Magnit disklar - 3-Ma’ruza Xotira ierarxiyasi Reja: Xotiraning ierarxik tuzilmasi

5.2.Magnit disklar
Magnit disk magnit qatlam bilan qoplangan bir yoki bir nechta alyuminiy
sirtlardan iborat. Dastlab ularning diametri 50 sm edi, hozirda - 3 dan 12 sm gacha,
portativ kompyuterlarda - 3 sm dan kam va bu qiymat kamayishda davom
etmoqda.
Induktsion katushkani o’z ichiga olgan disk kallagi disk yuzasi bo’ylab
harakatlanib, havo yostig’iga suyanadi. Disketalarda kallak yuzaga tegadi. Kallak
orqali musbat yoki manfiy tok o’tganda, u kallak ostidagi sirtni magnitlaydi.
Bunday holda, magnit zarralar oqimning qutblanishiga qarab o’ngga yoki
chapga magnitlanadi.
Kallak magnitlangan sohadandan o’tayotganda, unda (kallakda) musbat yoki
manfiy tok hosil bo’ladi, bu avval yozilgan bitlarni o’qish imkonini beradi. Disk
kallak ostida aylanayotganligi uchun bit oqimini aval yozish va keyin esa o’qish
mumkin.
Yo’lakcha - bu diskning to’liq aylanishi paytida diskka yozilgan bitlarning
dumaloq ketma-ketligi. Har bir yo’lakcha belgilangan uzunlikdagi sektorlarga
bo’linadi. Har bir sektor odatda 512 bayt ma’lumotni o’z ichiga oladi.
Ma’lumotlardan oldin preambula (preamble) bo’lib, o’qish yoki yozishdan oldin
kallakni sinxronlashtirishga imkon beradi. Ma’lumotlardan keyin xatolarni tuzatish
kodi Xemming kodi sifatida ishlatiladigan (Error-Correcting Code, YeCC) yoki
ko’pincha bitta-bitta emas, balki bir nechta xatolarni tuzatishga imkon beruvchi
Rid-Solomon kodi keladi. Qo’shni sektorlar o’rtasida sektorlararo interval mavjud.
Ko’pgina ishlab chiqaruvchilar formatlanmagan diskning boshlang’ich
hajmini, YeCC kodlarini va sektorlararo intervalni o’z ichiga olgan hajmini
belgilaydilar.
Formatlangan diskning sig’imi odatda formatlanmagan diskdan 15 foizga
kam.
Barcha disklarda kronshteynlar bor, ular disk aylanadigan shpindeldan
radiusli bo’yicha har xil masofaga oldinga va orqaga harakatlanishi mumkin.
O’qdan har xil masofada turli xil yo’laklar yoziladi. SHunday qilib, yo’laklar
shpindel atrofidagi qator konsentrik doiralardir.
Yo’lning kengligi kallakning kattaligiga va uning harakatining aniqligiga
bog’liq. Ayni paytda disklar har bir sm ga 5000 dan 10000 gacha yo’lakchaga ega,
ya’ni har bir yo’lning kengligi 1 dan 2 mikrongacha (1 mikron = 1/1000 mm).
SHuni ta’kidlash kerakki, yo’lakcha disk sirtidagi kontsentirik o’yiqcha
emas, balki magnitlangan materialning halqasi bo’lib, u boshqa yo’lchalardan
kichik chegara sohalari bilan ajralib turadi.
Kontsentrik yo’lchalardagi bit zichligi disk markazigacha bo’lgan masofaga
bog’liq holda farqlanadi va asosan disk sirtining sifatiga va havoning tozaligiga
bog’liq.
Zamonaviy disklarning yozuv zichligi 50,000 dan 100,000 bit / sm gacha.
SHunday qilib, radial yo’nalishda yozishni amalga oshirilganda, har bir birlik yuza
uchun aylana yo’nalishiga qaraganda taxminan 50 barobar ko’proq ma’lumotlar
joylashadi.
Zichlikni oshirish uchun ishlab chiqaruvchilar yangi texnologiyalarni ishlab
chiqmoqdalar, unda bitlarni "uzunlik" bo’yicha o’lchash disk aylanasi bo’ylab
emas, balki vertikal ravishda - material chuqurligiga kirib borganday bo’ladi.
