Интерфейсы накопителей на жестких дисках

Простейшие IDE-накопители. Чтобы добиться максимального быстродействия интерфейса IDE и упростить установку накопителей, убедитесь в том, что системная BIOS и IDE-адаптер соответствуют требованиям стандарта АТА-2 (EIDE). В этом случае BIOS сможет выполнять обмен данными с диском в несколько раз быстрее, чем обычно, а также упростится установка и конфигурирование системы, так как BIOS сможет автоматически определить параметры накопителя. Возможность работы в пакетном режиме РЮ и автоматическое определение типа накопителя предусмотрены в последних версиях BIOS почти всех компьютеров.

Помимо указанных, существует и множество других дополнительных команд, в том числе и специфические команды, определенные фирмами-изготовителями конкретных моделей накопителей. Довольно часто такие операции, как низкоуровневое форматирование и создание карт поверхностных дефектов, осуществляются именно с помощью таких специфических наборов команд. Именно поэтому программы низкоуровневого форматирования зачастую бывают уникальными, и фирмы-изготовители включают их в комплекты своих IDE-накопителей.

Классификация накопителей ATA IDE. Накопители ATA IDE можно разделить на несколько категорий. Основными критериями при такой классификации являются их функциональные возможности (в частности, возможности преобразования секторов) и особенности конструкции (от которых могут зависеть, например, способы низкоуровневого форматирования).

Напомним, что, согласно требованиям АТА, любой встроенный контроллер должен реагировать на любую из восьми команд стандартного для контроллера WD1003 набора точно так же, как и прототип. Интеллектуальные IDE-накопители. Появившиеся позднее IDE-накопители стали называть интеллектуальными. Увеличение емкости накопителей. По сравнению с исходным стандартом ATA/IDE, максимальная емкость EIDE-накопителей существенно увеличена.Адресация логического блока (LBA). В этом режиме все секторы нумеруются подряд, без разделения по трем "координатам" (цилиндр, головка, сектор).

Интерфейс AT API. Этот интерфейс был разработан для того, чтобы накопители на CD-ROM, магнитной ленте и подобные устройства можно было подключать к обычному ГОЕ-разъему. Если вам попался компьютер с Y-соединением, внимательно проверьте обе ветви кабеля. Перемычка C/D определяет, является ли накопитель ведущим (обозначен буквой С) или ведомым (D). Имейте в виду, что в компьютерах PS/2 моделей 25 и 30 используется другая разновидность интерфейса IDE. Хотя в большинстве этих компьютеров сейчас устанавливаются SCSI-устройства, некоторое время назад IBM выпускала компьютеры с МСА IDE-накопителями.Шина SCSI внесла большую сумятицу в мир IBM-совместимых компьютеров именно из-за отсутствия стандартов на основные адаптеры, программные интерфейсы и способы BIOS-поддержки подключенных к шине SCSI накопителей на жестких дисках.

Стандарты SCSI Института ANSI Стандартом SCSI определяются физические и электрические параметры параллельной шины ввода/вывода, соединяющей компьютер с периферийными устройствами (геометрически они выстраиваются в последовательную цепочку — "гирлянду"). Web-сервер Linux Информатика Администрирование операционной системы

Конструкции SCSI-накопителей Напомним, что SCSI — это не дисковый интерфейс, а шина, к которой могут подключаться интерфейсные адаптеры, соединенные в свою очередь с контроллерами накопителей или других устройств.На рисунках 14.15 и 14.16 показаны блок-схемы плат управления накопителей WD-АР4200 (АТА IDE-накопитель емкостью 200 М) и WD-SP4200 (SCSI-накопитель с такой же емкостью)."WD42C22 представляет из себя набор быстродействующих основных функциональных узлов, необходимых для построения контроллера жесткого диска.

Однопроводныс и дифференциальные шины SCSI Обычная шина SCSI является однопроводной, т.е. для передачи каждого сигнала используется одиночный провод. Fast SCSI. Между устройствами этого типа осуществляется синхронная передача данных с удвоенной скоростью.

