- 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.

Страница 1 2 3 4 5 6 7 • <<< Предыдущая • Следущая >>>