موضوع مقاله: ذخیره‌سازی مغناطیسی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ذخیره‌سازی مغناطیسی | مقدمه: یک یا هردو رویه صفحه از غشاء شیارهایی به صورت دو اثر متحد المرکز یا به صورت حلزون وار وجود دارد که از بیرون به درون و معمولاً با شروع از صفر، شماره‌گذاری می‌شوند. | ## بخش 1: ذخیره‌سازی مغناطیسی | داده‌ها به صورت رشته بیتی روی شیارها ضبط می‌شوند و تکنیک‌های مختلفی برای ضبط وجود دارد. قبل از بیرونی‌ترین شیار و بعد از درونی‌ترین شیار، ناحیه‌هایی روی رویه وجوددارد که در اساس برای کنترل حرکت بازو و حصول اطمینان بیشتر در حرت بازو، ایجاد می‌شوند. frame|وسط|شیارهای رویه و نواحی مختلف رویه دیسک گردانDisk Driver مجهز است به نوک خواندن/ نوشتن، متصل به بازویی که می‌تواند بررویه دیسک در مسیر شعاع حرکت کند (شکل ۱–۱۳) و در نوعی از دیسک‌ها، این بازو ثابت است، دیسک هم مثل هر رسانه دیگر، کنترولر خاص خود را دارد. از آنجا که دیسک پس از شروع به گردش، پس از مدت کوتاهی به سرعت گردش ثابتی می‌رسد و به‌طور مداوم در چرخش است، (البته نه در همه انواع) لذا در نوع سخت آن باید نوک خواندن/نوشتن فاصله بسیار اندکی با رویه داشته باشد. رده‌بندی دیسک‌ها دیسک را از نقطه نظرهای مختلفی رده‌بندی می‌کنیم: از نظر امکان جابجا شدن: دیسک‌های ثابتFixed و دیسک‌های جابجا شدنی از نظر ثابت یا متحرک بودن نوک خواندن/نوشتن: دیسک‌های با نوک ثابتFixed Head و دیسک‌های با نوک متمرکز. در دیسک‌های با نوک ثابت، بازویی که نوک خواندن/نوشتن به آن متصل است، حرکت نمی‌کند. در دیسک‌های با نوک متحرک،Movable بازو بر رویه دیسک حرکت دارد و از شیاری به شیاری دیگر جابجا می‌شود. در دیسک‌های با نوک ثابت، هر شیار نوک خواندن/ نوشتن خاص خود را دارد و نیازی ب حرکت بازوی دیسک برای رفتن از یک شیار به شیار دیگر نیست. یک پکPack با n صفحه دارای ۲n رویه‌است که معمولاً ۲n-۲ رویه آن برای ذخیره‌سازی و دو رویه بالایی و پایینی برای حفاظت بیشتر به کار می‌روند. تقسیمات دیسک استوانه:Cylinder تمام شیارهای با شعاع یکسان (طبعاً از رویه‌های مختلف) تشکیل یک استوانه را می‌دهند. | ## بخش 2: ذخیره‌سازی مغناطیسی | سکتور: تقسیماتی است از شیار با اندازه مساوی، هر شیار از تعدادی سکتور تشکیل شده‌است (شکل۱–۱۷). آغاز سکتور نرم‌افزاری باید همان آغاز سکتور سخت‌افزاری باشد و اندازه اش می‌تواند کمتر از یک سکتور، یک سکتور یا بیش از یک سکتور باشد؛ بنابراین بهتر است که اندازه سکتور نرم‌افزاری مضرب صحیحی از اندازه سکتور سخت‌افزاری باشد تا از بروز حافظه هرز (بلااستفاده) در انتهای سکتور اجتناب شود. در واقع مؤلفه‌هایی نشانی فیزیکی داده عبارتند از: شماره درایور شماره استوانه (شماره شیار از رویه) شماره شیار در استوانه (رویه از استوانه نیز گفته می‌شود) شماره سکتور (یا بلاک) گاه برای نشانی دهی به داده، از شماره شیار در رویه (همان شماره استوانه)، شماره صفحه و شماره رویه در صفحه(۰و یا ۱) استفاده می‌شود. در بعضی از سیستم‌های عامل، تعدادی سکتور همجوار و گاه ناهمجوار نوعی تقسیم‌بندی منطقی را تشکیل می‌دهند. مثلاً در محیط Dos، خوشهCluster (واحد تخصیص) فضا به فایل است و اندازه آن ۲۰۴۸ بایت، ۴۰۹۶ بایت و ۸۱۹۲ بایت هم می‌تواند باشد، درحالی‌که اندازه یک سکتور ۵۱۲ بایت است. frame|وسط||شیار، سکتور، گپ پارامترهای دیسک دو دسته پارامتر داریم: پارامترهای ظرفیتی پارامترهای زمانی پارامترهای ظرفیتی عبارتند از: اندازه سکتورSector Size(از ۳۲ بایت تا ۴۰۹۶ بایت و معمولاً ۵۱۲ بایت) تعداد سکتور در شیار (از ۴ تا ۳۲ در فلاپی‌ها و بیشتر درسایر انواع، گاه تا ۱۰۰). تعداد سکتور در شیار در دیسک‌های سخت جدید، در شیارهای بیرونی بیشتر از شیارهای درونی است. البته وضع به گونه‌ای است که از نظر سیستم‌عامل، انگار تعداد سکتور در همه شیارها یکسان است. تعداد رویه در استوانه (تعداد نوک(R/W (از یک تا بیش از ۲۰رویه) تعداد شیار در رویه (تعداد استوانه: از ۲۰ تا ۲۰۰۰ شیار) با داشتن این پارامترها می‌توان ظرفیت اسمی دیسک را به دست آورد. (ظرفیت دیسک‌های مغناطیسی از مگابایت تا ۱۰ گیگابایت و در بعض انواع بیش از ۲۰ گیگا بایت است) چگالی هم از پارامترهای ظرفیتی است و واحد آن بیت در اینچ مربع است. | ## بخش 3: ذخیره‌سازی مغناطیسی | پارامترهای زمانی عبارتند از: زمان استوانه جویی (پیگردSeek Time)زمانی است که سپری می‌شود تا نوک خواندن/نوشتن به استوانه مورد نظر برسد (یعنی استوانه‌ای که داده مورد نظر در آنستع شکل ۱–۱۹). این زمان معمولاً بین حدو د۲ تا ۳۰ میلی ثانیه‌است و دراکثر دیسک‌ها مهم‌ترین زمان است. از این پارامتر، زمان یک دور گردش دیسک به دست می‌آیدو آن را به r۲ نشان می‌دهیم و واحد آن میلی ثانیه‌است. مدت زمانی است که سپری می‌شود تا آغاز داده مورد نظر در اثر دوران دیسک به زیر نوک r/w برسد. این زمان بین تقریباً صفر میلی‌ثانیه و تقریباً زمان یک دور دیسک است: زمان یک دور دیسک زمان درنگ دوران ۰ زمان یک دور دیسک را به r۲ نمایش می‌دهیم، از آنجا متوسط زمان درنگ دوران با rنمایش داده می‌شود که نصف زمان یک دور دیسک است. در واقع این زمان، مدت زمانی است بین لحظه‌ای که دستور خواندن/نوشتن داده می‌شود و لحظه‌ای که آغاز داده موردنظر زیر نوک خواندن/نوشتن می‌رسد. به عبارت دیگر متوسط زمان لازم برای رسیدن به آغاز یک بلاک (یک رکورد) با مکان مشخص، با شروع از یک مکان نامعین، مثلاً برای رفتن به آغاز فایل، با شروع از مکان جاری نوک خواندن/ نوشتن s+r زمان لازم است) نرخ انتقال: تعداد بایتی که در یک ثانیه قابل انتقال است و به واحد بایت در ثانیه (یا اضعافی از بایت در ثانیه) بیان می‌شود. نرخ انتقال اسمی توسط سازنده اعلام می‌شود و نرخ انتقال واقعی قابل محاسبه است (رجوع شود به فصل سوم). این زمان را معمولاً به زمان استوانه جویی اضافه می‌کنند و جزء همین زمان است و به عنوان پارامتر جداگانه‌ای مطرح نمی‌شود. پارامتر دیگری هم در دیسک مطرح است موسوم به مدت بی عیبی.Mean Time to Failure (MTTF) پارامتری است نشان دهنده میزان اطمینان عملیاتیReliability دیسک و عبارتست از میانگین مدت زمانی که دیسک بدون عیب کار می‌کند (معمولاً بین ۲۰۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ساعت) نحوه ضبط داده‌ها روی دیسک داده‌ها به صورت رشته‌های بیتی روی شیارها ذخیره می‌شوند، البته چگالی ضبط داده‌ها در شیارهای بیرونی کمتراز شیارهای درونی است، در تکنولوژی‌های اخیر تلاش بر این است که چگالی در تمام شیارها یکسان باشد در نتیجه ظرفیت شیارهای بیرونی بیشتر از شیارهای درونی است. | ## جمع‌بندی | در بعضی از سیستم‌ها، بیت‌ها به‌طور سریال روی شیار یک رویه (توسط یک نوک) و در برخی دیگر با استفاده از چندین نوک، روی شیار رویه‌های مختلف به‌طور موازی (پارالل) ذخیره می‌شوند.