Transcript نحوه ذخیره سازی داده روی نوار

‫‪ ‬هر وسيله اي كه بتواند اطالعات را نگهداري نمايد به نحوي كه در‬
‫موقع نياز بتوان به آن اطالعات دسترسي پيدا كرد‪ ،‬حافظه نام دارد‪.‬‬
‫‪ ‬انواع حافظه ها در كامپيوتر‪:‬‬
‫‪ .1‬حافظه هاي درون ماشيني‪ :‬پردازنده مستقيما ً با آن در ارتباط است‬
‫‪ .2‬حافظه هاي برون ماشيني‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫نوشتن و خواندن‪ :‬هر حافظه بايد حداقل امكان نوشتن يكبار و تعداد زيادي‬
‫خواندن را داشته باشد‪.‬‬
‫قابليت دسترسي‪ :‬امكان دسترسي به اطالعات حافظه وجود داشته باشد‪.‬‬
‫آدرس پذير بودن‪ :‬مكانيزمي براي مشخص كردن قسمتي از اطالعات در‬
‫داخل حافظه‬
‫نرخ انتقال يا سرعت انتقال‪ :‬به ميزان اطالعاتي كه در واحد زمان قابل‬
‫انتقال است(واحد آن بايت بر ثانيه است)‬
‫ظرفيت‪:‬‬
‫ماندگاري‪ :‬بعضي از انواع حافظه ها مي توانند اطالعات را دائمي‬
‫نگهداري كنند و برخي از حافظه ها نيز پس از قطع جريان برق اطالعات‬
‫خود را از دست مي دهند‪.‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪3‬‬
‫حافظه هاي درون ماشيني محدود هستند‬
‫لزومي به قرار دادن تمام اطالعات در حافظه هاي درون ماشيني‬
‫نيست‬
‫رسانه هاي ذخيره سازي سريع(حافظه هاي درون ماشيني) گران‬
‫هستند‬
‫افزايش حجم اطالعات‬
‫نامانا بودن اغلب حافظه هاي درون ماشيني‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪4‬‬
‫ظرفيت برون ماشيني بيشتر از درون ماشيني است‬
‫هزينه ي يك بايت اطالعات در حافظه هاي درون ماشيني بسيار‬
‫بيشتر از برون ماشيني است‬
‫سرعت دستيابي در حافظه هاي درون ماشيني بسيار بيشتر از برون‬
‫ماشيني است‬
‫مثالي از سلسله مراتب حافظهها‬
‫‪5‬‬
‫مفهوم سلسله مراتب حافظهها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪6‬‬
‫رسانه ايست از جنس نوعی پالستيک با غشاء مغناطيس شونده بر يک‬
‫رويه(فرومغناطيسی) و لغزان برريلهايی با ابعاد مختلف‪ ،‬ابعاد نوعی‬
‫از نوار ‪ ۲۵۰۰‬فوت طول و ‪ ۲/۱‬اينچ عرض است‪.‬‬
‫اين رسانهها ماهيتا برای پردازش پی در پی رکوردها مورد استفاده‬
‫قرار میگيرد‪.‬‬
‫دستگاه نوارخوان مجهز است به نوک خواندن‪ /‬نوشتن که میتواند‬
‫اطالعات را روی نوار ضبط و يا اطالعات ضبط شده را حس کند‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪7‬‬
‫ريل به ريل‬
‫نوار کاتريج‬
‫نوار کاست‬
‫نوار صوتی تطبيق داده شده با کامپيوتر‬
‫‪‬‬
‫‪8‬‬
‫دادهها به صورت رشتههای بيتی‬
‫روی شيارهايی که در سطح نوار‬
‫وجود دارد‪ .‬ذخيره میشوند‪.‬‬
‫بيتهای يک کاراکتر‪ ،‬روی شيارها‬
‫و در عرض نوار ضبط میگردند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫از نظر تعداد شيار‪ ،‬دو نوع نوار رايجتر است‪ :‬نوار ‪ ۷‬شياره و نوار‬
‫‪ ۹‬شياره‪.‬‬
‫يکی از شيارها‪ ،‬به عنوان شيار کنترل پاريتی به کار میرود‪ .‬در نوار‬
