Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Это был диск Веайаье на 10 Мбайт, управляемый контроллером ХеЪес на встроенной карте. У этого диска было 4 головки, 306 цилиндров и по 17 секторов на дорожке. Контроллер мог управлять двумя дисками. Операционная система считывала с диска и записывала на диск информацию. Для этого она передавала параметры в регистры процессора и вызывала систему В1ОЯ (Ваз1с 1прпь Оверсис Бузьеш — базовая система ввода-вывода), расположенную во встроенном ПЗУ. Система В108 запрашивала машинные команды для загрузки регистров контроллера, которые начинали передачу данных. Сначала контроллер помещался на отдельной плате, а с выходом в середине 80-х годов устройств 11лЕ (1пгейгагес1 Иггче Е1есггошсз — устройство со встроенным контроллером) стал встраиваться в материнскую плату'.
Однако соглашения о вызовах системы В108 не изменились, поскольку необходимо было обеспечить совместимость с более старыми версиями. Обращение к секторам ' Встраиваться он стал в сам винчестер, то есть в печатную плату, расположенную в корпусе винчестера. На материнской плате размещается вторая часть контроллера этого интерфейса — Примеч. научи. ред. 106 Глава 2. Организация компьютерных систем производилось по номерам головки, цилиндра и сектора, причем головки и цилиндры нумеровались с О, а секторы — с 1. Вероятно, такая ситуация сложилась из-за ошибки одного из программистов В?08, который писал свой шедевр на ассемблере 8088.
Имея 4 бит для номера головки, 6 бит для сектора и 10 бит для цилиндра, диск мог содержать максимум 16 головок, 63 сектора и 1024 цилиндра, то есть всего 1 032 192 сектора. Емкость такого диска составляла 504 Мбайт, и в те времена эта цифра считалась огромной (а вы бы стали сегодня осыпать упреками новую машину, неспособную манипулировать дисками объемом более 1 Пбайт?).
Вскоре появились диски объемом более 504 Мбайт, но у них была другая геометрия (4 головки, 32 сектора, 2000 цилиндров). Операционная система не могла обращаться к ним из-за того, что соглашения о вызовах системы В?ОБ не менялись (требование совместимости). В результате контроллеры начали выдавать информацию из предположения, что геометрия диска соответствует указанной в В?ОЯ. Но на самом деле виртуальная геометрия просто накладывалась на реальную. Хотя этот метод действовал, он затруднял работу операционных систем, которые размещали данные на диске определенным образом, чтобы сократить время поиска. В конце концов на смену 1?)Е-дискам пришли устройства Е??ЭЕ (Ехгепг?еч? 1??Š— усовершенствованные устройства со встроенным контроллером), поддерживающие дополнительную схему адресации ?.ВА (?.о8?са? В?ос?г АгЫгезз?п8— линейная адресация блоков).
При линейной адресации секторы просто нумеруются от 0 до 2зз — 1. Хотя контроллеру приходится преобразовывать ?.ВА-адреса в адреса головки, сектора и цилиндра, зато объем диска может превышать 504 Мбайт. Однако, к сожалению, в результате родилось новое ограничение на уровне 22з х 2 байт (128 Гбайт). В 1994 году, когда принимался стандарт Е??)Е, никому и в голову не приходило, что через некоторое время появятся диски такой емкости.
Вообще, комитеты по стандартизации, подобно политикам, зачастую предпочитают откладывать решение проблем, оставляя их своим преемникам. Е??)Е-диски и контроллеры имеют и другие усовершенствования. Например, они способны контролировать 4 диска (за счет двух каналов, к каждому из которых можно подключить первичный и вторичный диски), у них более высокая скорость передачи данных (16,67 вместо 4 Мбайт/с), они могут управлять приводами С?Э-КОМ и ?)У?). Стандарт Е???Е совершенствовался вместе с развитием технологического прогресса, но тем не менее его преемника назвали АТА-3 (АТ А?Гас?тшепг), что выглядело как намек на системы 1ВМ РС/АТ (сокращение АТ, образованное от словосочетания Аг?тапсег1 ТесЬпо?ойу — «прогрессивная технология», в этом контексте относилось к прогрессивному на тот момент 16-разрядному процессору с тактовой частотой 8 МГц).
Следующая версия стандарта, названная АТАР1-4 (АТА Рас?гег ?пгег?асе — пакетный интерфейс АТА), отличалась скоростью 33 Мбит/с. В версии АТАР1-5 она достигла 66 Мбит/с. Поскольку ограничение в 128 Гбайт, установленное 28-разрядными линейными адресами, становилось все более болезненным, в стандарте АТАР1-6 размер 1.ВА-адреса был увеличен до 48 бит.
