Особенности устройств хранения информации

Не вдаваясь глубоко в техно сторону, разглядим некие особенности устройств, применяемых для хранения инфы в компьютерах.

Устройства, выполняющие операции, связанные с сохранения и считывания данных на вещественном носителе, именуются наружными запоминающими устройствами(ВЗУ) либо устройствами наружной памяти.

Хоть какое ВЗУ реализует один из 2-ух вероятных принципов размещения инфы — поочередный доступ либо прямой доступ. 1-ый вариант применяется при сохранении инфы на ленточных носителях, к примеру, магнитной либо картонной ленте — в данном случае записи располагаются одна за другой, т.е. поочередно. Считывание записей также делается поочередно, и для того, чтоб найти подходящую запись, просит просмотреть все прошлые, подобно поиску кадра на кинопленке.

Для реализации прямого доступа на носителе должны быть обозначены (пронумерованы) области для записи инфы — такие области именуются блоками. Блок, подобно ячейке ОЗУ, служит контейнером для размещения данных. Обратиться к данным для записи-считывания можно по номеру (идентификатору) блока. Операция разбиения поверхности носителя на блоки именуется форматированием — она делается в неотклонимом порядке и предшествует использованию носителя. Блок обычно имеет строго определенную для данного носителя информационную емкость, к примеру, для сменного магнитного диска емкостью 1,44 Мб — 512 б. Блок может содержать только целое число физических записей из-за этого часть блока длиной меньше, чем размер записи, оказывается пустой и не употребляется. К примеру, при длине записей по 150 б в один блок размером 512 б поместятся 3 записи, а 62 б останутся свободными. На носителях большой емкости, к примеру, жестких магнитных дисках (винчестерах) блоки соединяются во единожды в группы — кластеры (к примеру, на современных компьютерах IBM кластер обхватывает 8 блоков) запись файлов делается в их и применяется адресация по номерам кластеров (это уменьшает полное количество адресов и, как следует, ускоряет поиск и доступ к файлу).

На дисковых носителях названия файлов хранятся раздельно от физических записей. В определенном месте диска при его форматировании создается особая область, в какой размещается таблица размещения файлов — FAT (File Allocation Table). В эту таблицу заносятся имена и атрибуты файлов (дата и время сотворения, размер, атрибуты доступа), также номер кластера, с которого начинается размещение файла. Таким образом, воззвание к файлу происходит в два шага: поначалу при помощи файловой таблицы по названии файла находится номер кластера, а потом считывающая-записывающая головка ВЗУ устанавливается над ним и производит операции. Ситуация иллюстрируется рис. 6.7. Содержание файловой таблицы можно просмотреть при помощи команд операционной системы (к примеру, dir в MS DOS).

При обмене меж ВЗУ и ОЗУ данные пересылаются не отдельными записями, а блоками, размер которых совпадает с размером блока ВЗУ — 512 б; схема обмена представлена на рис.6.8. Для организации обмена в ОЗУ выделяется особая область — буфер обмена; размер буфера устанавливается при конфигурировании операционной системы компьютера. При пересылке из ОЗУ в ВЗУ данные (записи, входящие в файл) поначалу из ОЗУ пересылаются в буфер, пока он не заполнится, потом целым блоком отправляются в приготовленный блок ВЗУ. Считывание идет оборотным методом. Обмен может идти минуя центральный микропроцессор — в данном случае сразу с обменом может выполняться обработка данных (поступивших либо других).

Следует увидеть, что, хотя организация прямого доступа к данным на ВЗУ очень припоминает компанию случайного доступа к ячейкам ОЗУ (то и другое делается по адресу; время доступа не находится в зависимости от адреса), меж этими методами имеется различие. Из ячеек ОЗУ могут быть извлечены отдельные данные (к примеру, элементы полей логической записи); не считая того, ОЗУ конкретно связано с устройством обработки данных (центральным микропроцессором). При желании использовать данные с ВЗУ, во-1-х, поначалу весь информационный массив должен быть перенесен в ОЗУ (с ВЗУ никакой обработки не ведется); во-2-х, нужные данные в этом массиве отыскиваются поочередным образом. Другими словами, прямой доступ оказывается некоторой композицией случайного и поочередного.