0: Лекция 15 применение дисков в компьютере операционная система управляет всеми компонентами, входящими в состав компьютера, 1 из таких компонентов это долговременные хранилища информа.
1: А именно диски на занятии будет рассмотрена структура современных дисков и их применение.
2: Накопитель на жёстких магнитных дисках это запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи долгое время этот вид диска являлся наиболее распространённым хранилищем информации.
3: Для компьютерной техники.
4: Общее устройство накопитель на жёстких дисках выглядит следующим образом на снимке представлено устройство со снятой верхней крышкой.
5: В общем случае, жёсткий диск состоит из шпинделя, вращения, на котором крепятся алюминиевые или стеклянные пластины, покрытые ферромагнитных слоем, количество пластин от 1 до 4 на 1.
6: Диск приходится 2 головки для чтения записи 1 головка сверху, другая снизу пластина привод приводит в движение рычаги, на которых крепятся головки и они перемещаются над поверхностью диска.
7: Не касаясь самих дисков на расстоянии нескольких нанометров от поверхности диска.
8: К корпусу крепится печатная плата это электронное устройство, контроллер предназначен для управления диском, кроме того, имеются разъёмы для подключения кабеля питания и информационного кабеля.
9: С целью адресации пространства поверхности пластин диска делятся на дорожки это концентрические кольцевые области, каждая дорожка делится на равные отрезки сектора.
10: Дорожка диска это сегмент дисковой памяти в виде концентрической окружности на поверхности диска, двигаясь по которой магнитная головка накопителя записывает или считывает информацию сектор диска это мини.
11: Адресуем единицы хранения информации на дисках, запоминающих устройствах.
12: Cluster в некоторых типах файловых систем это логическая единица хранения данных в таблице размещения файлов, объединяющая группу секторов.
13: Работа диска осуществляется следующим образом пластина, покрытая слоем ферромагнетика, хранит на себе пользовательские и служебные данные компьютера. Малейшая пылинка может привести к неработоспособности жёсткого диска. Прижи.
14: Шайба обеспечивает точное крепление пластин на шпинделе. Пластина раскручивается двигателем со скоростью от 4000 до 15000 Оборотов в минуту, что позволяет считывающей головке обслуживать огромное количество секторов на
15: Пластине от параметра скорость Оборотов в минуту в значительной степени зависит время доступа и средняя скорость передачи данных чем выше скорость вращения, тем выше скорость передачи данных.
16: Коромысло перемещает считывающую головку на пластине с огромной скоростью, головка расположена на расстоянии порядка 10 нанометров от самой пластины, что не даёт её поцарапать коромысло начинает движение битый.
17: Информация записывается с помощью маленькой головки, которая находится над поверхностью вращающего диска и намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных пластин доменов.
18: Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей в зависимости от направленности вектора намагниченности считанная информация, проходя через контроллер, уходит в процессор, где впоследствии обрабатывается.
19: Следующий тип дисков это твердотельный накопитель, твердотельный накопитель, это компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, устройство ssd и.
20: Usb накопители похожи по своей технологии.
21: На экране представлено 2 устройства это usb накопитель и твердотельный накопитель.
22: Рассмотрим общее устройство твердотельного накопителя, увеличим внутренности чипа до наноскопического уровня. Здесь мы можем увидеть отдельную ячейки памяти, называемую ловушка заряда в этой ячейке памяти.
23: Хранятся 3 бита информации путём заряда ловушки на 3 различных уровня. Очень мало электронов это 111, очень много электронов, 000. Другие уровни заряда имеют другие трехбитные значения.
24: Измерение этого значения не меняет количество электронов, и, попав на ловушку заряда, они остаются там в течение многих лет, однако, когда ячейки памяти стираются, эти электроны насильственно.
25: Чтобы достичь определённого объёма памяти на 1 чипе, эту ячейку памяти копируют и копируют много раз, затем укладывают в стопки, которые, в свою очередь, копируются также много раз в ширину, а затем.
26: Укладываются рядами, чтобы определить, в какую строку или слой записать или считать данные используются селекторы слоёв и селекторы битлайн.
27: Рассмотрим, каким способом накопитель информации подключается к материнской плате на компьютере длительное время использовался интерфейс айдии дословно переводится как электроника, встроенная в привод электроника.
28: Встроенный в привод это параллельный интерфейс. Подключение накопителей, таких как жёстких дисков и оптических приводов к компьютеру. Первоначальная версия стандарта была разработана в 1986 году фирмой.
29: Digital interface подчёркивал важное нововведение контроллер привода располагался в нём самом, а не в виде отдельной платы, расширения, интерфейс айдии также называется как дополнение к передовым технологиям.
