Секция 1 из 3 - Предыдущая - Следующая
Все секции - 1 - 2 - 3

        Frequently Asked Questions (Часто Задаваемые Вопросы)
               по магнитно-дисковым накопителям IBM PC

Создан: 11.12.95

Последняя модификация: 10.03.00

Автор: Евгений Музыченко (Eugene Muzychenko)
       2:5000/14@FidoNet, music@spider.nrcde.ru

Copyright (C) 1995-99, Eugene V. Muzychenko. All rights reserved.

Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При
воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно.
Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения
автора.

При наличии изменений с момента последней публикации они отмечаются
знаком ">-".

----------------------------------------------------------------------

 - Как устроен и работает современный 3.5" дисковод?

Основные внутренние элементы дисковода - дискетная рама, шпиндельный
двигатель, блок головок с приводом и плата электроники.

Шпиндельный двигатель - плоский многополюсный, с постоянной скоростью
вращения 300 об/мин. Двигатель привода блока головок - шаговый, с
червячной, зубчатой или ленточной передачей.

Для опознания свойств дискеты на плате электроники возле переднего
торца дисковода установлено три механических нажимных датчика: два -
под отверстиями защиты и плотности записи, и третий - за датчиком
плотности - для определения момента опускания дискеты.

Вставляемая в щель дискета попадает внутрь дискетной рамы, где с нее
сдвигается защитная шторка, а сама рама при этом снимается со стопора
и опускается вниз - металлическое кольцо дискеты при этом ложится на
вал шпиндельного двигателя, а нижняя поверхность дискеты - на нижнюю
головку (сторона 0). Одновременно освобождается верхняя головка,
которая под действием пружины прижимается к верхней стороне дискеты.

На большинстве дисководов скорость опускания рамы никак не ограничена,
из-за чего головки наносят ощутымый удар по поверхностям дискеты, а
это сильно сокращает срок их надежной работы. В некоторых моделях
дисководов (Teac, Panasonic, ALPS) предусмотрен замедлитель-микролифт
для плавного опускания рамы. Для продления срока службы дискет и
головок в дисководах без микролифта рекомендуется при вставлении
дискеты придерживать пальцем кнопку дисковода, не давая раме
опускаться слишком резко.

На валу шпиндельного двигателя имеется кольцо с магнитным замком,
который в начале вращения двигателя плотно захватывает кольцо дискеты,
одновременно центрируя ее на валу. В большинстве моделей дисководов
сигнал от датчика опускания дискеты вызывает кратковременный запуск
двигателя с целью ее захвата и центрирования.

Дисковод соединяется с контроллером при помощи 34-проводного кабеля, в
котором четные провода являются сигнальными, а нечетные - общими.
Общий вариант интерфейса предусматривает подключение к контроллеру до
четырех дисководов, вариант для IBM PC - до двух. В общем варианте
дисководы подключаются полностью параллельно друг другу, а номер
дисковода (0..3) задается перемычками на плате электроники; в варианте
для IBM PC оба дисковода имеют номер 1, но подключаются при помощи
кабеля, в котором сигналы выбора (провода 10-16) перевернуты между
разъемами двух дисководов. Иногда на разъеме дисковода удаляется
контакт 6, играющий в этом случае роль механического ключа.

Интерфейс дисковода достаточно прост и включает сигналы выбора
устройства (четыре устройства в общем случае, два - в варианте для IBM
PC), запуска двигателя, перемещения головок на один шаг, включения
записи, считываемые/записываемые данные, а также информационные
сигналы от дисковода - начало дорожки, признак установки головок на
нулевую (внешнюю) дорожку, сигналы с датчиков и т.п. Вся работа по
кодированию информации, поиску дорожек и секторов, синхронизации,
коррекции ошибок выполняется контроллером.

Стандартный формат дискеты типа HD (High Density - высокая плотность)
- 80 дорожек на каждой из сторон, 18 секторов по 512 байт на дорожке.
Уплотненный формат - 82 или 84 дорожки, до 20 секторов по 512 байт,
или до 11 секторов по 1024 байта.

----------------------------------------------------------------------

 - Как устроен и работает современный винчестер?

Типовой винчестер состоит из гермоблока и платы электроники. В
гермоблоке размещены все механические части, на плате - вся
управляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного
внутри гермоблока в непосредственной близости от головок.

В дальней от разъемов части гермоблока установлен шпиндель с одним или
несколькими дисками. Диски изготовлены чаще из алюминия, реже - из
керамики или стекла, и покрыты тонким слоем окиси хрома, которая имеет
существенно большую износостойкость, чем покрытие на основе окиси
железа в ранних моделях.

Под дисками расположен двигатель - плоский, как во floppy-дисководах,
или встроенный в шпиндель дискового пакета. При вращении дисков
создается сильный поток воздуха, который циркулирует по периметру
гермоблока и постоянно очищается фильтром, установленным на одной из
его сторон.

Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя, находится
поворотный позиционер, несколько напоминающий по виду башенный кран: с
одной стороны оси, находятся обращенные к дискам тонкие, длинные и
легкие несущие магнитных головок, а с другой - короткий и более
массивный хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. При
поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге
между центром и периферией дисков. Угол между осями позиционера и
шпинделя подобран вместе с расстоянием от оси позиционера до головок
так, чтобы ось головки при поворотах как можно меньше отклонялась от
касательной дорожки.

В более ранних моделях коромысло было закреплено на оси шагового
двигателя, и расстояние между дорожками определялось величиной шага. В
современных моделях используется так называемый линейный двигатель,
который не имеет какой-либо дискретности, а установка на дорожку
производится по сигналам, записанным на дисках, что дает значительное
увеличение точности привода и плотности записи на дисках.

Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный
магнит. При подаче в обмотку тока определенной величины и полярности
коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с
соответствующим ускорением; динамически изменяя ток в обмотке, можно
устанавливать позиционер в любое положение. Такая система привода
получила название Voice Coil (звуковая катушка) - по аналогии с
диффузором громкоговорителя.

На хвостовике обычно расположена так называемая магнитная защелка -
маленький постоянный магнит, который при крайнем внутреннем положении
головок (landing zone - посадочная зона) притягивается к поверхности
статора и фиксирует коромысло в этом положении. Это так называемое
парковочное положение головок, которые при этом лежат на поверхности
диска, соприкасаясь с нею. В ряде дорогих моделей (обычно SCSI) для
фиксации позиционера предусмотрен специальный электромагнит, якорь
которого в свободном положении блокирует движение коромысла. В
посадочной зоне дисков информация не записывается.

В оставшемся свободном пространстве размещен предусилитель сигнала,
снятого с головок, и их коммутатор. Позиционер соединен с платой
предусилителя гибким ленточным кабелем, однако в отдельных винчестерах
(в частности - некоторые модели Maxtor AV) питание обмотки подведено
отдельными одножильными проводами, которые имеют тенденцию ломаться
при активной работе.

Гермоблок заполнен обычным обеспыленным воздухом под атмосферным
давлением. В крышках гермоблоков некоторых винчестеров специально
делаются небольшие окна, заклеенные тонкой пленкой, которые служат для
выравнивания давления внутри и снаружи. В ряде моделей окно
закрывается воздухопроницаемым фильтром.

У одних моделей винчестеров оси шпинделя и позиционера закреплены
только в одном месте - на корпусе винчестера, у других они
дополнительно крепятся винтами к крышке гермоблока. Вторые модели
более чувствительны к микродеформации при креплении - достаточно
сильной затяжки крепежных винтов, чтобы возник недопустимый перекос
осей. В ряде случаев такой перекос может стать труднообратимым или
необратимым совсем.

