Laboratorul 1 Sisteme de înregistrare a datelor pe suport magnetic

 

1.1 Introducere

Aparitia unitatilor de discuri magnetice a fost precedata de aparitia echipamentelor cu tambur magnetic. Ca exemplu putem da aparitia in anul 1948 a tamburului magnetic acopperit cu Ni, avind 47 de piste, 2560 biti pe pista si timp mediu de acces de 15.6 ms. Tamburul magnetic este preferat datorita timpului de acces convenabil. Apar limitari datorita utilizarii numai a suprafetei exterioare, realizarea discurilor acoperite pe ambele parti implicind dificultati tehnologice. Problema esentiala este mentinerea unei distante de separare suficient de mici dar stabile, intre suprafata discului si capul magnetic. In 1956 IBM comercializeaza prima unitate de disc magnetic cu"capete plutitoare". Se foloseste principiul "pernei de aer" care consta in introducerea de aer sub presiune printr-un orificiu al capului. Distantele de separare sint de ordinul micronului sau chiar submicronice.


Fig.1 Structura unei unitati de discuri magnetice
    Componente:
  • unul sau mai multe discuri;
  • ansamblul capetelor si circuitelor de scriere/citire;
  • ansamblul de fixare si antrenare al suportului;
  • sistemul de pozitionare a capetelor (in cazul capetelor mobile);
  • blocul logic de comanda si circuitele de interfata cu unitatea de legatura;
  • panoul de comanda si vizualizare a unitatii.

Unitatile de discuri magnetice sint conectate la sistem prin intermediul unitatii de legatura.O unitate de legatura poate controla mai multe unitati de discuri si realizeaza transmiterea informatiei intre procesor si unitatea de discuri. In interfata se face controlul structurii inregistrarii precum si conversia adreselor logice in adrese specifice sistemului concret de acces (pista,sector,etc).

1.2 Suportul si organizarea informatiei

Suportul este alcatuit dintr-un disc cu rol de substrat,acoperit cu un strat cu proprietati magnetice. Substratul: este realizat din Al, plastic sau mai nou sticla. Pentru aceste materiale si pentru prelucrare se impun conditii de rugozitate si planeitate deosebite precum si o buna stabilitate termica.

  • rigid (aluminiu sau aliaje)
  • flexibil (mylar, plastic)

Stratul magnetic: a fost realizat la inceput din Fe2O3 in amestec cu rasini,grosimea stratului fiind de la 1 la 5 micrometri .Apoi s-a trecut la utilizarea tehnologiei peliculelor subtiri,care a permis obtinerea unor densitati de informatie mult mai mari. Suportul este alcatuit din unul sau mai multe discuri plasate pe acelasi ax,aceste discuri putind sau neputind fi demontabile.Din acest punct de vedere deosebim:

  • discuri fixe,care au supoortul permanent montat;
  • discuri amovibile, care au suport demontabil si in consecinta capacitatea de memorare este off-line.
Structura generala a unei inregistrari pe disc este urmatoarea:
GAP SI Adresa
inregistrare
CA Zona date CD GAP

SI-sincronizare inregistrare; CA-control adresa; CD-control date

    Cerintele structurii de inregistrare
  • sa aiba un reper de inceput de inregistrare care sa poata fi utilzat de sistemul de acces
  • sa contina informatii necesare identificarii si verificarii adresei
  • sa indice corect inceputul si sfarsitul zonei efective de date
  • sa contina informatii de control pentru detectarea erorilor de scriere/citire

1.3 Dificultati la inregistrare si citire

Dificultatile principale la reconstructia unui semnal din inregistrarea magnetica de densitate ridicata provin din:

  • distorsiunile semnalului datorate interfetei tranzitiilor adiacente;
  • micsorarea raportului RSZ cu cresterea densitatii de inregistrare;

La citire semnalul are intre 1 si 5 mV.Nu apar probleme la densitati mici,insa la densitati mari apar distorsiuni de faza si de amplitudine. Pentru caracterizarea sistemelor de citire/scriere s-a definit o marime numita indicele de rezolutie al capului:

IR = Amplit sgn de citire la frecv cea mai inalta
Amplit sgn la frecventa cea mai joasa

Este clar faptul ca IR < 1 intotdeauna. Un sistem cap-disc cu o valoare scazuta a lui IR presupune existenta unui sistem mai sofisticat de citire pentru compensarea distorsiunilor.

Exemplu de structura de adresare ( subsistem cu 8 unitati de discuri):
0 1 2 3 4
O unitate
de legatura
8 unitati de
discuri magnetice
400 cilindri 20 capete 6 sctoare

Capacitatea unitatii de disc = cantitatea de informatii care se poate memora pe discurile instalate la un moment dat in unitate

C=dj*dr*S*Nf


dj-densitatea liniara de inregistrare pe pista (bpi sau bpc)
dr-densitatea radiala a pistelor (fpi)
S-suprafata coroanei circulare cuprinse intre pista 0 de raza R0 si pista maxima N de raza Rn ;
Nf-numarul de fete active;

Pe langa capacitatea totala se poate indica si capacitatea formatata. Timpul de acces = suma timpului de pozitionare a capetelor (tp) si a timpului de cautare pe pista (tc)

ta = tp + tc

Timpul de pozitionare mediu:

unde tij = timpul de pozitionare de la pista i la pista j.

Viteza de transfer rezulta din frecventa semnalului la capetele de citire/scriere si este conditionata de densitatea liniara si de viteza de rotatie a discurilor.

Glosar de termeni si definitii
Inapoi la Index

TOP ^