1 / 56

Háttértár (secondary memory)

Háttértár (secondary memory). Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák. kimeneti egységek (output). Alaplap. bemeneti egységek (input). 111 234. IBM kompatibilis PC-k logikai felépítése. Alaplap (motherboard, mainboard) processzor (CPU)

gareth
Télécharger la présentation

Háttértár (secondary memory)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Háttértár(secondary memory) Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák

  2. kimeneti egységek (output) Alaplap bemeneti egységek (input) 111234 IBM kompatibilis PC-k logikai felépítése • Alaplap (motherboard, mainboard) • processzor (CPU) • operatív tár (operative memory)... • Perifériák(peripheral equipment) • bemeneti egység (input) • kimeneti egység (output) • háttértár (secondary memory) • hálózati kommunikációs eszközök...

  3. 211234 Háttértárak (secondary memory) • adattároló egység, amely képes • nagy mennyiségű felhasználói adatot • (hosszú távon) tárolni • függetlenül a számítógépműködésétől.

  4. 211234 A háttértárak csoportosítása • papíralapú háttértárak • mágneses háttértárak • optikai háttértárak • magnetooptikai háttértárak • elektronikus háttértárak

  5. 111234 Háttértárak (secondary memory) • papíralapú (lyukkártya, lyukszalag) • mágneses elvű: • mágnesdob • mágnesszalag (streamer, ditto) • mágneslemez • hajlékonylemezes technológia • flopi (hajlékonylemez) • merevlemezes technológia • winchester (merevlemez) • optikai • csak olvasható - ROM (CD-ROM, DVD-ROM) • egyszer írható - WORM(CD-R, DVD-R, DVD+R) • újraírható - WARM (CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD RAM) • magnetooptikai tár • elektronikus • USB tár/PenDrive/USB Drive/USB key/Flash Drive • memóriakártyák

  6. 111234 Háttértárakról általánosan • A papíralapúak már nem használatosak, de lyukasztás után már csak olvasni lehetett az adatot, a két állapot: a felület és a lyuk. • A mágneses háttértárak írhatóak és olvashatóak, azaz az adatot le is tudjuk törölni. A mágnesezett felületen a mágnesezettség kétféle állapotának egyike jelenti az 1 bitnyi adatot. Tárolókapacitásuk, az adatok elérése (soros, direkt), az adathordozó ára eszközönként jelentősen eltérő. • Az optikai háttértárak nagyon olcsó tárak a rájuk írt adatmennyiséghez képest. Az olvasást lézer fény segítségével oldják meg, ami a roncsolt és az ép lemezfelületről másként verődik vissza. Az egyik vagy másik állapot jelenti az 1 bitet. Törölhető változatuk is van, de ahhoz egy speciális meghajtó egység (író), valamint egy külön program is szükséges. • A magnetooptikai tárak a mágneses és az optikai tárak előnyeit egyesítik, ennek köszönhetően a legbiztonságosabb adathordozó, az adatok ütődésre, karcolásra, hőmérséklet változásra, a kezünk hagyta szennyeződésre kevéssé érzékeny. Az ára viszonylag magas. • elektronikus tár (PenDrive, memóriakártya): elektronikusan rögzíti az adatokat, megbízható, törölhető tár. Kezelése egyszerű, az újabb operációs rendszereknél nem szükséges külön program használatukhoz. Valószínű a flopi utódja lesz a viszonylag nagy tárkapacitása miatt.

