H tt rt r secondary memory
Download
1 / 56

Háttértár (secondary memory) - PowerPoint PPT Presentation


  • 120 Views
  • Uploaded on

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)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Háttértár (secondary memory)' - gareth


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
H tt rt r secondary memory

Háttértár(secondary memory)

Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák


Ibm kompatibilis pc k logikai fel p t se

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...


H tt rt rak secondary memory

211234

Háttértárak (secondary memory)

  • adattároló egység, amely képes

  • nagy mennyiségű felhasználói adatot

  • (hosszú távon) tárolni

  • függetlenül a számítógépműködésétől.


A h tt rt rak csoportos t sa

211234

A háttértárak csoportosítása

  • papíralapú háttértárak

  • mágneses háttértárak

  • optikai háttértárak

  • magnetooptikai háttértárak

  • elektronikus háttértárak


H tt rt rak secondary memory1

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


H tt rt rakr l ltal nosan

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.


Pap r alap h tt rt rak

Papír alapú háttértárak

Secondary Memory

Based on

Paper


Pap r alap h tt rt rak csoportos t sa
Papír alapú háttértárak csoportosítása

  • lyukszalag (punched tape, paper tape)

  • lyukkártya (punch card)



M gneses h tt rt r

Mágneses háttértár

Magnetic

Secondary

Memory


Az ismertebb m gneses h tt rt rak

211234

Az ismertebb mágneses háttértárak

  • mágnesdob (magnetic drum)

  • mágnesszalag (streamer)

  • hajlékony mágneslemez(diskette, floppy disk)

  • merev mágneslemez (hard disk)


A m gneses h tt rt rak jellemz i

211234

A mágneses háttértárak jellemzői


M gneses h tt rt rak

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.


M gnesdob
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


M gnesszalag streamer

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.


Streamer csatlakoztat sa
Streamer csatlakoztatása

  • USB

  • Vezték nélkül,USB

  • IDE

  • FireWire

  • SCSI


M gnesszalag ditto
Mágnesszalag - Ditto

  • Iomega cégtől, biztonsági mentéshez

  • párhuzamos port (max. 1 MB/s)

  • már nem gyártják


Hajl konylemezes h tt rt rak

Hajlékonylemezes háttértárak

Floppy

Disk

Secondary Memories


Hajl konylemezes technol gia h tt rt rai

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


Hajl konylemez flopi

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


A flopi utols k t m rete

211236

A flopi utolsó két mérete

írásvédelmi rés(write protect notch)

írásvédelmi retesz

(write protect switch)

5,25"

3,5"


A 3 5 os flopi r szei

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.


3 5 os flopi

213

3,5”-os flopi

  • A flopi írásvédetté tehető


Adatok t rol sa flopin

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


A flopi utols k t m ret nek t pusai

212

A flopi utolsó két méretének típusai


Mennyi adat f r r
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.)


Merevlemezes t rak

Merevlemezes tárak

Hard

Disk

Secondary Memories


Merevlemezes technol gia h tt rt rai

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.


Merevlemez winchester

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.


A merevlemez t rt nete
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


Egy sz tbontott merevlemez szerkezete

237

Egy szétbontott merevlemez szerkezete

mágneses réteggel (50 mikron) bevont alumíniumlemez


A merevlemez t rkapacit sa

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)


A merevlemez part cion l sa form z sa

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.


Adatt rol s a merevlemezen
Adattárolás a merevlemezen

szektor

sáv

sáv

szektor

tengely

író-olvasó fejek

lemez


A merevlemez logikai adatkezel se

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



Az adatok l ncol sa defragment l s

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.


Csatol k szabv nyok 1
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.


Csatol k szabv nyok 2
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


Csatol k szabv nyok 3
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


253

PATA (EIDE) csatlakozó aljzat az alaplapon


Hordozhat s g

238

Hordozhatóság

  • IDE mobil rack

  • USB mobil rack

  • USB-skülső HDD


Merevlemez csatlakoztat sa az alaplaphoz

253

Merevlemez csatlakoztatása az alaplaphoz

PATA (IDE/EIDE) csatlakozók

PATA (IDE/EIDE) kábel

merevlemez (HDD)

SATA kábel

SATA csatlakozók


K belek az a meghajt khoz

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)


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


Egy konkr t merevlemez jellemz i 2005
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


Adatr gz t s

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)


M gneses r gz t si elj r sok fm

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


M gneses r gz t si elj r sok mfm

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


M gneses r gz t si elj r sok rll

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


P lda az rll 2 7 k dol sra

234

Példa az RLL 2.7 kódolásra

6

4

6

3

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

RLL 2.7 felbontás

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

RLL 2.7 kódolás

00

10

00

00

10

01

00

00

00

00

00

01

00

10

00

10

RLL 2.7 eljárás


Adatr gz t si elj r sok

234

Adatrögzítési eljárások

6

4

6

3

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

FM

MFM

RLL

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1


235

RAID

  • több merevlemez adatok tárolására

  • striping (csíkozás): logikailag összefüggő adatok darabolása

  • mirroring (tükrözés): ugyanazon adatok több merevlemezre írása egyszerre

  • több szintje van: RAID 0 – RAID 6


Raid 4
RAID 4

http://www.netzwerk-community.de/bilder/infobild/raid7.gif



K nyvek cikkek
Könyvek, cikkek

  • Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, 2007.

  • Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv. Computerbooks, Bp., 1998.

  • Racskó Péter: Bevezetés a számítástechnikába. LSI.

  • Markó Imre: PC hardver. Konfigurálás és installálás. LSI, 2000.

  • Hasznos oldalak:

    • http://www.mdgx.com/glossary.htm

    • http://www.ata-atapi.com/

    • http://www.computerhope.com/help/ide.htm

  • 2007. október


ad