Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 49
Текст из файла (страница 49)
В настоящее время превратился в промышленный стандарт.Это скорее шина, а не интерфейс. Порт SCSI допускает последовательное ("гирляндное") подключение устройств от одной интерфейсной платы, поддерживая до 7 устройств помимо интерфейсной платы, и обеспечивает при этом высокую скорость передачи данных.(5-10 Мбайт/с).SCSI — это интерфейс системного уровня, он осуществляет параллельную пересылку данных. SCSI-контроллеры применяются на различныхплатформах. Их целесообразно называть HOST-адаптером (главным илиосновным адаптером).
SCSI-HOST-адаптер может управлять различными устройствами, каждое из которых в свою очередь может функционировать как HOST-адаптер и управлять работой 7 компонент. Максимальное число устройств, подключаемых к такой "шине" SCSI — 56, чтов настоящее время является актуальным, так как с каждым днем растет263число подключаемых к ПК периферийных устройств. HOST-адаптеримеет собственный BIOS, при обмене данными с процессором использует такие системные ресурсы, как порты ввода-вывода, прерывания и каналы прямого доступа к памяти. Этот адаптер, как правило, имеет разъем для подключения не только встраиваемых, но и внешних SCSIустройств.
Для гарантийной передачи сигналов по магистралям SCSIлинии шины должны иметь согласования по нагрузке с обеих сторон(применяются наборы согласующих резисторов или терминаторов). Эгоособенно важно при подключении новых SCSI-устройств: терминаторыустанавливаются на HOST-адаптере и на последнем устройстве в "гирлянде" магистрали. Каждое устройство на магистрали имеет свой идентификационный номер (SCSI ID). Адрес загрузочного диска ID=0.
Обмен данными происходит в соответствии с протоколами высокого уровня. Стандарт SCSI имеет нормированный список команд, который обеспечивает доступ к данным с помощью адресации к логическим блокам.Именно это и дает возможность работать фактически с любыми блочными устройствами.В результате развития SCSI появился стандарт SCSI-2. Расширилась система команд CCS (Common Command Set), состоящая из 18 команд (появилась возможность управлять CD-ROM, сканерами, коммуникационными устройствами, оптическими накопителями).
Появиласьвозможность организации очереди команд (дополнение к логическомупротоколу). Существует два типа SCSI-кабелей и соединителей: однонаправленные — использующие по одному проводу на каждую сигнальную линию (наиболее часто используется в ПК), дифференциальные используют пару проводов на каждый сигнал, благодаря чему обеспечивается большая устойчивость к помехам, а значит, кабели можно брать более длинные (чаще используется в крупных сетях)SCSI-2 также стандартизировал синхронную передачу данных (передача осуществляется на каждом такте).
При асинхронной передаче отсутствует привязанность к тактам и используются идентификационныебиты, указывающие начало и конец блока данных.В результате расширения шины данных (24 дополнительных информационных разряда) в SCSI-2 образовался вариант Wide SCSI-2. Вэтом случае 8-разрядные устройства взаимодействуют по магистралиSCSI (используется 50-жильный кабель А), а устройства большей разрядности связываются дополнительным 68-жильным кабелем В (см.рис.3.3).В результате применения новейших БИС и других элементов удалось повысить пропускную способность магистрали SCSI и появилсявариант Fast~SCSI-2. Совместное использование Fast- и Wide-SCSI 2 позволяет достичь быстродействия до 40 Мбайт/с. На практике вместо А иВ используется Р кабель (16- и 32-разрядный Wide-SCSI-2) и Q кабель(32-разрядный Wide-SCSI), которые определены в стандарте SCSI-3.264Появился еще один вариант интерфейса — Ultra—SCSI (для 8-разрядной передачи 20 Мбайт/с, а для 16-разрядной — 40 Мбайт/с), конечно, здесь не последнюю роль играют и шины (EISA-шина и/или локальные шины VL-Bus или PCI).Необходимо отметить, что существует спецификация ASPI (Advansed SCSI Programming Interface — передовой программируемый SCSIинтерфейс), которая определяет стандартный программный интерфейсдля HOST-адаптера.