Кабели и разъемы SCSI Требования к кабелям и разъемам в стандарте SCSI довольно жесткие. Кабели и разъемы однопроводной шиныSCSI. Однопроводная шина интерфейса SCSI получила наибольшее распространение. Назначение выводов внешнего 60-контактного экранированного разъема интерфейса SCSI в компьютерах PS/2. Кабель типа Q (для однопроводной шины) используется для организации 32-разрядной шины SCSI, причем только совместно с кабелем типа Р. Дифференциальная шина SCSI. Эта шина SCSI почти не используется в персональных компьютерах, но очень широко распространена в мини-системах, поскольку позволяет организовывать связь между устройствами, разделенными большими расстояниями. 32-разрядные SCSI-устройства встречаются крайне редко. Согласование линий связи. Все линии любой шины должны быть согласованы на обоих концах, и шина SCSI не является исключением.

Конфигурировать SCSI-накопители несложно, особенно по сравнению с IDE-устройствами, и эта процедура оговорена стандартом SCSI.Согласование. Правило для шины SCSI очень простое — она всегда должна быть согласована с обоих концов.Дополнительная настройка режимов работы. В SCSI-накопителе могут быть установлены дополнительные перемычки для выбора следующих рабочих режимов

Соглашение о режиме синхронизации. Шина SCSI может работать в двух режимах: асинхронном (принимается по умолчанию) и синхронном.

Драйверы SCSI Для работы любого периферийного устройства (кроме дисковых накопителей), которое подключается к шине SCSI, нужна специальная программа-драйвер.

Быстродействие Сейчас в большинстве персональных компьютеров устанавливаются АТА IDE-накопители, что объясняется их дешевизной и высокой производительностью.Архитектура SCSI-накопителей значительно сложнее, чем у IDE-устройств, что дает им некоторые дополнительные преимущества.

Программа полного конфигурирования, записанная в ПЗУ адаптера. Программная настройка прерывания, адресов ПЗУ, канала ПДП, адресов ввода/вывода, контроля четности, идентификатора SCSI ID и других параметров адаптера. На плате нового адаптера, ближе к одному из ее краев, может быть установлен согласующий модуль (нагрузочные резисторы) оранжевого цвета, аналогичный тем, что устанавливаются на 16-разрядных платах.

Интерфейсы ST-506/413, ESDI и IDE Чтобы определить пределы емкости накопителей с интерфейсами ST-506/412, ESDI и IDE надо сначала выяснить, сколько в них может быть цилиндров, головок и секторов на дорожке.

Ограничения емкости в операционных системах IBM и Microsoft утверждают, что при использовании DOS 5 и последующих версий в системе может быть установлено до восьми накопителей на жестких дисках. Конфигурирование накопителей подробно обсуждалось в разделе, посвященном интерфейсам жестких дисков.

Адреса BIOS На платах многих контроллеров дисков и основных адаптеров SCSI устанавливаются ПЗУ встроенной BIOS. Прерывания Для привлечения внимания системы к контроллерам накопителей и основным адаптерам SCSI используются линии запроса прерывания (ЗПр).

Каналы прямого доступа к памяти Прямой доступ к памяти (ПДП) — это способ передачи массивов данных непосредственно в системную память без участия центрального процессора.

Адреса ввода/вывода Адреса В/В напоминают почтовые индексы, по которым направляются и откуда принимаются данные и команды. Настройка АТ-систсм под конкретные типы накопителей Если вы имеете дело с компьютером типа AT, в котором "обслуживанием" жесткого диска занимается системная BIOS, вам нужно для начала выяснить, какие накопители включены в таблицу автоматически поддерживаемых устройств. В инструкции, прилагаемой к накопителю XT-1140 сказано, что среднее время поиска возрастает в том случае, если период следования импульсов перемещения головок превышает 13 мкс. Таблицы типов накопителей в IBM AT. Чтобы избавиться от необходимости всякий раз устанавливать на платах контроллеров жестких дисков свои ПЗУ BIOS, IBM стала вводить соответствующие программы и параметры в ПЗУ системной BIOS. В табл. 14.37 приведены типы и параметры накопителей, записанные в системных BIOS компьютеров AT и PS/2 с контроллерами ST-506/412 (стандартными или IDE). Количество доступных типов накопителей в различных версиях IBM BIOS.

