Реферат: Интерфейсы винчестеров - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Интерфейсы винчестеров

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 79 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Интерфейсы винчестеров ST506/412 Широкое применение винчестеров в качестве устройств долговременного хра нения информации началось после выпуска фирмо й Shugart Technology (ныне эта компания именуется Seagate Technology, Inc.) дис ка ST506 размером 5.25 дюйма . Устройство емкостью 5Мба йт использовало для подключения к комп ь ютеру интерфейсную плату ST506, разработа нную в конце 70-х годов компанией Western Digital. Для соединения винчестера с интерфейсной платой использовался 34-проводный плоский кабель , к которому можно было подключить два устройства . Для того , чтобы диски м о жно было адресовать , часть кабеля перекручивалас ь (подобно кабелю для подключения дисководов ). Кроме того , для обмена данными с каж дым из дисков использовался отдельный 20-провод ный плоский кабель . Крупным недостатком интер фейса ST506 являлось пошаговое п е ремещени е головок (один шаг на каждую команду перемещения ), как это до сих пор происходи т в дисководах для работы с гибкими д исками . Более новая модель - ST412 - обеспечивала воз можность буферизованного поиска (buffered seek), позволяющего одной командой п еремещать головки на несколько шагов (например , через весь диск ). Основным преимуществом винчестеров с инте рфейсом ST506/ST412 является их низкая стоимость . Почт и вся электроника , ответственная за работу диска , располагалась на интерфейсной плате . Управля ющие приводом головок сигналы пере давались по общему для двух подключаемых к контроллеру устройств 34-проводному кабелю , а обмен данными с контроллером осуществлялся по 20-проводным плоским кабелям прямо в виде последовательности импульсов , считанных с ди с ка или записываемых на не го . Разъемы , используемые для подключения , опис аны в Приложении 3. Небольшой набор команд интерфейса ST506/412 затр уднял создание дисков с большой емкостью . Почти все диски с таким интерфейсом имели скорость вращения 3600 оборотов в минуту . Интерфейс ST506 поддерживает два способа моду ляции при записи-воспроизведении данных : MFM (Modified Frequency Modulation - модифицированная частотная модуляция ) и RLL (Run Length Limited - код ирование с ограничением длины поля записи ). Модуля ция MFM Метод MFM является разновидностью обычной частотной модуляции , широко используемо й в радиовещании и связи . Отличие заключае тся в том , что модифицированная модуляция позволяет обеспечить двухкратное повышение плотн ости записи данных за счет того , ч то на диск записываются не все сигналы синхронизации и при записи каждого бита учитывается значение предшествующего бита . За один переход (смену направления ) намагниченно сти можно записать от одного до трех бит данных ). Сигналы с головки передаются по каб е лю данных в аналоговой форме ; данные отделяются от сигналов синхро низации с помощью специального устройства - се паратора , устанавливаемого на плате контроллера . Основным преимуществом MFM-модуляции является простая бинарная форма записываемог о на диск сиг нала . При записи на дорожку использовались 17 секторов по 512 байт каждый . Теоретический предел скорости обмена с дисками , использующими MFM, составляет около 4Мб ит /сек (17секторов *512байт /сектор *8бит *3600об /мин ):60сек = 4177920 бит /сек. Однако реальная с корость обмена в несколько раз меньше , поскольку для таких дисков фактор чередования (Interleave factor) н е равен 1. Это было связано с тем , что контроллер не успевал обработать прочитанные данные до того , как головка перемещалась к следующему сектору . Пр и факторе чередования 1:1 порядок следования секторов на дорожке естественный : 1, 2, 3,...16, 17. При факторе чередо вания 3:1 секторы на диске имеют следующий п орядок : 1, 7, 13, 2,..., 11, 17. Первое число в обозначении коэф фициента чередования указывает к о личе ство оборотов диска , требуемых для полного прочтения или записи одной дорожки . За счет кэширования записи можно было установить для дисков ST506 фактор чередования 1:1. Многие еще наверное не заб ыли программу Calibrate из комплекта Norton Utilities, к оторая оптимизировала работу дисков путем подбора фактора чередования , наиболее соответствующего скорости вашего диска и контроллера . Модуляция RLL Другой способ модуляции (2,7 RLL или просто RLL), предложенный компанией IBM в 1986 году , использует пере кодирование исходной информ ации с введением избыточности . Метод RLL преобра зует данные в шестнадцатибитовые слова , позво ляющие записывать за один переход состояния намагниченности диска от 2 до 7 бит (эти цифры и включены в название метода ). Исп ользование RLL-модуляции предъявляет более высокие требования к качеству поверхности диска и равномерности его вращения . Кроме того , усилители каналов считывания-записи должн ы иметь несколько иные характеристики , по сравнению с MFM-модуляцией . Винчестеры с интерфе йс о м ST506/412, использующие метод RLL, как п равило , имеют в своем обозначении суффикс R (например , ST157R). На одну дорожку диска можно записать 26 секторов по 512 байт , что дает теор етическую возможность обмена со скоростью (512*26*8*3600):60=6489760бит /се к . Метод RLL был развит впоследствии до возможности записи от 3 до 9 бит за один переход намагниченности (3,9 RLL, ARLL, ERLL), что позво лило записывать на дорожку 31 сектор и обес печило теоретический предел скорости обмена с диском 7618560бит /сек . Диски RLL можно без опаск и подключать к контроллерам MFM (правда с пот ерей емкости ), обратная же операция в обще м случае некорректна . Многие , наверное , помнят такой метод "увеличения " размера диска , пр актиковавшийся несколько лет назад , - однако он не позволяет обеспечить достаточную надежность хранения данных . Сегодня диски с интерфейсом ST506/412 можно встретить только в очень старых компьютерах . ESDI По мере роста скорости раб оты компьютеров интерфейс ST506 перестал удовлетворят ь всем требованиям и в 1985 году был разработан новый стандарт - ESDI, который , по сут и , являлся простым разширением возможностей с воего предшественника . Кабели , используемые в спецификации ESDI, внешне не отличаются от кабеле й ST506, однако сигналы по ним передаются друг ие (см . При л ожение 3). Если вы , по льзуясь сходством кабелей , подключите (по ошиб ке или специально ) винчестер ST506/412 к контроллеру ESDI (или наоборот ), результаты могут быть сам ыми плачевными . Длина используемых в интерфей се ESDI кабелей могла достигать 9 футов (3 м етра ), сигналы передавались главным образо м как синфазные (с общей землей ), за ис ключением данных и синхронизации , для передач и которых использовался дифференциальный метод . Данные передавались через последовательную лин ию порциями по 16 бит , сопровождаем ы х битом четности . Обеспечивалась также возмож ность подтверждения передачи данных . Сепаратор в соответствии с новой спецификацией устанавливался непосредственно на плате винчестера и по кабелю данн ых передавались уже не аналоговые сигналы , а реальные данны е в цифровой форме , что позволяло подобрать параметры сепаратор а к конкретному типу устройства , поскольку искажения сигналов в кабеле уже не име ли значения . Такой метод повышал надежность передачи данных и увеличивал скорость обме на с контроллером до 10Мб и т /сек за счет передачи по кабелю цифровых сигналов . Кроме того , интерфейс ESDI обеспечивал в озможность использования винчестеров большой емк ости и оптических накопителей . Интерфейс ESDI обеспечивал три сиг нала выбора устройства , что позволяло подключ ать к нему до 7 накопителей . Сигналы в ыбора головки позволяли напрямую адресовать д о 16 головок , однако специальная команда Select Head Group по зволяла использовать до 256 головок (16 групп по 16 головок в каждой ). SCSI Первоначальный вариант интерфейса SCSI (Small Computer System Interface) был предложен в конце 70-х годов Shugart Associates под названием SASI (Shugart Associates System Interface) взамен раз работанной компанией IBM системной шины IPI (интеллекту альный периферийный интерфейс ). После неудачи в конкурентной борьбе с фирмой IBM этот интерфейс был предложен комитету ANSI X3T9.2 ка к интерфейс нижнего уровня под названием SCSI. В 1984 году этот комитет закончил разработку спецификации SCSI-1 и в 1986 году она была опуб ликована в окончательном виде. Этот интерфейс обеспечивал подключение широкого кла сса периферийных устройств , таких как винчест еры , принтеры , сканеры , стриммеры , приводы CD-ROM и др . SCSI является интерфейсом системного , а не приборного уровня . В отличие от ST506/412 и других приборных интерфейсов с послед овательной передачей информации , SCSI передает биты данных параллельно , что обеспечивает существенн ое повышение скорости обмена данными между устройством и хост-адаптером . Интерфейс SCSI используется не тол ько в IBM-совместимых компьют ерах , но и семействах Macintosh, SPARC, VAX и др . Одна из причин такого широкого распространения интерфейса SCSI закл ючается в том , что он не накладывает н икаких ограничений на связь между контроллеро м и периферийным устройством . Шину SCSI можно использов а ть для связи компьютера с несколькими периферийными устройствами (как внешними , так и внутренними ). Более того , допускается совместное использование одного пе риферийного устройства несколькими компьютерами , подключенными к общей шине SCSI (правда это з нач и тельно сложнее сделать , чем на писать , но об этом разговор особый ). Подклю чаемые к шине SCSI устройства могут играть ро ль ведущих (Initiator) или ведомых (Target), при этом одн о и то же устройство может быть ведом ым в одних случаях и ведущим - в других . Та к ое разделение функций устройс тв позволяет организовать передачу данных с одного периферийного устройства на другое (например , резервное копирование данных с ви нчестера на стриммерную кассету ). Обмен между устройствами по магистрали SCSI происходит в соотв е тствии с протоколом высокого уровня и адресация осуществляется на уро вне логических , а не физических (как в ESDI) блоков . Программы для работы со SCSI-устройства ми не используют физические характеристики ко нкретного устройства (число головок , цилиндров и т .