Название: Вычислительная техника (Захаров Н. Г.)

Жанр: Энергетический

Просмотров: 1545


9.2. накопители на гибких магнитных дисках

 

В общем случае под накопителем на магнитных дисках понимают устройство,

 

обеспечивающее запись и считывание данных с вращающихся магнитных дисков.

 

Магнитный диск – носитель информации в форме круглой пластины (диска),

 

поверхность которой покрыта магнитным материалом.

 

Принцип записи цифровой информации на магнитный диск заключается в сле-

 

дующем (рис. 9.2). Дисковод вращает диск под магнитной головкой, которая может

двигаться по радиусу диска, при этом каждое ее положение создает на диске кольце- вой путь – дорожку. Количество дорожек определяется числом различных положений головки. Информация записывается на диске вдоль дорожки путем подачи на головку тока записи, который создает магнитный поток, проходящий через зазор головки и магнитный слой диска. Изменением направления сигнала в обмотке головки изменя- ют полярность намагничивания. Считывание информации происходит за счет индуцирования тока в обмотке головки при перемещении под головкой намагничен-

ных участков дорожки.

 

Головка записи-считывания            Сектор

 

Трек

(дорожка)       Кластер

 

Рис. 9.2. Магнитная запись цифровой информации

 

Гибкий магнитный диск, состоящий из круглой полимерной подложки, покры- той с обеих сторон тонким слоем магнитного материала и помещенной в специаль- ную пластиковую упаковку, называется дискетой. Дискеты используются для хране- ния данных и переноса их между компьютерами, оснащенными НГМД.

Конструктивно НГМД состоит из четырех основных элементов:

 

            рабочий двигатель, обеспечивающий постоянную скорость вращения дис-

 

кеты (300 об./мин);

 

  рабочие головки, предназначенные для записи и чтения данных. Дисковод оснащается двумя комбинированными головками (для чтения и записи каждая), кото- рые располагаются над рабочими поверхностями дискеты – одна головка предназна- чена для верхней, а другая – для нижней поверхности дискеты;

  шаговые двигатели, предназначенные для движения и позиционирования головок;

  управляющая электроника, отвечающая  за  передачу  и преобразование информации, которую считывают или записывают головки.

Дискета устанавливается в дисковод, автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до номинальной частоты вращения. В на- копителе вращается дискета, магнитные головки остаются неподвижными. При этом дискета вращается только при обращении к ней (чтении или записи данных). Чтобы не нарушалась постоянная скорость вращения привода, дисковод всегда должен ра- ботать только в горизонтальном или вертикальном положении. Процессор взаимодей- ствует с НГМД через специальный контроллер гибких дисков.

Необходимое  условие  использования  дискеты  для  записи  и  чтения информации – ее форматирование, т. е. разбиение (разметка) на определенные участ- ки, по номерам которых можно определить любую запись на диске.

Для форматирования дисков операционные системы используют специальные команды: для DOS – это команда Format. Дискета разбивается на дорожки (треки), а дорожки на сектора (рис. 9.2). Сектор представляет собой минимальную физическую единицу хранения информации на диске, его размер, как правило, равен 512 байт. Секторы на дорожке записываются последовательно. Между каждым сектором оста- ется промежуток, предназначенный для синхронизации. Дорожки нумеруются начи- ная от края к центру диска, при этом каждая дорожка имеет одно и то же количество секторов. Таким образом, на дорожках, расположенных ближе к центру диска, ин- формация записывается более плотно. Дорожки с одинаковыми номерами на раз- личных поверхностях диска (в общем случае – пакета дисков) образуют цилиндр. Доступ к информации записанной в одном цилиндре, осуществляется без перемеще- ний магнитных головок.

В  настоящее  время  наибольшее  распространение  получили  3,5-дюймовые (89 мм) дискеты высокой плотности DS/HD (double-side /high-density – две стороны, высокая плотность). Для них число дорожек на одной стороне равно 80, количество секторов на дорожках – 18, соответственно, емкость диска 80 18  2  512 = 1 474 560 байт, или 1 440 Кбайт, или 1,44 Мбайт.

Основные характеристики магнитного диска приведены в табл. 9.2.

 

Основные функции управления дисководом реализуются встроенным в мате- ринскую плату контроллером FDD. Он осуществляет кодирование информации, по- иск дорожек и секторов, синхронизацию, коррекцию ошибок.

Таблица 9.2

 

Параметр

ГМД 3,5 дюйма (89 мм)

Полная емкость (Кбайт)

1600

Рабочая емкость (Кбайт) после форматирования

1440

Плотность записи (бит/мм)

558

Плотность дорожек (дорожек/мм)

5,3

Число дорожек на одной стороне диска

80

Число поверхностей (сторон)

2

Среднее время доступа (мс)

65

Скорость передачи (Кбайт/с)

150

Скорость вращения (оборотов/мин)

360

Число секторов

18

Емкость сектора дорожки (байт)

512

 

 

Структура записи данных вдоль дорожки диска показана на рис. 9.3.

 

ДМП

МНД

ПМП

Сектор 1

Сектор 2

 

 

МС      ДИП    МД

Данные           КК       ПИП

 

 

АМ      АД       НС       АС       КК

 

Рис. 9.3. Структура данных на дорожке гибкого диска

 

Данные содержат служебную и рабочую (данные пользователя) информацию. Служебная информация необходима для синхронизации работы НГМД. Она иденти- фицирует:

            дорожку и включает домаркерный промежуток (ДМП), маркер начала до-

 

рожки (МНД), послемаркерный промежуток (ПМП);

  сектор и включает маркер сектора (МС), доинформационный промежуток (ДИП), маркер данных (МД), данные, контрольные коды (КК), послеинформацион- ный промежуток (ПИП);

            маркер сектора содержит адресный маркер (AM), адрес дорожки (АД), но-

 

мер стороны дискеты (НС), адрес сектора на дорожке (АС) и контрольные коды (КК).

 

Все промежутки заполняются нулевыми байтами и используются для создания временных интервалов при чтении-записи, необходимых системе управления. Маркер или метка – это определенный для каждого признака идентифицирующий код. Контрольные коды вводятся для проверки достоверности информации на дорожке.