Плата электроники - съемная, подключается к гермоблоку через один-два
разъема различной конструкции. На плате расположены основной процессор
винчестера, ПЗУ с программой, рабочее ОЗУ, которое обычно используется
и в качестве дискового буфера, цифровой сигнальный процессор (DSP) для
подготовки записываемых и обработки считанных сигналов, и интерфейсная
логика. На одних винчестерах программа процессора полностью хранится в
ПЗУ, на других определенная ее часть записана в служебной области
диска. На диске также могут быть записаны параметры накопителя
(модель, серийный номер и т.п.). Некоторые винчестеры хранят эту
информацию в электрически репрограммируемом ПЗУ (EEPROM).

Многие винчестеры имеют на плате электроники специальный
технологический интерфейс с разъемом, через который при помощи
стендового оборудования можно выполнять различные сервисные операции с
накопителем - тестирование, форматирование, переназначение дефектных
участков и т.п. У современных накопителей марки Conner технологический
интерфейс выполнен в стандарте последовательного интерфейса, что
позволяет подключать его через адаптер к алфавитно-цифровому терминалу
или COM-порту компьютера. В ПЗУ записана так называемая
тест-мониторная система (ТМОС), которая воспринимает команды,
подаваемые с терминала, выполняет их и выводит результаты обратно на
терминал.

Ранние модели винчестеров, как и гибкие диски, изготовлялись с чистыми
магнитными поверхностями; первоначальная разметка (форматирование)
производилась потребителем по его усмотрению, и могла быть выполнена
любое количество раз. Для современных моделей разметка производится в
процессе изготовления; при этом на диски записывается сервоинформация
- специальные метки, необходимые для стабилизации скорости вращения,
поиска секторов и слежения за положением головок на поверхностях. Не
так давно для записи сервоинформации использовалась отдельная
поверхность (dedicated - выделенная), по которой настраивались головки
всех остальных поверхностей. Такая система требовала высокой жесткости
крепления головок, чтобы между ними не возникало расхождений после
начальной разметки. Ныне сервоинформация записывается в промежутках
между секторами (embedded - встроенная), что позволяет увеличить
полезную емкость пакета и снять ограничение на жесткость подвижной
системы. В некоторых современных моделях применяется комбинированная
система слежения - встроенная сервоинформация в сочетании с выделенной
поверхностью; при этом грубая настройка выполняется по выделенной
поверхности, а точная - по встроенным меткам.

Поскольку сервоинформация представляет собой опорную разметку диска,
контроллер винчестера не в состоянии самостоятельно восстановить ее в
случае порчи. При программном форматировании такого винчестера
возможна только перезапись заголовков и контрольных сумм секторов
данных.

При начальной разметке и тестировании современного винчестера на
заводе почти всегда обнаруживаются дефектные сектора, которые
заносятся в специальную таблицу переназначения. При обычной работе
контроллер винчестера подменяет эти сектора резервными, которые
специально оставляются для этой цели на каждой дорожке, группе дорожек
или выделенной зоне диска. Благодаря этому новый винчестер создает
видимость полного отсутствия дефектов поверхности, хотя на самом деле
они есть почти всегда.

При включении питания процессор винчестера выполняет тестирование
электроники, после чего выдает команду включения шпиндельного
двигателя. При достижении некоторой критической скорости вращения
плотность увлекаемого поверхностями дисков воздуха становится
достаточной для преодоления силы прижима головок к поверхности и
поднятия их на высоту от долей до единиц микрон над поверхностями
дисков - головки "всплывают". С этого момента и до снижения скорости
ниже критической головки "висят" на воздушной подушке и совершенно не
касаются поверхностей дисков.

После достижения дисками скорости вращения, близкой к номинальной
(обычно - 3600, 4500, 5400 или 7200 об/мин) головки выводятся из зоны
парковки и начинается поиск сервометок для точной стабилизации
скорости вращения. Затем выполняется считывание информации из
служебной зоны - в частности, таблицы переназначения дефектных
участков.

В завершение инициализации выполняется тестирование позиционера путем
перебора заданной последовательности дорожек - если оно проходит
успешно, процессор выставляет на интерфейс признак готовности и
переходит в режим работы по интерфейсу.