п .), а имеют дело с логи ческими блоками , что дает возможность работы фактически со всеми блочными устройствами . Для подключения устройств SCSI исп ользуется кабель (как правило плоский ) с 50-к онтактными разъемами (Приложение 3). Возможны как синфазная , та к и дифференциальная (с помощью "токовой петли ") передача данных по кабелю ; при синфазной передаче длина кабе ля может достигать 6м , при дифференциальной - 25м . Для гарантированной передачи сигналов п о магистрали SCSI линию требуется согласовывать с помощь ю терминаторов (набора резис торов ), устанавливаемых по обоим концам шины SCSI. Спецификация SCSI предусматривает под ключение к шине до восьми устройств , однак о с учетом того , что каждое устройство может содержать 8 логических блоков , а кажды й блок - 256 по дблоков , возможности расширения являются фактически неограниченными . Каждое подключаемое к шине SCSI устройство имеет свой идентификатор , устанавливаемый с помощью перемы чек или переключателей непосредственно в устр ойстве . Идентификаторы позволяют адресов а ть устройства и задают их приоритет (чем больше значение идентификатора , тем выш е приоритет устройства ). На протяжении последних лет интерфейс SCSI был существенно расширен - появились спецификации Fast-SCSI и Wide-SCSI, обеспечивающие более вы сокую скоро сть обмена данными с устро йствами SCSI. В настоящее время интерфейс SCSI исполь зуется в основном в высокопроизводительных си стемах , предназначенных для коллективного использ ования (диски файловых серверов , сканеры и т.д .). ATA Спецификация IDE/ATA была предложе на в качестве недорогой альтернативы интерфей сам ESDI и SCSI для персональных компьютеров семейст в IBM PC XT/AT. В результате сотрудничества компании Western Digital с Compaq Computer Corporation был разработан интерфейс IDE (Integrated Drive Elec t ronics), называемый также АТА (AT attachment). Первые промышленные устройства на базе IDE/ATA были в ыпущены в 1986 году . Интерфейс был стандартизован (ANSI X3T9.2/90-143) в 1990г . как ATA (AT Attachment). Основным отличием но вого интерфейса была реализаци я бол ьшинства функций контроллера непосредственно на плате дискового накопителя . Такой подход упростил и удешевил хост-адаптеры , используемые для подключения винчестеров к компьютеру , и позволил обеспечить высокий уровень совмести мости устройств разных фир м . Используемые устройствами IDE адреса ввода /вывода совпадают с адресами ST506/412, но функции контроллера перенесены на плату управления приводом диска и головок винчестер а . Информация о геометрии диска (число гол овок , цилиндров и секторов ) хранится в са мом устройстве . Зачастую в BIOS передаются логические параметры диска , не совпадающие с его физическими параметрами , т.е . используетс я трансляция , что позволяет устанавливать вин честеры в компьютеры со старыми BIOS, не обес печивающими возможность произвол ь ной установки параметров устройства (в большинстве современных реализаций BIOS такая возможность подд ерживается как тип 47 - User Defined). Базовый набор команд интерфейса IDE полность ю соответствовал набору команд контроллера WD1002/1003 компании Wester n Digital, который был использован в компьютере IBM PC AT. При стандартизации интерфейса IDE к 12 базовым командам было добавлено еще столько же . Перенос большинства функций кон троллера на плату управления позволяет нескол ько повысить скорость обмена данн ы ми с диском . Как правило диски IDE им еют небольшую встроенную кэш-память (до 256Кб ) и позволяют работать с фактором чередовани я 1:1 (дорожка может быть прочитана целиком з а один оборот диска ). Хост-адаптер для подключения ди сков IDE зачастую устанавливает ся на системн ой плате (Mother board) или совмещается с контроллером дисководов и портами ввода-вывода (последовател ьными и параллельным ) на специальной , вставляе мой в гнездо расширения , плате (мультикарте , как ее зачастую называют ). Подключение устр ойств к хост-адаптеру осуществляется с помощью 40-проводного плоского , к которому можно присоединить два винчестера . Для коррек тной адресации устройств один из винчестеров должен быть установлен в режим Master (ведущий ), другой - в режим Slave (ведомый ). Режим р а боты диска задается с помощью перемычек , расположенных как правило около сигнального разъема