3.Назначение коэффициента чередования секторов и коэффициента перекоса головки.

Для нумерации секторов используется способ нумерации называемый чередованием секторов – применяется для ускорения считывания записей на винчестере. Название объясняется тем, что группа секторов с соседними номерами чередуется с другой группой секторов, имеющие соседние номера и при чередовании, как бы перепрыгивается через заданное количество секторов при назначении следующего номера. Величина коэффициента чередования определяется двумя цифрами, разность которых показывает число пропускаемых секторов (например, 1:3, 1:2). Сам коэффициент показывает, за сколько оборотов будет считана информация.

При определении идеального коэффициента чередования необходимо учитывать факторы:

- быстродействие контроллера;

- скорость работы шины ввода-вывода.

У современных накопителей используется считывание за счет буфера дорожек, он позволяет считывать дорожку, а не сектор. При переходе с дорожки на дорожку проблема времени решается за счет второго буфера. В одном хранятся считанные данные, в другом – записываемые. В результате чего коэффициент считывания работает 1:1. Современные программы установки коэффициента чередования не портят информацию на диске.

Коэффициент чередования и перекоса головки определяется при записи информации в заголовках сектора. Оптимальный коэффициент чередования при работе шины на двух частотах устанавливается с учетом меньшей частоты.

Смещение секторов

Большинство существующих контроллеров могут работать с коэффициентом чередования 1:1 (в первую очередь это касается устройств IDE и SCSI). При этом значительно увеличивается скорость передачи данных при их считывании и записи на диск. И хотя на первый взгляд кажется, что других способов повышения быстродействия не существует, есть еще две возможности, в принципе подобные введению чередования, а именно:

смещение секторов одной дорожки относительно секторов другой дорожки (другой

стороны диска) того же цилиндра (т.е. дорожек, обрабатываемых разными головками

на одном цилиндре);

 смещение секторов одного цилиндра относительно секторов другого цилиндра.

В большинстве IDE- и SCSI-накопителей оптимальные коэффициенты чередования и

смещения устанавливаются при изготовлении. Их, конечно, можно изменить, но, скорее всего, этим вы только ухудшите параметры накопителя. Именно из-за этого большинство

фирм — изготовителей IDE-накопителей не рекомендуют выполнять низкоуровневое форматирование своих изделий. Даже при использовании соответствующих программ вы можете установить коэффициенты смещения, отличающиеся от оптимальных, и тем самым снизить быстродействие накопителя. В IDE- и SCSI-накопителях с зонной записью коэффициенты чередования и смещения изменить невозможно. Независимо от типа форматирования, применяемого к этим устройствам, коэффициенты чередования и смещения остаются неизменными.

4.Сравнительная характеристика интерфейсов жестких дисков.

Интерфейс – набор правил и схем взаимодействия между жестким диском и процессором.

Для характеристики интерфейса рассматриваются три вопроса:

1) Физическое описание кабелей, по которым взаимодействует жесткий диск и описание контактных разъемов.

2) Электрический аспект – описание сигналов, выполняющих взаимодействие, уровни напряжения и временные диаграммы.

3) Логический аспект – рассмотрение значения сигналов, длительность сигналов и скорость передачи информации.

Первый интерфейс ST 412/506 являлся начальным стандартом разработки интерфейсов жестких дисков. Он состоит из двух кабелей. Первый содержит 34 проводника (соответственно 34-контактный разъем), по данному кабелю передаются управляющие сигналы:

1) от контроллера к накопителю передаются команды типа:

- команда считывания и записи;

- команда перемещения блока головок к определенной дорожке;

- сигнал задания определенного напряжения.

2) от накопителя к контроллеру передаются команды типа:

- об окончании выполнения операции;

- готовность перейти к выполнению новой операции;

- сообщение о возникших трудностях выполнения операции.

Если к контроллеру подключено два накопителя, кабель подсоединяется сначала к одному, потом к другому, соединение называется гирляндовым, сигналы идут медленнее.

Второй кабель состоит из 20 проводников, большинство из которых предназначены для заземления. Данные передаются по одному из проводников, а по другому передаются вспомогательные или дополнительные данные.

ESDI – его называют улучшенным ST 412, он также использует два кабеля (34 и 20 проводниковые).

Основным отличием ESDI от ST 412 является то, что в ESDI сепаратор синхронизации и данных находится в самом накопителе, а не в контроллере. В результате синхронизирующие сигналы определяются от данных до попадания на шину, в итоге идущий по ней информационный поток меньше, а отсюда скорость передачи выше, около 24 млн. бит/сек. Последние образцы около 50 млн. бит/сек.

Существуют еще незначительные отличия, например контроллер, может перевести блок головок на конкретный номер дорожки (а в ST 412 указывалось число шагов внутрь или наружу от местоположения).

SCSI – был создан в 1979 году. Он многократно усовершенствовался. Сейчас применяют ULTRA SCSI, SCSI 2, SCSI 3, важным свойством данного интерфейса является возможность подключения «интеллектуальных» устройств.

SCSI можно рассматривать, как локальную шину, к которой можно подключать: принтер, CD-ROM, жесткий диск, мышь и т.д.

К SCSI – шине можно подключать 15 (7) устройств, каждое из которых может иметь до 8 логических подустройств. При подключении устройства необходимо наличие главного хост – адаптера.

Устройство использует 50 или 64-разъемный кабель, все сигналы цифровые, данные передаются параллельно по 8, 16, 32 бита. Кабель имеет много управляющих сигналов.

Всего к SCSI – шине может быть подключено до 120 подустройств.

Фактически SCSI – накопитель состоит из трех частей:

1. сам дисковый накопитель;

2. электронный модуль;

3. специальный SCSI интерфейс ведомого, в котором сосредоточена вся электроника для взаимодействия со SCSI – шиной.

Первоначально SCSI интерфейс был рассчитан на параллельную передачу данных по 32 бита. В дальнейшем для SCSI 3 перешли на последовательный способ передачи данных и стали его использовать для шины ПВМ с целью экономии места.

Для SCSI интерфейса не принципиально параллельный или последовательный способ передачи данных, т.к. решающую роль играет мощь системы команд SCSI.

Аппаратный интерфейс для SCSI определен очень строго.

Программный интерфейс не имеет такой строгости определения.

Стандарт SCSI накопителя имеет 5 пластин, 10 головок, две из которых для позиционирования, внутренние дорожки имеют до 30 секторов, внешние в два раза больше.

Все адресное пространство диска преобразовано в одномерный массив, и система видит следующий накопитель (фиктивный): 64 головки, 32 сектора, около 100 цилиндров, с таким накопителем работает BIOS.