Лимит этого стандарта — 2«з х 2» (128 Пбайт). Если емкость дисков будет ежегодно возрастать на 50 Ж, 48-разрядные ?.ВА-ад- Вспомогательная память 1 07 реса останутся актуальными приблизительно до 2035 года. Узнать о том, как решится эта проблема, вы, вероятно, сможете издания эдак из 11-го этой книги. Очевидно, следующим шагом будет увеличение размера ЕВА-адреса до 64 бит. В стандарте АТАР1-6 скорость передачи данных удалось довести до 100 Мбит/с. Кроме того, впервые было уделено внимание проблеме шума. Настоящий прорыв был совершен в стандарте АТАР1-7.
Вместо расширения разъема диска (и, соответственно, скорости передачи данных) появилась спецификация последовательного интерфейса АТА (Бейа1 АТА, БАТА), позволившего передавать через 7-контактный разъем информацию на скоростях от 150 Мбит/с (со временем скорость увеличится до 1,5 Гбит/с). Благодаря замене 80-проводного плоского кабеля круглым кабелем диаметром в несколько миллиметров улучшилась вентиляция системного блока. Кроме того, при отправке сигналов через интерфейс БАТА потребляется всего 0,5 В (в сравнении с 5 В по стандарту АТАР1-6), вследствие чего уменьшается общий уровень энергопотребления. Скорее всего, в течение нескольких лет на стандарт БАТА будут переведены все компьютеры.
В пользу этого варианта развития событий говорит тот факт, что проблема энергопотребления становится все более актуальной — как для информационных центров, которые оснащаются мощными дисковыми фермами, так и для ноутбуков с ограниченными по емкости источниками питания 182). ЗСВ!-диски БСБ1-диски с точки зрения расположения цилиндров, дорожек и секторов не отличаются от П)Е-дисков, но они имеют другой интерфейс и более высокую скорость передачи данных. В 1979 году компания изобретателя дискеты Говарда Шугарта (Ночзп) БЬцйзгг) выпустила диск с интерфейсом БАБ1 (БЬпйаг~ Аззос1атез Бузгеш 1псег1асе). В 1986 году институт АЫС1 после длительных обсуждений несколько преобразовал этот интерфейс и изменил его название на БСЯ (Бша11 Сошрц1ег Бузсеш 1птег(асе — интерфейс малых вычислительных систем).
Аббревиатура БСБ1 произносится как «скази». Версии, работающие с более высокой скоростью, получили названия Разг БСБ1 (10 МГц), 1Лгга БСБ1 (20 МГц), Шгга2 БСБ1 (40 МГц), 1)11га3 БСБ1 (80 МГц) и Ытга4 БСЯ (160 МГц). Каждая из этих разновидностей также имела 16-разрядную версию.
Основные параметры всех этих версий сведены в табл. 2.3. Поскольку у БСБ1-дисков высокая скорость передачи данных, они используются в большинстве рабочих станций 1)Ы1Х, которые производятся компаниями Бпп, НР, БС1 и другими. Эти диски также встраиваются в компьютеры МасшгозЬ и сетевые серверы 1пге1.
БСБ1 — это не просто интерфейс жесткого диска. Это шина, к которой могут подсоединяться БСБ1-контроллер и до семи дополнительных устройств. Ими могут быть один или несколько жестких БСБ1-дисков, устройства для чтения и записи компакт-дисков, сканеры, накопители на магнитной ленте и другие периферийные устройства. Каждое устройство имеет свой идентификационный код от 0 до 7 (до 15 для 16-разрядных версий). У каждого устройства есть два разъема: один — входной, другой — выходной. Кабели соединяют выходной разъем одного устройства с входным разъемом следующего устройства и т. д. Это похо- 1 08 Глава 2.
Организация компьютерных систем же на соединение лампочек в елочной гирлянде. Последнее устройство в цепи должно быть терминальным, чтобы отражения от концов шины не искажали данные в шине. Обычно контроллер помещается на встроенной карте и является первым звеном цепи, хотя это не обязательно. Таблица 2.3. Некоторые допустимые параметры 8С81 Название Количеотво рвзрядов Частота шины, Мгц Скорость передачи, Мбайт/с ЗС81-1 Еазг ЗС81 'т!Лбе Еавг 8С81 0Ига 8С81 акабе 0Ига ЗС81 0Ига2 8С81 %!бе 0Ига2 8081 0Игаз ЗС81 тт10е 0Игаз ЗС81 0Ига4 ЗС81 Ф!бе 0Ига4 ЗС81 !О 10 20 10 16 20 20 20 40 40 40 40 80 16 80 80 160 80 16 160 160 160 320 16 Самый обычный кабель для 8-разрядного 5С51-устройства имеет 50 проводов, 25 из которых (заземление) спарены с 25 другими, за счет чего обеспечивается хорошая помехоустойчивость, которая необходима для высокой скорости работы.
Из 25 проводов 8 используются для данных, 1 — для контроля четности, 9 — для управления, а оставшиеся сохраняются для будущего применения. 16- и 32-разрядным устройствам требуется еще 1 кабель для дополнительных сигналов. Длина кабеля может быть несколько метров, для обеспечения связи с внешними устройствами (сканерами и т. п.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