винчестера . Рисунок 1 . Перемычки для установки режима Master/Slave Ограниченность АТА Первоначальная версия стандарта IDE обеспечивала возможность подключения к компью теру четырех винчестеров и позволяла обменива ться данными с диском на скорости до 10 Мбайт /сек , однако реальная скорость ограничив алась прежде всего возможностями самого винче с тера . Подключение четырех устройств , предусмотренное спецификацией IDE, в компьютерах семейства IBM PC AT, в спецификации ATA/IDE реализовано не было . Кроме того , совместное использование с тандарта ATA и программного интерфейса Int 13 BIOS ограничив ало ра з мер дисковых устройств 528Мб . Природу этого ограничения , связанную с ф орматами чисел , используемых для адресации го ловок , секторов и цилиндров винчестера (CHS-адрес ) в стандарте IDE и BIOS, можно понять из при веденной ниже таблицы и рисунка 2, иллюстрирую щ его взаимодействие операционной сист емы с диском IDE. Таблица 1 . BIOS IDE Резуль тат Максимальное число секторов на дорожке 63 255 63 Максимальное число головок 255 16 16 Максимальное число цилиндров 1024 65536 1024 Максимальный размер диска 8.4Гб 136.9Гб 528Мб Рисунок 2 . Взаимодействие диска IDE с опера ционной системой. Другим существенным ограничением стандарта IDE/ATA является невозможность подключения к контрол леру IDE каких-либо устройств , за исключением винчестеров . Присущие интерфейсу IDE/ATA ограничения тормозили развитие недорогих компьютерных систем , расс читанных на массового пользователя , в связи с чем целый ряд фирм предпринял попытк и расширения возможностей кл ассического IDE. Наибольших успехов на этом пути добилась компания Western Digital, разработавшая спецификацию Enhanced IDE (EIDE), позв оляющую использовать диски , размер которых пр евышает 528 Мб , и обеспечившую реальную возможно сть подключения к компьюте р у до четырех устройств IDE (не только винчестеров , н о и приводов CD-ROM или стриммеров ). Другим интересным вариантом развития инте рфейса IDE является технология Fast ATA, разработанная комп анией Seagate Technology при поддержке фирмы Quantum. Эта технолог ия направлена в первую очередь на повышение скорости обмена данными с дисков ыми устройствами и не поддерживает возможност ь подключения CD-ROM или стриммеров , но обеспечивае т более высокий уровень совместимости за счет соответствия широко распространенным п ромышленным стандартам . Fast ATA Спецификация Fast ATA разработана компан ией Seagate Technology и поддержана фирмой Quantum и еще рядо м компаний . Это расширение стандарта IDE/ATA пресле дует цель увеличения емкости винчестеров и скорости обмена между дис ком и про граммами . К настоящему моменту существует два варианта спецификации Fast ATA и Fast ATA-2. Винчестеры , соо тветствующие Fast ATA, обеспечивают высокую скорость обм ена за счет реализации скоростных режимов PIO mode 3 (11.1 Мб /сек ) или Multiword DMA mode 1 (13.3 Мб /сек ). Выбор конкретного режима предоставляется прои зводителю устройства . Fast ATA-2 поддерживает PIO mode 4 или Multiword DMA mode 2 (пока не реализован "в железе "), обеспечива ющие скорость обмена 16.6 Мб /сек . Для обеспечения возможности и спользов ания дисков , размер которых превышает 528Мб , используется режим трансляции параметров диска (рис . 4.); реальные адреса CHS (цилиндр-головка-сектор ) п ересчитываются в фиктивные , удовлетворяющие огран ичениям BIOS. Контроллер и BIOS используют в этом случае разную геометрию для адрес ации данных на диске . Если диск содержит 2000 секторов и имеет 16 головок , то в резу льтате трансляции BIOS будет воспринимать его ка к устройство с 1000 цилиндров и 32 головками . Рисунок 3 . Трансляция параметров диска. Технология Fast ATA основана на при знанных промышленных стандартах , что обесп ечивает ей высокий уровень совместимости со старыми контроллерами и дисками . Прото колы обмена данными соответствуют официальному документу АТА -2 (Ref: 9048D). Enhanced IDE Технология Enhanced IDE компании Western Digital была разработана в результате анали за потребностей со временного рынка ПК . В 1984 году компания Western Digital создала контроллеры дисководов (WD1002) и винчестер ов (ST506), которые были использованы фирмой IBM при разработке компьютера IBM PC AT. Успех архитектуры АТ привел к значительном у расширению рынка IBM-совместимых ПК и сделал контролле ры Western Digital стандартом de facto. В процессе становления рынка персональных компьютеров фирма Western Digital пришла к выводу о необходимости интеграции электроники контроллер а АТ и дискового ус тройства . В рез ультате сотрудничества с Compaq Computer Corporation был разработан интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics), называемый также АТА (AT Bus attachment). П ервые промышленные устройства на базе IDE/ATA были выпущены в 1986 году . Продолжая лидировать в сфере IDE-устро йств , компания Western Digital