دیسک و نوار مغناطیسی؛ نگاهی کوتاه به رسانه‌های ذخیره و بازیابی اطلاعات کامپیوتر

می توان گفت هارددیسک های مغناطیسی دارای چندین شکل میباشند. هارد دیسک ها دارای ظرفیت بالاو قیمت بیت پایین می باشند. هارددیسک ها عمومی ترین دیسک مورد استفاده برای پردازش فایلی روزانه هستند.
● دیسک ها
در مقایسه با دسترسی به عنصری در RAM دسترسی دیسک همیشه گرانتر است. با این وجود، تمام دسترسیهای دیسک با هم برابر نیستند . دلیل این،روش کار دیسک گردان است.درایوهای دیسک جزء گروهی از ابزارها به نام ابزارهای ذخیره سازی با دسترسی مستقیمDASD میباشند، زیرا امکان دسترسی مستقیم به داده ها را فراهم میکنند.DASD ها مغایر با ابزارهای سری میباشند که گروه اصلی ابزارهای ذخیره سازی می باشند.
ابزارهای سری از رسانه های مثل نوار مغنا طیسی استفاده می کنند که فقط دسترسی سری را ارائه میدهند.
یک عنصر داده ای را نمی توان تا زمانی که تمام داده های قبلی آن در نوار به ترتیب خوانده یا نوشته نشده اند،خواند یا نوشت.
دیسک های مغناطیسی دارای چندین شکل میباشند. هارد دیسک ها دارای ظرفیت بالاو قیمت بیت پایین می باشند. هارددیسک ها عمومی ترین دیسک مورد استفاده برای پردازش فایلی روزانه هستند.
فلاپی دیسک ها ارزانتر هستند ولی کندتربوده وداده های نسبتا کمی را نگه میدارند. فلاپی ها برای پشتیبان سازی فایل های خاص و جابه جایی مقادیر کم داده مناسب می‌باشند.
رسانه های دیسکی غیر مغنا طیسی مخصوصا دیسک های نوری در حال رشد بوده وبه عنوان رسانه ذخیره سازی عمومیت یافته اند.
● سازماندهی دیسک ها
اطلاعات ذخیره شده روی دیسک بر روی یک یا چند صفحه ذخیره می شوند.به ترتیب این اطلاعات درتراک های روی دیسک ذخیره می شوند . هر تراک اغلب به تعدادی سکتور تقسیم می شود. هر سکتور، کوچکترین بخش قابل آدرس دهی روی دیسک است. هنگامی که عبارتREAD() را برای بایت خاصی از فایل، فراخوانی می کنید، سیستم عامل سطح صحیح یعنی تراک و سکتور را پیدا کرده وکل سکتور را خوانده وبه ناحیه خاصی از حافظه RAM به نام بافر منتقل می کند. سپس بایت مورد نظر درون بافر را پیدا می کند. در صورتی که درایو دیسک از تعدادی صفحه استفاده می کند، ممکن است آن را DISK PACK نیز بنامیم. تراک هایی که دقیقا بالا وپایین همدیگر میباشند یعنی تراک های هم شماره تشکیل سیلندر را می دهند. اگر اطلاعات در روی یک سیلندر باشند، نیاز نیست که برای دسترسی به اطلاعات،بازوی هد خواندن/نوشتن حرکت کند. جابجای این بازو را جستجو SEEKING می نامند. این جابه جایی معمولا کندترین بخش خواندن اطلاعات از یک دیسک است.
● برآورد ظرفیت ها و فضای مورد نیاز
پهنای دیسک ها از ۲تا حدود ۱۴ اینچ می باشد. محدوده ظرفیت دیسک ها نیز کمتر از ۰۰۰/۴۰۰ بایت تا میلیارد ها بایت می باشد. در یک دیسک، صفحه بالایی و پایینی یک طرفه بوده و بقیه صفحات دو طرفه می باشند، بنابراین تعداد تراک های هر سیلندر بستگی به تعداد صفحات دارد.
مقدار داده هایی که میتوان روی یک تراک نگهداشت بستگی به چگالی بیت های ذخیره شده روی سطح دیسک دارد. (این بستگی به مقدار ضبط رسانه و اندازه هدهای خواندن /نوشتن دارد .) یک دیسک ارزان و ظرفیت پایین میتواند حدود ۴ کیلو بایت روی یک تراک نگه داشته ودر هر طرف ۳۵تراک قرار دارد. یک دیسک باظرفیت بالا تقریبا تراک های ۵۰ کیلوبایتی داشته ودر هر طرف صفحه دارای ۱۰۰۰ تراک است.
از آنجایی که یک سیلندر شامل گروهی از تراک ها می باشد و یک تراک مجموعه ای از سکتورهاست وسکتور نیز از بایت ها تشکیل شده است، پس محاسبه ظرفیت تراک، سیلندر و درایو ساده می باشد :
▪ ظرفیت تراک= تعداد سکتورها در هر تراک * ظرفیت هر سکتور برحسب بایت
▪ ظرفیت سیلندر= تعداد تراک های هر سیلندر* ظرفیت تراک
▪ ظرفیت درایو = تعداد سیلندرها*ظرفیت سیلندر
● تنگنای دیسک:
کارآیی دیسک به طور شگفت انگیزی رو به افزایش است ولی هنوز هم سرعت دیسک ها به حد سرعت شبکه ها نرسیده است. یک درایو با کارآیی بالا میتواند ۵۰ کیلوبایت در هر تراک رابا سرعت ماکزیمم حدود۳مگابایت در ثانیه وفقط بخشی از آن را تحت شرایط عادی انتقال دهد . شبکه هایی با کارآیی بالامیتوانند داده ها را با سرعت حدود۱۰۰مگابایت در ثانیه منتقل کنند. در نتیجه یک فرآیند محدود به دیسک است وشبکه و cpu بایستی منتظر زمان دسترسی به دیسک برای انتقال داده ها باشند.
