ديسک ها
در مقايسه با دسترسي به عنصري در RAM دسترسي ديسک هميشه گرانتر است. با اين وجود، تمام دسترسيهاي ديسک با هم برابر نيستند . دليل اين،روش کار ديسک گردان است.درايوهاي ديسک جزء گروهي از ابزارها به نام ابزارهاي ذخيره سازي با دسترسي مستقيمDASD ميباشند، زيرا امکان دسترسي مستقيم به داده ها را فراهم ميکنند.DASD ها مغاير با ابزارهاي سري ميباشند که گروه اصلي ابزارهاي ذخيره سازي مي باشند.ابزارهاي سري از رسانه هاي مثل نوار مغنا طيسي استفاده مي کنند که فقط دسترسي سري را ارائه ميدهند(يک عنصر داده اي را نمي توان تا زماني که تمام داده هاي قبلي آن در نوار به ترتيب خوانده يا نوشته نشده اند،خواند يا نوشت).
ديسک هاي مغناطيسي داراي چندين شکل ميباشند. هارد ديسک ها داراي ظرفيت بالاو قيمت بيت پايين مي باشند. هاردديسک ها عمومي ترين ديسک مورد استفاده براي پردازش فايلي روزانه هستند.فلاپي ديسک ها ارزانتر هستند ولي کندتربوده وداده هاي نسبتا کمي را نگه ميدارند. فلاپي ها براي پشتيبان سازي فايل هاي خاص و جابه جايي مقادير کم داده مناسب مي با شند.رسانه هاي ديسکي غير مغنا طيسي مخصوصا ديسک هاي نوري در حال رشد بوده وبه عنوان رسانه ذخيره سازي عموميت يافته اند.
سازماندهي ديسک ها
اطلاعات ذخيره شده روي ديسک بر روي يک يا چند صفحه ذخيره مي شوند.به ترتيب اين اطلاعات درتراک هاي روي ديسک ذخيره مي شوند . هر تراک اغلب به تعدادي سکتور تقسيم مي شود. هر سکتور، کوچکترين بخش قابل آدرس دهي روي ديسک است. هنگامي که عبارتREAD() را براي بايت خاصي از فايل، فراخواني مي کنيد، سيستم عامل سطح صحيح يعني تراک و سکتور را پيدا کرده وکل سکتور را خوانده وبه ناحيه خاصي از حافظه RAM به نام بافر منتقل مي کند. سپس بايت مورد نظر درون بافر را پيدا مي کند. در صورتي که درايو ديسک از تعدادي صفحه استفاده مي کند، ممکن است آن را DISK PACK نيز بناميم. تراک هايي که دقيقا بالا وپايين همديگر ميباشند يعني تراک هاي هم شماره تشکيل سيلندر را مي دهند. اگر اطلاعات در روي يک سيلندر باشند، نياز نيست که براي دسترسي به اطلاعات،بازوي هد خواندن/نوشتن حرکت کند. جابجاي اين بازو را جستجو SEEKING مي نامند. اين جابه جايي معمولا کندترين بخش خواندن اطلاعات از يک ديسک است.
برآورد ظرفيت ها و فضاي مورد نياز
پهناي ديسک ها از 2تا حدود 14 اينچ مي باشد. محدوده ظرفيت ديسک ها نيز کمتر از 000/400 بايت تا ميليارد ها بايت مي باشد. در يک ديسک، صفحه بالايي و پاييني يک طرفه بوده و بقيه صفحات دو طرفه مي باشند، بنابراين تعداد تراک هاي هر سيلندر بستگي به تعداد صفحات دارد .مقدار داده هايي که ميتوان روي يک تراک نگهداشت بستگي به چگالي بيت هاي ذخيره شده روي سطح ديسک دارد. (اين بستگي به مقدار ضبط رسانه و اندازه هدهاي خواندن /نوشتن دارد .) يک ديسک ارزان و ظرفيت پايين ميتواند حدود 4 کيلو بايت روي يک تراک نگه داشته ودر هر طرف 35تراک قرار دارد. يک ديسک باظرفيت بالا تقريبا تراک هاي 50 کيلوبايتي داشته ودر هر طرف صفحه داراي 1000 تراک است.
از آنجايي که يک سيلندر شامل گروهي از تراک ها مي باشد و يک تراک مجموعه اي از سکتورهاست وسکتور نيز از بايت ها تشکيل شده است، پس محاسبه ظرفيت تراک، سيلندر و درايو ساده مي باشد :
ظرفيت تراک= تعداد سکتورها در هر تراک * ظرفيت هر سکتور برحسب بايت
ظرفيت سيلندر= تعداد تراک هاي هر سيلندر* ظرفيت تراک
ظرفيت درايو = تعداد سيلندرها*ظرفيت سيلندر
تنگناي ديسک:
کارآيي ديسک به طور شگفت انگيزي رو به افزايش است ولي هنوز هم سرعت ديسک ها به حد سرعت شبکه ها نرسيده است. يک درايو با کارآيي بالا ميتواند 50 کيلوبايت در هر تراک رابا سرعت ماکزيمم حدود3مگابايت در ثانيه وفقط بخشي از آن را تحت شرايط عادي انتقال دهد . شبکه هايي با کارآيي بالاميتوانند داده ها را با سرعت حدود100مگابايت در ثانيه منتقل کنند. در نتيجه يک فرآيند محدود به ديسک است وشبکه و cpu بايستي منتظر زمان دسترسي به ديسک براي انتقال داده ها باشند.