  7. Papír alapú háttértárak Secondary Memory Based on Paper

  8. Papír alapú háttértárak csoportosítása • lyukszalag (punched tape, paper tape) • lyukkártya (punch card)

  9. A papíralapú háttértárak jellemzői

  10. Mágneses háttértár Magnetic Secondary Memory

  11. 211234 Az ismertebb mágneses háttértárak • mágnesdob (magnetic drum) • mágnesszalag (streamer) • hajlékony mágneslemez(diskette, floppy disk) • merev mágneslemez (hard disk)

  12. 211234 A mágneses háttértárak jellemzői

  13. 211234 Mágneses háttértárak • A mágnesezett felületen a mágnesezettség kétféle állapotának egyike jelenti az 1 bitnyi adatot. • Az íráshoz és az olvasáshoz egy meghajtó berendezésre van szükség. Az adathordozó olvasását és írását egy író/olvasó fej végzi, ami írásnál képes a mágnesezett állapot megváltoztatására (fluxusváltásra). • Az adathordozó törölhető, azaz többször írható. • Egyes mágneses adathordozó használatához szükséges külön program is, míg az ismert lemezes kivitelűeket az operációs rendszer kezeli.

  14. Mágnesdob • az 1947-ben készült el az első mágnesdob. • A dob oldalára írták az adatokat. • ma már nem használják, csak múzeumokban létezik. • Tárolási kapacitása: 230 bit/inch-ről indult, amikerekítve úgy 1 bit/mm • PC-hez nem használták

  15. 243 Mágnesszalag - Streamer • A rögzítés anyaga egy mágnesszalag, így az adatok elérése szekvenciális (soros), azaz lassú. • Kezdetben a mágnesszalagot orsóra csévélték, egy igen kedvelt háttértároló volt sok éven át. • Ma a kazettás kivitelt használják, az ún. streamer kazetta egy mágnesszalagot rejt, amit biztonsági adatmentésre alkalmaznak. A régi SLR75 ésegy újabbMini-QIC80 kazetta.

  16. Streamer csatlakoztatása • USB • Vezték nélkül,USB • IDE • FireWire • SCSI

  17. Mágnesszalag - Ditto • Iomega cégtől, biztonsági mentéshez • párhuzamos port (max. 1 MB/s) • már nem gyártják

  18. Hajlékonylemezes háttértárak Floppy Disk Secondary Memories

  19. 211236 Hajlékonylemezes technológia háttértárai • flopi (floppy disk, diskette) • ZipDrive (tárolókapacitása: 100 MB), • LS-120 vagy a:drive (tárolókapacitása: 120 MB) • meghajtója olvassa a 3,5"-os flopit is • adatátviteli sebessége 300 Kbájt másodpercenként

  20. 211236 Hajlékonylemez = flopi • A flopi a legismertebb hajlékony-lemezes technológia, így a két névmagyarul már ugyanazt jelenti. • Az adathordozót (flopit), vagyis ahajlékony, műanyag, mágnesesbevonatú lemezt csak a megfelelő meghajtó egységgel (FDD – Floppy Disk Drive) lehet írni és olvasni. • A meghajtó lámpája a lemez használatakor világít, ilyenkor a lemezt nem szabad kivenni

  21. 211236 A flopi utolsó két mérete írásvédelmi rés(write protect notch) írásvédelmi retesz (write protect switch) 5,25" 3,5"

  22. 211236 A 3,5”-os flopi részei • A hajlékony mágneslemez a forgás hatására válik merevvé, így képes az írófej írni rá. • Az író és az olvasó műveletek előtt a csúsztatható védőlemezt elmozdítja, így a fej a lemezt közvetlenül eléri.

  23. 213 3,5”-os flopi • A flopi írásvédetté tehető

  24. 211 Adatok tárolása flopin • Az adatok tárolása koncentrikus körök mentén történik, amit sávnak nevezünk, ez szektorokra oszlik, amit az író-olvasó fej közvetlenül képes elérni. • Ha ez a szerkezet kialakult, akkor mondjuk, hogy a flopi formázott vagy formatált. Csak ebben ez esetben írhatunk rá adatokat. formázatlan egy sáv egy szektor