30: В стандарте определён интерфейс между контроллером и накопителем, а также передаваемые по нему команды.
31: Как правило, материнские платы компьютеров оснащались 2 контроллерами на каждый контроллер можно было подключить 2 устройства 1 ведущее, другое ведомое тип определялся перемычками, которые необх.
32: Необходимо было предварительно выставить на самом устройстве на блоке перемычек.
33: Для подключения жёстких дисков с таким интерфейсом обычно используется сорокапро одный кабель, именуемый также шлейфом каждый шлейф обычно имеет 2 или 3 разъёма, 1 из которых подключается к разъёму контроллера на материнской.
34: Плате a1 или 2 подключается к дискам. Впоследствии появился последовательный интерфейс обмена данными с накопителями этот последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации является развитием параллельного интерфейс.
35: Который после появления sata был переименован интерфейс sata, использует семиконтактный разъём вместо 40 контактного разъёма sata кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному.
36: Подключению питающий шнур sata также разработан с учётом многократных подключений разъём питания sata подаёт 3 уровня напряжения + 12 вольт + 5 вольт и + 3,3 вольта.
37: Стандарт sata отказался от традиционного параллельного подключения по 2 устройства на шлейф каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на 1 кабеле, и.
38: Возникающих отсюда задержек уменьшаются возможные проблемы при сборке, такие как проблемы конфликта ведомого и ведущего устройств для интерфейса sata отсутствуют.
39: Материнская плата комплектуется несколькими сата портами, нумерация которых начинается с нулевого значения на экране представлена материнская плата, имеющая 6 sata интерфейсов достаточно длительное время на материнский.
40: Платы, кроме sata интерфейсов, устанавливается также 1 id интерфейс.
41: Для подключения sata дисков используется соответствующий интерфейсный кабель.
42: Следующий вид накопителя это м точка 2 бескорпусные накопители в компактном формфакторе были созданы в качестве замены формату мини сата и mini pci express карты расширения м 2.
43: Могут предоставлять различные функции например, вай Фай, блютуз, спутниковую навигацию, энфси, радиосвязь, интерфейсы выведены на разъём м 2 являются над множеством интерфейса pci express.
44: Составе м 2 реализован писиай экспресс на 4 линии, а также 1 порт sata 3 точка 0, работающий со скоростью до 6 гигабит в секунду, поэтому в форм факторе м 2 могут реализованы.
45: Как устройство pci express, так и накопители сата.
46: На экране представлены 3 различных видов твердотельных накопителей с интерфейсом sata ii 2 видами интерфейсов м 2.
47: Модули м 2 имеют прямоугольную форму на 1 из сторон карты расположен разъём, на противоположной стороне находится полукруглое отверстие для фиксации в зависимости от типа модуля сделаны ключевые разрезы.
48: Lotte м 2 на материнской плате может иметь заглушки на некоторых ключевых позициях, определяя тип модулей и интерфейсы, совместимые с ним разъём м 2 на материнской плате выглядит следующим образом.
49: А здесь показано, каким образом устанавливается накопитель м 2 к материнской плате.
50: Следующий интерфейс это интерфейс для малых компьютерных систем он представляет собой набор стандартов для физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами, разработан для объединения.
51: На 1 шине различных по своему назначению устройств такие как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы cd, dvd стримеры, сканеры, принтеры и так далее система команд в данном случае.
52: На уровне программного обеспечения употребляется в единых стеках поддержки устройств, хранения данных в ряде операционных систем.
53: Существует реализация систем команд данного интерфейса поверх другого оборудования.
54: Также system command реализована поверх протокола usb, что является частью спецификации класса m сторедж девайс параллельные шины всегда должны терминироваться с обеих сторон для обеспечения нормального функции.
55: Для данного интерфейса были разработаны различные разъёмы, применяемые для подключения внутренних и внешних устройств этот более скоростной.
56: Интерфейс использовался для подключения магнитных дисков более дорогих, применяемых, как правило, для комплектования серверов жёсткие диски таких типов могли иметь различные интерфейсы для подключения к материнской плате пример 1 из них.
57: Представлен на экране.
58: Дальнейшее развитие этого интерфейса это последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных устройств, хранения данных, например, жёстких дисков и ленточных накопителей.
59: Sas интерфейс разработан для замены параллельного интерфейса этот интерфейс обратно совместим с интерфейсом sata, работающими на скорости 3 гигабита в секунду и 6 гигабит в секунду устройство sata.
60: Могут быть подключены к контроллеру сас, но не наоборот.
61: На экране представлено различие между интерфейсами дисков sata и sas верхний диск имеет интерфейс sata.
62: Нижний диск интерфейс sas.
63: Внешнее различие заключается в наличии перемычки между информационным интерфейсом и интерфейсом электропитания, чтобы нельзя было подключить данный диск к разъёму sata.
64: Соответственно, кабель для подключения также отличается
65: 1 из возможных вариантов представлен на экране здесь информационный кабель совместно с кабелем питания непосредственно для ашдиди, скорость обращения определяется в 1 очередь скоростью вращения шпинделя для пёр.
66: Персональных компьютеров она, как правило, составляет 7200 Оборотов в минуту, а для ноутбуков 5400 Оборотов в минуту сас ашдиди раскручивает минимум 7200 Оборотов в минуту, а стандартом
67: Можно считать 10000 Оборотов в минуту, максимум для данного интерфейса составляет 15000 Оборотов в минуту.
68: При одинаковом форм факторе и одинаковой ёмкости накопителя сас диски дороже по цене, чем обычные диски, кроме того, они ещё тяжелее по весу.
69: Давайте посмотрим ценовую разницу обычного sata диска и сас диска, производитель диска один и тот же тип диска, одинаковый объём диска, кэш память диска и скорость вращения шпинделя также одинакова.
70: Цены на сегодняшний день могут отличаться от приведённых, но разница в цене останется примерно на прежнем уровне кроме того, скорость вращения 7200 для диска sas это минимально, и обычно используются более высокоскоростные.
71: А соответственно более дорогие диски.
72: Рассмотрим таблицу, в которой приведено сравнение 2 типов жёстких дисков, а именно saas используем, как правило, для серверных компьютеров и sata, применяемых для персональных и настольных компьютеров.
73: Следует учесть, что в данном случае речь идёт о накопителях на магнитных дисках проведём сравнение 2 типов дисков магнитного накопителя на жёстких дисках и твердотельного накопителя в целом твердотельный накопитель имеет
74: Достаточно большие преимущества по сравнению с магнитными накопителями на жёстких дисках итак, преимущества твердотельных накопителей 1 скорость записи чтения твердотельных накопителей в несколько раз выше, чем у самых скоростных.
75: Дисков. 2 число одиночных операций записи чтения в 1 секунду у твердотельных накопителей значительно больше за счёт выполнения нескольких таких операций одновременно подобная процедура у магнитных дисков.
76: Невозможно, так как для каждой операции необходимо перемещать головку чтения, записи 3 накопители ssd не имеют движущихся частей и поэтому не издают шума, характерного для магнитных дисков.
77: 4 накопители ssd более устойчивы к механическим воздействиям если, например, уронить такой диск, то, как правило, он не будет повреждён для магнитных дисков подобное падение может вызвать поломку 5.
78: Диски ssd имеют более низкое энергопотребление, так как нет необходимости раскручивать электродвигатель шпинделя, как это делается у магнитных дисков и 6 диски ssd имеют значительно меньшие габариты и вес.
79: Но у твердотельных накопителей есть 2 очень существенных недостатка на сегодняшний день. 1, это показатель количества циклов перезаписи. Он во много раз ниже, чем у магнитных дисков. И 2, очень высокая стоимость хранения пере.
80: Чете на 1 байт.
81: Тем не менее, в настоящее время выпускается твердотельный накопитель для укомплектования серверов для выбора эсиси для сервера учитываются следующие 2 параметра. 1 это допустимое количество байт, которое можно записать на накопитель сти.
82: И записываю информацию заново. И 2 это допустимое количество перезаписей полного объёма накопителя в сутки.
83: Накопители информации на серверах могут подвергаться многократной перезаписи в течение суток, поэтому этот параметр является определяющим для выбора ssd для укомплектования сервера данный параметр можно вычислить следующим образом.
84: Сравним 2 примерно одинаковых по объёму накопителя сисди 1 накопитель для персональных компьютеров.
85: И 2 накопитель для серверов.
86: Объём накопителей примерно одинаковый по 2 терабайта каждый. При этом обратите внимание, что скорость чтения и записи у накопителя для персональных компьютеров выше, чем у накопителя для сервера. Тип ячейки одинаковый на 3.
87: Байта.
88: При этом допустимое количество терабайт, которые можно записать на накопитель у устройств, для серверов более чем в 2 раза выше, чем у накопитель для обычного персонального компьютера показатель же допустимого количества перезаписей полного.
89: Объёма накопителя в сутки у серверного на порядок выше, поэтому стоимость накопителя ssd для сервера значительно выше, чем для обычного компьютера, конечно, при выборе накопителя для укомплектования сер.
90: Нужно учитывать ещё и другие факторы, но необходимо не забывать о показателе допустимого количества перезаписей полного объёма накопителя в сутки, на этом лекция пятна.