Háttértárak

A belső memóriák kiegészítéseként szükség volt olyan eszközökre, amelyeken nagy mennyiségű adatok hosszabb időn keresztül tárolhatók. (Ezeket az eszközöket szokták külső tárolóknak, külső memóriáknak, vagy háttértárolóknak nevezni.) Ezen követelmény kielégítése végett minden külső tároló a következő részekre bontható: - adathordozó, amely az adatokat, illetve programokat tárolja - író/olvasó eszköz, amely az adatokat az adathordozóra kiírja, illetve beolvassa - meghajtó, amely a működést vezérli Mindezek mellett még rövid elérési idejű, megfelelő kapacitású, minimális hibás felülettel rendelkező eszköznek kell lennie.

Mágneslemez Optikai lemez Mágnesszalag Lemezkezelés Biólógia tároló Holografikus tároló Mágnesdob Buborékmemória Mágneslemez Optikai lemez Mágnesszalag múlt jövő

A mágneses elven működő háttértárolók esetében az adathordozót egy mágnesezhető réteggel vonják be, amit aztán a tárolandó adatnak megfelelően egy mágnes segítségével átmágneseznek. Az optikai elven működő háttértárak esetében egy lézersugár segítségével írják, illetve olvassák a CD-ket.

Floppy

Az átlagos IBM PC-hez mind floppy diszk (FD - hajlékony lemezes tároló), mind pedig hard-disc (HD - merev lemezes tároló) is csatlakozik. Mindkét tároló azonos alapelven működik: forgó mágneses lemezre írunk illetve innen olvasunk a mágneses indukció törvény felhasználásával. - A floppy lemez lassabban forog, a fejek a lemezhez közvetlenül hozzáérnek. A hard diszknél a lemezek forgási sebessége szignifikánsabb nagyobb, a fejek "légpárnán lebegnek" a mágneses hordozóközeg felett (360 illetve 3000-10000 ford/perc).

A következő ábrából megérthető, miért nem előnyös, ha a HDD közelében dohányoznak. A légpárna kialakulásához ugyanis levegő szükséges, - ez csak úgy biztosítható, ha a disc a külvilággal ténylegesen érintkezni tud.

HDD arányai

Hogyan helyezkedik el az információ a lemezen, illetve hogyan lehet egy adott szakaszt elérni? A lemez legkisebb kiválasztható infor-mációs egysége a szektor. Ez általában 512 byte információt tartalmaz. Az azonos rádiuszon található szektorok a "track"-en vagy cilinderen helyezkednek el. Ezek felett/alatt mozog a fej, ezért több lemez esetén több fejre van szükség.

Egy elemi információs egység kijelöléséhez tehát egy számhármas tartozik: meg kell mondanunk, hogy melyik fej olvasson, hányadik track-rôl és hányadik szektort. Természetesen ehhez a fejet a megfelelő pozícióba kell mozgatnunk és megvárnunk, míg a kívánt információ pont "alája fordul” Mindez időt igényel: 10 - 100 msec.-re van szükség, attól függően, hogy milyen távoli track-en kellett az új helyzetet elfoglalni. A diszkek nagyon sokkal lassabbak, mint a RAM memóriák. Érdemes felfigyelni a szektorok számozására. Az egymás melletti szektorok sorszámai nem folytatólagosak. Ennek oka az, hogy egy szektor beolvasása után egy kis időt kell hagyni az információ elrendezésére, mozgatására.

Címszámítás Az eszközmeghajtó alsó oldala A folyamatok lineáris címzést szeretnek, a lemezegység vektoros 3 paraméterből állót A blokksorszámot (b) a fej(h), a cilinder (c) és a szektor (s) sorszáma alalpján a következő képlettel számolhatjuk ki b=h*C*S+c*S+s C a cilinderek száma, S a szektorok száma

