Upload
kaseem-burgess
View
29
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
SOCS. Hoofdstuk 2 Computerapparatuur. Hoofdstuk 2. Logica Elektronica Transistorgeheugens Geheugenmedia Magneetschijven Optische Schijven Magneto-Optische Schijven Magneetbanden/Cassettes Organisatie Snelheid. Magneetschijven. Harde Magneetschijf Geperfectioneerde magneetschijven - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
2
Hoofdstuk 2
Logica Elektronica Transistorgeheugens Geheugenmedia
Magneetschijven Optische Schijven Magneto-Optische Schijven Magneetbanden/Cassettes
Organisatie Snelheid
3
Magneetschijven
Harde Magneetschijf Geperfectioneerde magneetschijven Soepele Schijven Alternatieven
4
Harde Magneetschijf
Fysisch voorkomen
holle asplaat (glas/aluminium)
magnetiseerbare laag
30 .. 50 cm 3 .. 12 cm 5¼”, 3.5”, 2.5” < 3 cm
3000 3600 t/min 5400 720010800
5
Harde Magneetschijf
Werking
schrijven
0 0 1 1 0 0 …
II
lezen
geleider inbewegend
magnetischveld
0,1 .. 0,2 m
5 .. 10 m
7
Harde Magneetschijf
(a) Ferrietkop
(c) Magneto- Resistieve kop
(b) Dunne Film kop
Arm
GlijderGlijder
Kop
Schijf
8
Harde Magneetschijf
menselijk haar 50 m
rookdeeltje 5 m
vingerafdruk 3 m
magnetiseerbare laag 2.5 m
lees/schrijfkopvlieghoogte
0.5 m
9
Harde Magneetschijf
Lees/schrijfkop Zweven boven oppervlak (< 1 m) Stofvrij zoniet headcrash Winchester-schijven
platen + koppen in hermetisch afgesloten doos Bij stilzetten: landen op landingszone
10
Harde Magneetschijf
Spoor = { sectoren }
sectorspoor
800 ... 2000 sporen/cmspoorbreedte = … 10 .. 15 m
# sectoren / spoor= vast (niet optimaal) of= neemt toe naar buiten (zones)
11
Harde Magneetschijf
512b .. 4kb data
Hoofding
Error Correcting Code- Hamming code- Reed Solomon code
HD … data … ECC
Hiaat
Hiaat
Sector:
12
Harde Magneetschijf
Werking
kam
cilinder= { sporen onder lees/schrijfkoppen voor bep. stand kam }
lees/schijfkop
kam
14
Harde Magneetschijf
Lees/Schrijf (CILINDER, KOP, SECTOR)
a) Positioneren (= zoektijd, seektime) Spoor-spoor: 1 ms Gemiddeld: 10 ms
b) Rotationele wachttijd (= latency time) Wachten tot juiste sector onder de kop Gemiddeld = ½ toer (4 .. 8 ms)
c) Transport (lezen/schrijven) Debiet = 5 .. 30 Mb/s (kortstondig!)
15
Harde Magneetschijf
MicroDrive (1998):1” plaat, CF-interface340 MB 3600 t/min12 ms gem. zoektijd
1998 340 MB
1999 512 MB
2000 1 GB2003 2 GB2004 5 GB2005 8 GB2006 12
GB2007 20
GB?
17
Geperfectioneerde Schijven
Hogere Snelheid Hogere Betrouwbaarheid
tegen verlies van informatie RAID
Redundant Array of Inexpensive Disks Redundant Array of Independant Disks
Controller Controller
19
RAID Technology
Principes: Spiegeling (Mirroring) Verdubbeling (Duplexing) Stroken (Striping) Bescherming (Pariteit)
20
RAID technologie
...Strip 4Strip 0
...Strip 5Strip 1
...Strip 6Strip 2
…Strip 7Strip 3 RAID 0
• Disk striping• I/O in parallel
...Strip 4Strip 0
...Strip 5Strip 1
...Strip 6Strip 2
…Strip 7Strip 3
...Strip 4Strip 0
...Strip 5Strip 1
...Strip 6Strip 2
…Strip 7Strip 3
RAID 1• Disk striping• Disk mirroring• Schrijven duurt even lang• Lezen kan sneller
Data 0 Data 2
Data 1 Data 3
21
RAID technologie
RAID 2• Hamming code (4 bits 7 bits)• Bits in parallel• Armpositie & rot. positie gesynchroniseerd
...
