Documento 86871

Un ordinador manipula grans capacitats de dades, que no
poden estar dins de la RAM, ja que és volatil i molt cara.
Tenim que enmagatzemar en soports de gran capacitat.
Aquests soports son els DISCS DURS.
·Bit:
L´unitat més petita d´información.
·Byte (Unitat d´informació):
Vuit bits d´informació; 1024 bytes son iguals a un
kilobyte (KB).
·Capçal de Lectura/Escriptura:
Part del´unitat de disc que llegeix i escriu l´informació
en el disc.
·De Sols Lectura/Protecció Contra l´Escriptura:
L´informació guardada es pot veure i fer servir, pero
que no es pot cambiar.
· Disc:
Una unitat amb un plat o més que s´utilitza per
guardar informació.
·Memòria intermitja:
Àrea d´enmagatzemament de la memòria que guarda
informació que es trasllada d´un lloc a un altre fins que el
dispositiu receptor estigui llest per acceptar-la.
·Partició:
Divisió d´una unitat de disc dur en dues o més unitats
virtuals.
·Pista:
Una vía d´acces singular i circular en un cantó d´un disc
o una cinta.
·Taula d´Asignació d´arxius (FAT)
Área d´un disc que ens manté al corrent de quins
segments del disc estan ocupats i quins estan
disponibles.
El disc dur esrà compost per varis discs o plats apil.lats dins
d´una carcasa impermeable a l´aire i a la pols.
El diàmetre dels plats oscil.la entre el 5 cm i els 13’3 cm.
Cada plat té dues cares, a cada cara li correspon un capçal
de lectura/escriptura.
Per tant un disc dur amb 7 plats tindrà 14 capçals.
La superficie dels plats està dividida en pistes concèntriques
numerades desde la part exterior començant per el 0.
Quantes més pistes té un disc d´un dimensió donada, més
aumentarà la seva densitat.
Tots els capçals es mouen al mateix temps, per aixó és més
ràpit escriure en la mateixa pista de varis plats, que no
omplir un plat, per continuar amb el demés.
Pista 0
El conjunt de pistes de mateix número en diferents plats es
denomina cilindre.
Un disc dur té tants cilindres com pistes hi ha en una cara de
un plat.
Cilindre
Les pistes estàn dividides en sectors. El número de sectors
és variable.
Els sectors situats aprop del centre son més petits, encara
que contenen la mateixa quantitat de dades.
La geometria d´un disc la defineix:
- El número de capçals.
- El número de cilindres.
- El número de sectors (per cilindre).
La capacitat d´un disc dur es medeix en Bytes.
La capacitat depen de la seva geometria i de la capacitat de
un sector (en bytes).
Exemple:
Bytes/sector Sectors/cilindre NumCilindres Capçals
0´5
*
51
*
724
*
14 = 258 Mb
Per localitzar dades en un disc, fan falta adreces.
L´adreça d´un sector està formada per un número de
capçal, un númeor de cilindre i un número de sector.
Exemple:
Cilindre 54
Capçal 5
Sector 23
El capçal flota sobre una superficie del disc.
El desplaçament de les capes d´aire arrosegades per el
moviment de rotació del disc, provoca el “despegue” dels
capçals i la colocació a una distancia de 0´5 micras per sobre
de la superficie.
Aixó pot provocar varis problemes:
- Durant el funcionament ha d´evitar-se l´entrada a
l´interior del disc de particules de cap tipus. Mai s´ha d´obrir
la carcasa d´un disc.
- Si el disc no funciona, el capçal reposa sobre la superficie
magnética. Aixó provoca un despegue i un aterratge quant
es talla la corrent.
Per evitar fer malbé les zones que contenen dades, es
reserva una pista especial per aquesta acció (Landing Zone).
La pista d´aterratge sol ser el número de pista del número
de pistes existent.
Pista
d´aterratge
En els discs antics, era necessari aparcar els capçals
mitjançant un programa, abans de tallar el corrent eléctric.
En l´actualitat hi ha un sistema automàtic que sen n´ocupa.
Existeix un altre cas problemàtic:
- Quant el disc està en funcionament, els capçals es queden
sobre l´última pista llegida/escrita.
Un cop pot provocar un aterratge erroni fent malbé la zona
de dades.
Les dades s´escriuen a disc mitjançant la corrent enviada al
electroiman que porta el capçal.
Aquesta corrent produiex un camp magnètic que modifica la
superficie del disc.
- Disc verge: Sense particularitats magnètiques.
- Impuls de corrent. El bobinat del capçal produeix un camp
magnètic al voltant de l´electroiman.