Это дает HOST-адаптеру возможность общаться ссоответствующей операционной системой. Программные модули ASPI,т.е. вторичные драйверы, устанавливаются для каждого отдельного устройства, которое обеспечивает взаимодействие периферийного устройства с HOST-адаптером.
Основным программным модулем ASPI является ASPI-HOST-менеджер, с которым и связываются вторичные драйверы.Другая спецификация — SCAM (SCSI Configuration Auto Magically- магическая автоконфигурация SCSI) позволяет упростить настройкуSCSI-устройств и скрыть от пользователя некоторые ее детали.Необходимо особо отметить, что SCSI-адаптер широко применяется в RAID-системах (Redundant Array of Inexpensive Disks - - матрицанедорогих дисковых накопителей с избыточностью), обеспечивающихотносительно надежное хранение и обработку больших массивов данных, основном, в файл-серверах.Дисковые массивы RAIDЗа последнее десятилетие скорость процессоров невероятно возросла и продолжает удваиваться каждые 18 месяцев.
Скорость полупроводниковой памяти увеличивается не так быстро. И очень сильно отстают от них по данному показателю жесткие диски, время доступа которых по-прежнему измеряется в миллисекундах. Они, конечно же, тожепостоянно усовершенствуются, но это усовершенствование выражаетсяглавным образом в увеличении емкости.Высокопроизводительные устройства, как правило, очень дороги.К счастью, достичь высокой производительности за приемлемую ценуиногда можно и путем, использования нескольких недорогих устройств,работающих в параллельном режиме.В 1988 году специалистами из Калифорнийского университетаБеркли была предложена система хранения на основе нескольких дисков.
Ее назвали RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточный массив недорогих дисков). Одновременное использование нескольких дисков позволяет не только увеличить объем и быстродействие запоминающей системы, но и повысить ее надежность. Для RAIDмассивов было разработано шесть разных конфигураций, отвечающихразличным задачам. Они названы уровнями RAID, хотя никакой иерархии не представляют.265RAID 0 — это базовая конфигурация дискового массива, предназначенная для повышения производительности системы. Один большойфайл разбивается на несколько частей, которые записываются на разныедиски. Это называется расслоением данных. При обращении к такомуфайлу для чтения диски могут передавать данные параллельно, так чтообщее время его пересылки по сравнению со временем при использовании одного диска уменьшается во столько раз, сколько дисков в RAIDмассиве.
Однако время доступа к конкретному диску, то есть задержкина поиск и позиционирование, не уменьшается. А поскольку все дискиработают независимо друг от друга, они имеют разное время доступа.Следовательно, необходимо произвести буферизацию получаемых отдисков фрагментов файлов, в ходе которой файл собирается из частей иотправляется процессору как единое целое. Это простейший способфункционирования дискового массива, при котором уменьшается тольковремя пересылки данных.Архитектура RAID 1 позволяет повысить надежность храненияданных путем записи их идентичных копий не на одном, а на двух дисках. Такие диски называются зеркальными.
Если один из них выходит изстроя, операции чтения и записи продолжаются с зеркальным диском.Это довольно дорогой способ повышения надежности хранения, поскольку он требует дублирования всех дисков системы.Уровни RAID 2, RAID 3 и RAID 4 предназначены для повышениянадежности системы с помощью различных схем контроля четности, нетребующих полного дублирования дисков.
Вся информация, предназначенная для контроля четности, хранится на диске.В RAID 5 также используется схема выявления ошибок, основанная на контроле четности. Однако информация, предназначенная дляконтроля четности, распределяется между всеми дисками.Разработано и несколько гибридных схем. Так, RAID 10 представляет собой дисковый массив, одновременно выполняющий функцииRAID 0 и RAID 1.266Концепция RAID получила коммерческое признание. В частности,компания Dell Computer Corporation предлагает свои продукты на основеRAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 10. Цены на магнитные носители за последние несколько лет значительно снизились, так что теперь уже неуместно говорить как о «недорогих» лишь о дисках, составляющихRAID-массив.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