предложила расширение интерфей са IDE. Новая спецификация - Enhanced IDE - повышает скорость обмена с диском , допускает применение более скоростных дисков и обеспечивает возможность установки в ком п ьютере до че тырех устройств IDE. Кроме того , Enhanced IDE позволяет под ключать к контроллеру не только винчестеры , но и другие устройства (приводы CD-ROM, стриммеры ), поддерживающие спецификацию ATAPI (AT Attachment Packet Interface). Эта специ фикация опр е деляет интерфейс с пр иводами CD-ROM и другими недисковыми устройствами , позволяющий использовать стандартные контроллеры и кабели . Стандарт ATAPI получил широкую поддержку среди производителей CD-ROM-устройств и разработч иков операционных систем , что еще б олее расширило сферу распространения инте рфейса IDE/ATA. Спецификация EIDE позволяет избавитьс я от целого ряда ограничений , присущих инт ерфейсу IDE/ATA. Такое расширение обеспечивает существе нный рост возможностей устройств долговременного хранения информ ации без роста цен , усложнения использования и потери совместимост и . Ограничения , присущие IDE, по сравнению с д ругими интерфейсами (такими , как SCSI) не угрожают доминированию IDE на современном рынке недороги х систем . Однако повышение производительности процессоров , разработка новых ОС и высокие запросы современных приложений к дисковому пространству привели к тому , что стандарт IDE уже не может удовлетворять все м современным требованиям . Существенно и то , что стандартный интерфейс IDE менее гибок и боле е ограничен по сравнению со SCSI: IDE поддерживает только два винчестера , а SCSI обеспечивает возможность подключения большого количества блочных устройств различных типов (принтеры , CD-ROM, стриммеры и др .); размер дисков IDE не может превышать 528Мб , по скольку для доступа к диску ис пользуется интерфейс Int 13 BIOS, тогда как SCSI не ограни чивает размер диска ; IDE обеспечивает скорость обмена с диском 2-3 Мб /сек , а SCSI - 10 или 20Мб /сек (Fast/Wide). Технология Enhanced IDE позволяет избавиться от основ ных ограничений стандарта IDE/ATA: · предельный размер диска 528Мб ; · малая скорость обмен а с диском ; · поддержка только дву х устройств ; · невозможность подключен ия приводов CD-ROM и стриммеров . Рисунок 4 . Компоненты технологии EIDE. Как показано на рисунке 4, т ехнология Enhanced IDE включает в себя четыре основных компоненты , реализуемые совместно в перифери йных устройствах , контроллерах EIDE, BIOS и операцион ной системе : 1. Использование винчестеров ра змером более 528Мб. Эта возможность обусловлена внесенными в BIOS изменениями , позволяющими адресовать большие диски . Для работы с дисками более 528Мб требуется поддержка со стороны винчестера , BIOS и операционн ой системы . Винчестер должен поддерживать спецификацию ATA (этому требованию удовлетворяет большинство со временных винчестеров ). BIOS также должна поддерживать спецификацию ATA; большинство производителей системных плат и разработчиков BIOS уже поддержив ают этот режим . Может потребоваться поддержка работы с большими дисками и со стороны операционной системы . Windows 3.1 не полностью соответствует ATA, поэт ому приходится использовать специальные драйверы (Windows "32-bit disk access"), обычно поставляемые вместе с к онтроллерами EIDE. Большинство 32-разрядных операционных систем (таких , как OS/2) изначально поддерживают работу с большими дисками . 2. Ускоренный обмен данными основан на использовании скоро стных режимов программируемого ввода-вывода (PIO mode 3) и прямого доступа к памяти (DMA mode 1). Эти режимы обеспечивают скорость обмена 11.1 и 13.3 Мб /сек , соответственно . Для реализации скорос тного обмена требуется поддержка со стороны винчестера и BIOS. BIOS должна поддерживать один из скоростны х режимо в обмена с диском (PIO mode 3 или DMA mode 1), как правило это режим PIO. Со стороны дискового устройства также должна обеспечиваться поддержка скоростного об мена . Эту возможность обеспечивает большинство современных винчестеров (в том числе диски Fast AT A). Скоростные режимы обмена позволяют полнее реализовать возможности дисковых контроллеров , использующих широкополосную локальную шину VESA и ли PCI. 3. Поддержка двух портов ATA. Для обеспечения этой возможнос ти используются зарезервированные для второг о контроллера адреса портов ввода-вывода и прерывание IRQ15. Для реализации этой возмо жности требуется поддержка со стороны контрол лера (хост-адаптера ), BIOS и операционной системы . К самим устройствам (винчестерам , приводам CD-ROM или стриммерам ) не пред ъявляется ни каких дополнительных требований . Контроллер должен обеспечивать возможность установки адресов второго порта (это реализ овано отнюдь не во всех современных модел ях ). Не все BIOS поддерживают возможность использ ования четырех устройств IDE, одн ако совреме нные разработки включают этот режим . Важную