Курс: Технические средства АИС и телекоммуникационных сетей (стр. 20 )

Общая производительность в 1,5-6 раз выше, чем у RAID-массивов других уровней.

Использование нескольких внешних интерфейсов обмена данными.

Высокая скорость доступа к данным в многопользовательской среде.

К числу недостатков следует отнести высокую стоимость массивов.

Технологии RAID 3 , RAID 4 и RAID 6 представляют собой комбинации второго и пятого уровней, их отличительными особенностями являются процедуры вычисления контрольных сумм параллельно с передачей данных, а также наличие двух независимых алгоритмов вычисления контрольных сумм. Уровни 3; 4 и 6 обладают высокой скоростью считывания данных, но скорость записи относительно низкая, а конструкция системы сложная.

RAID 10 и RAID 53 являются комбинациями уровней 0; 1 и 3.

В системах хранения информации без использования технологии RAID скорость доступа при записи ограничивается производительностью самого накопителя. В RAID-накопителях данные хранятся в массиве из двух и более дисков. Производительность системы значительно увеличивается (по экспоненциальному закону) при добавлении дисков в массив. Например, производительность системы из четырех дисков в полтора раза выше, чем из двух.

С появлением на рынке компьютерной техники наборов адаптеров и RAID-контроллеров, обеспечивающих высокую производительность и управление данными для систем с шинами PCI, EISA, SCSI, Micro Channel, стало возможным в любом сервере или рабочей станции использовать RAID-системы различных конфигураций и уровней. Набор драйверов GAM (Global Array Manager) позволяет осуществлять удаленный мониторинг, конфигурирование и управление RAID-системой любого выбранного уровня (0,1,3,5,10), включающей до 15 SCSI-устройств. Скорость передачи данных - до 133 Мбайт/с по 32-битной шине PCI и до 40 Мбайт/с - для интерфейса SCSI.

Стоимость накопителей на дисковых массивах составляет десятки тысяч долларов. На отечественном рынке они представлены мало, хотя на мировом рынке отмечается устойчивый спрос на эти накопители, поэтому их усовершенствование определено как одно из главных направлений совершенствования накопителей информации. Корпорация Mylex, основанная в 1983 г., является мировым лидером производства RAID и продуктов управления вычислительными сетями. Среди производителей RAID-систем большой и сверхбольшой (до 300 Гбайт) емкости можно отметить американскую фирму Storage Solutions Inc. (SSI), основанную в 1989 г., выпускающую стандартные RAID-массивы емкостью 130 Гбайт. Заметный вклад в производство накопителей RAID вносит компания Hewlett Packard. Фирма Promise Technology специализируется на выпуске дисковых массивов среднего класса, а также сетевых адаптеров типа FASTtrak.

Накопители стандарта PCMCIA

Разработчики и пользователи компьютеров всегда стремятся к их большей функциональности и в то же время заинтересованы в том, чтобы их цена и габариты были небольшими. Желание удовлетворить этим требованиям и стимулировало создание карт (плат) расширения Международной ассоциации плат памяти персональных компьютеров (Personal Computer Memory Card International Association - PCMCIA). Первые платы расширения размером с кредитную карточку (85,6х54,3х3,2 мм) появились в 1984 г., и с тех пор за ними закрепилось название «карта» (PC CARD). Стандарт PCMCIA был принят в 1990 г. как стандарт подключения периферийного оборудования к компьютерам Notebook и Laptop.

Имеются три типа карт расширения PCMCIA: I, II и III (или версии 1.0, 2.0, 3.0). Благодаря стандартной 68-контактной шине (два ряда по 34 контакта) и электронным схемам, адаптированным для работы с любым из подключаемых устройств, отпадает необходимость во множестве программных драйверов для различных периферийных устройств. PCMCIA является интерфейсом 16-и 32-битовых устройств.

Одним из направлений развития устройств хранения информации стандарта PCMCIA является применение этих устройств для использования в цифровых камерах. Интересную идею воплотила фирма Sony в цифровой камере Mavica: изображение объекта записывается на стандартный гибкий диск емкостью 1,44 Мбайт (стандарт HD). Накопитель на гибких магнитных дисках встроен в фотокамеру. Разрешение изображения такого формата (640х480) позволяет записать на дискету до 20 кадров. Информацию с гибкого диска можно обрабатывать на персональном компьютере.

Накопители на компакт-дисках

Накопитель на компакт-дисках (CD-ROM) – устройство хранения информации, использующее в качестве носителя компакт-диск, предназначен только для хранения и считывания информации. Существует несколько типов оптических накопителей информации, используемых в различных целях, а именно:

CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) постоянные запоминающие устройства на компакт-дисках.

WORM накопители с однократной записью.

Магнитооптические накопители, на которые возможна многократная запись.

При работе всех оптических накопителей информации используется лазерная технология. В различных ее вариантах луч лазера можно использовать для записи данных на носитель информации или для считывания ранее записанных данных.