Yuqori sirt sifati va yetarli havo tozaligiga yerishish uchun disklar germetik
tarzda yopiladi. Bunday disklarga qattiq disklar (vinchesterlar) deyiladi.
Ular birinchi bo’lib IBM tomonidan chiqarilgan. Ular 30 megabayt doimiy
va 30 megabayt almashadigan xotiraga ega edilar. Ko’pgina magnit disklar bir-
birining ostiga joylashgan bir nechta plastinalardan iborat. Har bir sirt kronshteyn
va kallak bilan jihozlangan.
Diskning ishlash unimdorligi ko’plab omillarga bog’liq. Sektordan o’qish yoki
yozish uchun kallakni o’qdan kerakli masofaga siljitish kerak. Ushbu jarayon
qidirish deb nomlanadi. Tasodifiy olingan yo’llakchalar orasidagi o’rtacha qidirish
vaqti 5 dan 10 ms gacha, qo’shni yo’lakchalar orasidagi qidiruv esa 1 ms dan kam.
Kalak markazdan kerakli masofaga siljiganda, kerakli sektor kallak ostida
bo’lguncha, u biroz vaqt kutadi (bu sektorni kutish vaqti deb ataladi). Ko’pgina
disklar 5400, 7200 yoki 10,800 ayl/min tezlikda aylanadi. SHunday qilib, sektor
uchun o’rtacha kutish vaqti (yarim aylanish) 3 dan 6 ms gacha.
Axborot uzatish vaqti yozish zichligi va diskni aylanish tezligiga bog’liq.
Axborot uzatish tezligi sekundiga 20 dan 40 MB gacha bo’lganida, bitta sektorning
uzatish vaqti (512 bayt) 13 dan 26 mk gacha. SHuning uchun, qidirish vaqti va
sektorning qidirish vaqti ma’lumot uzatish vaqtini belgilaydi. Diskning turli
qismlaridan sektorlarni o’qish samarasizligi aniq.
SHuni ta’kidlash kerakki, preambulalar, YeCC kodlari, sektorlar orasidagi
bo’shliqlar, shuningdek, ma’lum bir vaqt yo’lakchani izlash va sektorni kutish
uchun sarflanganligi sababli, kerakli ma’lumotlar diskning turli qismlarida tarqalib
ketgan holat va ular bir joyda bo’lganda va ketma-ket o’qilgan xolat uchun
ma’lumotlar uzatish tezligi o’rtasida juda katta farq mavjud.
Birinchi holda ma’lumotlarni uzatishning maksimal tezligiga kallak birinchi
ma’lumotlar biti ustida joylashgan vaqtda erishiladi.
Biroq, bu tezlikda ishlashni faqat bitta sektorda saqlash mumkin.
Ba’zi ilovalar uchun (masalan, multimedia), kerakli qidirish vaqti va
sektorning kechikishini hisobga olgan holda, ma’lum bir davrdagi o’rtacha uzatish
tezligi muhim ahamiyatga yega.
𝐿 = 2𝜋𝑅
aylana uzunligini hisoblash formulasi tashqi yo’lakchalarning
umumiy uzunligi ichki yo’lchalarning uzunligidan kattaroq ekanligini ko’rsatadi.
Barcha magnit disklar kallaklari qaerda bo’lishidan qat’iy nazar doimiy
burchak tezligida aylanayotganligi sababli, aniq muammo yuzaga keladi. Ilgari,
disklarni tayyorlashda ishlab chiqaruvchilar ichki yo’llakchaga yozilishning eng
yuqori zichligidan foydalanar edilar va biz diskning markazidan siljiganimizda,
yozuv zichligi asta-sekin kamayib borardi. Agar yo’lda, masalan, 18 ta sektor
mavjud bo’lsa, unda ularning har biri 20° yoyni egallaydi va bu yo’llakchaning
qaysi tsilindrda ekanligi muhim emas.
Ayni paytda boshqa strategiya qo’llanilmoqda. TSilindrlar zonalarga
bo’linadi (odatda diskda 10 dan 30 gacha). Disk markazidan siljiganingizda har bir
sohadagi
yo’llakchadagi
sektorlar
soni
ko’payadi.
Bu
yo’lkchadagi
ma’lumotlarning tuzilishini murakkablashtiradi, ammo muhimrog’i diskning
hajmini oshiradi. Barcha sektorlarda bir xil o’lchamga ega bo’ladi.
|