William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

Transkript

1 + William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

2 + Bölüm 6 Dış Hafıza

3 + Manyetik Disk Bir disk, tabaka olarak adlandırılan, manyetize edilebilir bir materyal ile kaplı, manyetik olmayan materyalden yapılmış yuvarlak tabaktır. Geleneksel olarak alt tabaka bir alüminyum veya alüminyum alaşım malzemesidir Yakın zamanda cam yüzeyler de kullanılmaya başlandı. Cam yüzeyin faydaları: Disk güvenilirliğini artırmak için manyetik film yüzeyinin tekdüzeliğinde iyileştirme Okuma-yazma hatalarını azaltmaya yardımcı olmak için genel yüzey kusurlarında önemli bir azalma Disk dinamiklerini azaltmak için daha sağlam bükülme direnci Şoka ve hasara karşı daha dayanıklılık

4 İndüktif Yazma / Manyetoresistif Okuma Kafası

5 Disk Veri Düzeni

6 + Özellikleri Sabit Kafalı Disk Herbir iz için 1 okuma-yazma kafası Kafalar, tüm izlerin üzerinde uzanan sabit bir dirsekli kol üzerine monte edilmiştir Hareketli Kafalı Disk 1 okuma-yazma kafası Kafa, bir kola monte edilmiştir Kol uzatılabilir veya geri çekilebilir Çıkarılamaz disk Disk sürücüsüne sabit bir şekilde takılmıştır PC lerdeki harddiskler bu tiptedir. Çıkarılabilir disk Çıkarılabilir ve bir başka disk ile değiştirilebilir Avantajları: Sınırlı sayıdaki disk sistemleri için sınırsız miktarda veri saklama imkanı Bir sistemden bir başka sisteme taşınabilir Floppy diskler örnek verilebilir. Çift taraflı disk Her iki yüzeyi de manyetik malzeme ile kaplı olanlar

7 + Çoklu Tabakalar

8 İzler Silindirler +

9 + RAID 7 seviyesi vardır Seviyeler bir hiyerarşiyi göstermez. 3 temel özelliği vardır: 1) Fiziksel disklerin kümesi, işletim sistemi tarafından tek disk gibi görünür Redundant Array of Independent Disks 2) Veri, bir dizi fiziksel sürücüler üzerinde şeritleme olarak bilinen bir düzende dağıtılır 3) Yedek disk kapasitesi, bir disk arızasında veri kurtarılabilirliğini garanti eden eşlik bilgilerini depolamak için kullanılır

10 Tablo 6.3 RAID Seviyeleri N = number of data disks; m proportional to log N

11 RAID Seviyeleri 0, 1, 2

12 RAID Seviyeleri 3, 4, 5, 6

13 Flash Hafıza + Şekil 6.10 Flash Hafızanın Çalışma Mantığı

14 Solid State Drive (SSD) Bir sabit disk sürücüsünün (HDD) yerine geçebilen katı hal bileşenleriyle yapılmış bir bellek aygıtı Katı hal terimi, yarıiletkenlerle inşa edilmiş elektronik devre anlamına gelmektedir. Flash Hafıza Akıllı telefonlar, GPS cihazları, MP3 çalarlar, dijital kameralar ve USB cihazları da dahil olmak üzere birçok tüketici elektroniği ürününde kullanılan bir yarı iletken hafıza türü İki farklı flash bellek türü: NOR Temel erişim birimi bit Yüksek hızda rastgele erişim sağlar Cep telefonunun işletim sistemi kodunu ve başlangıçta çalışan BIOS programı için Windows bilgisayarlarında depolamak için kullanılır NAND Maliyet ve performans, HDD'lerin yerini almak için kullanılabilecek noktaya gelmiştir. Temel birim 16 veya 32 bittir Küçük bloklar halinde okur ve yazar USB flash sürücüler, hafıza kartları ve SSD'lerde kullanılır Rasgele erişimli harici adres veriyolu sağlamaz, böylece veriler blok-bazlı olarak okunmalıdır

15 SSD ile HDD Karşılaştırması SSD'lerin HDD'lere göre aşağıdaki avantajları vardır: Saniyede yüksek performanslı giriş / çıkış işlemleri (IOPS) Tablo 6.5 Dayanıklılık Daha uzun ömür Düşük güç tüketimi Karşılaştırmalar Daha sessiz ve düşük sıcaklıkta çalışma Daha düşük erişim süreleri ve gecikme oranları +

16 + Pratikteki Sorunlar SSD'lere özgü, HDD'lerde karşılaşılmayan iki pratik sorun var: SSD performansı, cihaz kullanıldıkça yavaşlama eğilimi gösterir. Veriler normalde 4Kb lık sayfalar halinde kaydedilir ancak SSD de bir blok 512 KB kadardır. Blokun tamamı flaş bellekten okunmalı ve bir RAM tamponuna yerleştirilmelidir. Blok, flash belleğe geri yazılmadan önce flash belleğin tüm bloğu silinmelidir. Tek sayfayı silmek mümkün değil. Arabellekteki tüm blok şimdi flash belleğe geri yazılabilir. Belirli bir sayıda yazdıktan sonra flash bellek kullanılamaz hale gelir Ömrü uzatmak için teknikler: SSD ile birlikte bir ön bellek kullanmak Yazma işlemlerini hücre bloğuna eşit olarak dağıtan yıpranma düzeylendirme algoritmalarını kullanma Bozuk blok yönetim yöntemleri Çoğu flash cihazı, kalan ömürlerini tahmin eder; böylece sistemler, başarısızlığı öngörebilir ve önleyici önlemi alabilir