роль играет поддержка использовани я четырех устройств со стороны операционной системы . Эта возможность реализована в бо льшинстве 32-разрядных ОС и в последних вер сиях DOS. 4. Возможность подключения приводов CD-ROM и стриммеров. Этот режим является недорогой альтернатив ой SCSI. Для обеспечения такой возможности требуе тся требуется поддержка нескольких новых кома нд . Спецификация ATAPI (ATA Packet Interface), находящаяся в стадии разработки , содержит оп исание новых коман д . Для обеспечения возможности подключения к хост-адаптеру недисковых устройств требуется поддержка спецификации ATAPI со стороны BIOS, хост-адаптер а , операционной системы и самих периферийных устройств . В настоящее время большинство ус т ройств CD-ROM уже использует интерфейс IDE/ATAPI для подк лючения ко второму порту современных контролл еров . Очевидно , что при таком обилии вариант ов расширения возможностей IDE отнюдь не все устройства , рекламируемые как "Enhanced", поддерживают в се четы ре режима , добавленные в специф икацию Enhanced IDE. Не следует забывать также о то м , что для обеспечения полной поддержки EIDE, этой спецификации должны удовлетворять BIOS, хост-адап тер , операционная система и , наконец , сами периферийные устройства . Испол ьзование дисков бо льшой емкости Ограничение размера винчестеров с интерфейсом IDE/ATA (528 Мб ) является результатом с овместного использования стандарта IDE и программно го интерфейса Int 13 BIOS. Технология Enhanced IDE дает возможность внести в BIOS измене ния , позволяющие изб авиться от этого ограничения . Природа ограничения размера дисков связан а с форматом (числом бит ), используемым для задания номеров головок , цилиндров и сект оров в интерфейсах Int 13 и IDE (CHS-адресация ). Поскольку оба интерфейса испол ьзуют различные форматы , их совместное применение не позволяе т работать с дисками размером более 528 мега байт . В таблице 2 приведены форматы чисел , и спользуемых для нумерации в BIOS и IDE: Таблица 2. Число BIOS IDE Результат Секторов на д орожке 63 255 63 Головок 255 16 16 Цил индров 1024 65536 1024 Максимальный размер 8.4Гб 136.9Гб 528Мб Существует два способа преодол еть ограничение размера диска . Первый способ заключается в использовании трансляции адрес ов CHS (цилиндр-головка-сектор ) - пересчета реа льных значений в фиктивные , удовлетворяющие ограни чениям BIOS. Контроллер и BIOS используют в этом случае разную геометрию для адресации данных на диске . Если диск содержит 1500 секторов и имеет 16 головок , то в результате транс ляции BIOS будет воспринима т ь его как устройство с 750 цилиндрами и 32 головками . Технология Enhanced IDE использует другой метод , на зываемый логической адресацией блоков (LBA - Logical Block Address). В этом случае используется сквозная нумерация секторов и адрес CHS преобразуется в одно 28-битовое число , используемое для нумераци и секторов - LBA-адрес . Метод LBA обеспечивает более эффективный способ работы с большими дис ками за счет простоты преобразования адреса . Кроме того , этот способ представляется б олее эффективным при разраб о тке н овых операционных систем . Схема адресации с использованием LBA была впервые применена фирмой Western Digital в конце 1993 года , позволив создать диск IDE размеров 540Мб (модель AC2540). Повышение скорости обмена Шина ISA обеспечивает возможность обме на данными с диском на скорост и 2-3Мб /сек . По сравнению со скоростями SCSI-контроллеров (5, 10 и 20Мб /сек ), эта скорость сл ишком мала . До недавнего времени ограничение скорости обмена не играло существенной р оли , поскольку сами устройства IDE не позволяли считывать или записывать данные с о скоростью выше 5 Мбит /сек . По мере со вершенствования дисковых технологий скорость кон троллера 2-3Мб /сек начала все-таки ограничивать возможности винчестеров IDE. Для повышения прои зводительности дисковой подсистемы компь ю теров пришлось использовать буферную памя ть , устанавливаемую на плате винчестера или хост-адаптера . Современные винчестеры могут обе спечивать скорость чтения /записи до 48 Мбит /сек и простая буферизация для повышения производительности работы будет слишком дорогим решением . Скоростные режимы PIO Для повышения скорости обмена данными в современных ПК широко используются локал ьные шины . Локальная шина VESA была разработана для ускорения вывода изображений на экран , а в 1992 году был выпущен первый контрол лер IDE с шиной VLB (VESA Local Bus), обеспечивший некоторый рост скорости обмена с диском . Несколько позже была разработана спецификация локально й шины PCI. Контроллеры IDE с локальной шиной VLB п оддерживают высокую скорость обмена между дис ком и буфером , но и они не могут сравниться с контроллерами Fast-SCSI (10Мб /сек .) по причине использования "слепого " обмена в режиме программируемого ввода-вывода (PIO). "Слепой " метод PIO основан на том , что