeVoh circulare. Acestea sunt dispozitive scumpe sunt folosite în servere de mare putere de fișiere. Pentru mașinile desktop, există unități CD-ROM cu mai multe discuri (CD-shanger) schimba automat.

Cei mai importanți parametri sunt partajate timpul de acces al dispozitivului. rata de date și costul unitar de stocare a informațiilor.

Timpul de acces (fundurile timp) este definit ca intervalul mediu de la emiterea unei cereri de a transfera un bloc de date, înainte de transmiterea efectivă. Unități de disc au timpi de acces de câteva sute de milisecunde. Pentru dispozitivele electronice externe timpul de acces la memorie este determinată de viteza de chips-uri de memorie și citirea este o fracțiune de microsecunde, și înregistrarea poate continua pentru mult timp, din cauza naturii memoriei electronice non-volatilă. În cazul dispozitivelor cu operatorii de telefonie mobilă din fluxul principal de timp are loc în procesul de capete de poziționare (seek time - timpul de căutare) și așteaptă să le abordeze mass-media sursa dorită (latenta - perioada latenta). Pentru dispozitivele de disc și bandă principiile de poziționare sunt diferite, iar diferitele componente ale procesului de căutare.

rata de date este definită ca performanța schimbului de date, măsurate după recuperare. Cu toate acestea, metoda de măsurare a acestui parametru poate fi inconsecvențe, deoarece dispozitivele moderne sunt compuse dintr-o memorie tampon de dimensiuni semnificative. tampon de schimb cu viteza reală a vehiculului (viteza internă) și interfața externă poate diferi în mod semnificativ. Dacă viteza interfeței externe este circuite electronice de viteză limitată și frecvența realizabila a semnalelor transmise, rata internă de capacități limitate mai rigid de dispozitive electromecanice (viteza de circulație purtătoare și densitatea de înregistrare). Atunci când măsurătorile de transmisie pe volume mici de expedieri Limita de viteză se va manifesta interfata de memorie buffer-ului extern, la volume medii - cu viteză limitată internă și la volume mari vin înainte și blocuri ulterioare de timp de căutare de informații. Se întâmplă că, în calitate de date indică ratele doar viteza maximă a interfeței, iar rata internă poate fi judecat de viteza de mass-media de disc și numărul de sectoare pe pista.

Determinarea costurilor specifice de depozitare pentru unitățile cu purtători fixe explicație nu este necesară. În cazul mass-media amovibil, această cifră este interesant pentru mass-media în sine, dar nu trebuie să uităm despre costul conduce ei înșiși, care, de asemenea poate duce la capacitatea lor.

În ceea ce privește carcasa dispozitivului de calculator poate fi internă sau externă.

Dispozitivele interne sunt plasate într-un ciclu cu trei sau cinci inci șasiu special de golfurile de calculator și sunt alimentate de propria sa sursă de alimentare. În descrierea carcase de calculator împărțit în compartimente și externe și interne, dar ele diferă numai dacă panoul frontal al dispozitivului instalat în compartimentul, lăsând panoul frontal al carcasei sau nu.

Dispozitivele externe sunt plasate într-o clădire separată, iar acestea sunt alimentate de propria sursă de energie sau intercepta sursa de alimentare de 5 V de pe tastatura computerului conector-ma. execuție externă au ambele dispozitive portabile de mici dimensiuni, și matrice de disc deosebit de mari. Sami conduce pentru dispozitive externe și interne au de obicei același cu cel constructiv dintre cele mai comune formate.

economisire (înregistrare) a informațiilor dintr-o anumită zonă de memorie gazdă internă (dimensiunea unui număr întreg de blocuri) în locația specificată pe dispozitivul de transport;

citire blocurile cu dispozitivul purtător în zona de memorie a spus gazdei interne;

operații auxiliare, inclusiv identificarea statutului și parametrii transportatorului, formatul de transport (dacă este necesar) și testarea m. p.

Hardware-ul Valoarea de informații (în termeni de gazdă) controlor și complexitatea driverul software-ul său (volumul de muncă efectuate de către procesorul gazdă) depinde de tipul de dispozitiv de stocare. Pentru a optimiza performanța sistemului în ansamblul său (gazdă și depozitare) au tendința de a crește inteligența a controlerului. Pentru a reduce controlerul dispozitivului de stocare și poate simplifica cel mai simplu la adaptorul de interfață.

Locația fizică a controlerului depinde de punerea în aplicare a dispozitivului. Schema generalizată a dispozitivelor conecta la gazdă este prezentată în Fig. 1. În cazul în care regulatorul este localizat separat de aparat, interfața dispozitivului de stocare este foarte specific. În cazul în care controlerul este construit în dispozitivul de stocare, toate interacțiunile specifice cu purtătorul constă în dispozitiv - în interfața internă între mass-media mijloacele de acces și regulatorul. În acest caz, există libertatea de a alege interfața de conectare dispozitiv (de fapt - controller) la gazdă.

