2.3 Запоминающие устройства
Почему компьютеру необходимо сохранять файлы на жестком диске? Почему все данные не сохраняются в оперативной памяти? Есть, по крайней мере, две причины. Первая причина – оперативная память непостоянна: данные представляются электрическими разрядами и теряются при выключении питания. Жесткий диск запоминает информацию в виде намагниченных областей на поверхности диска, поэтому данные сохраняются и тогда, когда компьютер выключается. Вторая причина применения жесткого диска заключается в том, что они имеют намного большую емкость, чем оперативная память. Сегодня типичный персональный компьютер имеет как минимум 1 гигабайт оперативной памяти и более 100 гигабайтов дисковой памяти. Объем диска минимум в 100 раз превышает объем оперативной памяти! Несмотря на то, что жесткий диск намного медленнее по сравнению с оперативной памятью, он является важным компонентом компьютерной системы.
|
Последовательность чтения
|
2.3.1 Интерфейсы дисковых контроллеров
-
Интерфейс IDE
-
EIDE Master/Slave (ведущий / ведомый)
Существует несколько общих интерфейсов для соединения запоминающего устройства с компьютером. Мы обсудили Универсальную Последовательную Шину (USB) и FireWire в подразделе разделе Universal Serial Bus (USB) и FireWire в разделе 2.2.1 Подключение внешних устройств. Другой, еще не рассмотренный, интерфейс, – Integrated Drive Electronics (IDE). IDE (интерфейс дисковых устройств) – интерфейс, позволяющий передавать данные между запоминающими устройствами и чипсетом. IDE специально спроектирован как дисковый интерфейс, в то время как USB и FireWire обеспечивают интерфейс с другими устройствами, такими как цифровые камеры и принтеры.
Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая дисковый контроллер, интерфейс IDE и запоминающие устройства в составе других компонентов компьютерной системы. Отметим, что функционально дисковый контроллер часто объединен с чипсетом.
Рисунок 1. Интерфейс контроллера диска и запоминающих устройств.
Интерфейс IDE
Интерфейс IDE обеспечивает стандартный способ соединения запоминающих устройств с компьютером. Контроллер IDE обычно интегрирован в диск или устройство CD/DVD и управляет хранением данных и доступом к ним. До создания IDE, контроллеры и жесткие диски были разделены и не стандартизированы. Это означало, что контроллер от одного изготовителя мог не работать с жестким диском от другого изготовителя. Разделение контроллеров и жестких дисков также вело к снижению качества сигналов и снижению производительности. Поэтому был создан IDE как путь стандартизации использования жестких дисков в компьютерах, посредством объединения контроллера и жесткого диска.
В 1984, IBM представила компьютер AT с жестким диском, сочетающим привод и устройство управления (контроллер). Для соединения с системным модулем использовался плоский кабель с комбинацией привода/контроллера, создавая интерфейс ATA (advanced technology attachment).
Вскоре, другие продавцы предложили дисководы IDE, основанные на стандарте ATA, созданном IBM. Так IDE стал точкой объединения устройств привода и контроллера. Поскольку почти все дисководы IDE основаны на ATA, эти два термина взаимозаменяемы.
EIDE Master/Slave (ведущий/ведомый)
EIDE – расширенный IDE, более новая версия IDE интерфейс-стандарта запоминающих устройств большой ёмкости. Он эволюционировал в спецификацию ATA/33, затем в ATA/66, ATA/100 и в дальнейшем Ultra ATA/133. Число, связанное со спецификацией ATA, указывает пиковую скорость передачи данных. Таким образом, Ultra ATA/133 может переносить данные со скоростью 133 Мб/сек. Следующее поколение ATA – Serial ATA. Его особенности: пиковая скорость передачи данных – 150MB/s, тонкие кабели для облегчения соединения и лучшего охлаждения внутри системного модуля и соединители, обеспечивающие подключение в "горячем" режиме.
Интерфейс EIDE обеспечивает набор двух портов IDE (Integrated Device Electronics). Один определен как основной порт, другой как второстепенный. Каждый порт соединяется с кабелем двумя разъемами, и каждый разъем можно соединить с устройством. Поэтому можно разместить четыре устройства: два – как основные (primary) и два – как второстепенные (secondary). Чтобы различать устройства на одном и том же порту IDE, одно устройство считается главным – мастером (master), другое – второстепенным – ведомым (slave). Отсюда следующие обозначения: первый мастер (primary master), первый ведомый (primary slave), второй мастер (secondary master), и второй ведомый (secondary slave).
Обычно не нужно указывать master или a slave, когда имеется только одно устройство подключенное к кабелю. Однако в случае если устанавливаются два устройства, то один диск нужно назначить как master, другой как slave. Эти назначения обычно делаются установкой переключателя (jumper) на устройстве (приводе) или выбором кабеля. В старых системах, устройство добавлялось в конфигурацию машины посредством диалога с загрузочной программой. В таких случаях пользователю может понадобиться документация компьютера для входа в загрузочную (setup) программу. Обычно, нажатие клавиш F2, ESC или DELETE (для машин на базе Pentium под Windows) при запуске компьютера позволяет войти в ее setup-программу вместо загрузки операционной системы и добавить необходимое устройства. В настоящее время, большинство компьютерных систем автоматически обнаруживает дополнительное устройство и конфигурирует его исключая тем самым потребность в запуске установочной программы.
Устройства EIDE обычно предполагают специальное назначение master/slave. Ознакомьтесь с документацией для того, чтобы понять в каком состоянии находится устройство. Если оно должно находиться в другом состоянии, то устройство, возможно, придется переконфигурировать. Для этого также смотрите документацию устройства.