  25. 212 A flopi utolsó két méretének típusai

  26. Mennyi adat fér rá? • A kedvelt flopi: 3,5”, DS, HD. • DS >> 2 oldalas • HD >> 80 sáv,sávonként 18 szektor • 1 szektorban 512 bájt fér el • 2 oldal x 80 sáv x 18 szektor x 512 bájt = 1 474 560 bájt. • 1 474 560 bájt = 1 474 560/1024 kbájt = 1440 Kbájt • 1440 Kbájt = 1440/1024 Mbájt = 1,40625 Mbájt • Valójában a floppira közelítőleg 1,4 Mbájt fér. • A gyártók az utolsó átváltásnál 1000-rel ezerrel váltottak 1024 helyett (ez elég gyakran előfordul az adattáraknál):1 474 560/1024 = 1440 Kbájt 1440/1000 ≈ 1,44 Mbájt. A mértékegység használatának következetlenségeiről bővebben olvashat: http://epa.oszk.hu/00000/00025/00003/lambert.html (2005. október 17.) http://www.sulinet.hu/tart/cikk/ae/0/18394/1 (2005. október 17.)

  27. Merevlemezes tárak Hard Disk Secondary Memories

  28. 237 Merevlemezes technológia háttértárai • winchester: mivel ez a leggyakoribb így ezt nevezik magyarul merevlemeznek, a meghajtó és az adathordozó egy egységet alkot • SyQuest és PLI lemezek merevlemezes technológiára épülő, cserélhető háttértárak, tárkapacitásuk40-200 MBájt közötti, átmérőjük 5,25" vagy 3,5". • JAZ lemez szintén cserélhető merevlemezes technológián alapuló háttértár, kapacitása 2 GBájt.

  29. 237 Merevlemez - winchester • A winchester a flopinál nagyobb tárkapacitású, gyorsabb adatelérésű háttértár. • A lemezek nem cserélhetőek • A winchesternél az adathordozó lemezeket egybeépítették a meghajtó egységgel(HDD – hard disk drive). • A merevlemezes tárolók adathordozó része egyetlen vagy több, egymás fölött elhelyezkedő fémből – általában alumíniumból – készült,vékony mágneses rétegű lemezből állnak.

  30. A merevlemez története • 1956. az első merevlemez - IBM 305 RAMAC számítógép-rendszerhez4,4 Mbájt tárkapacitás, 50 db kétoldalú lemez, 10 millió $/Gbájt • 1979. az első 8 inch-es merevlemez - IBM 62 PC "Piccolo" • 1980. az első 5,25 inch-es merevlemez - Shugart Technology ST506 • 1983. az első 3,5 inch-es merevlemez - Rodime RO 352 • 1985. az első kártyában elhelyezett merevlemez - Quantum Hardcard • 1987. Az utolsó 14 inch-es merevlemez - IBM 3380K • 1987. RAID definiciója - University of California, Berkeley • 1988. az első 2,5 inch-es merevlemez - PrairieTek 220 • 1991.az első 1,8inch-esmerevlemez - Integral Peripherals 1820 • 1997. elsőként alakalmaztak nagy írássűrűséget lehetővé tevő fejeket(giant magnetoresistive heads), amiért2007-ben a felfedezők fizikai Nobel-díjat kaptakIBM: Deskstar 16GP "Titan" • 1999. 1 inch-es átmérőjű merevlemez - IBM: Microdrive

  31. 237 Egy szétbontott merevlemez szerkezete mágneses réteggel (50 mikron) bevont alumíniumlemez

  32. 237 A merevlemez tárkapacitása • A felületi adatsűrűség szerint • 200 GB/négyzetinch (2007.) • 500 GB/négyzetinch (2009. - terv) • Teljes kapacitás szerint • 750 GB (2007. - gazdaságos) • 1 TB (2007. - drága) • 4 TB (2009. – terv, 2007-ben kifejlesztett, kétezerszer kisebb olvasófej)

  33. 237 A merevlemez partícionálása, formázása • A lemeztányérok mindkétoldalához tartozikegy író-olvasó fej. • Használat előtt • először partícionálni (logikaiegységekre osztani > C:, D: stb.), • majd a partíciókat formázni szükséges,amikor kialakulnak a sávok és a szektorok.Egy szektor 512 bájtot tartalmaz. • Az egymás alatt lévő sávok neve: cilinder.Az írás és olvasás alapja a sokszor a cilinder. • Az adat helyét a lemezszám, a cilinderszám és a szektor határozza meg.

