Устройство, настройка, обслуживание и ремонт



страница18/96
Дата09.11.2016
Размер11.6 Mb.
Просмотров18793
Скачиваний2
ТипКнига
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   96
Раздел 1.1 экзамена Essentials. Цель — определять основные принципы использования персональных компьютеров: распознавать названия, назначение и характеристики устройств хранения данных (накопителей):

  • дисководов FDD;

  • дисководов FIDD;

  • дисководов компакт- и DVD-дисков, включая пишущие;


  1. □ устройств хранения данных со съемными носителями (накопителей на магнитной ленте, полупроводниковых устройств хранения, таких как флэшки, флэш-карты, а также внешних дисководов CD-, DVD- и жестких дисков).

  2. Общие сведения

  3. В этой главе рассматривается предметная область устройств хранения данных, знание которой проверяется в разделе 1.1 экзамена CompTIA А+ Essentials.

  4. Все персональные компьютеры оснащены одним или несколькими устройствами хра­нения данных большой емкости (mass storage device). Наиболее широко используемы­ми устройствами хранения большой емкости являются устройства с применением но­сителей с магнитным покрытием (например, диск или магнитная лента). Но в последнее время широкое распространение в области хранения цифровых данных так­же получили носители на основе оптических технологий, такие как компакт-диски (CD) и DVD-диски. Кроме этого, на рынке ПК все большее применение начинают по­лучать разные виды полупроводниковых устройств хранения малого фактора на основе технологии флэш-памяти, емкость которых все увеличивается, а цены наоборот — уменьшаются.

  5. Емкость жестких дисков, которыми оснащены современные ПК в качестве стандартно­го оборудования, обычно достигает сотен гигабайт (Гбайт). Организационная структу­ра системы хранения данных большой емкости на основе оптических дисков и гибких и жестких магнитных дисков показана на рис. 5.1. Она состоит из таких основных компонентов: контроллера дисководов (который может быть реализован либо на плате расширения, либо встроен в системную плату), сигнальных кабелей-шлейфов, кабелей питания и собственно дисководов. В некоторых случаях сигнальный шлейф для диско­вода жестких дисков может быть похожим на сигнальный шлейф для дисковода гиб­ких дисков. Но из-за некоторых небольших различий в их конструкции эти кабели не являются взаимозаменяемыми.

  6. Базовая организация дисководов жестких дисков имеет много общего с базовой орга­низацией дисководов гибких дисков. В обоих типах дисководов применяются преци­зионные синхронные двигатели со шпинделями, которые вращают диск (или несколько дисков в случае жестких дисков), и набор подвижных считывающих/записывающих головок, которые позиционируются с помощью цифрового шагового двигателя или катушкой линейного электропривода. Кроме этого, в накопителях обоих этих типов применяется интеллектуальная контролирующая схематика для позиционирования считывающих/записывающих головок и для упрощения передачи информации между диском и памятью компьютера. На рис. 5.2 показаны основные компоненты типичного дисковода жестких дисков.

  7. Центральным компонентом дисковода является контроллер, который предоставляет необходимый интерфейс между дисководом и каналом ввода/вывода компьютера.

  8. Контроллер декодирует инструкции, которые компьютер выдает дисководу, и генери­рует сигналы управления, необходимые, чтобы дисковод выполнил эти инструкции.










  1. Сигнальный кабель
    дисковода гибких дисков



  2. Дисковод
    гибких дисков


  3. Дисковод

  4. компакт-дисков






  1. Источник
    питания АТХ



    Сигнальный кабель дисковода г"" компакт-дисков


    Дисковод
    жестких дисков














  1. Сигнальный кабель
    дисковода жестких дисков




















  1. Системная плата

  2. Рис, 5,1, Компоненты дисковой системы хранения данных

  3. П
    Сборка головок


    чтвн


    1ия/записи

    ластина жесткого диска


  4. П
    1ИЯ головок

    ривод перемеще


  5. Цифровой шаговый


  1. Двн


    гатель


    двигатель


    со шпи


    нделем


    Плата аналогового


    Дисковод


    жестких дисков


    КОНТ


    роллера дисковода


    Системная плата




















  1. Контроллер также должен преобразовывать данные с параллельного формата компью­терной шины в последовательный формат дисковода и наоборот.

  2. Кроме этого, контроллер должен точно позиционировать головки чтения/записи, управлять операциями чтения и записи, проверять полученные от процессора данные на ошибки и исправлять обнаруженные ошибки, генерировать коды исправления оши­бок для исходящих данных, а также помечать дефектные секторы диска, не допуская их дальнейшего использования. Ко всем этим обязанностям дисковый контроллер так­же должен выполнять адресацию дорожек (track) и секторов (sector) диска и управлять обменом информации с внутренней памятью дисковода.

