8 Приложение

8.1 Накопители на гибких магнитных дисках.

8.1.1 Характеристики нгмд.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) предназначены для записи и считывания информации на гибкий диск.

В настоящее время в современных компьютерах используется дисковод 3,5 дюйма для гибких дисков объемом 1,44 Мбайт. В более старых системах может быть установлен дисковод 5,25 дюйма для гибких дисков объемом 1,2 Мбайт. А совсем уж “древние” модели дисководов 5,25 дюйма, рассчитанные на работу с дискетами объемом 360 и 720 Кбайт, в настоящее время не используются.

Дисковод работает довольно просто. Диск вращается со скоростью 300 или 360 об/мин. Большинство дисководов работают на скорости 300 об/мин, и лишь дисковод формата 5,25 дюйма на 1,2 Мбайт работает на скорости 360 об/мин. При вращении диска головки могут перемещаться вперед и назад на расстояние приблизительно в один дюйм и записывать 40 или 80 дорожек. Дорожки наносятся на обе стороны диска и поэтому иногда называются цилиндрами. В отдельный цилиндр входят дорожки на верхней и нижней сторонах дискеты. При записи используется метод туннельной подчистки, при котором сначала записываются дорожки определенной ширины, а затем края дорожек стираются, чтобы предотвратить взаимное влияние соседних дорожек.

Вычислить емкость дискет для различных форматов можно, умножив количество секторов на число дорожек на одной стороне (на 2 для двух сторон) и на размер сектора 512 байт.

На новой дискете нет никакой информации. Поэтому перед ее использованием она форматируется. Форматирование – это процесс подготовки дискеты к работе. Основными операциями форматирования является разбиение диска на сектора и дорожки, а так же запись служебной информации, которая необходима операционной системе для поддержания каталога и таблицы списка файлов.

Операционная система почти полностью резервирует дорожку, находящуюся на внешней границе дискеты (дорожку 0), для своих целей. В первом секторе этой дорожки (дорожка 0, сектор 1) находится загрузочная запись DOS (DOS Boot Record — DBR) или загрузочный сектор (Boot Sector), который нужен для загрузки компьютера. В следующих нескольких секторах находятся таблицы размещения файлов (File Allocation Table — FAT), которые выполняют функции диспетчера, ведущего записи о том, в каких кластерах (или ячейках размещения) на диске есть данные и какие из них свободны. И наконец, в нескольких следующих секторах находится корневой каталог, в котором DOS хранит информацию об именах и координатах начальных записей файлов, размещенных на диске.

В магнитных накопителях для определения дорожки используется термин цилиндр. Цилиндр (cylinder) — это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек.

Информация на магнитных носителях размещается в кластерах. Кластер называют ячейкой размещения данных, так как отдельный кластер представляет собой наименьшую область диска, которую DOS может использовать при записи файла. Кластер занимает один или несколько секторов (обычно два и более). Если в кластере больше одного сектора, то уменьшается размер таблицы размещения файлов (FAT) и ускоряется работа DOS, так как ей приходится работать с меньшим количеством ячеек. Но при этом теряется некоторое пространство диска. Поскольку DOS может распределять пространство только кластерами, каждый файл поглощает пространство на диске с шагом в один кластер. В таблице 1 представлены параметры форматирования гибких дисков.

Дисководы 3,5 дюйма емкостью 1,44 Мбайт записывают 80 цилиндров из двух дорожек с 18 секторами на дорожке, создавая в результате емкость 1,44 Мбайт. Многие производители дискет указывают на них емкость 2,0 Мбайт (разница между емкостями появляется после форматирования).

Таблица 1  Параметры форматирования гибких дисков

	Современные форматы		Устаревшие форматы
Диаметр диска, дюймов	3,5	3,5	3,5	5,25	5,25	5,25	5,25	5,25
Емкость диска, Кбайт	2880	1440	720	1200	360	320	180	160
Количество сторон (головок) Количество дорожек на каждой стороне Количество секторов на дорожке Размер сектора, байт Количество секторов в кластере Длина FAT в секторах Длина корневого каталога в секторах Общее количество секторов на диске Количество доступных секторов Количество доступных кластеров	2 80 36 512 2 9 15 5760 5726 2863	2 80 18 512 1 9 14 2880 2847 2847	2 80 9 512 2 3 7 1440 1426 713	2 80 15 512 1 7 14 2400 2371 2371	2 40 9 512 2 2 7 720 708 354	2 40 8 512 2 1 7 640 630 315	1 40 9 512 1 2 4 360 351 351	1 40 8 512 1 1 4 320 313 313

Общая емкость отформатированного диска не учитывает площади, которая отводится операционной системой для управления файлами, оставляя для хранения файлов только 1 423,5 Кбайт.

Данные дисководы имеют скорость вращения 300 об/мин, поэтому они правильно взаимодействуют с существующими контроллерами высокой и низкой плотности. Для того чтобы использовать скорость передачи данных 500 тыс. бит/с, которая является максимальной для большинства стандартных контроллеров дисководов высокой и низкой плотности, эти дисководы должны иметь скорость 300 об/мин. Если дисковод будет вращать дискету со скоростью 360 об/мин, как дисковод формата 5,25 дюйма, число секторов на дорожку должно быть уменьшено до 15, иначе контроллер не будет успевать обрабатывать сигналы. Другими словами, дисководы формата 3,5 дюйма на 1,44 Мбайт записывают в 1,2 раза больше данных, чем дисководы формата 5,25 дюйма на 1,2 Мбайт, а дисководы на 1,2 Мбайт вращают диск в 1,2 раза быстрее, чем дисководы на 1,44 Мбайт. Скорость передачи данных одинакова в этих дисководах высокой плотности, и они совместимы с одними и теми же контроллерами. Поскольку дисководы формата 3,5 дюйма высокой плотности могут работать со скоростью передачи данных 500 тыс. бит/с, контроллер, который поддерживает дисковод формата 5,25 дюйма на 1,2 Мбайт, может поддерживать и дисковод на 1,44 Мбайт.