Bit 1
...
Bit 2
...
Bit 3
…
Bit 4
...
Bit 5
...
Bit 6
...
Bit 7
...
Bit 1
...
Bit 2
...
Bit 3
…
Bit 4
...
Pariteit
RAID 3• Pariteitsbit (4 bits 5 bits)• Bits in parallel• Armpositie & rot. positie gesynchroniseerd
1 1 0 1 0
1
Onevenpariteit
22
RAID technologie
...Strip 4Strip 0
...Strip 5Strip 1
...Strip 6Strip 2
…Strip 7Strip 3
...P4-7P0-3
RAID 4• Disk striping• Pariteits-strip• Disk crash: herstel• 1 strip wijzigen:
• 2 x Lezen + 2 x Schrijven
...Strip 4Strip 0
...Strip 5Strip 1
...Strip 6Strip 2
…P4-7
Strip 3
...Strip 7P0-3 RAID 5
• = RAID 4• Verspreid pariteit strip
P0-3 = Strip 0 P0-3 = Strip 0 Strip 1 Strip 1 Strip 2 Strip 2 Strip 3 Strip 3P0-3P0-3 = Strip 0 = Strip 0 Strip 1 Strip 1 Strip 2Strip 2 Strip 3 Strip 3P0-3P0-3 = P0-3 = P0-3 Strip 2 Strip 2 Strip 2Strip 2
Strip 2Strip 2 P0-3P0-3
23
Floppy Disk, Diskette
Afmetingen 5.25 “ en 3.5”
Soepele Schijven
Kop raakt oppervlak
Sleet + Warmte
Start /Stop: ±½ s
24
Soepele Schijven
Param. LD 5.25” HD 5.25” LD 3.5” HD 3.5”
Afm. 5.25” 5.25” 3.5” 3.5”
Cap. (byte) 360K 1.2 M 720K 1.44M
# Sporen 40 80 80 80
# Sec/Spoor 9 15 9 18
# Koppen 2 2 2 2
Toeren/min 300 360 300 300
Debiet (kBps) 250 500 250 500
Type Plooibaar Plooibaar Stevig Stevig
25
Magneet Schijven
Harde Magneetschijf Geperfectioneerde magneetschijven Soepele Schijven Alternatieven:
ZIP (100MB/250MB), JAZ (1GB/2GB), SuperDisk (120MB) (Imation)
HiFD (100MB) (Sony) ...
Drive compatibelmet 3.5” FD
26
Optische Schijven
Voorloper: Video-disk (30 cm) Audio CD CD-ROM CD-R CD-RW DVD (DVD-ROM, DVD-R, …)
27
Audio CD
1980 (Philips & Sony) 12 cm , 1.2 mm dik Informatie Digitaal 16-bit sampling,
44,1 kHz Red BookRed Book tot 74 min. muziek
28
Compact Disc
Productie: Branden van putjes in glasplaat Maken van matrijs Persen van CD Dunne laag aluminium Laklaag Label
32
Compact Disc
Spiraal (binnen naar buiten) 22.188 omwentelingen
(± 600 per mm) Constante bitstroom
530 T/min 200 T/min= CLV = Constant Linear Velocity
33
CD-ROM
1984 (Philips & Sony) CD voor opslag van data: CD-ROM Compact Disc, Read-Only Memory Compatibel met audio CD Yellow BookYellow Book
Formaat van Data Extra Foutenbescherming
34
CD-ROM
Symbool: 8 bits 14 bits...
...
42 symbolenFrame (588 bits)• 24 data bytes• rest: fouten+synch.