‫دو نوع بيت پاريتی وجود دارد‪:‬‬
‫◦ بيت پاريتی عرض يا کاراکتری‬
‫◦ بيت پاريتی طولی‬
‫‪9‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪10‬‬
‫تعداد بيتهای قابل ضبط در هر اينچ نوار را چگالی گويند‪.‬‬
‫چگالی را با واحد بيت در اينچ (‪)bpi‬بيان میکنند که با توجه به نحوه‬
‫نشست کاراکترها روی شيارها‪ ،‬همان بايت در اينچ يا کاراکتر در اينچ‬
‫است‪.‬‬
‫از جمله چگالی رايج‪ ۸۰۰bpi ،‬و ‪ ۱۶۰۰bpi‬است‪ .‬البته نوار يا‬
‫چگالی ‪ ۳۲۰۰bpi‬و ‪ ۶۲۵۰bpi‬و بيشتر نيز وجود دارد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪11‬‬
‫فضايی است بالاستفاده بين دو گروه کاراکتر ضبط شده‪ ،‬کلمه گروه در اينجا‬
‫هم به رکورد اطالق میگردد وهم به بالک‪.‬‬
‫در صورتی که بين هر دو بالک باشد به آن گپ بين بالکها و اگر گپ بين‬
‫دو رکورد باشد‪ .‬به آن گپ بين رکوردها میگويند‪.‬‬
‫وجود گپ برای متوقف کردن نوار و يا حرکت دوباره آن الزم است‪ .‬زيرا‬
‫برای آنکه نوک خواندن‪ /‬نوشتن بتواند دادهای ذخيره شده را حس کند بايد که‬
‫نوار پس از توقف‪ ،‬به سرعتی مطلوب و يکنواخت موسوم به سرعت حس‬
‫برسد‪.‬‬
‫ضمن اينکه در اثناء کاهش سرعت حس تا توقف نيز تکهای از نوار از‬
‫زيرنوک رد میشود‪ .‬اين دو تکه نوار همان گپ را تشکيل میدهند‪.‬‬
‫چون اين قسمت از نوار در حالت توقف‪ -‬حرکت با سرعت کمتر از سرعت‬
‫حس طی میشود‪ ،‬نمیتوان دادهای را در اين قسمت حس کرد و در نتيجه‬
‫بالاستفاده (هرز) است‪.‬‬
12
‫‪‬‬
‫دو دسته پارامتر وجود دارد‪:‬‬
‫‪‬‬
‫پارامترهای ظرفيتی عبارتند از‪:‬‬
‫◦ پارامترهای ظرفيتی‬
‫◦ پارامترهای زمانی(يا وابسته به زمان)‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪‬‬
‫چگالی (تراکم)‪ :‬به واحد بيت در اينچ(‪)bpi‬‬
‫طول نوار‪ :‬به واحد فوت با داشتن اين دو پارامتر میتوان ظرفيت اسمی نوار را به دست آورد‪:‬‬
‫پارامترهای زمانی عبارتند از‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪Sn=L×D‬‬
‫(‪ Sn‬ظر فيت اسمی‪ L ،‬طول به اينچ‪ D ،‬چگالی )‬
‫سرعت لغزش نوار به واحد اينچ در ثانيه‪.‬‬
‫نرخ انتقال به واحد بايت در ثانيه‬
‫نرخ انتقال دو نوع است‪ :‬اسمی و واقعی‪ .‬نرخ اسمی توسط سازنده اعالم میشود و نرخ انتقال‬
‫واقعی قابل محاسبهاست‪.‬‬
‫زمان حرکت‪ -‬توقف به واحد ميلی ثانيه‪.‬اين زمان در واقع تفاوت بين زمان طی کردن گپ با‬
‫سرعت حس و زمان طی کردن گپ در حالت توقف نوار و حرکت دوباره آن تا رسيدن به سرعت‬
‫حس است‪.‬‬
‫‪0t-1t=ζ‬‬
‫‪13‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪14‬‬
‫رسانه ايست گردان‪ ،‬باامکان دستيابی مستقيم به دادههای ذخيره شده و به آن‬
‫اصطالحا ً ‪ DASD‬می گويند‪.‬‬
‫در اساس صفحه ای مدوراست(به قطر ‪ ۸/۱‬تا ‪ ۱۴‬اينچ)‪ ،‬مغناطيس شونده و‬
‫گردان حول محوری عمودی‪.‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪15‬‬
