представяне на информацията в компютрите на междинно ниво част 2

1. 3. Представяне на информацията на междинно ниво
На междинно ниво, информацията се записва върху специално записващо
устройство, представляващо част от архитектурата на компютъра.
Запаметяващото устройство използва набор от една или повече дискови плочи
около обща ос в т.нар. дисков пакет. Традиционно плочите са изработвани от
алуминий, но с нарастване на плътността на запис се правят от стъкло. Всяка
плоча е покрита с магнитен слой, върху който информацията се записва и чете
от магнитна глава.
Данните се записват върху концентрични окръжности, които се наричат пътечки
(писти). Пистите се номерират за всяка плоча поотделно, като се започва от
нулева (най-външната работна) до последната (с най-голям номер).
Секторът е най-малката организационна единица за съхранение на данни, с
която хард диска работи, сектора има обем от 512 байта половин килобайт. За да
се постигне баланс между скорост и разхищение на излишно място, секторите се
групират в клъстери. Клъстерите са най -малката логическа единица с която ОС
работи. Клъстерите биват заети (allocated) ако в тях има записан файл или парче
от файл, и то може да се достъпи и ползва от потребителя и системата, или не
може да бъде достъпен, заради повреден запис във файловата таблица или
липсваща такава, но там има файл или парче от файла което е било достъпно за
системата и потребителя преди появата на грешката, или празни(Unallocated) ако
в тях няма нищо записано, или от тях току що е изтрит файла. Съвкупността от
пътечки, които се избират с едновременното преместване на главите образуват
цилиндър. Затова се казва, че се извършва позициониране на съответен
цилиндър. Всички пътечки в един цилиндър преминават едновременно под
съответните им глави. Това позволява да се четат или записват данни от всяка
пътечка само с превключване на съответната глава т.е. чрез електронно
превключване, което е много по-бързо от преместването на главите.
По-голям клъстер означава повече сектори, по-висока скорост, и по-голяма
загуба на място и обратно, по-малки клъстери значи по-малко сектори в клъстер,
по-малко разхищение на място и по-ниска скорост. Оптималната настройка е
4кб клъстери (8 сектора). Колко място ще бъде загубено зависи от големината на
файла, колко килобайта от клъстера остават незаписани, ако файла се събира в
един клъстер, или ако файла се събира в няколко клъстера, колко килобайта
остават неизползвани в последния клъстер.
Ако има два или повече файла в един клъстер, се счита за логическа грешка
преплетени файлове. Възможно е при голям файл последният клъстер да се
запълни частично. Реално при ежедневната работа, когато се създават
множество временни файлове, други програми създават и трият временни
файлове. При запис, хард диска търси първите свободни клъстери и записва там,
ако те не са достатъчни, като ги запълни търси следващата най-близка група
клъстери и продължава записа, и така докато целия файл бъде записан. Това е
причината файловете да се записват на парчета из диска, а не в поредни
клъстери. Това се нарича фрагментиране. Това забавя работата на харддиска,
защото диска трябва да търси отделните парчета, да ги чете едно по едно.
След като файл или парче от файла бъде записано някъде, информацията за
файла или парчето бива записана във файлова таблица, така операционната

2. система и хард диска винаги знаят къде е файла или парчето то файла.
Фрагментирането на файла може да е пречка, за възстановяващите програми,
защото методите за възстановяване на данни работят най-добре на подредени
дискове и изпитват много сериозни затруднения и забавяне когато файловете са
фрагментирани. Понякога, може да се възстанови файл, който съдържа парчета
от няколко фрагментирани файла, защото по някаква причина възстановяващата
програма не е открила информацията за тези парчета към кои файлове
принадлежат. В такива случаи се прибягва ако файловата таблица е силно
повредена или изтрита, пример: форматиран диск, неуспешно конвертиране или
преоразмеряване на дяловете и др.
Целият дисков пакет се върти с постоянна ъглова скорост около оста си,
задвижван от електродвигател. При старите и големи устройства той е дори
мощен трифазен електродвигател, свързан чрез ремъчна предавка с шпиндел, на
който е фиксиран дисковия пакет.
В съвременните устройства двигателят за пакета е най-често миниатюрен и
плосък, куплиран директно към шпиндела, и управляван от специализиран
контролер, стабилизиращ скоростта му на въртене.
За двете работни повърхности на всяка плоча има отделна глава (универсална,
или по-често блок от четяща, изтриваща и записваща). Блокът магнитни глави се
задвижва чрез рамо, извършвайки операцията позициониране на главите чрез
радиално преместване. В устройствата със сменяеми дискови пакети главите
типично позиционират по права линия (радиално; към центъра на шпиндела на
пакета), задвижвани от линеен двигател. В повечето от съвременните
запаметяващи устройства с твърд магнитен диск рамото се върти около ос,
разположена извън пакета и успоредна на оста му, при което върхът на рамото и
главите, закрепени на него, извършват движение по дъга от окръжност,
ориентирана приблизително по радиуса на дисковия пакет.
Записът става чрез промяна на ориентацията на отделните магнитни домени. До края на 20
век, записът се извършва надлъжно - ориентацията на домените е по протежение на пътечките,
срещу или по посоката на въртене. Нуждата от повишаване на плътността на запис довежда до
напречен запис - с ориентация на домените наляво или надясно, напречно на дължината на
пистата, както и до