98 frames
DATA ECCH
16 bytes 2048 bytes 288 bytes
Sector• Mode 1
• Mode 216 bytes 2336 bytes
DATAH
00ffffffffffffffffffff00min:s:sector:mode
35
CD-ROM
Foutencontrole: 3 niveaus Per symbool (1-bit fout) Per frame (# opeenvolgende fouten) ev. per sector (Cross Interleaved Reed-Solomon code)
Efficientie (mode 1): 98 x 588 bits = 57.624 bits 2048 x 8 = 16.384 bits
36
CD-ROM
Capaciteit: ±270.000 sectoren (550 MB .. 630 MB)
Debiet: 75 sect./s = 150 kB/s (mode 1) = 171 kB/s (mode 2) x2, x4, …, x32, … Hogere snelheden
CAV (constant angular velocity) aan binnenzijde Zoektijd:
controller: berekening van plaats + zoeken 100 ms
37
CD-I
Compact Disc, Interactive Philips, 1986 Speler verbonden met TV MPEG video, geluid, … Green BookGreen Book Toepassing:
Spelletjes Educatieve programma’s
38
CD-R
Compact Disc, Recordable 1989 WORM, Write-Once, Read Many Groef met sinusoidale rand (snelheid) Uitzicht: Goudkleurig i.p.v. zilverkleurig
LabelBeschermlaagReflecterende Au-laagDoorzichtige KleurstofSubstraat
1.2
mm
39
CD-R
Schrijven: Laser: Hoog vermogen (verkleuring)
Lezen: Laser: Laag vermogen (donkere plek: minder reflectie)
ook te lezen op gewone CD-ROM lezen Beschrijven:
in een continue operatie beschrijven, zonder stoppen
40
CD-R
Orange BookOrange Book CD-R CD-ROM/XA (incrementeel beschrijven)
Toepassing: PhotoCD Backup
Piraterij! Verkeerde lengte, Verkeerde ECC, …
41
CD-RW
Compact Disc, ReWritable Zoals CD-R, kleurstof vervangen door legering
Twee stabiele toestanden: kristallijn & amorf
42
CD-RW
Schrijven: Laser: hoog vermogen
Legering smelt, koelt af tot amorf Laser: medium vermogen
Legering omgezet naar kristallijn Lezen:
Laser: laag vermogen Kristallijn: veel reflectie Amorf: weinig reflectie
Duurder dan CD-R (kan niet gewist!)
43
DVD
Digital Video Disk, Digital Versatile Disk Zelfde formaat CD-ROM (120 mm schijf)
CD DVD
Snelheid (1x): 1,475 575 t/min Capaciteit: 4.7 GB Debiet: 1.4 MB/s
44
DVD
Compressie: MPEG-2 (4 Mbps) Afhankelijk van detail & hoeveelheid beweging
Audio 24-bit sampling, 96 kHz DigitalSurround (5 kanalen + 1 subwoorfer-kan.)
Films Meerdere talen (<= 8) + ondertiteling Meerdere verhaallijnen (te selecteren) Meerdere gezichtspunten Kinderslot
46
DVD-…
Beschrijfbaar DVD-R, DVD+R
Herbeschrijfbaar DVD-RAM DVD-RW DVD+RW
Opvolger? Blu-Ray: tot 25 GB/laag HD-DVD (High Definition-DVD): tot 15 GB/laag
47
Magneto-Optische Schijven
Legering Boven Curiepunt (Tc): magnetisatie wijzigen Onder Curiepunt: magnetisatie bevroren
Schrijven: Lezen: Kerr effect
laserB
laser polarisatie
Concentrische sporen, sectoren, CAV
Verwijderbaar medium, vaak 5.25”
49
Magneetbanden
Spoel-tot-spoel
1”, 1/2” breed, 2400 ft lang
Capaciteit: … 180 MB ...
9 sporen (1 byte + pariteit)
Lees en schrijf koppen
50
Magneetbanden
Blokken van variabele lengte Hiaat (½ - 1”): start/stop
hiaat
Dichtheid: 1600 B/duim, 6250 B/duim
Debiet: tot 3 MB/s
Terugspoelen: 50 s tot 3 min
52
Cassettes
Cartridge Vaak streaming mode
Blokken van ½kB .. 1 kB met heel klein hiaat Backup: data compressie (tot 2x zoveel op tape) 28 .. 144 sporen Vaak serieel beschreven
(serpentine recording)
53
Cassettes
Types ½” Cartridge
4 GB .. 35 GB 1 MB/s .. 5 MB/s
¼” Cartridge (QIC) Vooral op PCs 400 MB .. 4 GB 125 kB/s .. 1.5 MB/s Heel veel incompatibele formaten
54
Cassettes
Types (helical scan) 8 mm (videoband)
3 GB .. 25 GB 500 kB/s .. 6 MB/s
4 mm (DAT) 2 GB .. 12 GB 50 kB/s .. 1 MB/s