- El camp magnètic imanta la superficie del disc. Es forma
llavors un dipol.
Una variació del camp magnètic en les proximitats de
l´electroiman provoca l´aparició d´una corrent eléctrica al
bobinat d´aquest.
- El desplaçament dels dipols de la superficie del disc,
respecte al capçal produeix una inversió del camp magnètic.
- Aquesta inversió provoca l´aparició d´una corrent induida
dins del bobinat de l´electroiman.
Dins del disc, les dades estan constituides per uns i zeros.
Hi han varies técniques per codificar aquests valors
mitjançant impulsos electrics.
La més sencilla: 1=impuls, 0=ausencia d´impuls
Però hi han dos inconvenients importants:
- Els impulsos magnétics, no sols es fan servir per codificar
dades, també s´utilitzen per sincronitzar la lectura del disc.
- Una succeció d´uns, representats per impulsos magnètics,
pot provocar interferencies entre ells. Han d´estar
minimament espaiats.
Solucions:
- FM (frequency modulation).
Consisteix en representar un 1 per dos impulsos i un un 0
per un sol impuls, seguit d´un silenci. (Mai dos silencis
seguits).
- MFM (modulació de frequencia modificada).
Ens permet enmagatzemar el doble de dades que la anterior.
Aquesta técnica intenta reduir al mínim al quantitat
d´impulsos registrats al disc, i sobretot, enviar-los de manera
que sempre estiguin separats per silencis.
La tecnologia RLL és fundamenta dins de la MFM, encara que
entre impulsos, sempre deixa com a mínim dos silencis.
Un impuls:
Ausencia d´impuls:
El problema principal per augmentar al capacitat dels discs
és augmentar la distancia necesaria entre les zones
magnetitzades.
Aquest problema apareix quant es vol augmentar la densitat
lineal de dades. (quantitat de dades en una mateixa longitud
de pista).
Examinant la disposició de les dades en el disc, podrem
veure ràpidament, que les pistes no tenen longituts iguals.
Les pistes del centre son molt més curtes que les de la
periferia. En conseqüencia, la densitat de dades és en les
primeres, molt més elevades.
Desde el punt de vista de la
sincronització no és problema, ja que la
velocitat lineal es més baixa a l´interior
que en l´exterior en les mateixes
proporcions.
La pista exterior es 2 vegades
més llarga que la interior.
El número de dades que pasa davant del capçal en un
mateix espai de temps és el mateix a l´interior que a
l´exterior.
Per el contrari, es produeix un problema respecte al tamany
de les zones magnetitzades.
Quant més ens apropem al interior, més petit serà l´espai
entre cada dues zones, el que impedeix l´aprofitament
correcte de la part del disc situada aprop del centre.
Per resoldre aquest problema i utilitzar millor la superficie del
disc, pot recurrir-se a dues solucions:
- Mantenir constant la densitat de dades en la superficie del
disc. Llavors les pistes exterior contindran més informació
que les interiors.
El principal inconvenient d´aquest sistema té que veure amb
el mode de sincronització empleat, que es basa en la lectura
de dades.
En aquest cas és indispensable mantindre el ritme de lectura
de dades, i accelerar així el disc durant la lectura de les
pistes del centre i frenar-lo en les de la periferia, el que
obliga a possar un mecanisme molt complexe.
Densitat de dates constant
Hi ha un sistema molt més sencill, que consisteix en reduir el
tamany de la zona magnetitzada en les pistes interiors.
Aquest enfocament és totalment lógic, ja que la velocitat
lineal és en aquest punt més debil.
Per aixó disminueix la intensitat del corrent d´escriptura que
circula en l´electroiman del capçal.
En les pistes interiors es
reduirà el corrent
d´escriptura
L´augment de la densitat origina un altre problema.
Les superfices magnetitzades de la superficie del disc es
comporten com imans.
Quan estàn molt pròximes, entre elles, es produeix una
interacció entre els seus pols:
- Els pols identics es repelen.
- Els pols opostos s´atrauen.
Això provoca un important desplaçament que provoca la
posterior lectura: Sense precompensació
Les dades s´escriuen en aquesta posició
L´interacció entre els pols les porta a aquesta pos.
Per resoldre aquest problema, s´aplica un procediment de
PRECOMPENSACIÓ.
Les dades es defasen durant l´escriptura, de manera que
podran compensar-se al posterior desplaçament.
L´interacció entre els pols provoca undesplaçament que els
porta a la posició correcta.
Amb precompensació
Les dades s´escriuen en aquesta posició
L´interacció entre els pols les porta a la posició
correcta.