● نوار مغناطیسی:
واحدهای نوار مغناطیسی جزءگروهی از ابزارها هستندکه دسترسی مستقیم را ارائه نمی دهند ولی می توانند دسترسی ترتیبی سریعی به داده ها فراهم کنند. نوارها فشرده بوده وتحت شرایط محیطی مختلف به خوبی نصب می شوند و ذخیره سازی وانتقال داده ها در آنها ساده بوده وقیمت آنها نسبت به دیسک ها کمتر است.
● کاربرد های نوار مغنا طیسی:
نوارمغناطیسی، رسانه مناسبی برای پردازش ترتیبی برنامه های کاربردی است. در صورتی که فایل های پردازش شده مشابه نبوده و دسترسی مستقیم نیاز نباشد، از این رسانه میتوان استفاده کرد.
به عنوان مثال، مسئله به هنگام سازی یک لیست پستی در هر ماه را در نظر بگیرید .آیا ضروری است که لیست به طور مطلق به روز باشد یا در هر ماه به هنگام شود، کافی است؟ در صورتی که اطلاعات بایستی به دقیقه باشند، پس رسانه بایستی امکان دسترسی مستقیم را فرا هم کند تا به هنگام سازی بتواند بلافاصله عمل کند . ولی اگر نیاز است لیست پستی فقط هنگامی که بر چسبها چاپ می شوند به هنگام شود، پس همه تغییراتی که در طول ماه رخ می دهند، می توانند جمع شده و در یک فایل قرار گیرند که به همان روش لیست پستی ذخیره می شود. سپس برنامه ای که هر دو فایل را می خواند می تواند به صورت همزمان اجرا شده و تغییرات مورد نیاز را در داده ها اعمال نماید.
● مقایسه دیسک ونوار مغنا طیسی:
در گذشته نوار مغناطیسی ودیسک مغناطیسی برای تمام کاربردهای ذخیره سازی ثانویه مورد استفاده قرار می گرفتند. دیسک برای دسترسی تصادفی و ذخیره سازی فایل هایی که برای دسترسی بیدرنگ مدنظر بودند جالب بود ونوار برای پردازش ترتیبی داده ها و ذخیره سازی طولانی مدت فایل هاایده آل بود . با گذشت زمان، این قواعد تغییر پیدا کرده و دیسک بیشتر استفاده شد.
دلیل اصلی که در دسترسیهای تصادفی، نوار مغنا طیسی به دیسک ترجیح داده می شود، این است که نوارها برای تک پردازش در نظر گرفته شده اند، در حالی که دیسک ها عموما چندین پردازش را سرویس میدهند.این بدین معنی است که در دسترسیها هد خواندن/نوشتن دیسک بایستی از محلی به محل دیگری جابه جا شده و حاصل، یک جستجوی پرهزینه است، در حالی که درایونوار چون برای تک پردازش در نظر گرفته شده است، چنین هزینه ای ندارد.
این مسائل سبب شد که به تدریج دیسک جایگزین نوار شود .این تغییرات در مورد دیسک وRAM نیز انجام گرفته ودر حال وقوع است . برای درک کامل این تغییرات جدید، نیاز است که با مفهوم بافر کردن در حافظه RAM آشنا شویم. به طور خلاصه کارآیی بستگی به بزرگی فایلی دارد که در هر بار میتوانیم منتقل کنیم. هر چه فضایRAM بیشتری برای بافرهای ورودی/خروجی قابل دسترس باشد، تعداد جستجو های مورد نیاز کاهش می یابد. بیشتر سیستم های که اکنون وجود دارد وحتی سیستم های کوچک دارای RAM کافی برای کاهش دسترسیهای مورد نیاز برای پردازش فایل های بیشتر هستند . این تغییرات سبب کاهش قیمت دیسک ها شده و در نتیجه آنها را برای پردازش ترتیبی که در گذشته از نوارها استفاده می شد مورد استفاده قرار می دهند.
این بدین معنی نیست که از نوار ها نبایستی برای پردازش ترتیبی استفاده کرد. اگر فایلی روی نوار نگهداری شود و درایوهای کافی برای استفاده از آنها در پردازش ترتیبی فایل وجود داشته باشد، ممکن کاراتر باشد.
اگر چه امروزه از دیسک برای پردازش ترتیبی استفاده می شود ولی نوار هنوز هم به عنوان رسانه ای برای ذخیره سازی آرشیوی طولانی مدت، مهم می باشد که البته این مورد هم با عمومیت یافتن CDها از بین رفته است. نوار هنوز هم از دیسک ارزانتر است و نگهداری فایل های بزرگ روی آن ساده وسریعتر است.

http://www.yazdit.myblog.ir/More-۵۸۷.ASPX