Figura 1 - dispozitiv de stocare conectate la gazdă, și interfețele sale

Esențial de stocare parametru interfeței de conectare dispozitiv este o rată de transfer de date. În cazul în care interfața de conectare dispozitiv de stocare oferă un mijloc de controlor de acces mass-media de comunicare, această interfață trebuie să fie, de asemenea, capabil să transmită date la o rată de acces (citire și scriere) transportatorului. In dispozitivele regulatorului de curent dispuse împreună cu un purtător, are propria memorie tampon. În același timp, manifestată interfață externă lățime de bandă de independență a vitezei media de acces. Acest lucru oferă mai multă libertate în alegerea interfeței de conectare. Desigur, cea mai mare viteza interfeței externe, cu atât mai repede schimbul de date cu dispozitivul de stocare: întârzierea necesară pentru transferul de date între dispozitivul de memorie tampon și memoria gazdă este redusă. De mare viteză cele mai moderne hard disk rata de schimb intern (între transportator și controlerul) este aproape de gigabiți pe secundă. Rata oferită de interfața externă este în general mai mare în interior. Cu toate acestea, chiar și cu un dispozitiv de stocare front-end lent nu-și pierde eficiența, astfel că, în unele cazuri, pentru motive de comoditate, costuri reduse și disponibilitatea conexiunilor dona performanta de schimb cu dispozitivul de stocare. Există dispozitive de stocare, care sunt critice pentru viteza de front-end: optice dispozitive de înregistrare pe disc nu se poate opri procesul de înregistrare într-o locație arbitrară. Cu toate acestea, această problemă este rezolvată. Aceasta crește cantitatea de memorie tampon pentru o astfel de dimensiune încât ar putea stoarce fragment care necesită o înregistrare continuă. Prin critice de viteză externe de interfață și de depozitare bandă dispozitive: actualității datelor de livrare poate duce la tranziția lor în modul de pornire-oprire, ceea ce determină o scădere suplimentară a productivității și creștere purtător de uzură.

Primul dispozitiv de stocare în PC - unitatea de dischetă (FDD) - conectați cablul de interfață la-bucla de control, separat de dispozitivele în sine. Această interfață specială (FDD) au supraviețuit până în prezent se vor conecta unități de disc care necesită rata de transmisie este de 500 kbit / s (aproximativ 60 KB / s). Pentru a conecta și interfața drive-urile vechi unitățile de bandă (foarte scăzut de viteză).

Interfața SAS se bazează pe low-cost cu o schimbare de interfață SATA și chiar oferă compatibilitate cu dispozitivele SATA controlere SAS (dar nu și invers). Domeniul de aplicare interfețele sunt diferite. Dispozitivele SAS sunt proiectate pentru stocarea de sisteme de date de afaceri (enterprise-class), au o interfețe cu una sau două porturi. dispozitive SATA (doar un singur port) sunt concepute pentru sistemele desktop, acestea sunt dispozitive mai ieftine SAS. Ca circuite integrate și software (firmware) dispozitive SAS sunt similare cu dispozitive Fibre Channel (dublă port) pentru a fi utilizate în rețelele de stocare (Storage Area Network, SAN) la scară întreprindere.

Pentru dispozitivele de stocare externe sunt utilizate cu succes și conectarea la magistrala USB, și la LPT-port. interfață LPT port oferă o rată de biți scăzută (până la 2 MB / s), dar este prezent în aproape toate calculatoarele (chiar foarte vechi). USB 1.0 bus către dispozitivul de stocare poate oferi o lățime de bandă de până la 1,2 Mb / s, anvelopa USB 2.0 - până la 25 MB / s. dispozitive mai eficiente pentru conectarea bus extern Fire Wire, SCSI servind ca suport de livrare.

Caracteristicile comparative ale interfețelor dispozitivului de stocare sunt prezentate în tabelul. 1.1. Acest lucru arată valorile maxime ale principalilor parametri. Rata reală de date este, desigur, întotdeauna mai mic. constrângerile topologice (numărul de dispozitive și distanța maximă) pentru un număr de interfețe sunt în mod formal (în termen de eficiență). Valorile reale corespunzătoare configurației efectivă poate fi modestă (de exemplu, se crede că FC-AL funcționează eficient atunci când numărul de noduri la inelul 30 și lungimea de 100 m). Prin partajarea se referă la transmiterea efectuate simultan fizic simultan informații referitoare la rezolvarea diverselor probleme (de la unul sau mai mulți inițiatori cu dispozitive de una sau mai multe țintă). Lucrul cu mai mulți inițiatori au în vedere, de asemenea, simultane (SATA selectorul de port nu oferă această posibilitate).

În ciuda diversității de interfețe în cele mai multe cazuri, trebuie să aleagă între cele două principale - ATA (IDE) și SCSI, deși, acum au fiecare o versiune de serie (SATA și SAS). ATA autobuz în sistemele moderne care rulează în modul UltraDMA, deci pentru viteză și securitate a erorii aceasta nu rămâne în urma competitorilor săi. Pentru dispozitivele externe sunt utilizate pe scară largă USB și Fire Wire. Avantaje și dezavantaje ale principalelor interfețe de conectare de stocare sunt rezumate în tabelul. 1.2. Interfața Fibre Channel nu a ajuns la masa utilizat pentru conectarea dispozitivelor de stocare externe în sistemele mari. Această interfață permite să se răspândească dispozitivele de memorie și calculatoare (permis utilizarea în comun a dispozitivelor). Aceste proprietăți sunt deosebit de valoroase pentru aplicații critice, acolo unde este necesar pentru a asigura supraviețuirea sistemului chiar și la distrugerea parțială (în caz de dezastre, accidente și alte „bucurie“ viața modernă).

Tabelul 1.1. Specificații de interfață de stocare