контроллер (в едущее устройство ) запрашивает данные у диска (ведо м ое устройство ) или передает их ему . При таком режиме используется только часть полосы пропускания шины , что не позволяет добиться существенного роста скорости контроллеров IDE. Enhanced IDE включает операции , называемые "управлени е потоком с использование м IORDY", которые позволяют диску включать пакетный режим перед ачи для 100% использования полосы пропускания ши ны . Режим управления потоком передает инициат иву устройству (диску ) и позволяет избавиться от неэффективных "слепых " режимов PIO за сче т установ к и полосы пропускания ко нтроллера в соответствии с возможностями винч естера . Это означает , что в тех случаях , когда доступна вся полоса , винчестер будет управлять обменом данными с хост-адаптером . Режим 3 PIO с периодом тактирования 180нсек . обеспечивает с корость обмена 11Мб /сек ., превышающую скорость Fast-SCSI (10Мб /сек .). Управление п отоком со стороны диска включается контроллер ом с помощью команды Set Features, в результате чег о такой обмен поддерживается одновременно и диском , и контроллером . Винчестер AC2540 (540Мб ) выпущенный в 1993 году фирмой Western Digital, поддер живал управление потоком с помощью IORDY, реализов анное с помощью специализированной микросхемы-кон троллера . Основные возможности этого контроллера позднее были включены в стандартные наб о ры микросхем IDE. Режимы DMA Хотя режимы программируемого ввода-вывода (PIO) являются стандартным методом , поддерживаемым в серийных устройствах IDE, и отличаются высокой совместимостью , существуют и другие способы повышения скорости обмена с винчестерам и . Метод прямого доступа к памяти (DMA) основан на передаче данных между диском и памятью компьютера без использования цен трального процессора CPU). Тип B для DMA определен в спецификации EISA и обеспечивает обмен со ск оростью 4Мб /сек . Этот метод дает пре и мущество по сравнению со стандар тной скоростью для шины ISA, но значительно у ступает Fast-SCSI. С развитием технологии локальных шин в спецификации PCI был предложен новый вариант обмена с использованием DMA (тип F), обеспечивающи й скорость 8.33 и 6.67Мб / сек . В соответстви и с возможностями существующих микросхем была предложена спецификация DMA Mode 1 с циклом 150нсек ., обеспечивающая скорость обмена 13Мб /сек . за счет передачи нескольких слов за один запрос . Комплекты микросхем с поддержкой DMA т ипа B (EI S A) и типа F (PCI) поставляются с конца 1993 года . Сравнение DMA и PIO Режимы PIO в дисковых контроллерах IDE получили более широкое распространение по сравнению с режимами DMA. По этой причине прерывание BIOS Int 13 и драйверы устройств операционных систе м поддерживают режим PIO, а не DMA. Это о значает , что для использования режимов DMA потре буется замена BIOS и драйверов устройств . Технология Enhanced IDE компании Western Digital обеспечивает возм ожность выбора между режимами PIO с управлением потоком че рез IORDY (mode 3) и DMA (тип B или F), ре ализованными с помощью драйверов . Увеличение числа устройств В оригинальном IBM PC AT была зарезер вирована поддержка двух контроллеров для рабо ты с винчестерами и каждый из этих ко нтроллеров позволял подключить дв а диска . Однако BIOS и драйверы операционных систем не поддерживали использование второго контроллер а , что ограничивало возможности дисковой подс истемы ПК . Сегодняшние операционные системы п редоставляют возможность использовать в компьюте ре все четыре уст р ойства IDE (два порта ). Добавление второго порта IDE на плату хост-адаптера почти не увеличивает стоимости последнего . Большинство микросхем , используемых для изготовления контроллеров уже содержат второй порт и устройство декодирования адр еса , поэтому ст о имость расширения возможностей контроллера фактически сводится к стоимости установке на плате дополнительного 40-контактного разъема для подключения кабеля ($1). Расширение дисковой системы компьютера до 4 устройств с помощью новых контроллеров IDE эк оном и чески более эффективно по ср авнению с использованием устройств SCSI. Технология Enhanced IDE компании Western Digital позволяет BIOS опреде лить второй контроллер по номеру диска , пе реданному прерыванию Int 13. DOS версии 3.30 и выше позво ляет использовать в компьютере до семи устройств , поэтому для поддержки дополнитель ных дисков IDE требуется лишь изменить BIOS, чтобы обеспечить возможность использования второго к анала IDE. Операционные системы типа OS/2 и Windows NT позво ляют использовать четыре устройс т ва IDE и со старыми BIOS; Novell NetWare позволяет устанавливать в компьютер четыре контроллера IDE, к которы м можно подключить восемь устройств . Подключение устройств ATAPI Второй порт IDE не только поз воляет увеличить число дисков , но и обеспе чивает воз можность подключения устройств , не являющихся винчестерами - например , приводов CD-ROM или стриммеров . Подключение медленных устройс тв типа CD-ROM ко второму порту обеспечивает в озможность работы винчестера без задержек даж е при отсутствии раздельного так т ирования устройств (при отсутствии раздельного тактирования скорость обмена с подключенными к одному порту устройствами определяется б олее медленным из них ). Компания Western Digital разработала спецификацию ATAPI (ATA Packet Interface) для подключения к контроллеру IDE новы х устройств хранения , подобных приводам CD-ROM и стриммерам . В традиционной компьютерной архитек туре использовался механизм переноса данных , основанный на регистрах . Современные варианты архитектуры используют механизм передачи на осно в е пакетов . ATAPI является расширением стандарта IDE, обеспечивающим возможность работы с пакетами . Спецификация ATAPI добавляет к IDE еди нственную новую команду , расширяющую функции контроллера , и две новых команды адресации . EIDE в сравнении со стандартн ым ATA Современные технологии устройств и контро ллеров IDE обеспечивают им возможность успешной конкуренции со стандартом SCSI. IDE обеспечивает хорошую совместимость и простоту использования наряд у с невысокой ценой . Кроме того , современн ые варианты IDE о беспечивают не менее вы сокую скорость , чем SCSI (проигрывая только Fast/Wide SCSI). Су щественна также возможность подключения недисков ых устройств к современным контроллерам ATA/IDE. В таблице 3 приведены сравнительные данные интерфейсов IDE и Enhanced ID E: Таблица 3 . Стандартный ATA Enhanced IDE Под держивает только два диска Поддерживает четыре диска при двухканальном контроллере и допускает дальнейшее расширение Мож ет использоваться только для подключения винч естеров. Обеспечивает возможность подключе ния устройств ATAPI (CD-ROM и стриммеры ) Емк ость диска не может превышать 528Мб в р езультате совместного использования BIOS Int 13 и специфи кации IDE. Адресация LBA (Linear Block address) позволяет использоват ь диски размером до 8.4Гб Ско рость обмена не может превышать 2-3 Мб /сек. В режиме 3 PIO и режиме 1 DMA скорость об мена может достигать 13.3Мб /сек. Сравнение Fast ATA и EIDE Режимы быстрого обмена данными (PIO 1-4 и DMA 0-2) являются краеугольным камнем технологий Fast ATA и EIDE. Термин Fast ATA бы л введен компание й Seagate и поддерживается ею совместно с фирмо й Quantum; термин Enhanced IDE использует компания Western Digital. EIDE поддерживает режимы ускоренного обмена наряду с : · режимом LBA; · возможностью использова ния четырех устройств ATA (второй · порт ); · трансляцией , позволяющей использовать диски с числом цилиндров , пр евышающим 1024 (WD EBIOS); · поддержкой приводов CD-ROM и стриммеров через контроллер ATA (ATAPI). · Fast ATA и Fast ATA-2 также подд ерживают быстрый обмен вме сте с : · командами множественног о чтения /записи ; · режимом LBA. Различие между этими двумя схемами заключается главным образом в возможностях EIDE. Эта спецификация вкл ючает множество аспектов технологии дисков и драйверов , которые еще не полностью ре ализованы "в железе ". Многие устройства могут называть "Enhanced", даже если они не под держивают всех возможностей EIDE. Это может приве сти к затруднениям при покупке . Термин Fast ATA-2 также определен недо статочно четко . Эта спецификация предполагает исп ользование PIO mode 4 и DMA mode 2 (16MB/s), тогда как Fast ATA испо льзует только PIO mode 3 (11MB/s) и DMA mode 1 (13MB/s). Обе спецификации п олностью совместимы со стандартом ATA-2, и Fast ATA-2 след ует понимать как [Fast ATA]-2, а не Fast [ATA-2]. Сра внение дисковых интерфе йсов В таблице приведены сравнительные характеристики различных интерфейсов , используем ых для подключения дисковых устройств . Интерф ейсы ST506/412 и ESDI в современных компьютерах уже практически не используются ; информация о них при ведена лишь для сравнения их возможностей со SCSI и IDE. Таблица 4 . Параметр ST506/412 MFM ST506/412 RLL ESDI SCSI IDE/ATA Мак симальная скорость обмена 5Мбит /сек 7.5Мбит /сек 10/24Мбит /сек 24/40МБайт /сек 10МБайт /сек Мак симальное количество устройств 4 4 7 56 2 Максимальное количес тво устройств в DOS 2 2 2 36 2 Подключение других устройств - - - + - Число секторов на дорожке 17 26 32-36 Не определено Не опр еделено Загруз ка процессора Все операции ввода-вывода о существляются с использованием процессора Ча стичное использование Многозадачный ввод-вывод - + + - [Современные расширения IDE/ATA поддерживают мно гозадачный ввод-вывод ] Автоматическая коррекция ошибок - - + + + Низкоуровневое форма тирование + + + - -
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Оксану сильно дразнили дети за то, что в классе у неё была самая маленькая грудь, но она продолжала вести уроки географии.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Интерфейсы винчестеров", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru