Xotiraning ierarxik strukturasi

Mavzu: Umumiy, taqsimlangan va aralash xotirali kompyuter arxitekturalari

Xotiraning ierarxik strukturasi
Katta hajmdagi ma’lumotlarni saqlash muammosini hal qilishning an’anaviy yo‘li, xotirani ierarxik ko‘rinishda tashkil etish bilan amalga oshiriladi
Protsessorning ichki registrlari ierarxiyaning eng yuqori qismida joylashgan. Ularga murojaat qilish tezligi, boshqa xil xotiralarga nisbatan ancha yuqoridir. Keyingi qatorda hozirgi paytda xajmi 32 Kbaytdan bir necha megabaytgacha bo‘lishi mumkin bo‘lgan kesh-xotira joylashgan. Ierarxiyaning uchinchi pog‘onasida, hajmi bir necha o‘n gigabaytlarga ega bo‘lishi mumkin bo‘lgan asosiy xotira joylashgan. Keyingi qatorlarda magnitli disklar va lentalar, hamda optik disklar asosida yordamida ishlaydigan xotira qurilmalari joylashgan.


Xotirani besh sathli ko‘rinishda tashkil etish.

Magnitli disklar – vinchesterlar

Magnitli disk - alyuminiydan (yoki shishadan) tayyorlangan, magnit qavat bilan qoplangan bir yoki bir nechta doirasimon yuzalardan iborat bo‘ladi. Ushbu magnit disklarning diametrlari avvallari 50 sm bo‘lgan, hozirda ularning diametrlari 3 sm dan 12 sm gacha qilib ishlab chiqarilmoqda. Noutbuk va netbuklardagi disklarning diametrlari esa 3 sm dan ham kamayib bormoqda.

Disk yo‘lkasining bo‘lagi (rasmda ikkita sektor keltirilgan).

Yo‘lka (rus tilida – дорожка) deganda, disk to‘liq bir marotaba aylanishi natijasida, unga yozilgan bitlar ketma-ketligi tushuniladi.

Har bir yo‘lka ma’lum bir uzunlikdagi sektorlarga bo‘lingan. Odatda har bir sektor 512 bayt (4096 bit) hajmdagi ma’lumotlardan iborat bo‘ladi. Yo‘lkada ma’lumotlardan avval, yozish-o‘qish qurilmasini sinxronlash uchun mo‘ljallangan preambula (preamble) joylashgan bo‘ladi. Ma’lumotlardan keyin esa, xatolarni to‘g‘irlash kodi ECC (Error-Correcting Code, rus tilida - код исправления ошибок) yozib qo‘yiladi. Bunday kodlar sifatida Xemming yoki Rid-Solomon kodlaridan foydalaniladi. Qo‘shni sektorlar orasida sektorlararo intervallar joylashgan bo‘ladi. Ishlab chiqaruvilar disklarning hajmi sifatida formatlanmagan diskning o‘lchamini keltiradilar. Odatda formatlangan diskning o‘lchami, formatlanmagan diskning o‘lchamiga nisbatan 15 % ga kam bo‘ladi. Hozirgi disklarda 5000 dan 10 000 tagacha yo‘lkalar bo‘lishi mumkin, ya’ni har bir yo‘lkaning kengligi 1 mikrondan 2 mikrongacha bo‘lishi mumkin (1 mikron=1/1000 mm). Yo‘lkalarga yozilgan ma’lumotlarning zichliklari, yo‘lkaning markazdan qancha uzoqda joylashganiga qarab 50 000 dan 100 000 bit/sm gacha bo‘lishi mumkin.
Ko‘pgina vinchesterlar ustma-ust joylashgan bir nechta plastinkalardan iborat bo‘ladi. Plastinkalardagi markazdan bir xil uzoqlikda joylashgan yo‘lkalar – silindr deb ataladi.

Zamonaviy shaxsiy kompyuter modellarida 6 tadan 12 tagacha plastinkalardan iborat vinchesterlar o‘rnatilgan. Disklarning aylanish tezliklari minutiga 5400, 7200 yoki 10 800-taga etishi mumkin. Hozirgi disklarda bir yo‘lkada joylashgan ma’lumotlarni o‘qish tezligi 40 Mbayt/sek dan oshib ketdi.

Hozirgi disklarda, avvalgi disklardan farqli ravishda silindrlar zonalarga bo‘lingan. Bu narsa disklarning hajmini oshirish maqsadida amalga oshirilgan. Odatda ularning soni 10 tadan 20 tagacha bo‘lishi mumkin.
Quyidagi rasmda zonalari soni 5- taga teng bo‘lgan disk keltirilgan.