  34. Adattárolás a merevlemezen szektor sáv sáv szektor tengely író-olvasó fejek lemez

  35. 237 A merevlemez logikai adatkezelése • alapja: a klaszter (cluster), általában egy állomány több klaszterben fér el, de egy klaszterbe csak egy állomány, vagy az adott állomány kódjánek egy része kerülhet. • egy bitnyi adat is legalább 1 klasztert foglal le. • a klaszter legtöbbször több szektorból áll, de formázásnál a partíció méretétől függetlenül klaszterszám rögzített. pl.: FAT32 klasztermérete állandó: 4 KB = 8 szektor pl.: FAT16-nál a klaszter mérete változik a lemezméretel • ha a klaszter mérete nagy, akkor a kis állományok sok szabad helyet hagynak>> több partícival elérhető, hogy a klaszterekkevesebb szektorból álljanak.pl.: FAT16 - DOS: 1,2 GB HDD 1 partíció >> 32 KB a klaszter sáv szektor klaszter

  36. Zónák kialakítása a merevlemezen

  37. 237 Az adatok láncolása, defragmentálás • Egy állomány különböző klaszterekben helyezkedik el, ezért, a klaszterek szektorai a rákövetkezőre kell, hogy mutassanak, amit láncolásnak nevezünk. • ha fizikailag az összetartozó (láncolt) adatok már nagyon sok darabban találhatók, akkor az az olvasási sebesség csökkenését hozhatja maga után. Az előbbi állapotot nevezzük fragmentált állapotnak, aminek a megszüntetése a defragmentálás (töredezettségmentesítés). • Egy speciális program (olykor órákonkeresztül) megoldja az összetartozóadattöredékek (klaszeterek) egymás utáni elhelyezését.

  38. Csatolók, szabványok 1 A mai HDD-k, az XT-ben használt, 10 MB-os Seagete lemezekből fejlődtek ki. Ebben 4 fej, 306 cilinder, és sávonként 17 szektor volt. (Cilinder: egy adott sugárirányhoz tartozó sávok összessége.) Itt az olvasást a CPU végezte el, a regiszterekbe betöltötte hogy honnan kell olvasni, majd meghívta a BIOS-t, amely kiadta a szükséges utasításokat.

  39. Csatolók, szabványok 2 • IDE: integrated device electronics, beépített eszközelektronika ~1985. Bios hívási koncepciók megmaradtak, a szektor hívása: fej(4 bit),szektor(6 bit),cilinder(10 bit): 16 fej x 63 szektor x 1024 cilinder = 1 032 192 szektor = 504 MB max. 4MB/s • EIDE: Extended IDE, megjelent az LBA címzés (Logical Block Adressing) a szektorokat 0-228-1 –ig számozza. A vezérlőnek ekkor az LBA címet át kell konvertálnia fej,szektor,cilinder címekké. Max. 128 GB. 16,67 MB/s. • ATA-3: EIDE utódja, AT attachment • ATAPI-4: ATA Packet Interface, 33MB/s • ATAPI-5: 66MB/s • ATAPI-6: LBA címek kiterjeszése 48 bitre: így 248x29 byte: 128 PB max méret, 100MB/s adatátviteli seb. • ATAPI-7 :soros ATA átvitel (SATA) egy időben 1 bit átvitele, 7 eres kábel, 150 MB/s – 1,5 GB/s, 0,5V így kisebb energiafelhasználás