Во время работы постоянно работает система слежения за положением
головки на диске: из непрерывно считываемого сигнала выделяется сигнал
рассогласования, который подается в схему обратной связи, управляющую
током обмотки позиционера. В результате отклонения головки от центра
дорожки в обмотке возникает сигнал, стремящийся вернуть ее на место.

Для согласования скоростей потоков данных - на уровне
считывания/записи и внешнего интерфейса - винчестеры имеют
промежуточный буфер, часто ошибочно называемый кэшем, объемом обычно в
несколько десятков или сотен килобайт. В ряде моделей (например,
Quantum) буфер размещается в общем рабочем ОЗУ, куда вначале
загружается оверлейная часть микропрограммы управления, отчего
действительный объем буфера получается меньшим, чем полный объем ОЗУ
(80-90 кб при ОЗУ 128 кб у Quantum). У других моделей (Conner, Caviar)
ОЗУ буфера и процессора сделаны раздельными.

При отключении питания процессор, используя энергию, оставшуюся в
конденсаторах платы либо извлекая ее из обмоток двигателя, который при
этом работает как генератор, выдает команду на установку позиционера в
парковочное положение, которая успевает выполниться до снижения
скорости вращения ниже критической. В некоторых винчестерах (Quantum)
этому способствует помещенное между дисками подпружиненное коромысло,
постоянно испытывающее давление воздуха. При ослаблении воздушного
потока коромысло дополнительно толкает позиционер в парковочное
положение, где тот фиксируется защелкой. Движению головок в сторону
шпинделя способствует также центростремительная сила, возникающая
из-за вращения дисков.

----------------------------------------------------------------------

 - Что такое MFM, RLL, ARLL, ZBR?

Это методы записи информации на магнитные диски. Метод MFM (Modified
Frequency Modulation - модифицированная частотная модуляция)
используется для записи на гибкие диски, а также - в ранних
винчестерах для PC XT. При использовании этого метода на одну дорожку
винчестера записывается 17 секторов по 512 байт каждый.

Метод RLL (Run Length Limited - ограниченная длина серии) использует
более плотную упаковку данных при записи, повышая объем информации на
дорожке примерно на 50%. Кодирование производится таким образом, чтобы
длина серии нулей не выходила за пределы заданных параметров; обычно
минимум равен двум, а максимум - семи. Соответственно, метод часто
обозначается как RLL (2,7). На дорожку записывается до 27 секторов.

Метод ARLL (Advanced RLL - улучшенный RLL) - дальнейшее развитие RLL в
сторону повышения плотности упаковки. Обычно применяется с параметрами
(1,7) и (3,9). На дорожку записывается 34 и более сектора. Большинство
современных винчестеров использует методы RLL или ARLL.

ZBR (Zoned Bit Recording - зоновая запись битов) - метод упаковки
данных на дорожках диска. В отличие от перечисленных выше методов
физической записи, ZBR является более высокоуровневым методом и
используется в комбинации с одним из них. Благодаря тому, что линейная
скорость поверхности относительно головки на внешних цилиндрах выше,
чем на внутренних, биты на внешних цилиндрах записываются с большей
частотой (следовательно - плотностью), нежели внутри. Обычно на
поверхности организуется до десятка и более зон, внутри которых
плотность записи одинакова. При использовании ZBR геометрия диска
становится неоднородной - внешние цилиндры содержат больше секторов,
чем внутренние; поэтому на таких дисках используется так называемая
условная, или логическая геометрия, когда адреса логических секторов
преобразуются в физические внутренним контроллером диска при помощи
специальных таблиц.

----------------------------------------------------------------------

 - Какие интерфейсы используются для винчестеров в IBM PC?

Первые винчестеры в PC XT имели интерфейс ST412/ST506; так как он
ориентирован на метод записи MFM, его часто называют MFM-интерфейсом.
Винчестер ST412/ST506 фактически представляет собой увеличенную копию
обычного флоппи-дисковода: он содержит двигатель с автономной
стабилизацией скорости вращения (обычно на индуктивном датчике или
датчике Холла), усилитель записи/воспроизведения, коммутатор головок и
шаговый привод позиционера с внешним управлением. Функции кодирования
и декодирования данных, перемещения позиционера, форматирования
поверхности и коррекции ошибок выполняет отдельный контроллер, к
которому винчестер подключается двумя кабелями: 34-проводным кабелем
управления и 20-проводным кабелем данных. Интерфейс поддерживает до
восьми устройств; при этом кабель управления является общим, а кабели
данных - отдельными для каждого винчестера. По кабелю управления
передаются сигналы выбора накопителя, перемещения позиционера, выбора
головки, включения режима записи, установки на нулевую дорожку и т.п.
- так же, как и во флоппи-дисководах; по кабелям данных передаются
считываемые и записываемые данные в дифференциальной форме (в точности
в том виде, в каком они присутствуют на поверхности дисков), а также
сигнал готовности накопителя.

Интерфейс ST412/ST506 используется также для работы с винчестерами при
методе записи RLL/ARLL; в ряде случаев удается успешно подключить
RLL-винчестер к MFM-контроллеру и наоборот, однако покрытие
поверхностей и параметры усилителей выбираются в расчете на конкретный
метод записи, и максимальной надежности можно достичь только на нем.

Контроллер винчестеров с интерфейсами MFM/RLL/ESDI обычно содержит
собственный BIOS, отображаемый в адрес C800 (MFM/RLL) или D000 (ESDI).
По смещению 5 в сегменте MFM/RLL BIOS часто находится вход в программу
обслуживания или форматирования накопителя, которую можно запустить
командой "G=C800:5" отладчика DEBUG.

Интерфейс ESDI (Extended Small Device Interface - расширенный
интерфейс малых устройств) также использует общий 34-проводной кабель
управления и 20-проводные индивидуальные кабели данных, однако устроен
принципиально иначе: часть контроллера, ответственная за управление
записью/считыванием и кодирование/декодирование данных, размещена в
самом накопителе, а по интерфейсным кабелям передаются только цифровые
сигналы данных и управления в логике ТТЛ. Переход на обмен чистыми
данными позволил увеличить пропускную способность интерфейса примерно
до 1.5 Мб/с и более эффективно использовать особенности накопителя
(тип покрытия, плотность записи, резервные дорожки и т.п.). Из-за этих
различий интерфейс ESDI несовместим с устройствами MFM/RLL.

Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface - интерфейс малых
компьютерных систем, произносится как "скази") является универсальным
интерфейсом для любых классов устройств. В отличие от ST412/ST506 и
ESDI, в SCSI отсутствует ориентация на какие-либо конкретные типы
устройств - он лишь определяет протокол обмена командами и данными
между равноправными устройствами; фактически SCSI является упрощенным
вариантом системной шины компьютера, поддерживающим до восьми
устройств. Такая организация требует от устройств наличия
определенного интеллекта - например, в винчестерах SCSI все функции
кодирования/декодирования, поиска сектора, коррекции ошибок и т.п.
возлагаются на встроенную электронику, а внешний SCSI-контроллер
выполняет функции обмена данными между устройством и компьютером -
часто в автономном режиме, без участия центрального процессора (режимы
DMA - прямого доступа к памяти, или Bus Mastering - задатчика шины).
Шина базового SCSI представляет собой 50-проводной кабель в полном
скоростном варианте, или 25-проводной - в упрощенном низкоскоростном.

Интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics - электроника, встроенная
в привод), или ATA (AT Attachment - подключаемый к AT) - простой и
недорогой интерфейс для PC AT. Все функции по управлению накопителем
обеспечивает встроенный контроллер, а 40-проводной соединительный
кабель является фактически упрощенным сегментом 16-разрядной
магистрали AT-Bus (ISA). Простейший адаптер IDE содержит только
адресный дешифратор - все остальные сигналы заводятся прямо на разъем
ISA. Адаптеры IDE обычно не содержат собственного BIOS - все функции
поддержки IDE встроены в системный BIOS PC AT. Однако интеллектуальные
или кэширующие контроллеры могут иметь собственный BIOS, подменяющий
часть или все функции системного.

Основной режим работы устройств IDE - программный обмен (PIO) под
управлением центрального процессора, однако все современные винчестеры
EIDE поддерживают обмен в режиме DMA, а большинство контроллеров -
режим Bus Mastering.

----------------------------------------------------------------------

 - Какие бывают модификации IDE-интерфейса?

На данный момент их насчитывается четыре: обычный IDE, или ATA; EIDE
(Enhanced IDE - расширенный IDE), или ATA-2 (Fast ATA в варианте
Seagate); ATA-3 и Ultra ATA.

В ATA-2 были введены дополнительные сигналы (IORDY, CSEL и т.п.),
режимы PIO 3-4 и DMA, команды остановки двигателя. Был также расширен
формат информационного блока, запрашиваемого из устройства по команде
Identify.

В ATA-3 увеличена надежность работы в скоростных режимах (PIO 4 и DMA
2), введена технология S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis And Report
Technology - технология самостоятельного следящего анализа и отчета),
позволяющая устройствам сообщать о своих неисправностях.

Стандарт Ultra ATA (называемый также ATA-33 и Ultra DMA-33) предложен
фирмами Intel и Quantum. В нем повышена скорость передачи данных (до
33 Мб/с), предусмотрено стробирование передаваемых данных со стороны
передатчика (в прежних ATA стробирование всегда выполняется
контроллером) для устранения проблем с задержками сигналов, а также
введена возможность контроля передаваемых данных (метод CRC). К
сожалению, контроль по CRC используется не всеми винчестерами,
работающими в режиме UDMA.

В 1999 году введена разновидность Ultra ATA-66 с режимом обмена Ultra
DMA-66, выполняемом с максимальной скоростью 66 Мб/с.

Все четыре разновидности имеют одинаковую физическую реализацию -
40-контактный разъем, но поддерживают разные режимы работы, наборы
команд и скорости обмена по шине. Все интерфейсы совместимы снизу
вверх (например, винчестер ATA-2 может работать с контроллером ATA, но
не все режимы контроллера ATA-2 возможны для винчестера ATA).

Отдельно стоит стандарт ATAPI (ATA Packet Interface - пакетный
интерфейс ATA), представляющий собой расширение ATA для подключения
устройств прочих типов (CDROM, стримеров и т.п.). ATAPI не изменяет
физических характеристик ATA - он лишь вводит протоколы обмена
пакетами команд и данных, наподобие SCSI.

----------------------------------------------------------------------

 - Какие бывают модификации SCSI-интерфейса?

Базовый SCSI (Small Computer System Interface - интерфейс малых
компьютерных систем), иногда называемый SCSI-1: универсальный
интерфейс для подключения внешних устройств (до восьми, включая
контроллер). Содержит развитые средства управления, в то же время не
ориентирован на какой-либо конкретный тип устройств. Имеет 8-разрядную
шину данных, максимальная скорость передачи - до 1.5 Мб/с в
асинхронном режиме (по методу "запрос-подтверждение"), и до 5 Мб/с в
синхронном режиме (метод "несколько запросов-несколько
подтверждений"). Может использоваться контроль четности для
обнаружения ошибок. Электрически реализован в виде 24 линий
(однополярных или дифференциальных), кабель должен быть согласован
терминаторами (нагрузочными резисторами) с обоих концов. Наибольшую
популярность получил 50-проводной SCSI-кабель с 50-контактными
разъемами, однако используется и 25-проводной/25-контактный с одним
общим проводом - для подключения низкоскоростных устройств. SCSI
широко используется во многих моделях компьютеров, в студийном
музыкальном оборудовании, системах управления технологическими
процессами и т.п.

SCSI-2: существенное развитие базового SCSI. Сжаты временные диаграммы
режима передачи (до 3 Мб/с в асинхронном и до 10 Мб/с в синхронном) -
Fast SCSI, добавлены новые команды и сообщения, поддержка контроля
четности сделана обязательной. Введена возможность расширения шины
данных до 16 разрядов (Wide SCSI, 68-контактный разъем), что
обеспечивает скорость до 20 Мб/с.

Ultra SCSI: введены еще более скоростные режимы передачи - до 20 Мб/с
по 8-разрядному каналу и, соответственно, 40 Мб/c - по 16-разрядному
(Ultra Wide SCSI).

Plug-and-play SCSI: добавлены средства поддержки технологии PnP -
автоматическое опознание типа и функционального назначения устройств,
настройка без помощи пользователя или при минимальном его участии,
возможность замены устройств во время работы и т.п.

На уровне электрического соединения каждый тип интерфейса может
выполняться в двух видах: обычном, когда все сигналы передаются
относительно общего провода (с общим или раздельными обратными
проводниками), и дифференциальный, когда каждый сигнал передается по
отдельной паре проводов - прямому и обратному, с использованием
специальных передатчиков и приемников. Дифференциальный вариант более
сложен и дорог, однако обеспечивает лучшую защиту от помех за счет
устранения паразитных токов в общем проводе.

Все типы SCSI с одинаковой электрической реализацией интерфейса
теоретически совместимы между собой (устройства самостоятельно
устанавливают приемлемый протокол обмена). Однако на практике это не
всегда так, и для согласования устройств может понадобиться ручная
настройка при помощи перемычек или программ.

----------------------------------------------------------------------

 - Могут ли работать вместе контроллеры IDE, SCSI, MFM/RLL/ESDI?

Во многих случаях - могут, но обычно - с ограничениями. Во-первых, их
нужно разнести по разным адресам портов: контроллер IDE/MFM/RLL обычно
ставится первичным (1F0-1F7), а SCSI/ESDI - вторичным (170-177).
Во-вторых, Контроллеры SCSI и MFM/RLL/ESDI обычно имеют собственный
BIOS, отображаемый по умолчанию в один и тот же сегмент - C800 или
D000. Чтобы два контроллера могли работать, их необходимо разнести по
разным адресам, что возможно лишь при наличии хотя бы на одном из них
перемычек выбора адреса. Для некоторых контроллеров MFM/RLL
недопустимо задание параметров диска в BIOS Setup - они определяют его
сами по типу подключенного накопителя.

При загрузке первым всегда опрашивается основной IDE-винчестер,
поэтому загрузка со SCSI/MFM/RLL/ESDI возможна лишь в случае
отсутствия IDE. Некоторые версии BIOS предоставляют возможность
программной перестановки системных номеров винчестеров, когда первым
опрашивается диск SCSI, позволяя выполнять загрузку с него, однако это
может привести к неправильной работе систем, использующих устоявшийся
порядок нумерации устройств.

----------------------------------------------------------------------

 - Какой интерфейс быстрее - SCSI или IDE?

Это зависит от версии интерфейса, его аппаратной реализации и
программной поддержки (драйвера и дисковой подсистемы ОС). Основное
преимущество SCSI состоит в том, что уже при создании интерфейса в его
спецификацию были заложены широкие возможности - пакетное выполнение
команд, внепроцессорная (DMA) передача данных, контроль четности,
автоматический выбор скоростей и т.п., что позволило с самого начала
ориентировать на них аппаратуру, драйверы и ОС. IDE же в момент своего
рождения представлял собой весьма примитивный интерфейс, задачей
которого были предельная простота и дешевизна (надо заметить, что
первый вариант IDE был 16-разрядным, в то время как первый вариант
SCSI - 8-разрядным).

Однако с течением времени аппаратная реализация IDE претерпела ряд
серьезных изменений (ATA-2, ATAPI, ATA-3/Ultra ATA), в то время как в
SCSI в основном наращивалась скорость передачи и ширина канала.
Современный IDE-интерфейс в обязательном порядке поддерживает
внепроцессорную передачу данных и автоматический выбор скорости
передачи, уступая SCSI разве что в количестве устройств, подключаемых
к одному кабелю, поддержке пакетного выполнения команд и немного - в
предельной скорости передачи по интерфейсу. Остальные ключевые
параметры IDE ничуть не хуже аналогичных для SCSI.

Тем не менее, несмотря на это, у многих производителей программного
обеспечения сохраняется ранее принятый подход к IDE, как к
"несерьезному" интерфейсу, что выражается в ограниченной поддержке
IDE/ATAPI, написании драйверов по упрощенной, неоптимальной схеме,
поддержке не всех возможностей новых интерфейсов и т.п. В результате
практическое тестирование нередко показывает лучшые результаты для
SCSI, чем для IDE - даже если "чистые" технические характеристики
первого заметно хуже, чем второго. Это наиболее заметно в серверных
системах, где принята традиционная ориентация на SCSI.

----------------------------------------------------------------------

 - Почему на винчестере написано "540 MB", а BIOS выдает "514 MB"?

На винчестерах обычно пишут емкость в миллионах байт. Одни BIOS'ы
выдают емкость тоже в миллионах байт, другие - в мегабайтах. Например,
540 000 000 байт = 527 343 килобайт = 514 мегабайт. Различные
программы тоже пользуются разными единицами измерения.

----------------------------------------------------------------------

 - Как в винчестере дюймовой высоты умещается целых 32 головки?

А никак. На самом деле там чаще всего 1-3 диска (2-6 головок), и очень
редко - больше. Все современные винчестеры работают с трансляцией,
преобразуя свою реальную (физическую) геометрию (число
цилиндров/головок/секторов) в логическую, которую и видят драйверы и
прочие программы.

----------------------------------------------------------------------

 - Что такое IORDY?

Сигнал от EIDE-винчестера, подтверждающий завершение цикла обмена с
контроллером. Другие названия - CHRDY, IOCHDRY. Использование IORDY
позволяет скоростному винчестеру затянуть цикл обмена с контроллером,
когда он не успевает принять или передать данные. Это дает возможность
свести стандартную длительность цикла обмена к минимуму, предельно
увеличив скорость, а при необходимости удлинять отдельные циклы при
помощи IORDY. Для этого сигнал должен поддерживаться и винчестером, и
контроллером.

----------------------------------------------------------------------

 - Что такое PIO и DMA?

Режимы программного ввода/вывода (Programmed Input/Output) и прямого
доступа к памяти (Direct Memory Access) на винчестерах стандарта
IDE/EIDE. Программный ввод/вывод - обычный метод обмена с
IDE-винчестером, когда процессор при помощи команд ввода/ вывода
считывает или записывет данные в буфер винчестера, что отнимает
какую-то часть процессорного времени. Ввод/вывод путем прямого доступа
к памяти идет под управлением самого винчестера или его контроллера в
паузах между обращениями процессора к памяти, что экономит
процессорное время, но несколько снижает максимальную скорость обмена.
В однозадачных системах более предпочтителен режим PIO, в
многозадачных - режим DMA. Однако для реализации режима DMA необходимы
специальные контроллеры и драйверы, тогда как режим PIO поддерживается
всеми без исключения системами.

Каждый из режимов PIO и DMA имеет несколько разновидностей,
характеризующих способ обмена и длительность цикла передачи одного
слова, от которых зависит скорость передачи:

PIO   Время цикла (нс)  Максимальная скорость обмена (Мб/с)

 0          600                         3.3
 1          383                         5.2
 2          240                         8.3
 3          180                        11.1
 4          120                        16.6

Режимы 0..2 относятся к обычным IDE (стандарт ATA), 3..4 - к EIDE
(ATA-2). В некоторых источниках упоминается режим 5, однако
распространения он не получил и стандартным не является.

За один цикл передается слово (два байта), поэтому скорость
вычисляется так:

2 байта / 180 нс = 11 111 110 байт/c

Секция 1 из 3 - Предыдущая - Следующая

© faqs.org.ru