ВЗУ на основе МД с технической точки зрения относятся к ЗУ с последовательным доступом к информации, а с логической точки зрения – к ЗУ с производительным (прямым) доступом информации.
ВЗУ на основе МД состоит из двух частей: собственно накопитель на МД (НМД) и блок управления накопителем – контроллер НМД (КНМД). Носитель состоит из привода МД (дисковода) и магнитного носителя информации в виде одного или нескольких (пакета) МД. Диск (пакет дисков) приводится в движение от специального привода, который обеспечивает их вращение с постоянной скоростью (рис. 19). Здесь П – привод, МП - механизм позиционирования, МГ - магнитная головка.
Каждой рабочей поверхности диска соответствует одна МГ чтения/записи информации. Запись информации на носитель осуществляется при помощи МГ записи, чтение информации — при помощи МГ чтения.
При записи информации на носитель при помощи МГ создаются магнитные отпечатки, следы. Магнитные отпечатки, оставляемые на поверхности диска при фиксированном положении МГ, образуют дорожку - трек (рис. 20).
МП
П
МГ
диски
дорожки
Рис.19.ОрганизацияНМДРис. 20
Перемещение блока МГ с одной позиции (дорожки) на другую вдоль радиуса диска обеспечивается механизмом позиционирования. В результате на одну поверхность диска помещается несколько дорожек - от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч в зависимости от радиуса диска и поперечной плотности записи.
Дорожки на поверхности нумеруются: 1, 2, … , С. Совокупность дорожек с одинаковыми номерами, расположенными на различных поверхностях пакета дисков, образует цилиндр. Количество дорожек в цилиндре определяется количеством рабочих поверхностей в пакете дисков.
Обмен информацией (чтение/запись) с дисками осуществляется блоками фиксированной длины - секторами. Количество секторов на дорожке зависит от емкости сектора и плотности записи. Размер сектора обычно 512 В.
В результате НМД можно представить в виде геометрической модели - совокупности вложенных цилиндров (рис. 21). Здесь C - номер цилиндра, H - номер поверхности, R - номер блока (сектора) на дорожке.
C H R
, … , H -
дорожки
, … ,
С
-
цилиндры
Рис
. 21.
Организация
носителя
на
МД
Поскольку обмен информацией с НМД осуществляется с помощью одной МГ (чтения или записи), т.е. в последовательном коде, то в цилиндре с номером С работает только одна поверхность с номером Н, обращение к которой обеспечивается МГ с номером Н.
Доступ к цилиндру с номером С обеспечивается механизмом позиционирования. Время доступа к цилиндру зависит от быстродействия механизма позиционирования и разности ∆С = С - С’, где С - номер цилиндра, к которому производится обращение, С’ – номер цилиндра, к которому производилось последнее обращение: τ поз = ∆Сτпоз , где τпоз – время позиционирования на соседнюю дорожку. Знак ∆С задаёт направление движения МП.
Доступ к дорожке Н в цилиндре С осуществляется путём подключения (коммутации) МГ к единственному усилителю чтения-записи. Время коммутации незначительно, поскольку осуществляется электронным коммутатором.
Таким образом, дорожка, к которой производится обращение, задаётся парой значений: С, Н.
Доступ к сектору R на дорожке С, Н обеспечивается (неподвижной) МГ и сводится к ожиданию момента, когда адресуемый сектор R окажется под МГ. Время ожидания τож – случайная величина, лежит в пределах от 0 до Т = 1/ω, ω– угловая скорость вращения диска.
Общее время доступа: τд = τпоз + τком + τож.
Доступ к дорожке С – последовательный апериодический, к поверхности Н – произвольный (прямой), к сектору R – последовательный периодический (циклический)
(рис. 22).
С логической точки зрения НМД относятся к ЗУ с произвольным доступом к файлам. Прямой доступ к файлам на дисках обеспечивается каталогом файлов, хранимых на дисках. Каталог файлов устанавливает соответствие имён файлов и их физических адресов: C, H, R, т.е. каталог – это таблица, в которой и указывается это соответствие.