Aquest número indique la quantitat de dades que un disc pot
llegir o escriure en la part exterior del disc o plat en un
periode d´un segon.
Normalment es medirà en Mbits/segons.
Avui en dia, en un disc de 5400RPM, un valor habitual és
100Mbits/s, que equival a 10MB/s.
És la velocitat a la que gira el disc dur (els plats).
La regla és: a major velocitat de rotació, més alta serà la
transferéncia de dades, pero també major serà el soroll i
major serà el calor generat per el disc dur.
Es medeix en número de revolucions per minut (RPM).
Una velocitat mitja correcta en un disc dur IDE és 7200RPM.
Una velocitat mitja correcta en un disc SCSI és 10.000RPM.
És el temps mitja necesari que triga el capçal del disc en
accedir a les dades que necessitem. Realment és la suma de
varias velocitats:
* El temps que triga el disc en cambiar d´un capçal a un
altre quant busca dades.
* El temps que triga el capçal en buscar la pista amb les
dades, saltant d´una a una altra.
* El temps que triga el capçal en buscar el sector correcte
dins de la pista.
És un dels factors més importants a l´hora d´escollir un disc
dur. Quant sentim fer clicks al disc duro, es que està buscant
les dades que l´hem demanat.
Avui en dia en un disc modern, el normal son 10
milisegons.
És el métode utilitzat per el disc dur per conectar-se a
l´equip, i pot ser de dos tipus: IDE o SCSI.
Totes les plaques bases relativament recents, inclus desde
les plaques 486, integren una controladora de disc dur per
interfaz IDE (normalment amb bus PCI) que soporta dos
canals IDE, amb capacitat per dos discs cada una, el que fa
un total de fins quatre unitats IDE (disc dur, CD-ROM, unitat
de backup, etc.)
Hem de recordar que si coloquem en un mateix canal
dos dispositius IDE (ex. disc dur+CD-Rom), per transferir
dades un té que esperar a que l´altre acabi d´enviar o rebre
dades, i degut a la lentitut del CD-ROM respecte a un disc
dur, això ralentitza molt els procesos, pel que és molt
aconsellable colocar el CD-ROM en un canal diferent al del/s
discs durs.
La velocitat d´un disc dur amb interfaz IDE també es medeix
pel PIO (mode programat d´entrada i sortida de dades), de
mode que un disc dur amb PIO-0 transfereix fins 3,3MB/s,
PIO-1 fins 5,2MB/s, PIO-2 fins 8,3MB/s. Aquests modes
pertanyen a l´especificació ATA, peró en la especificació ATA2 o EIDE, els discs durs PIO-3 poden arribar fins 11,1MB/s,
o PIO-4, fins 16,6MB/s. Els discs durs moderns soporten en
la seva majoria PIO-4.
Recentment s´ha implementat l´especificación ULTRA-ATA o
ULTRA DMA/33, que pot arribar a pics de transferéncia de
fins 33,3MB/s. Aquest és el tipus de disc dur que s´ha de
comprar.
En l´interfaz SCSI, una controladora ha de comprar-se apart
(encara que algunes plaques d´altes prestacions integren
aquest interfaz) .
Es poden conectar a una controladora SCSI fins a 7
dispositius (o 15 si es WIDE SCSI)de tipus SCSI (ningun
IDE), peró no sols discs durs, CD-ROMS i unitats de BACKUP,
sinó també grabadores de CD-ROM, escàners...
Una altra ventatja molt important és que la controladora
SCSI pot accedir a varis dispositius simultàneament, sense
esperar a que cadascun acabi la seva transferència, com en
el caso del interfaz IDE, aumentant en general la velocitat de
tots els procesos.
Les tases de transferència de l´interfaz SCSI venen
determinats per el seu tipus (SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2,
ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilant entre 5MB/s fins a
80MB/s. Si l´equip funcionarà com a servidor, com servidor
de base de dades o com estació gràfica, per qüestions de
velocitat, l´interfaz SCSI és el més recomanable.
· USUARI NORMAL:
* 6,5GB mínim
* 5400RPM
* 10ms de temps d´accés
* Buffer de 128KB
* Mode Ultra DMA-33
· USUARI AVANÇAT:
* 10GB mínim
* 7200RPM
* 8ms de temps d´accés
* Buffer de 512KB
* Modo Ultra DMA-33 o SCSI
· SERVIDOR O ESTACIÓ GRÀFICA:
* 20GB mínim
* 7200RPM a 10.000rpm
* 8ms de temps d´accés
* Buffer de 1MB
* Modo ULTRA-SCSI o ULTRA-WIDE SCSI