Метод тепловой магнитной записи

Хранение информации

1)-2)Файловая система. Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях . айловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (мельчайшие единицы данных, которыми оперирует файловая система, размер их кратен 512 байтам). Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные. Вся информация о файлах хранится в особой области раздела — таблице файлов. Раздел — это определенная область диска, созданная во время операции разметки диска. Каждый раздел содержит один (редко — несколько) отформатированный том. Том — область раздела со своей файловой системой, своей таблицей файлов и областью данных. Один или несколько разделов составляют диск.В начале диска находится особая область — MBR (Master Boot Record), содержащая программную логику, необходимую BIOS для загрузки системы с жесткого диска.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Дисковые файловые системы: FAT-12, 16(введено длинное имя (до этого 8.3) с сохранением регистра, размер поддержив. Раздела увеличен с 16 Мб до 2Гб), 32(разделы – до 2 терабайт, Загрузочный сектор раздела дублировался для отказоустойчивости)

NTFS( регистр имени сохраняется, но не различается, Том NTFS состоит из MFT (Master File Table — главная таблица файлов), содержащей каталог файлов, и пространства для хранения файлов. Сама MFT тоже является файлом; Размер кластера варьируется от 512 байт и до 64 Кбайт; теоретически размер файла ограничен 16 экзабайтами)

__

3) Диске́та, ги́бкий магни́тный диск (англ. floppy disk, англ. diskette) — портативный сменный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных. Представляет собой помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод со считывающими магнитными головками (открывалась шторка, диск вращался со скоростью 300 об/мин). Также существовало окно защиты от записи. Как и дискеты существовали одно- и двусторонние дисководы. Дискеты были различных форматов и плотностей записи (самая большая по объему – 3,5 ‘’ – 2880 Кб, 2 стороны, на каждой стороне по 80 дорожек(нумерация начиналась с края с 0 дорожки), включающих 36 секторов (в зависимости от дискет в кластере было 1 или 2 сектора )

_______________________________

4) Жесткий диск — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоемферромагнитного материала. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси.Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм^[1]), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации. (винчестер 3340 в 1973г (30-30))

Интерфейс (англ. interface) — техническое средство взаимодействия 2-х разнородных устройств, что в случае с жёсткими дисками является совокупностью линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии (контроллеры интерфейсов), и правил (протокола) обмена.

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем.

Время произвольного доступа (англ. random access time) — среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска.

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

С целью адресации пространства поверхности пластин диска делятся на дорожки — концентрические кольцевые области. Каждая дорожка делится на равные отрезки — секторы. Адресация CHS предполагает, что все дорожки в заданной зоне диска имеют одинаковое число секторов.

Цилиндр — совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жёсткого диска. Номер головки задает используемую рабочую поверхность (то есть конкретную дорожку из цилиндра), а номер сектора — конкретный сектор на дорожке.

_______________________________

5) Метод продольной записи. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая, проходя над поверхностью вращающегося диска, намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. При этом вектор намагниченности домена расположен продольно, то есть параллельно поверхности диска. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от направления намагниченности. Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². К 2010 году этот метод был практически вытеснен методом перпендикулярной записи.

Метод перпендикулярной записи. Метод перпендикулярной записи — это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у дисков на 2009 год — 400 Гбит/дюйм² (62 Гбит/см²).^[26]

Метод тепловой магнитной записи

6) контроль и коррекция ошибок.

Структура транзакции

Каждая транзакция состоит из заголовка и последующего блока данных. В заголовке содержится следующая информация:

FID — уникальный идентификатор файла, которому принадлежит транзакция;

смещение — смещение блока данных внутри файла;

размер — размер блока данных;

последовательность — монотонно возрастающее число, используемое для упорядочивания по времени;

CRC-код — число для проверки целостности данных (для флеш-памяти типа NAND, NOR и SRAM);

ECC-код1 — код коррекции ошибок (для флеш-памяти типа NAND);

другая информация — зарезервировано.

Выявление ошибок по CRC-коду

Каждая транзакция защищена кодом CRC, который позволяет быстро выявить данные с ошибкой, и служит основой для выполнения отката ошибочной или незавершенной транзакции при старте. CRC-код помогает выявить множество ошибок в разрядах, которые случаются при сбое электропитания.