  40. Csatolók, szabványok 3 • SCSI: Small Computer System Interface Nagy átviteli sebesség (160-320 MB/s), egyszerre akár 7 eszköz egy vezérlőkártyán. 50 eres, akár több méteres kábel. Zajos, nagy energia felhasználás RAID-ben, kiszolgálókban gyakori

  41. 253 PATA (EIDE) csatlakozó aljzat az alaplapon

  42. 238 Hordozhatóság • IDE mobil rack • USB mobil rack • USB-skülső HDD

  43. 253 Merevlemez csatlakoztatása az alaplaphoz PATA (IDE/EIDE) csatlakozók PATA (IDE/EIDE) kábel merevlemez (HDD) SATA kábel SATA csatlakozók

  44. 253 Kábelek az a meghajtókhoz 1- IDE/ATA kábel (80/40) 2- IDE/ATA kábel (40/40) 3- SCSI kábel (LVD-SCSI átalakítóval) 4- flopi kábel 5- SATA kábel 6- 4 pólusú Y kábel a tápellátáshoz 7- IDE/ATA kábel(80/40)

  45. 253 Háttértárak csatlakozói az alaplapon A: IDE 3 csatlakozó (CD-ROM) B: Flopi meghajtó csatlakozója C: csatlakozók a ház előlapjához D: IDE 1 csatlakozó (HDD) E: IDE 2 csatlakozó

  46. Egy konkrét merevlemez jellemzői (2005) • valódi tárkapacitás (formatted capacity) : 400 088 MBhirdetett tárkapacitás(capacity) : 400 GB !!! • adatátviteli sebesség (data transfer rate): 1,5 Gb/s • átlagos adatelérési idő (average latency): 4,2 ms • fordulatszám (rotational speed): 7200 RPM • csatoló felület (interface): Serial ATA 150 MB/s • lemezek száma (number of platters): 4fejek száma (number of heads): 8 • felhasználható szektorok száma (user sectors per drive): 781 422 768 db • 1 szektorban tároltható adat (bytes per sector): 512 bájt WD Caviar RE2

  47. 234 Adatrögzítés • lemezmeghajtók vezérlése ún. vezérlőkártyákkal történik • A vezérlőkártya a 0, 1 értékű soros adatbiteket alakítja fluxusváltozássá • Tudni kell azt is, hogy egy bit hol fejeződik be, ami eltérő, a mágneses adatrögzítési eljárásoktól függően: • FM (frekvenciamoduláció) • MFM (módosított ferkvenciamoduláció) • RLL (futási hossz korlátozás) • ARLL (továbbfejlesztett futási hossz korlátozás)

  48. 234 Mágneses rögzítési eljárások - FM • FM – frekvenciamoduláció • a mágneses fluxus iránya minden 1 értékű adatbitnél megváltozik, a 0-nál nem • minden adatbithez egy szinkronbit tartozik • kevésbé hatékony, elavult 6 4 6 3 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 FM

  49. 234 Mágneses rögzítési eljárások - MFM • MFM – módosított frekvenciamoduláció • kapacitásnövekedés 100% - 17 szektor/sáv • lemeztányér állandó forgási sebessége • 1 értékű adatbitnél fluxusváltozás egy bithez tartozó tartomány közepén • 0 értéknél fluxusváltozás a tartomány elején (szinkronbit), ha az előző adatbit nem 1 volt • hajlékonylemezeknél használják, merevlemezeknél elavult 6 4 6 3 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 MFM

  50. 234 Mágneses rögzítési eljárások - RLL • RLL – futási hossz korlátozás • kapacitásnövekedés 50% - 26 szektor/sávARLL: 34 szektor/sáv • 2 egyes között meghatározott számú nullának kell állnia • RLL 2.7: 2-7 • RLL 3.9 (ARLL): 3-9 db nulla • AT buszos (IDE) és SCSI merevlemezek

More Related