เรื่องระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้เข้าใจถึง องค์ประกอบและวิวัฒนาการคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม สามารถบอกหน้าที่ และ การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ทั้งการทำงาน ด้าน ฮาร์แวร์ ซอฟแวร์ เข้าใจถึง ระบบบัส หน่วยความจำภายในและภายนอก การนำข้อมูลเข้าและการส่งออกข้อมูล การคำนวณทางคณิตศาสตร์ รูปแบบคำสั่งและการบ่งตำแหน่งที่อยู่ เรื่องโครงสร้างและหน้าที่ของซีพียู

บทที่ 5 หน่วยความจำภายนอก

หน่วยความจำภายนอก
      ดิสก์แม่เหล็ก
-สามารถสนับสนุนอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติ fly height ลดลง ทำให้มีความเที่ยงตรงในการทำงานมากขึ้น
-มีความแข็งมากกว่า ช่วยในการลดอาการแกว่งตัวของดิสก์
-มีความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน และรอยขูดขีดมากกว่า

กลไกในการอ่านและบันทึกข้อมูลบนสื่อแม่เหล็ก
             ข้อมูลถูกบันทึกลงบนแผ่นดิสก์ และสามารถอ่านกลับมาใช้งานได้ในภายหลัง โดยผ่านอุปกรณ์เรียกว่า หัวอ่าน/เขียนข้อมูล (head) ซึ่งมักจะแยกออกจากกันเป็น หัวอ่านข้อมูล (read head) และหัวบันทึกข้อมูล (write head) ในระหว่างที่มีการอ่านหรือบันทึกข้อมูล หัวอ่านหรือบันทึกข้อมูลจะนิ่งอยู่กับที่ ในขณะที่แผ่นดิสก์นั้นจะหมุนไปเรื่อยๆอยู่ข้างใต้

กลไกในการอ่านและบันทึกข้อมูลบนสื่อแม่เหล็ก


รูปแสดงหัวอ่านข้อมูล
การจัดโครงสร้างของข้อมูลและการฟอร์แมท
        หัวอ่าน/บันทึกข้อมูล จัดเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถอ่านข้อมูลหรือบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดิสก์ที่หมุนรอบตัวเองได้ การทำงานในลักษณะนี้ทำให้การบันทึกข้อมูลบนแผ่นดิสก์มีลักษณะเป็นวงแหวนขนาดต่างๆ ซึ่งเรียกว่า ร่องบันทึกข้อมูล (tracks) ซึ่งมีขนาดเท่ากับหัวอ่าน/บันทึกข้อมูล โดยปกติมีจำนวนร่องบันทึกข้อมูลนับพันร่องต่อแผ่นดิสก์หนึ่งด้าน


รูปแสดงแผนการวางข้อมูลบนแผ่นดิสก์

รูปแสดงแผนการวางข้อมูลบนแผ่นดิสก์สองแบบ

รูปแสดงรูปแบบร่องบันทึกข้อมูลแบบ Winchester (Seagate ST506)
คุณลักษณะทางกายภาพ
       แผ่นดิสก์จะถูกยึดติดไว้กับตัวขับดิสก์ (disk drive) ซึ่งประกอบด้วยแขนกลที่มีหัวอ่าน/บันทึกติดอยู่ มีแกนกลางซึ่งใช้เป็นตัวหมุนดิสก์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการบันทึกหรืออ่านข้อมูล ดิสก์ที่ติดตั้งแบบถาวร (non-removable disk) นั้นแผ่นดิสก์จะเป็นส่วนหนึ่งของตัวขับดิสก์ ไม่สามารถแยกจากกันได้  สำหรับดิสก์ส่วนใหญ่จะฉาบสารแม่เหล็กไว้ทั้งสองด้านของแผ่นดิสก์ ทำให้สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งสองด้านซึ่งเรียกว่า “double sided” ในขณะที่ดิสก์รุ่นเก่าบางชนิดจะเป็นแบบด้านเดียวหรือ “single-sided”


รูปแสดงส่วนประกอบของตัวขับดิสก์
รูปแสดงร่องบันทึกข้อมูล และไซลินเดอร์

       โดยทั่วไปหัวอ่าน/บันทึกจะถูกวางในตำแหน่งที่คงที่ซึ่งลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์เพียงเล็กน้อย (ช่องว่างนี้เรียกว่า air gap) การที่หัวอ่าน/บันทึก ลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์นั้น ทำให้หัวจะต้องสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้แรงเพียงพอที่จะมีผลต่อการบันทึกข้อมูลลงบนผิวของแผ่นดิสก์ และจะต้องมีความไวเพียงพอในการสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่ผิวได้ในขณะที่อ่านข้อมูล ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของข้อมูล          และช่องว่าง air gap คือ ถ้าช่องว่างนั้นมีขนาดแคบลงก็จะทำให้ความกว้างของร่องบันทึกแคบลงไปด้วย ทำให้มีปริมาณความจุข้อมูลสูงขึ้น
ค่าประกอบประสิทธิภาพของดิสก์
      รายละเอียดในการทำงานไอโอของดิสก์นั้น ขึ้นอยู่กับระบบคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการ และคุณลักษณะของช่องสื่อสารไอโอและหน่วยควบคุมดิสก์


รูปแสดงแกนเวลาการทำงานของการถ่ายเทข้อมูล



เวลาค้นหา (Seek time)
     เวลาค้นหา หมายถึง ระยะเวลาที่ตัวขับดิสก์ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึก จากตำแหน่งที่อยู่ในขณะนั้นไปยังตำแหน่งร่องบันทึกข้อมูลที่ต้องการ เวลาค้นหาประกอบด้วยสองส่วนคือระยะเวลาขั้นต้นที่เริ่มขยับแขนกล และระยะเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึกข้ามร่องบันทึกข้อมูลต่าง ๆ เมื่อแขนกลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่





ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น