Февраль 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Фев    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728  

Интерфейсы жестких дисков

Интерфейсы жестких дисков

Диск сам по себе ничего не делает. При отключении от других частей ПК его можно сравнить с невскрывае-мой капсулой, хранящей записи далеких времен. Чтобы сделать его полезным, нужно подключить жес­ткий диск к ПК и дать, таким образом, возможность передавать информацию из огромного хранилища дан­ных микропроцессору. Услуги жесткого диска тем более ценны, чем быстрее можно реализовать этот обмен.

Но нужны не только информационные линии, связы­вающие ПК и жесткий диск. Без средств, говорящих какой байт нужен, как перемещать головку, когда считы­вать информацию на дорожке, процессор получит на цифровом выходе жесткого диска только бесполезную последовательность импульсов. Поэтому диску нужны дополнительные служебные сигналы, поступающие от процессора. Место, где эти две группы сигналов – информацион­ные и управляющие – связывают жесткий диск и процес­сор, называют интерфейсом диска. Физически – зто разъем какого-либо типа. И в этом есть смысл: если диск не подключен к системе, то ему не нужен никакой интерфейс. ПК и жесткий диск должны быть в состоянии слиться в единое целое. Конечно, где жесткий диск постоянно прописан в ПК, там не появляется проблемы его совместимости. То же самое можно сказать, когда нельзя заменить жесткий диск даже при большем желании. (Систему часто невоз­можно модернизировать, если у вас запечатанный ящик с названием laptop или notebook.)

Наличие интерфейса важно, потому что разъемная схема дает возможность выбора. Но при этом также порождается проблема совместимости. Если интерфей­сы ПК и жесткого диска не совпадают, они не смогут обмениваться информацией. Соединение таких устройств подобно подключению 220 волот к водопроводному кра­ну: если вы ждете, что данный тандем заработает, то будете шокированы результатом. Хотя всегда жесткий диск подключается в ПК через разъем „ что удобно для производителей, электрическое и логическое местоположение интерфейса различается в различных моделях. В некоторых случаях разъем уста­навливается поближе к диску. Информационные импуль­сы, считываемые с жесткого диска, передаются непос­редственно в систему без всяких изменений (за исклю­чением сохранения и буферирования для передачи в линии по нужным цифровым стандартам). Процессор отвечает за получение нужного формата при записи на диск. Другие интерфейсы возлагают эти обязанности на жесткий диск. Он обрабатывает поток данных, получае­мых с головки чтения/записи, и передает их главному процессору в стандартном цифровом виде.

В первом случае, сигнала, появляющиеся в интер­фейсе, являются функцией генерирующего и использую­щего их устройства, порядок сигналов важен для этого устройства. Такая схема получила название «интерфейс на уровне устройства». В последнем случае- использу­ются сигналы уровня главного процессора и интерфейс «системного уровня». Кроме того, первую систему мож­но назвать системой с интерфейсом низкого уровня из-за его близости к разъему и низкого уровня ее сигналов. Можно вспомнить также, что язык технического обеспе­чения – ассемблер, называют языком низкого уровня. Соответственно, интерфейс системного уровня можно назвать интерфейсом высокого уровня. Чтобы понять различия в работе этих двух типов интерфейсов, нужно немного знать о процессе обработ­ки данных в ПК и о том, как хранится информация на диске; в чем заключаются различия. ПК – параллельные устройства. Они реализуют информационные опеоа лии манипулируя с битами, объединенными в байты, слова, двойные слова. Байт – это 8 бит; слово – два байта; двойное слово состоит из двух слов. В зависимости от конструкции шины и регистров, процессор манипулирует с установленным форматом данных, как с одной пор­цией при передаче данных «в» и «из» памяти. Шина расширения – устройство, использующее параллельно 8, 16 или 32 проводника.

Жесткие диски хранят информацию последователь­но. Они пишут длинную единую информационную после­довательность в виде изменений направления магнитно­го поля покрытия диска. В дополнение к данным зано­сятся и разделительные символы, чтобы можно было точно определить местоположение информации. Обычно биты группируются в секторы (по 512 байт или 4096 бит), которые разделяются идентификационными бита­ми, Головка чтения/записи сканирует диск по мере его вращения и последовательно считывает поток битов. Спе­циальная электронная схема, названная информацион­ным сепаратором, разделяет данные от идентификаци­онной информации секторов. Затем другая схема пре­образует последовательную информацию в параллель­ное ее представление, понятное для ПК. В конструкциях с интерфейсом низкого уровня, вход­ные и выходные сигналы дисковода представляются по­токами данных (для записи или после чтения). Функции разделения данных и получения параллельного фоомата реализуются дисковым контроллером. Он отделен от са­мого жесткого диска и вынесен на отдельную плату рас­ширения. Скорость обмена информацией между жест» ким диском и его контроллеоом определяется плотчостью доменов и скоростью вращения диска Комбинация из этих двух величин дает число, характеризующее ско­рость передачи информации обычных дисков. Эта вели­чина преувеличивает число передаваемых данных. В нее входит и передача разделителей (о которых ПК и программы предпочитают ничего не знать) и некоторых слу­жебных символов, позволяющих варьировать длину до­рожек и используемых для коррекции скорости Кроме необходимости изменения формата представ­ления данных, последовательное соединение диск-кон­троллер порождает техническое ограничение скорости. Чем быстрее информационный обмен и выше частота соединения, тем больше проблем у разработчика. Более высокие частоты порождают больше проблем с помеха­ми и излучениями. Чтобы минимизировать эти напасти, высокочастотные разъемы должны быть малы и тща­тельно разработаны. Ограничение частоты дискового ин­терфейса уменьшает остроту проблемы, но уменьшает и скорость обмена диск-процессор.

Интерфейсы системного уровня сами передают раз­делители на диск. А диск сам должен представить ин­формацию в формате, удобном для системы: по 8, 16 или даже сразу по 32 бита. Так как через разъем инфор­мация поступает параллельно, частота соединения су­щественно снижается. (С 8-битным форматом частота сразу уменьшается в восемь раз при той же скорости передачи.) Более того, из-за отсечения разделительных символов в сепараторе, для них нет надобности отво­дить места в полосе частот соединения диск-ПК. Запомните, что из-за того, что функции дискового контроллера являются частью жесткого диска с интер­фейсом системного уровня, эти устройства не имеют отдельных контроллеров. Если для них нужно устанавли­вать специальную плату расширения, то ее называют главным адаптером, потому что она просто преобразует сигналы, а не управляет дисководом.

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.

Рубрики

    Реклама