‫از نظر امکان جابجا شدن‪ :‬ديسکهای ثابت و ديسکهای جابجا شدنی‬
‫از نظر ثابت يامتحرک بودن نوک خواندن‪/‬نوشتن‪ :‬ديسکهای با نوک ثابت و ديسکهای با نوک‬
‫متحرک‪ .‬در ديسکهای با نوک ثابت‪ ،‬بازويی که نوک خواندن‪/‬نوشتن به آن متصل است‪ ،‬حرکت‬
‫نمیکند‪ .‬در ديسکهای با نوک متحرک‪ ،‬بازوبر رويه ديسک حرکت دارد و از شياری به شياری‬
‫ديگر جابجا میشود‪ .‬در ديسکهای با نوک ثابت‪ ،‬هرشيار نوک خواندن‪ /‬نوشتن خاص خود را‬
‫دارد و نيازی به حرکت بازوی ديسک برای رفتن از يک شيار به شيار ديگر نيست‪ .‬اينگونه‬
‫ديسکها سريعتر‪ ،‬گرانتر و حساسترند‪.‬‬
‫از نظر تعداد رويه در صفحه‪ :‬يک رويه و دو رويه‬
‫از نظر تعداد اليه در رويه‪ :‬تک اليه و دو اليه(رويه دو اليه تکنولوژی جديد تر است)‪.‬‬
‫از نظر تعداد صفحاتی که روی محور عمودی جايگذاری میشوند‪ :‬ديسکهای تک صفحهای و‬
‫ديسکهای چند صفحه ای‪.‬‬
‫ديسکهای چند صفحهای را اصطالحا پک میگويند‪ .‬يک پک با ‪ n‬صفحه دارای ‪ 2n‬رويه است‬
‫که معموالً ‪ ۲n-۲‬رويه آن برای ذخيره سازی و دو رويه بااليی و پايينی برای حفاظت بيشتر به‬
‫کار میروند‪ .‬در بعضی انواع همه ‪ 2n‬رويه برای ذخيره سازی استفاده میشود‪.‬‬
‫از نظر جنس صفحه‪ :‬دو نوع ديسک وجود دارد‪ :‬ديسک سخت و ديسک انعطاف پذير(نرم)‪.‬‬
‫ديسک سخت معموالً از جنس آلومينوم و ديسک انعطاف پذير‪ ،‬از جنس نوعی پالستيک است‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫استوانه‪ :‬تمام شيارهای با شعاع يکسان(طبعا از رويههای مختلف) تشکيل يک استوانه را میدهند‪.‬‬
‫يک ديسک پک‪ ،‬به تعداد شيارهای هر رويه‪ ،‬استوانه دارد‪.‬‬
‫شيار‪ :‬محل ضبط بيتهای اطالعات درهر رويه‪ .‬شيارها معموالً به صورت دواير متحد المرکز و يا‬
‫حلزون وار هستند‪.‬‬
‫سکتور‪ :‬تقسيماتی است از شيار با اندازه مساوی‪ ،‬هر شيار از تعدادی سکتور تشکيل شده است‪ .‬دو‬
‫نوع سکتور وجود دارد‪:‬‬
‫◦ سکتور سختافزاری که توسط سازنده ايجاد میشود(فرمت کردن سطح پايين)‬
‫◦ سکتور نرمافزاری (گاه موسوم به بالک) که از طريق نرمافزار (سيستمعامل) قابل ايجاد است و به اين کار فرمت‬
‫کردن نرمافزاری میگويند‪.‬‬
‫◦ نکته‪ :‬اندازه ی سکتور نرم افزاری هميشه ضريبی صحيح از اندازه ی سکتور سخت افزاری است‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫‪‬‬
‫پارامترهای ظرفيتی‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪‬‬
‫‪17‬‬
‫اندازه سکتور(از ‪ ۳۲‬بايت تا ‪ ۴۰۹۶‬بايت و معموالً ‪ ۵۱۲‬بايت)‬
‫تعداد سکتور در شيار(از ‪ ۴‬تا ‪ ۳۲‬در فالپیها و بيشتر درساير انواع‪ ،‬گاه تا‬
‫‪ .)۱۰۰‬تعداد سکتور در شيار در ديسکهای سخت جديد‪ ،‬در شيارهای بيرونی‬
‫بيشتر از شيارهای درونی است‪ .‬اين رسانهها به ‪ IDE‬موسومند‪ .‬البته وضع‬