Fejmozgási idő: (seek time) azaz idő, amíg a fej eléri a kívánt blokkot tartalmazó sávot. Értéke a 10ms nagyságrendű Elfordulási idő: (latency time) a kiválasztott blokkot tartalmazó szektor fej alá kerülésének ideje legrosszabb esetben a körülfordulási idő (~10 ms) Adatátviteli sebesség: (transfer time) a blokk adatainak továbbítására szükséges idő 60/s fordulatszámmal , 63 szektorral számolva azaz idő míg a fej egy blokk felett tartózkodik, kb 0,25 ms, Ha blokkméret 512 byte a szükséges átviteli sebesség 2MB/s

Felhasználói folyamatok Eszközmeghajtók A lemez eszközmeghajtó működése Felhasználói folyamatok Kiszolgálandó folyamat „Felső” szint eszközkezelő „Alsó” szint vezérlés Megszakítás vezérlés DMA lemezegység

Lemez ütemezés A felső szint feladata a kérés átvétele, vizsgálata, és elhelyezése a várakozási sorban. Ha más magasabb szempont nem szól bele a dologba, a kiszolgálás sorrendjét csak a várakozási idő optimalizálásának célja vezérli A várakozási idő mellett annak szórása is fontos paraméter Sorrendi kiszolgálások Sorrendi kiszolgálás: (First Come First Served – FCFS) a legegyszerűbb stratégia Lekisebb elérési idő: (Shortest Seek Time First – SSTF) a legkisebb fejmozgással járó kérés van elönyben . Itt a legkisebb átlagos várakozási idő Pásztázó: (Scan,Look) a fej állandó mozgásban van, az írányban eső kéréseket szolgálja ki, az írány akkor fordul meg, ha már nincs több kérés , vagy a fej elérte a szélső sávot Egyírányú pásztázás: (Circular Scan)

Mágnesszalag Régen kompakt kazettákat (magnókazettákat) használtak adathordozóként (pl. C64-hez). Kis kapacitású volt, s nagyon lassú, ezért a PC-nél már nem használják. Továbbfejlesztéseképpen létrehozták a mágnesszalagos adatmentő egységet, vagy más néven streamert.

Az adatokat erre az eszközre is sorosan, egymás után lehet feljegyezni, ezért nem nagyon alkalmas gyakori adatolvasásra, illetve írásra. Kifejezetten biztonsági mentések tárolására használják. A mágnesszalagos egységek a számítógépbe beépíthetők, vagy külső egységként is használhatók, amely esetben akár több géphez is hozzá lehet csatlakoztatni. Kapacitása: több 100 Mbyte, de kaphatók TeraByte-os nagyságrendű adattárolók is.

Optikai meghajtók Egyszer írható CD (CD-R) normál CD-ROM olvasó ezt a fajta CD-t is tudja olvasni, azonban az íráshoz szükség van egy CD-írónak nevezett eszközre is. A gyártás során a CD-R-t még nyers formában bocsátják forgalomba, azaz a közepétől spirál alakban kifelé induló barázdált sávok találhatók meg rajta. A barázdák vezetik majd az írófejet. Megjelenik a CD-R-en egy fényáteresztő felvevő réteg, és egy arany réteg. Íráskor a fényáteresztő réteg felhólyagosodik, így az arany réteg, az olvasás során letapogató lézersugár csak egy részét tudja majd visszaverni. Így tudják itt is tárolni a digitális jeleket.

Többször írható, olvasható CD (CD-RW) Az adatok felírásánál keveredik a mágneses és optikai elven működő tárolási mód. Egy olyan mágnesezhető réteggel van bevonva az eszköz, amely szobahőmérsékleten nem magnetizálható. Ellenben a lézersugár hatására azzá válik. Ezután egy mágnes segítségével a forró anyag szerkezete a tárolandó információk alapján megváltozik. Amikor kihűlt az anyag, már olvasható is.

DVD, DVD-RAM, DVD-RW Manapság megnőtt az igény nagyobb méretű multimédiás alkalmazások tárolására is. Egy erre alkalmas tárolóeszköz a DVD. Működése lényegében megegyezik a CD-ROM-éval, azonban sűrűbben helyezkednek el a sávok sajnos a kezdeteknél nem fektettek le egységes szabványokat, emiatt többféle formátumok is léteznek. A DVD-t olvasó eszköz alkalmas CD-ROM olvasására is.