نوار مغناطيسي:
واحدهاي نوار مغناطيسي جزءگروهي از ابزارها هستندکه دسترسي مستقيم را ارائه نمي دهند ولي مي توانند دسترسي ترتيبي سريعي به داده ها فراهم کنند. نوارها فشرده بوده وتحت شرايط محيطي مختلف به خوبي نصب مي شوند و ذخيره سازي وانتقال داده ها در آنها ساده بوده وقيمت آنها نسبت به ديسک ها کمتر است.
کاربرد هاي نوار مغنا طيسي:
نوارمغناطيسي، رسانه مناسبي براي پردازش ترتيبي برنامه هاي کاربردي است. در صورتي که فايل هاي پردازش شده مشابه نبوده و دسترسي مستقيم نياز نباشد، از اين رسانه ميتوان استفاده کرد.به عنوان مثال، مسئله به هنگام سازي يک ليست پستي در هر ماه را در نظر بگيريد .آيا ضروري است که ليست به طور مطلق به روز باشد يا در هر ماه به هنگام شود، کافي است؟ در صورتي که اطلاعات بايستي به دقيقه باشند، پس رسانه بايستي امکان دسترسي مستقيم را فرا هم کند تا به هنگام سازي بتواند بلافاصله عمل کند . ولي اگر نياز است ليست پستي فقط هنگامي که بر چسبها چاپ مي شوند به هنگام شود، پس همه تغييراتي که در طول ماه رخ مي دهند، مي توانند جمع شده و در يک فايل قرار گيرند که به همان روش ليست پستي ذخيره مي شود. سپس برنامه اي که هر دو فايل را مي خواند مي تواند به صورت همزمان اجرا شده و تغييرات مورد نياز را در داده ها اعمال نمايد.
مقايسه ديسک ونوار مغنا طيسي:
در گذشته نوار مغناطيسي وديسک مغناطيسي براي تمام کاربردهاي ذخيره سازي ثانويه مورد استفاده قرار مي گرفتند. ديسک براي دسترسي تصادفي و ذخيره سازي فايل هايي که براي دسترسي بيدرنگ مدنظر بودند جالب بود ونوار براي پردازش ترتيبي داده ها و ذخيره سازي طولاني مدت فايل هاايده آل بود . با گذشت زمان، اين قواعد تغيير پيدا کرده و ديسک بيشتر استفاده شد.
دليل اصلي که در دسترسيهاي تصادفي، نوار مغنا طيسي به ديسک ترجيح داده مي شود، اين است که نوارها براي تک پردازش در نظر گرفته شده اند، در حالي که ديسک ها عموما چندين پردازش را سرويس ميدهند.اين بدين معني است که در دسترسيها هد خواندن/نوشتن ديسک بايستي از محلي به محل ديگري جابه جا شده و حاصل، يک جستجوي پرهزينه است، در حالي که درايونوار چون براي تک پردازش در نظر گرفته شده است، چنين هزينه اي ندارد.
اين مسائل سبب شد که به تدريج ديسک جايگزين نوار شود .اين تغييرات در مورد ديسک وRAM نيز انجام گرفته ودر حال وقوع است . براي درک کامل اين تغييرات جديد، نياز است که با مفهوم بافر کردن در حافظه RAM آشنا شويم. به طور خلاصه کارآيي بستگي به بزرگي فايلي دارد که در هر بار ميتوانيم منتقل کنيم. هر چه فضايRAM بيشتري براي بافرهاي ورودي/خروجي قابل دسترس باشد، تعداد جستجو هاي مورد نياز کاهش مي يابد. بيشتر سيستم هاي که اکنون وجود دارد وحتي سيستم هاي کوچک داراي RAM کافي براي کاهش دسترسيهاي مورد نياز براي پردازش فايل هاي بيشتر هستند . اين تغييرات سبب کاهش قيمت ديسک ها شده و در نتيجه آنها را براي پردازش ترتيبي که در گذشته از نوارها استفاده مي شد مورد استفاده قرار مي دهند.
اين بدين معني نيست که از نوار ها نبايستي براي پردازش ترتيبي استفاده کرد. اگر فايلي روي نوار نگهداري شود و درايوهاي کافي براي استفاده از آنها در پردازش ترتيبي فايل وجود داشته باشد، ممکن کاراتر باشد.اگر چه امروزه از ديسک براي پردازش ترتيبي استفاده مي شود ولي نوار هنوز هم به عنوان رسانه اي براي ذخيره سازي آرشيوي طولاني مدت، مهم مي باشد که البته اين مورد هم با عموميت يافتن CDها از بين رفته است. نوار هنوز هم از ديسک ارزانتر است و نگهداري فايل هاي بزرگ روي آن ساده وسريعتر است.
