Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Háttértár (secondary memory) Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Háttértár (secondary memory) Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák."— Előadás másolata:

1 Háttértár (secondary memory) Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák

2 Bóta Laca bemeneti egységek (input) kimeneti egységek (output) 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

3 Bóta Laca Háttértárak (secondary memory) adattároló egység, amely képes nagy mennyiségű felhasználói adatot (hosszú távon) tárolni függetlenül a számítógép működésétől

4 Bóta Laca A háttértárak csoportosítása papíralapú háttértárak mágneses háttértárak optikai háttértárak magnetooptikai háttértárak elektronikus háttértárak

5 Bóta Laca 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

6 Bóta Laca 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

7 Papír alapú háttértárak Secondary Memory Based on Paper

8 Bóta Laca Papír alapú háttértárak csoportosítása lyukszalag (punched tape, paper tape) lyukkártya (punch card)

9 Bóta Laca A papíralapú háttértárak jellemzői Használatának kezdete1725 Franciaország Falcon és Bouchon szövőszéke Használatának végeXX. század utolsó (két) évtizede Bináris jel 2 értékepapírlap <> lyukasztás Kezelőegységhatalmas olvasó és író (lyukasztó) berendezés Olvasás módjaoptikai úton Írás módjalyukasztással Kezelő programPC-nél nem volt Cserélhető adathordozóigen Újraírhatóság (törölhető)nem lehetséges Adatelérésszekvenciális Tárkapacitás80 karakter/kártya (az ismert IMB kártyánál) lyukszalagnál a hosszúságtól függött

10 Mágneses háttértár MagneticSecondaryMemory

11 Bóta Laca Az ismertebb mágneses háttértárak mágnesdob (magnetic drum) mágnesszalag (streamer) hajlékony mágneslemez (diskette, floppy disk) merev mágneslemez (hard disk)

12 Bóta Laca A mágneses háttértárak jellemzői Használatának kezdete1947. mágnesdob mágnesszalag - Remington cég (UNIVAC) merevlemez - IBM 305 RAMAC számítógéphez hajlékony lemez (8”) (ezután 1976-ban 5,25”) ,5”-os FDD - Sony OA-D3OV ,5”-os DD, HD jelű flopi Használatának végemerevlemez váltotta a mágnesdobot, a flopik egymást Bináris jel 2 értékemágnesezhető felület fluxusváltása Meghajtóegységlemez forgatása + fejek mozgatása, illetve szalag továbbítása Olvasás módjaolvasó fejjel, ami a fluxusváltást képes érzékelni Írás módjaíró fejjel, ami képes a fluxusváltásra Kezelő programPC esetén: BIOS + operációs rendszer + meghajtóprogram (múlt) Cserélhető adathordozószalagnál és hajlékonylemeznél Újraírhatóság (törölhető)minden esetben több tízezerszer lehetséges Adatelérésszekvenciális (szalag), direkt (dob, lemez) Tárkapacitásmerevlemez max.: 1,6 Tbájt (2006. október)

13 Bóta Laca 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

14 Bóta Laca 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, ami kerekítve úgy 1 bit/mm PC-hez nem használták

15 Bóta Laca 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 és egy újabb Mini-QIC80 kazetta. 243

16 Bóta Laca Streamer csatlakoztatása USB Vezték nélkül, USB IDE FireWire SCSI

17 Bóta Laca Mágnesszalag - Ditto Iomega cégtől, biztonsági mentéshez párhuzamos port (max. 1 MB/s) már nem gyártják

18 Hajlékonylemezes háttértárak FloppyDisk Secondary Memories

19 Bóta Laca 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

20 Bóta Laca Hajlékonylemez = flopi A flopi a legismertebb hajlékony- lemezes technológia, így a két név magyarul már ugyanazt jelenti. Az adathordozót (flopit), vagyis a hajlékony, műanyag, mágneses bevonatú 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

21 Bóta Laca A flopi utolsó két mérete 3,5" 5,25" írásvédelmi retesz (write protect switch) írásvédelmi rés (write protect notch)

22 Bóta Laca 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

23 Bóta Laca 3,5”-os flopi A flopi írásvédetté tehető 213

24 Bóta Laca 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. formázatlanegy sávegy szektor 211

25 Bóta Laca A flopi utolsó két méretének típusai évszám név lemez- átmérő lemez- jelzések tárkapacitás (capacity) adatátviteli sebesség Kbit/sec sávok száma (track) sávonkénti szektorszám (sector) sávsűrűség (track/inch) (TPI) fordulatszám (ford./perc Rotate Per Minute) (RPM) SD85,25"SS, DD160 KBájtn.a.408n.a DD95,25"DS, DD360 KBájt n.a DQ155,25"DS, HD1,2 MBájt DQ93,5"DS, DD720 KBájt250809n.a DQ183,5"DS, HD1,44 MBájt DG363,5"DS, XD2,88 MBájt1 Mbit/s8036n.a. DS - Double Side (két oldalas) DD - Double Density (dupla írássűrűség) HD – High Density (kiemelt írássűrűség) XD – Extra Density (extra írássűrűség) – csak az IBM 1 szektorban 512 bájt adat található 212

26 Bóta Laca 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 = bájt bájt = /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): /1024 = 1440 Kbájt 1440/1000 ≈ 1,44 Mbájt. A mértékegység használatának következetlenségeiről bővebben olvashat: (2005. október 17.) (2005. október 17.)