Модификация таблицы типов накопителей. В большинстве IBM-совместимых компьютеров в таблицах заполнены 47 строк, но в компьютере IBM AT выбор значительно меньше. Выбор типа накопителя в компьютерах типа XT. За прошедшие годы в контроллерах жесткого диска IBM XT устанавливались ПЗУ двух разных типов, но и в том, и в другом случае таблица состояла всего из четырех строк, т.е. во встроенной BIOS были предусмотрены только четыре стандартных типа накопителей. Поля зоны парковки и количества секторов на. дорожке ("Сект./дор.") в контроллере диска емкостью 10 М не определяются, и в каждой строке записано значение 00h. Далее мы рассмотрим процесс установки подобного контроллера OMTI 5502A-10 фирмы Scientific Micro Systems (SMS), который позволяет получить в компьютерах IBM PC и XT коэффициент чередования, равный 2:1. Чтобы запустить программу автоматического конфигурирования, надо выполнить следующие действия.

Предварительные соображения При низкоуровневом ("истинном") форматировании на диске формируются дорожки и секторы. Температура. Информация, содержащаяся в заголовке и заключении сектора, записывается заново или полностью изменяется только при низкоуровневом форматировании. Рабочее положение накопителя. Еще одно существенное соображение, относящееся к рассматриваемой сейчас теме: накопитель всегда должен форматироваться в том положении, в каком он будет смонтирован в компьютере. Поиск и маркировка дефектов — одна из важнейших операций при низкоуровневом форматировании. Список заводских дефектов. Поверхности новых жестких дисков проверяются с помощью сложной аналоговой измерительной аппаратуры. Программы анализа поверхности являются разрушающими, поскольку в каждый сектор (кроме тех, что уже отмечены как дефектные) записываются новые контрольные данные. Бездефектные накопители. Несмотря на то, что некоторые фирмы рекламируют свои накопители как бездефектные, это чистой воды блеф Интерпретация результатов проверки накопителя по команде CHKDSK не всегда бывает столь очевидна. Программы расширенной диагностики для предыдущих моделей можно приобрести отдельно. Существует несколько подходов к программному низкоуровневому форматированию накопителей Программа HDtest. Это хорошая программа, работающая на уровне BIOS. Нестандартность интерфейса АТА стала причиной появления некоторых мифов об IDE-накопителях. Программы неразрушающего форматирования. В большинстве случаев, когда нужно провести настоящее низкоуровневое форматирование, универсальные неразрушающие программы, работающие на уровне BIOS (например, Calibrate и SpinRite), использовать не следует. Программа FDISK. Эта программа принята в качестве стандартного "инструмента" для разбиения накопителей на жестких дисках.Ключ /MBR словно специально предназначен для уничтожения вирусов, заражающих главный загрузочный сектор диска (цилиндр 0, головка 0, сектор 1).

Другие программы разбиения дисков. После появления DOS 4.0 интерес к вспомогательным программам разбиения дисков практически пропал, и теперь они могут понадобится только в исключительных случаях.Для управления накопителем с нестандартным разбиением используются специальные резидентные программы-драйверы, обычно загружаемые из файла CON FIG.SYS. Если программа вызывалась с ключом /S, то на диск копируются системные файлы (IBMBI0.COM и IBMD0S.COM или I0.SYS и MSDOS.SYS — в зависимости от типа используемой DOS) и файл СОМ-MAND.COM. Поиск неисправностей и ремонт накопителей на жестких дисках

Если неисправность возникает в закрытом блоке HDA, отремонтировать накопитель почти невозможно. Ошибки с кодами 17хх свидетельствуют о неисправностях накопителей и контроллеров с интерфейсом ST-506/412, с кодами 104хх — о неисправностях тех же устройств с интерфейсом ESDI, a с кодами 210хххх — о неисправностях накопителей и основных адаптеров SCSI. "Залипание" дисков

После нарушений контактов в кабелях питания и неисправностей блоков питания наиболее часто встречающейся причиной, по которой перестают вращаться диски накопителей является трение покоя или, попросту говоря, "залипание".При выходе электромагнита (или схем управления) из строя тормозной рычаг остается прижатым к маховику шпиндельного двигателя, препятствуя его вращению. На этих платах монтируются электронные схемы, необходимые для управления пиндельным двигателем и приводом головок, а также передачи данных в контроллер.