  3. Совет для экзамена

  4. Нужно запомнить все основные компоненты дисковода жестких дисков и их функции.

  5. Конфигурационные параметры установленных дисководов жестких дисков хранят­ся в памяти CMOS системной BIOS подобно другим конфигурационным парамет­рам. Обычно в памяти CMOS BIOS хранится такая информация о жестком диске как его емкость, количество цилиндров, количество головок для чтения/записи, количество секторов в каждой дорожке, величина сигнала предварительной ком­пенсации, а также номер дорожки для паркования головок чтения/записи, когда жесткий диск остановлен.

  6. В системах класса Pentium операционная система и BIOS РпР работают вместе с драй­верами системного уровня, чтобы определить дисковод и предоставить информацию о нем программе настройки параметров BIOS. В противном случае необходимую ин­формацию о геометрии жесткого диска нужно получить у производителя жесткого диска или иным способом, например, в независимом центре технической поддержки, и ввести эти параметры в память CMOS вручную. Для этого в большинстве таблиц BIOS для параметров жесткого диска также предоставляется специальная опция.

  7. Другими важными параметрами жесткого диска являются время доступа, время пози­ционирования головок чтения/записи на область диска с требуемыми данными, ско­рость передачи данных и емкость.

  8. Персональные видеорекордеры

  9. Персональные видеорекордеры (Personal Video Recorder, PVR), которые также назы­ваются цифровыми видеорекордерами (Digital Video Recorder, DVR), представляют собой устройства, в которых для хранения записываемых видео- и аудиоданных в оцифрованном виде применяется жесткий диск. Эти устройства получили большую популярность среди телезрителей, т. к. они более удобны в пользовании, в частности в таких аспектах, как запись и воспроизведение, чем обычные кассетные видеорекорде­ры. Также они являются важным компонентом мультимедидийных центров на основе ПК, которые позволяют пользователям интегрировать функциональность их ПК с мультимедийными системами развлечения дома или на работе.

  10. Существуют два типа ПВР: на основе ПК и автономные. В системах ПВР на основе ПК видео захватывается и оцифровывается в формате MPEG-1 или MPEG-2 с помощью специальной платы видеозахвата и сохраняется на жестком диске ПК. Автономные ПВР специально разработаны для функционирования в качестве цифровых видеоре­кордеров. Эти устройства содержат зашитую операционную систему и прикладное программное обеспечение. В настоящее время на рынке ПВР наиболее популярны две автономные системы ПВР: TiVo и ReplayTV. В этих системах используются службы подписки для предоставления информации о телевизионных программах и средства для управления действиями по расписанию.

  11. Системы ПВР на основе ПК являются специализированными версиями мультимедий­ных ПК. содержащих плату для захвата видео, быстродействующий дисковод жестких дисков, большой объем оперативной памяти. ТВ-тюнер. а также видеоадаптер высоко­го класса. Типичная система ПВР на основе ПК показана на рис. 5.3.

  12. Вывод

  13. н
    Разъем
    а телевизор


  14. коаксиального кабеля

  15. Декодер

  16. MPEG-2

  17. Кодер

  18. MPEG-2

  19. ТВ-тюнер

  20. Дисковод

  21. жестких

  22. дисков

  23. Дисплей

  24. Рис. 5.3. Организация персонального видеорекордера
    на основе ПК

  25. Основные производители ПК предпринимают целенаправленные усилия для создания корпусов для таких ПК. похожих на корпусы потребительской видео- и аудиоаппара­туры (стереоприемники, магнитофоны и усилители) с тем. чтобы мультимедийные ПК вписывались в среду "семейной" комнаты.

  26. Для ПВР на основе ПК также требуется программное обеспечение, с помощью которо­го пользователь мог бы управлять записью, организацией и воспроизведением аудио- и видеоматериала. Ключевым аспектом популярности ПВР является предоставляемая ими возможность записывать мультимедийный материал одновременно с просматри­ванием или прослушиванием другого содержимого.

  27. Для этой цели имеется несколько пакетов прикладного программного обеспечения, некоторые из них распространяются бесплатно. Корпорация Microsoft вышла на рынок ПВР на основе ПК, включив программное обеспечение для управления ПВР в свою операционную систему Windows ХР версию Media Center Edition. Версия Media Center Edition является специальной расширенной версией операционной систем Windows ХР Professional. Программное обеспечение для управления ПВР также встроено в некото­рые версии операционной системы Vista корпорации Microsoft.