Как видно из названия, CD-ROM - это компакт-диск (CD), предназначенный только для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью соответствующего устройства - привода.

CD-ROM, в отличие от магнитных дисков, практически не подвержен разрушительному воздействию электрических и магнитных полей и в значительно меньшей степени подвергается стиранию в результате естественного старения материала носителя. Кроме того, стоимость записи и хранения единицы информации на CD-ROM значительно меньше, чем на магнитных дисках.

С 1994 г. дисководы CD-ROM становятся неотъемлемой частью стандартной конфигурации PC, что приводит к буму мультимедиа. За несколько лет скорость передачи данных в CD-ROM выросла в десятки раз, начали широко применяться накопители записываемых дисков CD-R и перезаписываемых CD-RW. Начался переход на новый, единый для PC и бытовой электронной техники, стандарт DVD-дисков емкостью 4,7 Гбайт.

В наши дни мы являемся свидетелями развития стандарта DVD. который предусматривает доведение емкости двухслойных дисков до 8,5 Гбайт, а емкости двусторонних двухслойных дисков - до 17 Гбайт. Тем не менее, в запасе (до массового внедрения технологии DVD-ROM) есть еще год-два, а диски CD-ROM уже сегодня являются практически незаменимыми для любого пользователя персонального компьютера.

Рис 5.4. .Внешний вид накопителя на компакт-дисках

Организация данных на компакт-диске

Толщина диска составляет 1,2 мм, диаметр - 120 мм. Диск изготавливается из прозрачного поликарбоната, который покрыт с одной стороны тонким металлическим отражающим слоем (алюминия, реже золота) и защитной пленкой специального прозрачного лака. Информация на диске записана в виде чередования углублений в поверхности металлического слоя. Двоичный нуль представляется на диске как в виде углубления, так и в виде основной поверхности, а двоичная единица - в виде границы между ними.

При кодировании 1 байта (8 бит) информации на диске записывается 14 бит плюс 3 бита слияния (merge bit). Базовая информационная единица - кадр (frame) содержит 24 кодированных байта или 588 бит (24 х (14 + 3) + 180 бит для коррекции ошибок). Кадры на диске образуют секторы и блоки. Сектор содержит 3234 кодированных байта (2352 информационных байта и 882 байта коррекции ошибок и управления). Такая организация записи данных на CD-ROM и использование алгоритмов коррекции ошибок позволяют обеспечить качественное чтение информации.

В соответствии с принятыми стандартами, поверхность диска разделена на три области:

Входная директория (lead in) - область в форме кольца шириной 4 мм, ближайшего к центру диска. Считывание информации с диска начинается именно со входной директории, где содержатся оглавление (Table of Contents - ТОС), адреса записей, число заголовков, суммарное время записи (объем), название диска (Dick Label)

Основная область данных, или файловая система, представлена на диске кольцом шириной 33 мм.

Выходная директория (lead out) с меткой конца диска.

Основными функциональными элементами привода CD-ROM являются: миниатюрный электродвигатель, полупроводниковый лазер, система оптических линз и датчиков, электронная схема предварительной обработки информации и управления приводом.

Рис 5.5. Организация данных на компакт-диске.

Основные характеристики

Рассмотрим основные характеристики приводов CD-ROM с точки зрения их влияния на производительность накопителя в составе персонального компьютера и качество решения задач, возлагаемых на накопитель. К основным характеристикам приводов CD-ROM относятся:

Скорость передачи данных (Data Transfer Rate - DTR)

Среднее время доступа (Access Time - AT)

Объем буферной памяти (Buffer Memory)

Коэффициент ошибок (Error Rate)

Средняя наработка на отказ (Mean Time Between Failure - MTBF)

Тип интерфейса

Перечень поддерживаемых форматов CD

Параметры трактов воспроизведения

Конструкция привода

Комплект поставки программного обеспечения

Рассмотрим более подробно перечисленные характеристики.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных DTR - это максимальная скорость, с которой данные пересылаются от носителя информации в оперативную память компьютера. Это наиболее важная характеристика привода CD-ROM, которая практически всегда упоминается вместе с названием модели. Непосредственно со скоростью передачи данных связан такой параметр, как скорость вращения диска («кратность»). Первое поколение приводов (или дисководов) CD-ROM имели скорость передачи данных 150 Кбайт/с, как и проигрыватели аудио CD. Скорости передачи данных следующих поколений устройств, как правило, кратны этому числу (150 Кбайт/с). Такие приводы получили название «накопителей с двух-, трех-, четырехкратной и т. д. скоростью». Причем скорость передачи данных приводов с n-кратной скоростью зависит от типа читаемой информации. Например, если считывается информация со звукового диска, то скорость передачи составляет 150 Кбайт/с, а если считываются файлы данных, то скорость передачи может быть равна 300, 450, 600 Кбайт/с и т. д.