1 / 55

SOCS

SOCS. Hoofdstuk 2 Computerapparatuur. Hoofdstuk 2. Logica Elektronica Transistorgeheugens Geheugenmedia Magneetschijven Optische Schijven Magneto-Optische Schijven Magneetbanden/Cassettes Organisatie Snelheid. Magneetschijven. Harde Magneetschijf Geperfectioneerde magneetschijven

kaseem-burgess
Download Presentation

SOCS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SOCS Hoofdstuk 2Computerapparatuur

  2. Hoofdstuk 2 • Logica • Elektronica • Transistorgeheugens • Geheugenmedia • Magneetschijven • Optische Schijven • Magneto-Optische Schijven • Magneetbanden/Cassettes • Organisatie • Snelheid

  3. Magneetschijven • Harde Magneetschijf • Geperfectioneerde magneetschijven • Soepele Schijven • Alternatieven

  4. 30 .. 50 cm 3 .. 12 cm 5¼”, 3.5”, 2.5” < 3 cm magnetiseerbare laag Harde Magneetschijf • Fysisch voorkomen holle as plaat (glas/aluminium) 3000 3600 t/min 5400 7200 10800

  5. I I 5 .. 10 m 0,1 .. 0,2 m Harde Magneetschijf • Werking lezen schrijven geleider in bewegend magnetisch veld 0 0 1 1 0 0 …

  6. Harde Magneetschijf

  7. (c) Magneto- Resistieve kop (a) Ferrietkop Arm Kop Glijder Schijf (b) Dunne Film kop Harde Magneetschijf

  8. lees/schrijfkop vlieghoogte 0.5 m rookdeeltje 5 m vingerafdruk 3 m magnetiseerbare laag 2.5 m Harde Magneetschijf menselijk haar 50 m

  9. Harde Magneetschijf • Lees/schrijfkop • Zweven boven oppervlak (< 1 m) • Stofvrij zoniet headcrash • Winchester-schijven • platen + koppen in hermetisch afgesloten doos • Bij stilzetten: landen op landingszone

  10. sector spoor Harde Magneetschijf • Spoor = { sectoren } # sectoren / spoor = vast (niet optimaal) of = neemt toe naar buiten (zones) 800 ... 2000 sporen/cm spoorbreedte = … 10 .. 15 m

  11. 512b .. 4kb data HD … data … ECC Harde Magneetschijf Sector: Hoofding Hiaat Hiaat Error Correcting Code- Hamming code - Reed Solomon code

  12. lees/schijfkop cilinder= { sporen onder lees/schrijfkoppen voor bep. stand kam } Harde Magneetschijf • Werking kam kam

  13. Harde Magneetschijf

  14. Harde Magneetschijf Lees/Schrijf (CILINDER, KOP, SECTOR) • Positioneren (= zoektijd, seektime) • Spoor-spoor: 1 ms • Gemiddeld: 10 ms • Rotationelewachttijd(= latency time) • Wachten tot juiste sector onder de kop • Gemiddeld = ½ toer (4 .. 8 ms) • Transport (lezen/schrijven) • Debiet = 5 .. 30 Mb/s (kortstondig!)

  15. Harde Magneetschijf 1998 340 MB 1999 512 MB 2000 1 GB 2003 2 GB 2004 5 GB 2005 8 GB 2006 12 GB 2007 20 GB? MicroDrive (1998): 1” plaat, CF-interface 340 MB 3600 t/min 12 ms gem. zoektijd

  16. Harde Magneetschijf

  17. Geperfectioneerde Schijven • Hogere Snelheid • Hogere Betrouwbaarheid • tegen verlies van informatie • RAID • Redundant Array of Inexpensive Disks • Redundant Array of Independant Disks Controller Controller

  18. Geperfectioneerde Schijven Capaciteit Prestaties  Kostprijs Betrouwbaarheid 

  19. RAID Technology • Principes: • Spiegeling (Mirroring) • Verdubbeling (Duplexing) • Stroken (Striping) • Bescherming (Pariteit)

  20. Data 0 Data 2 Data 1 Data 3 Strip 0 Strip 1 Strip 2 Strip 3 Strip 4 Strip 5 Strip 6 Strip 7 ... ... ... … Strip 0 Strip 1 Strip 2 Strip 3 Strip 0 Strip 1 Strip 2 Strip 3 Strip 4 Strip 5 Strip 6 Strip 7 Strip 4 Strip 5 Strip 6 Strip 7 ... ... ... … ... ... ... … RAID technologie • RAID 0 • Disk striping • I/O in parallel • RAID 1 • Disk striping • Disk mirroring • Schrijven duurt even lang • Lezen kan sneller

  21. Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 ... ... ... … ... ... ... Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Pariteit ... ... ... … ... RAID technologie • RAID 2 • Hamming code (4 bits  7 bits) • Bits in parallel • Armpositie & rot. positie gesynchroniseerd • RAID 3 • Pariteitsbit (4 bits  5 bits) • Bits in parallel • Armpositie & rot. positie gesynchroniseerd 1 1 0 1 0  1 Onevenpariteit

  22. Strip 0 Strip 1 Strip 2 Strip 3 P0-3 Strip 4 Strip 5 Strip 6 Strip 7 P4-7 ... ... ... … ... Strip 0 Strip 1 Strip 2 Strip 3 P0-3 Strip 4 Strip 5 Strip 6 P4-7 Strip 7 ... ... ... … ... RAID technologie Strip 2 P0-3 • RAID 4 • Disk striping • Pariteits-strip • Disk crash: herstel • 1 strip wijzigen: • 2 x Lezen + 2 x Schrijven P0-3 = Strip 0  Strip 1  Strip 2  Strip 3 P0-3 = Strip 0  Strip 1 Strip 2 Strip 3 P0-3 = P0-3  Strip 2 Strip 2 • RAID 5 • = RAID 4 • Verspreid pariteit strip

  23. Soepele Schijven • Floppy Disk, Diskette • Afmetingen • 5.25 “ en 3.5” • Kop raakt oppervlak • Sleet + Warmte • Start /Stop: ±½ s

  24. Soepele Schijven

  25. Drive compatibelmet 3.5” FD Magneet Schijven • Harde Magneetschijf • Geperfectioneerde magneetschijven • Soepele Schijven • Alternatieven: • ZIP (100MB/250MB), JAZ (1GB/2GB), SuperDisk (120MB) (Imation) • HiFD (100MB) (Sony) • ...

  26. Optische Schijven • Voorloper: Video-disk (30 cm) • Audio CD • CD-ROM • CD-R • CD-RW • DVD (DVD-ROM, DVD-R, …)

  27. Audio CD • 1980 (Philips & Sony) • 12 cm , 1.2 mm dik • Informatie Digitaal • 16-bit sampling, 44,1 kHz • Red Book • tot 74 min. muziek

  28. Compact Disc • Productie: • Branden van putjes in glasplaat • Maken van matrijs • Persen van CD • Dunne laag aluminium • Laklaag • Label

  29. Compact Disc • Afspelen: m.b.v. laserinfrarood 0.78 m

  30. Compact Disc

  31. Compact Disc • 1: overgang, 0: geen overgang

  32. Compact Disc • Spiraal (binnen naar buiten) • 22.188 omwentelingen(± 600 per mm) • Constante bitstroom530 T/min  200 T/min= CLV = Constant Linear Velocity

  33. CD-ROM • 1984 (Philips & Sony) • CD voor opslag van data: CD-ROM • Compact Disc, Read-Only Memory • Compatibel met audio CD • Yellow Book • Formaat van Data • Extra Foutenbescherming

  34. ... 42 symbolen ... 98 frames 00ffffffffffffffffffff00min:s:sector:mode H DATA ECC 16 bytes 2048 bytes 288 bytes H DATA 16 bytes 2336 bytes CD-ROM Symbool: 8 bits  14 bits • Frame (588 bits) • 24 data bytes • rest: fouten+synch. • Sector • Mode 1 • Mode 2

  35. CD-ROM • Foutencontrole: 3 niveaus • Per symbool (1-bit fout) • Per frame (# opeenvolgende fouten) • ev. per sector (Cross Interleaved Reed-Solomon code) • Efficientie (mode 1): • 98 x 588 bits = 57.624 bits  2048 x 8 = 16.384 bits

  36. CD-ROM • Capaciteit: • ±270.000 sectoren (550 MB .. 630 MB) • Debiet: • 75 sect./s = 150 kB/s (mode 1) = 171 kB/s (mode 2) • x2, x4, …, x32, … • Hogere snelheden • CAV (constant angular velocity) aan binnenzijde • Zoektijd: • controller: berekening van plaats + zoeken • 100 ms

  37. CD-I • Compact Disc, Interactive • Philips, 1986 • Speler verbonden met TV • MPEG video, geluid, … • Green Book • Toepassing: • Spelletjes • Educatieve programma’s

  38. Label Beschermlaag Reflecterende Au-laag Doorzichtige Kleurstof Substraat 1.2 mm CD-R • Compact Disc, Recordable • 1989 • WORM, Write-Once, Read Many • Groef met sinusoidale rand (snelheid) • Uitzicht: Goudkleurig i.p.v. zilverkleurig

  39. CD-R • Schrijven: • Laser: Hoog vermogen (verkleuring) • Lezen: • Laser: Laag vermogen (donkere plek: minder reflectie) • ook te lezen op gewone CD-ROM lezen • Beschrijven: • in een continue operatie beschrijven, zonder stoppen

  40. CD-R • Orange Book • CD-R • CD-ROM/XA (incrementeel beschrijven) • Toepassing: • PhotoCD • Backup • Piraterij! • Verkeerde lengte, Verkeerde ECC, …

  41. CD-RW • Compact Disc, ReWritable • Zoals CD-R, kleurstof vervangen door legering • Twee stabiele toestanden: kristallijn & amorf

  42. CD-RW • Schrijven: • Laser: hoog vermogen • Legering smelt, koelt af tot amorf • Laser: medium vermogen • Legering omgezet naar kristallijn • Lezen: • Laser: laag vermogen • Kristallijn: veel reflectie • Amorf: weinig reflectie • Duurder dan CD-R (kan niet gewist!)

  43. CD DVD DVD • Digital Video Disk, Digital Versatile Disk • Zelfde formaat CD-ROM (120 mm schijf) • Snelheid (1x): 1,475  575 t/min • Capaciteit: 4.7 GB Debiet: 1.4 MB/s

  44. DVD • Compressie: MPEG-2 (4 Mbps) • Afhankelijk van detail & hoeveelheid beweging • Audio • 24-bit sampling, 96 kHz • DigitalSurround (5 kanalen + 1 subwoorfer-kan.) • Films • Meerdere talen (<= 8) + ondertiteling • Meerdere verhaallijnen (te selecteren) • Meerdere gezichtspunten • Kinderslot

  45. DVD • 4 Formaten:

  46. DVD-… • Beschrijfbaar • DVD-R, DVD+R • Herbeschrijfbaar • DVD-RAM • DVD-RW • DVD+RW • Opvolger? • Blu-Ray: tot 25 GB/laag • HD-DVD (High Definition-DVD): tot 15 GB/laag

  47. laser laser polarisatie B Magneto-Optische Schijven • Legering • Boven Curiepunt (Tc): magnetisatie wijzigen • Onder Curiepunt: magnetisatie bevroren • Schrijven: Lezen: Kerr effect • Concentrische sporen, sectoren, CAV • Verwijderbaar medium, vaak 5.25”

  48. Magneto-Optische Schijf

  49. Magneetbanden • Spoel-tot-spoel • 1”, 1/2” breed, 2400 ft lang • Capaciteit: … 180 MB ... • 9 sporen (1 byte + pariteit) • Lees en schrijf koppen

  50. hiaat Magneetbanden • Blokken van variabele lengte • Hiaat (½ - 1”): start/stop • Dichtheid: 1600 B/duim, 6250 B/duim • Debiet: tot 3 MB/s • Terugspoelen: 50 s tot 3 min

More Related