  28. Системы RAID

  29. Когда требования к емкости запоминающих устройств, предъявляемые программ­ным обеспечением, начали превышать емкость отдельных накопителей на жестких дисках, логическим решением этой проблемы было объединение нескольких диско­водов для хранения данных. В ПК это решение может быть реализовано простой ус­тановкой дополнительного дисковода жестких дисков. Компьютеры можно объеди­нить в глобальные и локальные сети, чтобы сделать их ресурсы (включая дисководы жестких дисков) общими. Если эту идею общего использования дисководов жестких дисков расширить включением нескольких дисководов жестких дисков, управляе­мых одним контроллером, то мы получим массив жестких дисков. Внешний вид та­кого массива показан на рис. 5.4.

  30. Д
    Шасси сервера, монтируемого в стойку

    исководы жестких дисков с возможностью горячей замены


  31. Массив жестких дисков RAID из 6 дисководов

  32. Массивы жестких дисков были разработаны для удовлетворения потребностей в хра­нилищах данных для локальных сетей. Массивы жестких дисков особенно полезны в клиент-серверных сетях, в которых данные для сети обычно сконцентрированы в цен­тральном хранилище и разделяются всеми пользователями сети.

  33. Если в случае с несколькими дисководами, установленными в одном компьютере или разбросанными по всей сети, каждому дисководу присваивается свое буквенное обо­значение. то массив жестких дисков выглядит как один жесткий диск большой емко­сти. Дисководы в массиве работают в параллельном режиме, чтобы данные к контрол­леру отправлялись в параллельном формате. Если контроллер обрабатывает одновременно восемь битов данных от восьми дисководов, то система будет воспри­нимать скорость обмена, как в восемь раз высшую, чем от одного дисковода. Данная организация дисководов в параллельный массив называется массивом расслоенных дисководов (stripped drive array).

  34. Е!ебольшого размера массив жестких дисков можно также использовать в качестве средства обеспечения сохранности данных, когда одни и те же данные дублируются на каждом дисководе. Такой массив называется массивом зеркальных дисководов (mir­rored drive array). В таком массиве, в случае искажения данных на одном из дисков или отказе одного из дисководов, данные сохраняются на другом диске или дисках. Масси­вы обоих этих типов создаются с помощью соединительного оборудования и управ­ляющего программного обеспечения.

  35. Плата

  36. контроллера RAID

  37. Приложение

  38. MARCRAFT

  39. (данные)

  40. Система

  41. Наиболее часто дисководы объединяются в так называемые массивы RAID. Первона­чально. когда дисководы большой емкости были довольно дорогими, сокращение RAID означало redundant array of inexpensive drives (избыточный массив недорогих дисководов), но позже, когда дисководы большой емкости стали сравнительно недоро­гими. слово inexpensive заменили на independent— независимый. Консультативный совет RAID определяет пять разных способов организации массивов RAID.

  • RAID 0. Массив расслоенных дисков, описанный ранее. Официальное название — Stripped Disk Array Without Fault Tolerance (массив расслоенных дисков без отказо­устойчивости). Принцип работы массива расслоенных дисков показан на рис. 5.5.

  1. Совет для экзамена

  2. Запомните, в каком решении RAID применяется зеркальное отображение данных.

  • RAID 1 (Mirroring and Duplexing, зеркальное отображение и дублирование). В дан­ной схеме применяются два привода, служащие в качестве резервных по отноше­нию друг к другу. Принцип работы зеркального массива RAID 1 показан на рис. 5.6. Сохраняемая информация дублируется на обоих дисках. При чтении дан­ных из зеркального массива контроллер считывает чередующиеся секторы из каж­дого дисковода, что практически уменьшает время чтения наполовину.

  1. Дубликат файла

  2. Плата

  3. контроллера RAID

  4. I
    Дубликат

    файла
    Дисковод


  5. жестких дисков С

  6. Приложение

  7. Ф i

  8. Дисковод жестких дисков С

  9. ::г

  10. Система

  11. □ В схеме RAID 2 (Data Striping with Error Recovery, полосное размещение данных с отказоустойчивостью) блоки данных чередуются на параллельных дисководах массива.

  12. При этой организации массива дисков биты или блоки данных перемежевываются на разных дисках массива. Самым большим преимуществом этой системы является скорость считывания данных, обеспечиваемая параллельным режимом обращения. В больших массивах целые байты, слова или двойные слова можно записывать и считывать одновременно.

