Наприклад: moveax, cr0 - передати в EAX вміст CR0 або
movecx, ecx - скинути регістр ECX.
Приклад: subarray [esi], 2 - відняти 2 з елемента масиву, на який вказує регістр ESI.
Розглянемо два приклади.
Лекція 10. Зовнішня пам'ять комп'ютера
У оперативної пам'яті є два важливих недоліку. Перший - це ціна. Другий недолік пов'язаний з тим, що оперативна пам'ять повністю очищається при виключенні комп'ютера, тобто її не можна використовувати для тривалого зберігання програм і даних. Тому для тривалого зберігання великих обсягів інформації потрібні інші носії. В якості таких носіїв використовують магнітні, оптичні, магнітооптичні й інші. Швидкість доступу до даних у них в тисячі разів менше, ніж у оперативної пам'яті, але зате менше ціна зберігання одного мегабайта, зараз ціна 1 мегабайта порядку одного цента. проблем
В основі дії всіх зовнішніх накопичувальних пристроїв лежить принцип механічного переміщення носія щодо пристрою, що виконує зчитування та запис інформації. Чим вище швидкість руху, тим швидше працює пристрій. Для досягнення надвисоких швидкостей потрібна найвища точність виготовлення механічних частин і герметичне виконання приладу, що виключає потрапляння пилу, диму, вологи та іншого сміття.
Жорсткий диск (Hard Disk Drive)
Поки цим вимогам найбільше задовольняють так звані жорсткі диски (HDD-HardDiskDrive), хоча не виключена поява в майбутньому інших пристроїв, що володіють кращими властивостями. Три основні вимоги до жорсткого диска - це ємність, швидкодію і мінімальні габарити (про надійність ми не говоримо, оскільки це, само собою, зрозуміло). Ємність жорстких дисків вимірюється в гігабайтах (Гбайт). Станом на сьогоднішній день ємності жорстких дисків вже перевалили за позначку 100 Гбайт.
Для створення існуючих магнітних дисків застосовуються технології, при яких на пластину напилюється один шар магнітного матеріалу - носія інформації, (як на верхньому малюнку).
Традиційний спосіб запису на магнітну пластину (вгорі). При зменшенні розмірів одиничних осередків з горизонтальною намагніченістю різко збільшується ймовірність їх спонтанного розмагнічування. Новий спосіб, запропонований Fujitsu (внизу). Використання додаткового подслоя і вертикального намагнічування дозволяє досягти в вісім разів більшої щільності запису.
Вимога ємності безпосередньо суперечить вимозі мінімальних габаритів. Це протиріччя знімається завдяки безперервному поліпшенню технології виготовлення. Сьогодні жорсткий диск - це прецизійний прилад, виготовлений із залученням самих останніх досягнень технологічної науки. Він крихкий, не виносить ударів і вимагає граничної акуратності в обігу. З цих причин жорсткий диск стаціонарно розміщується всередині корпусу системного блоку. Жорсткий диск в сукупності з механічними і електронними пристроями, що забезпечують його функціонування, називається дисковим накопичувачем або НМД.
Конструкція жорсткого диска
Дані записуються або зчитуються з пластин за допомогою головок запису / зчитування, по одній на кожну поверхню. Лінійний двигун являє собою електромеханічний пристрій, яке позиціонує головку над заданою доріжкою. Зазвичай головки кріпляться на кронштейнах, які приводяться в рух каретки.
Основні вузли НМД:
двигун приводу дисків;
механізм приводу головок;
друкована плата з контролером диска;
повітряні фільтри, кабелі, роз'єми і т.д.
Механізм приводу головок, з його допомогою головки переміщаються від центру диска до його країв і встановлюються на заданий циліндр. Розрізняють приводи з кроковим двигуном і сервопривід (з рухомою котушкою), який використовує сигнал зворотного зв'язку для точного позиціонування над обраною доріжкою (циліндром). Сервопривод більш дороге і більш чітке визначення.
Фільтри, використовується два види фільтрів:
барометричні, необхідні для вирівнювання тиску всередині пристрою з атмосферним.
Накопичувач на магнітних дисках (НМД) являє собою набір пластин, магнітних головок, кареток, лінійних двигунів плюс герметичний корпус. Дисковим пристроєм називається НМД з відносяться до нього електронними схемами (контролерами). Деякі контролери містять мікропроцесор, виробляють буферизацию сукупності секторів і кешування даних, а також усувають пошкоджені сектори.
Основні характеристики НМД:
тип приводу головок;
швидкодія, продуктивність, вартість;
вид інтерфейсу (IDE, EIDE, SCSI).
Продуктивність диска є функцією часу обслуговування, яке включає в себе три основних компоненти: час доступу, час очікування і час передачі даних. Час доступу - це час, необхідний для позиціонування головок на відповідну доріжку, яка містить дані, які розшукуються. Воно є функцією витрат на початкові дії по прискоренню головки диска (близько 6 мс), а також функцією числа доріжок, які необхідно перетнути на шляху до шуканої доріжці. Характерні середні часи пошуку - час, необхідний для переміщення головки між двома випадково вибраними доріжками, лежать в діапазоні 10-20 мс. Час переходу з доріжки на доріжку менше 10 мс і зазвичай становить 2 мс. Другим компонентом часу обслуговування є час очікування. Щоб шуканий сектор повернувся до суміщення з положенням головки потрібен якийсь час. Після цього дані можуть бути записані або прочитані. Для сучасних дисків час повного обороту лежить в діапазоні 8-16 мс, а середній час очікування становить 4-8 мс.
Останнім компонентом є час передачі даних, тобто час, необхідний для фізичної передачі байтів. Час передачі даних є функцією від числа переданих байтів (розміру блоку), швидкості обертання, щільності запису на доріжці і швидкості електроніки. Типова швидкість зчитування інформації дорівнює 1-15 Мбайт / с.
HAD компанії Seagate Technology, обсяг - 9 Гбайт, середній час доступу - 8 мс, швидкість - 7200 об / хв, інтерфейс Fast SCSI -2, швидкість зчитування - 13 Мбайт / сек.
Способи кодування даних
У сучасних системах для процесу запису / зчитування використовується гігантський магніто-резистивний ефект (GMR - Giant magnetic Resistance), який дозволяє реалізувати досить високу щільність запису. Сам процес запису і зчитування заснований на фізичних явищах, описаних ще Фарадеем. Проілюструємо ці процеси за допомогою малюнка 8.1.
З Азор Магнітні домени
S N N S S N N S S N N S S N N S S N N S
З ігнал записи
З ігнал зчитування
Мал. 10.1 Схема процесу запису / зчитування
Оскільки кількість зон зміни знака (їх називають бітові елементи) обмежена можливостями технології застосовуються різні способи кодування, що дозволяють, як би, "втиснути" якомога більше бітів даних у відведений кількість зон.
частотна модуляція - FM (одинарна щільність - Single density);
модифікований частотний сигнал - MFM (подвійна щільність - Double density);
кодування з обмеженою довжиною поля записи - RLL (найпопулярніший сьогодні).
інтерфейси НМД
До складу комп'ютерів часто входять спеціальні пристрої, які називаються дисковими контролерами. До кожного дискового контролера може підключатися кілька дискових накопичувачів. Між дисковим контролером і основною пам'яттю може бути ціла ієрархія контролерів і магістралей даних, складність якої визначається головним чином вартістю комп'ютера. Оскільки час передачі часто становить дуже невелику частину загального часу доступу до диска, контролер в високопродуктивної системі роз'єднує магістралі даних від диска на час позиціонування так, що інші диски, під'єднані до контролера, можуть передавати свої дані в основну пам'ять. Тому час доступу до диска може збільшуватися на час, пов'язане з накладними витратами контролера на організацію операції введення / виводу.
Мал. 10.2 Структура інтерфейсів НМД
Необхідно відзначити, що останнім часом все більшого поширення отримав інтерфейс SCSI. Він не тільки більш продуктивний, але і підтримує до 16 пристроїв, що дуже важливо для файл-серверів і серверів мережі.
Структура зберігання інформації на жорсткому диску
Незважаючи на те, що фізично жорсткий диск складається з п дисків і має 2п поверхонь, для вивчення його структури нам досить розглянути тільки одну поверхню. Ця поверхня розбивається на концентричні доріжки. Залежно від конструкції диска таких доріжок може бути більше або менше, і кожна доріжка май свій унікальний номер.
Якщо ми тепер знову згадаємо, що реальний жорсткий диск має багато поверхонь, то у нас з'явиться новий термін-циліндр. Доріжки з однаковими номерами, але належать різним поверхням, образуютодін циліндр. Кожен циліндр має номер, що співпадає з номером входять до нього доріжок.
Таблиця розміщення файлів
Файли в канцелярському розумінні - це «справи», зі звичайними людськими іменами, порошаться в такому місці, куди місяцями не ступає нога людини, але встановити це місце завжди можна за номером «справи», якщо заглянути в комірну книгу, яка називається реєстром.
Хоча гострота проблеми з кластеризацией пропала, особливо з впровадженням NTFS ми повинні розуміти звідки вона виникла.