27 Merevlemezes tárak HardDisk Secondary Memories

28 Bóta Laca 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, tárkapacitásuk MBájt közötti, átmérőjük 5,25" vagy 3,5". JAZ lemez szintén cserélhető merevlemezes technológián alapuló háttértár, kapacitása 2 GBájt. 237

29 Bóta Laca 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. 237

30 Bóta Laca A merevlemez története az első merevlemez - IBM 305 RAMAC számítógép-rendszerhez 4,4 Mbájt tárkapacitás, 50 db kétoldalú lemez, 10 millió $/Gbájt az első 8 inch-es merevlemez - IBM 62 PC "Piccolo" az első 5,25 inch-es merevlemez - Shugart Technology ST az első 3,5 inch-es merevlemez - Rodime RO az első kártyában elhelyezett merevlemez - Quantum Hardcard Az utolsó 14 inch-es merevlemez - IBM 3380K RAID definiciója - University of California, Berkeley az első 2,5 inch-es merevlemez - PrairieTek az első 1,8 inch-es merevlemez - Integral Peripherals elsőként alakalmaztak nagy írássűrűséget lehetővé tevő fejeket (giant magnetoresistive heads), amiért 2007-ben a felfedezők fizikai Nobel-díjat kaptak IBM: Deskstar 16GP "Titan" inch-es átmérőjű merevlemez - IBM: Microdrive

31 Bóta Laca Egy szétbontott merevlemez szerkezete mágneses réteggel (50 mikron) bevont alumíniumlemez 237

32 Bóta Laca A merevlemez tárkapacitása A felületi adatsűrűség szerint  200 GB/négyzetinch (2007.)  500 GB/négyzetinch ( terv) Teljes kapacitás szerint  750 GB ( gazdaságos)  1 TB ( drága)  4 TB (2009. – terv, 2007-ben kifejlesztett, kétezerszer kisebb olvasófej) 237

33 Bóta Laca A merevlemez partícionálása, formázása A lemeztányérok mindkét oldalához tartozik egy író-olvasó fej. Használat előtt  először partícionálni (logikai egységekre 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. 237

34 Bóta Laca Adattárolás a merevlemezen sáv szektor író-olvasó fejek tengely sáv szektor lemez

35 Bóta Laca 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 klaszterek kevesebb szektorból álljanak. pl.: FAT16 - DOS: 1,2 GB HDD 1 partíció >> 32 KB a klaszter 237 sáv szektor klaszter

36 Bóta Laca Zónák kialakítása a merevlemezen

37 Bóta Laca 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 órákon keresztül) megoldja az összetartozó adattöredékek (klaszeterek) egymás utáni elhelyezését. 237

38 Bóta Laca 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.

39 Bóta Laca 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 = szektor = 504 MB max. 4MB/s EIDE: Extended IDE, megjelent az LBA címzés (Logical Block Adressing) a szektorokat –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 2 48 x2 9 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

40 Bóta Laca Csatolók, szabványok 3 SCSI: Small Computer System Interface Nagy átviteli sebesség ( MB/s), egyszerre akár 7 eszköz egy vezérlőkártyán. 50 eres, akár több méteres kábel. Zajos, nagy energia felhasználás RAID-ben, kiszolgálókban gyakori

41 Bóta Laca PATA (EIDE) csatlakozó aljzat az alaplapon 253

42 Bóta Laca Hordozhatóság IDE mobil rack USB mobil rack 238 USB-s külső HDD

43 Bóta Laca Merevlemez csatlakoztatása az alaplaphoz merevlemez (HDD) PATA (IDE/EIDE) kábel PATA (IDE/EIDE) csatlakozók SATA kábel SATA csatlakozók 253

44 Bóta Laca 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

45 Bóta Laca 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 253

46 Bóta Laca Egy konkrét merevlemez jellemzői (2005) WD Caviar RE2 valódi tárkapacitás (formatted capacity) : MB hirdetett 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):4 fejek száma (number of heads):8 felhasználható szektorok száma (user sectors per drive): db 1 szektorban tároltható adat (bytes per sector):512 bájt

47 Bóta Laca 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) 234

48 Bóta Laca 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 FM

49 Bóta Laca 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 MFM 234

50 Bóta Laca Mágneses rögzítési eljárások - RLL RLL – futási hossz korlátozás kapacitásnövekedés 50% - 26 szektor/sáv ARLL: 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 234

51 Bóta Laca Példa az RLL 2.7 kódolásra AdatsorozatRLL2.7 kód RLL 2.7 felbontás RLL 2.7 kódolás RLL 2.7 eljárás 234

52 Bóta Laca Adatrögzítési eljárások FM MFM RLL 234

53 Bóta Laca 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 6 235

54 Bóta Laca RAID 4

55 A bemutató forrásanyagai

56 Bóta Laca Könyvek, cikkek Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv. Computerbooks, Bp., Racskó Péter: Bevezetés a számítástechnikába. LSI. Markó Imre: PC hardver. Konfigurálás és installálás. LSI, Hasznos oldalak:    október


Letölteni ppt "Háttértár (secondary memory) Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák."

Hasonló előadás


Google Hirdetések