  13. В RAID 2 применяется несколько дисков для предоставления функций выявления и исправления ошибок. В зависимости от применяемых алгоритмов выявления и ис­правления ошибок большие области массива используются для хранения не полез­ных данных, а данных для контроля ошибок. Так, при семидисковой организации массива четыре диска используются для хранения полезных данных, а три диска — для хранения данных контроля ошибок. Конечно же, данная схема предоставляет замечательную надежность данных и при этом не требует выполнения корректи­рующих операций чтения, занимающих много времени, в случае возникновения ошибки в данных. В крупных системах для контроля ошибок может задействовать­ся от трех до семи дисков. Из-за таких высоких аппаратных издержек системы RAID 2 обычно не применяются в микрокомпьютерных системах.




    1. Рис. 5.7. Чередование данных на параллельных дисках





  14. В данной схеме массива обычно применяется сложный алгоритм выявления и ис­правления ошибок. Контроллер массива содержит схематику для реализации алго­ритма, которая обнаруживает, определяет местонахождение и исправляет ошибку, не требуя для этого повторной передачи данных. Это очень быстрый и эффектив­ный способ обнаружения и исправления ошибок.

  15. Как можно видеть на рис. 5.7, сохраняемый блок данных разбивается на части, ко­торые распределяются между дисководами массива.

  16. К словам данных уже добавлен бит четности. Контроллер генерирует код контроля ошибок для блока и сохраняет его на дисководе, выделенном для контроля оши­бок. Когда контроллер считывает данные с массива, он вычисляет значение кода контроля ошибок для них и сравнивает со значением, записанным на дисковод контроля ошибок. Таким образом, контроллер может обнаружить ошибку в данных и определить искаженный бит. Имея эту информацию, контроллер может испра­вить искаженный бит в процессе обработки данных.

  • Схема RAID 3 (Parallel Transfer with Parity Striping, параллельная передача с рас­слоением четности) работает подобно системе параллельных дисков RAID 2. Но для обнаружения и исправления ошибок применятся только контроль по четности, для чего требуется только один дополнительный дисковод. В случае ошибки кон­троллер считывает данные с диска опять, в попытке получить правильные данные. Этот метод исправления ошибок занимает много времени и является низкоэффек­тивным.

  1. Примечание

  2. Существует вариация схемы RAID 3, называющаяся RAID 53 (High I/O Rates and Data Transfer Performance RAID, RAID с высокой скоростью ввода/вывода и высокой пропу­скной способностью). Эта схема представляет собой комбинацию RAID 0 (с расслое­нием данных) и RAID 3 с параллельными сегментами, результатом которой является высокопроизводительная система RAID 3.

  • В схеме RAID 4 (Independent Data Disks with Shared Parity Disk, независимые диски данных с общим диском четности) контроллеры распределяют секторы данных по дискам массива, создавая, таким образом, видимость одного очень большого дис­ка. Схема RAID 4 обычно применяется для массивов дисков малого размера, но ее можно также применять и с большими массивами. Для контроля ошибок, по мето­ду проверки четности, выделяется только один диск. Информация на диске кон­троля ошибок обновляется после чтения дисков данных, что порождает добавоч­ные операции записи для каждой операции чтения.

  • Схема RAID 5 (Independent Data Disks with Distributed Parity Blocks, независимые диски данных с распределенными блоками четности) является вариацией схемы RAID 4, в которой блоки данных контроля ошибок распределены между всеми дисками массива. Таким образом, функция определения и исправления ошибок распределена по всем дисководам. Поэтому в случае выхода из строя одного диска






  1. система может воссоздать его данные по информации четности, хранящейся на других дисках. Схема RAID 5 является наиболее популярной системой RAID, т. к. ее можно применять с массивами небольших размеров, и она предоставляет очень высокий уровень исправления ошибок. Принцип работы массива дисков RAID 5 показан на рис. 5.8.


    Каталог: wp-content -> uploads -> 2016
    2016 -> Государственное областное бюджетное
    2016 -> В. П. Зинченко писал о том, что если человек в детстве не дополучил некую норму участия в игровом времяпрепровождении, он приобретает социально-психологическую ущербность вроде «игровой дистрофии», которую в последу
    2016 -> Общешкольное родительское собрание «Об ответственности родителей за воспитание детей»
    2016 -> 1 июня 2016 года Международный день защиты детей 1 июня
    2016 -> «Формирование социально-нравственной позиции дошкольников посредством введения сказочных сюжетов в компьютерные дидактические игры»
    2016 -> Принята Утверждена
    2016 -> Конкурс по разработке компьютерных игр патриотической направленности «патриот by»


    Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   96


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал