Domů

Hardware

HDD 3: Struktura uložení dat (geometrie disku), Metody kódování

Fyzická struktura (Geometrie)

• Pomocí fyzické struktury pevného disku lze urcit presné uložení dat na disku

• Pocet hlav - Pri urcování v konfiguraci se setkáte s urcováním hlav, kdy je zadáván pocet využívaných povrchu. Ne vždy zde platí pravidlo o dvou hlavách na jednu plotnu. Pro kompatibilitu s prvními disky vetšinou hodnota nepresahuje 16 hlav. (Možná volba v systému BIOS - max. 255)

• Stopa (Track) - Každý disk má nekolik tisíc stop. Stopa je tvorena jednou z mnoha souosých kružnic. Trochu zvláštností i trochu problémem je ruzná velikost stop u stredu a u okraje disku. Jednotlivé stopy jsou císlovány od 0 k vyšším císlum (od vnejší stopy k vnitrní).  Na nulté stope je umístena tabulka FAT (File Allocation Table) s rozdelením disku. V systému BIOS se pocet stop zadává pomocí cylindru.

• Cylinder - Shodne umístené stopy nad sebou v jednotlivých plotnách oznacují jeden cylindr. Hlavy a cylindry jsou umísteny nad sebou díky stejné geometrii a stejnému vystavovacímu mechanismu (pri urcování hlav je urcováno císlo povrchu na který hlava cte a zapisuje (Možná volba v systému BIOS - max. 65536)

• Sector - Nejmenší jednotka na disku s typickou velikostí 512 bajtu. Pro urcení velikosti disku je udáván pocet sektoru na stopu. Tento údaj není zcela pravdivý (každá stopa je jiná!), hodnota je urcená prumerem a urcuje spíše logickou konfiguraci (typicky 63). (Možná volba v systému BIOS - max. 255 - v nekterých pouze 63)

• Cluster - Cluster není tvoren nízkoúrovnovým, ale vysokoúrovnovým formátováním. Operacní systém si v závislosti na velikosti oddílu organizuje nekolik sektoru do jednoho clusteru. Operacní systém tak efektivneji pracuje s více sektory najednou a místo sektoru se odvolává na clustery. O Velikosti clusteru pod Windows 2000 se mužete docíst v clánku "Systémy souboru nejen pod Windows 2000".

• Proc píši o logické strukture? U drívejších pevných disku bylo nutné zadávat hodnoty jednotlivých údaju do pameti CMOS. Z pohledu geometrie je disk stejný, ale ve skutecnosti jsou stopy ruzné a pocet sektoru na stopu také není stejný. U soucasných typu disku a pocítacu již není nutné hodnoty rucne zadávat, s pomocí nastavení BIOS jsou údaje automaticky rozpoznány.

• Další údaje zadávané do pameti CMOS (u vetšiny soucasných disku tyto údaje nevyžaduje): 

• Write Precompensation Cylinder - rešení problému urcování sektoru na discích s ruzným poctem stop na vnejší a vnitrní strane disku

• Landing Zone - Sektor pro uložení hlav pri vypnutí disku. Duležité pro drívejší disky s krokovým motorem. U soucasných disku jsou hlavy parkovány automaticky na zacátek disku.

Logická struktura dat

• Vzhledem k mnoha omezením a nesprávné úvaze o stejném poctu sektoru na stope, prichází logická struktura pro prekonání omezení a správný výklad hodnot.

• ZBR (Zone Bit Recording) - Metoda zápisu využívající ruzný pocet sektoru na stopu (velikost sektoru je stejná, ale pocet sektoru je, v závislosti na umístení stopy na disku, ruzný). Na vnitrní strane disku je stopa delší a vejde se do ní více sektoru než na vnitrní. V drívejších discích byl ve všech stopách stejný pocet sektoru.

• Logická struktura zjednodušuje strukturu disku, a to tak, že predstírá stejný pocet sektoru na stopu u vnitrní i vnejší strany disku. S príchodem ZBR se nedoporucuje zkoušet na discích nízkoúrovnové formátování.

• Logická struktura je ješte dalšího typu. Vzhledem k nekterým omezením systému BIOS jsou nekteré údaje prekládány na logickou organizaci - napr. u disku s vetším poctem cylindru se zvetší pocet hlav a zmenší pocet cylindru na prijatelnou hodnotu, viz BIOS. Nekdy se místo logického adresování používá také termín kódování sektoru, v soucasné dobe je nahrazován adresováním LBA. Kódování sektoru je používáno u disku, kdy parametry neodpovídají nekterým omezením. Rešením je matematická zmena ( napr. místo 32000 cylindru a 2hlav mužeme použít hodnoty 4000 cylindru a 16hlav

 Organizace zápisu a ctení - Metody kódování

• Zápis dat - Hlavy se pohybují  nad povrchem a vytvárejí magnetické pole o ruzné polarite (polarita je vytvárena zmenou smeru proudu elektrického, principem hlav je tedy elektromagnet menicí velice rychle svoji polaritu). 

• Ctení dat - Hlavy se pohybují nad povrchem disku a ruzná polarita indukuje v hlavách elektrický proud, který je následne preveden na srozumitelnou podobu ve forme dat.

Jednotlivé metody

• Samotné rozpoznávání jednotlivých bitu tak záleží na rozpoznání zmagnetizovaných a nezmagnetizovaných míst. Problémem je odlišení nekolika bitu (0 nebo 1) hned za sebou, kdy se velmi obtížne urcují místa se stejnou polaritou. Rešení je používání kódovacích metod, kdy se používá ruzných casových informací, rozlišovacích znacek umístovaných na disk a jiných zpusobu. Principem modernizace jednotlivých metod je používání co nejméne rozlišovacích znacek, snížení velikosti bodu pro záznam bitu s výsledkem úspory místa pro samotná data a zvýšení hustoty zápisu. U nejmodernejších metod je už možné odlišit i nekolik stejných bitu vedle sebe. Metody od nejstarších k novejším:

• Frequency Modulation (FM) - Metoda používaná v prvních typech disku s rozhraním ST506, ESDI. Mezi každým bitem je umístena rozlišovací znacka.

• Modified Frequency Modulation (MFM) - Vylepšená metoda kódování FM. V soucasné dobe se s ní lze setkat u disket. Oproti metode FM je dosaženo zvýšení hustoty dat až na dvojnásobek, díky snížení poctu rozlišovacích znacek.

• Run Lenght Limited (RLL)

• Partial Response Maximum Likehood (PRML)

• Extended PRLM (EPRLM)

• Extended Partial Response (EPR)

Příbuzné odkazy

Seznam Odkazů»Hardware»Paměťová zařízení (Storage)

Tisk Verze pro tisk | Doporučit Poslat odkaz přes email