Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) ( 79 ) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (79)

нумеруются от периферии к центру диска. Диск разделен на отдельные секторы числом от 8 до 50 (рис. 6-12, а). Таким образом, любой блок данных, определяемый емкостью сектора 128, 256, 512 или 1024 байта, идентифицируется номером (адресом) дорожки и номером (адресом) сектора.

Имеются две основные разновидности магнитных дисков: металлические диски из алюминия с ферролаковым или никель-кобальтовым покрытием и гибкие диски из синтетического материала с ферролаковым покрытием. Накопители с металлическими дисками имеют значительно более высокие технические характеристики по сравнению с накопителями на гибких дисках, но оказываются более дорогими и более критичными к условиям эксплуатации. Поэтому накопители на металлических дисках ориентированы на большие и средние ЭВМ, а накопители на гибких дисках применяются в мини- и микро-ЭВМ.

В больших ЭВМ наибольшее распространение получили накопители со сменными пакетами дисков, емкость которых составляет 7,25М, 29М и ЮОМ байт. В новейших накопителях емкость пакета из 12 дисков доведена до ЗООМ байт. Бесконтактная запись (считывание) на каждую рабочую поверхность осуществляются индивидуальными подвижными магнитными головками. В мини-ЭВМ старших моделей применяются накопители комбинированного типа с несъемным (фиксированным) диском и съемной однодисковой кассетой (так называемый картридж-диск). Несъемные диски иногда оснащаются неподвижными (фиксированными) магнитными головками, по одной для каждой дорожки. Такая конструкция уменьшает время обращения, поскольку отпадает необходимость в механическом перемещении го-, ловки на нужную дорожку.

В последнее время за рубежом появились так называемые винчестерские диски, считающиеся третьим поколением НМД и имеющие близкие к предельным характеристики. Типичный винчестерский накопитель имеет герметичный несъемный пакет из пяти дисков с общей емкостью 70М байт, плотностью записи 236 бит/мм и скоростью передачи данных 1 Мбит/с.

Ниже более подробно рассмотрены накопители на гибких магнитных дисках, которые в течение некоторого времени будут основными НМД в мини- и микро-ЭВМ.

Общая характеристика накопителя. Появлению и распространению накопителей на гибких дисках, называемых также флоппи-дисками или дискетами, способствовали та-



кие их положительные качества, как небольшие габариты и масса, дешевизна, экономичность, энергонезависимость и достаточно высокая надежность. Кроме того, емкость накопителей постоянно возрастает благодаря увеличению плотности записи, плотности дорожек, использованию в качестве рабочих обеих сторон диска и компоновке в одном корпусе двух приводов. Дальнейший материал в основном относится к стандартному одностороннему диску с одинарной плотностью записи и программным разделением на секторы.

Гибкий диск представляет собой майларовый диск толщиной 0,125 мм и диаметром 200 мм с отверстием в центре (рис. 6-12,6). Для синхронизации в диске имеется еще одно небольшое отверстие, обычно называемое индексным отверстием или просто индексом. С одной стороны диск покрыт износоустойчивым ферролаком. Информация размещается на 77 дорожках, представляющих собой концентрические окружности. Обычно внешняя дорожка 00 содержит идентифицирующую информацию для всего диска, две дорожки являются запасными, а 74 дорожки используются как рабочие. Запись и считывание данных осуществляются одной универсальной магнитной головкой. • Диск постоянно находится в защитном чехле (конверте), внутренняя поверхность которого обеспечивает поглощение инородных частиц.В чехле имеется прорезь для подвижной магнитной головки и индексное отверстие. При восприятии индексного отверстия фотооптический датчик формирует импульс, сигнализирующий о начале дорожки. На чехле предусматривается светоотражающая этикетка или • вырез для защиты от записи.

Когда диск помещается в приемник накбпителя, при закрывании дверцы пружинный захват прижимает диск к поверхности шпинделя, вращающегося от электродвигателя. Частота вращения диска внутри чехла составляет 360 об/мин с допуском ±2,5 %, поэтому номинальное время одного оборота равно 166,7 мс.

Разработано несколько конструкций механической части накопителя. Наиболее распространена конструкция с одной подвижной магнитной головкой и контактным способом записи и считывания. Головка находится на подвижной платформе, которая при позиционировании головки на нужную дорожку перемещается шаговым двигателем. Время на перемещение головки с одной дорожки на другую варьируется от 5 до 10 мс. Нормально магнитная головка отведена от поверхности диска и только во время операций записи и

16-808- 241



считывания с небольшим усилием контактирует с диском. Время приведения головки в рабочее положение изменяется от 5 до 20 мс. Рабочий контакт головки и носителя неизбежно вызывает их износ, зависящий от геометрической формы и абразивных свойств головки. Обычно гарантируется не менее одного миллиона проходов головки по одной дорожке.

Способы записи. В накопителях на гибких дисках применяется несколько способов записи (или кодирования) данных. Отличительной чертой их является запись вместе с сигналами данных сигналов синхронизации. Объясняется это сравнительно широкими допусками на скорость вращения диска, что приводит к изменениям моментов появления («плаванию») считываемых сигналов. Последовательный поток данных преобразуется в импульсы тока для магнитной головки и разделяется на битовые элементы, каждый из которых кодирует двоичный нуль или единицу. В накопителях с одинарной плотностью записи длительность импульса битового элемента составляет 4 мкс, а с двойной плотностью записи -2 мкс. Это соответствует скорости обмена данными 31,25К и 62,5К байт/с соответственно.

Различие способов записи заключается в формировании сигналов собственно данных D и синхронизации С в битовых элементах. В большинстве способов записи для гибких дисков бит данных D кодируется одинаково: единице соответствует изменение (переход) магнитного потока в середине элемента, а нулю - отсутствие такого перехода.

В накопителях с одинарной плотностью применяется запись с частотной модуляцией, называемая также ЧМ-ко-дированием или записью с удвоением частоты. Этот способ характеризуется записью бита синхронизации как изменения потока в начале импульса каждого битового элемента. При считывании переходы потока от битов синхронизации и двоичных единиц данных вызывают появление на выходе усилителя считывания импульсных сигналов. На рис. 6-13 показаны разделенные сигналы С и D. Нетрудно заметить, что при считывании одних нулей формируется поток импульсов с частотой f, а при считывании одних единиц- поток с частотой 2f, что объясняет название способа.

В ЧМ-кодировании более половины переходов магнитного потока вызываются битами синхронизации и для увеличения плотности записи необходимо применять более эффективные способы кодирования. Биты С предназначены для синхронизации в схеме восстановления данных, поэтому можно увеличить плотность записи, если удалить из за-



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) ( 79 ) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)