‫به گونهای است که از نظر سيستمعامل‪ ،‬انگار تعداد سکتور در همه شيارها‬
‫يکسان است‪.‬‬
‫تعداد رويه در استوانه (تعداد نوک(‪( R/W‬از يک تا بيش از ‪۲۰‬رويه)‬
‫تعداد شيار در رويه(تعداد استوانه‪ :‬از ‪ ۲۰‬تا ‪ ۲۰۰۰‬شيار)‬
‫با داشتن اين پارامترها میتوان ظرفيت اسمی ديسک را به دست‬
‫آورد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫پارامترهای زمانی‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪18‬‬
‫زمان استوانه جويی(پيگرد)‪ :‬زمانی است که سپری میشود تا نوک خواندن‪/‬نوشتن به استوانه مورد نظر برسد‪.‬‬
‫متوسط اين زمان را با ‪ s‬نمايش میدهيم و واحد آن ميلی ثانيهاست‪.‬‬
‫اين زمان معموالً بين حدو د‪ ۲‬تا ‪ ۳۰‬ميلی ثانيهاست و دراکثر ديسکها مهمترين زمان است‪.‬‬
‫سرعت گردش ديسک‪ :‬به واحد دور در دقيقه بيان میشود‪ ،‬مثال ‪ ۳۶۰۰ ،۵۴۰۰ ،۷۲۰۰‬دور در دقيقه و گاه‬
‫حتی بيشتر‪.‬‬
‫از اين پارامتر‪ ،‬زمان يک دور گردش ديسک به دست میآيد و آنرا به ‪ ۲r‬نشان میدهيم و واحد آن ميلی‬
‫ثانيهاست‪.‬‬
‫زمان انتظار دوران(درنگ دوران)‪ .‬مدت زمانی است که سپری میشود تا آغاز داده مورد نظر در اثر دوران‬
‫ديسک به زير نوک ‪ r/w‬برسد‪ .‬متوسط اين زمان را با حرف ‪ r‬نمايش میدهيم كه نصف زمان يك دور كامل‬
‫است‪.‬‬
‫نرخ انتقال‪ :‬تعداد بايتی که در يک ثانيه قابل انتقال است وبه واحد بايت در ثانيه (يا اضعافی از بايت در ثانيه)‬
‫بيان میشود‪ .‬دو نوع نرخ انتقال داريم‪ :‬اسمی و واقعی‪ .‬نرخ انتقال اسمی توسط سازنده اعالم میشود و نرخ‬
‫انتقال واقعی قابل محاسبه است‪ .‬نرخ انتقال ديسکهای جديد از يک تا پنج مگابايت در ثانيهاست‪.‬‬
‫زمان استقرار‪ .‬وقتی که نوک ‪ R/W‬به استوانهای برده میشود‪ ،‬به مدت کوتاهی(حدود ‪ )۳ms‬در حال لرزش‬
‫است تا استقرار بيابد‪ .‬اين زمان را معموالً به زمان استوانه جويی اضافه میکنند و جزء همين زمان است و به‬
‫عنوان پارامتر جداگانهای مطرح نمیشود‪.‬‬
‫زمان بی عيبی‪ .‬پارامتری است نشان دهنده ميزان اطمنيان عملياتی ديسک و عبارتست از ميانگين مدت زمانی‬
‫که ديسک بدون عيب کار میکند (معموال بين ‪ ۲۰۰۰۰۰‬تا ‪۵۰۰۰۰۰‬ساعت)‬
19
‫‪‬‬
‫در اين ديسکها برای ذخيره سازی اطالعات از نور ليزر بجای مغناطيسی کردن استفاده می گردد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫برای خواندن اطالعات ذخيره شده بازوی اپتيکی تغييرات بازتاب را به سيگنال الکتريکی تبديل می‬
‫کند‪ .‬يک عدسی در داخل بازو‪ ،‬پرتو کم توان ليزر را به لکه ی کوچک نوری بر رور ديسک مسير‬
‫متمرکز می کند و همچنين نور بازتاب شده از ديسک را مجدداً به آشکار ساز نوری هدايت می کند‪.‬‬
‫خروجی آشکار ساز نوری بر اساس توزيع گودالهای طول مسير تغيير می کند و سيگنال الکتريکی‬
‫حاصل می شود که می توان سيگنال صدا‪ ،‬تصوير و يا داده ها را دوباره بازيابی کرد‪.‬‬
‫◦ مزيت‪ :‬کاهش فضا‬
‫‪‬‬
‫‪20‬‬
21
22