48205 (666020), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Об'єднання контролера й жорсткого диска звільнило розроблювачів від необхідності строго додержуватися стандартів, що було неминуче при використанні колишніх інтерфейсів. Взаємно погоджена й "підігнана" пара "твердий диск-контролер" має набагато більшу швидкодію в порівнянні з колишніми комбінаціями автономних пристроїв
Роз’єм IDE на системній платі в багатьох комп'ютерах являє собою просто варіант роз’єму шини розширення. У стандартному варіанті ATA IDE використовуються роз’єм з 40 контактами з можливих 98, наявних у роз’ємі 16-розрядної шини ISA. Із усього набору сигнальних ліній шини до роз’єму IDE підведені тільки ті, які необхідні для роботи стандартного контролера жорсткого диска комп'ютерів XT й AT. Наприклад, для контролера жорсткого диска в комп'ютері AT потрібна лінія IRQ 14, тому на IDE-роз’ємі системної плати AT виведена тільки ця лінія IRQ. На роз’ємі системної плати комп'ютера XT виведена тільки лінія IRQ 5, до якого й підключений контролер. Зверніть увагу, що навіть якщо інтерфейс АТА підключений до мікросхеми South Bridge і працює на частоті шини PCI, то розведення й призначення контактів не змінюється.
Головна перевага IDE-накопичувачів – їх низька вартість. Оскільки для них не потрібний окремий контролер, кількість кабелів і роз’ємів, необхідних для підключення жорсткого диска, виявляється істотно меншою, ніж у стандартному варіанті жорсткого диска з автономним контролером.
У більшості випадків у системі повинен бути встановлений IDE-накопичувач того типу, що відповідає шині комп'ютера. Інакше кажучи, XT IDE-накопичувачі працюють тільки в комп'ютерах класу XT з роз’ємами 8-розрядної шини ISA, ATA IDE-накопичувачі можна встановлювати тільки в комп'ютерах класу AT з роз’ємами 16-розрядної шини ISA або EISA, a MCA IDE-накопичувачі придатні тільки для систем із шиною МСА. Правда, можливі й інші варіанти. У більшості нових комп'ютерів роз’єм АТА встановлено безпосередньо на системній платі. Якщо він відсутній, то для підключення до комп'ютера АТА IDE-накопичувача можна використати додаткову плату адаптера. Звичайно на такій перехідній платі немає нічого, крім двох роз’ємів (98-контактного друкованого роз’єму шини й 40-контактного роз’єму IDE) і набору провідників. Ці плати не є контролерами, тому що останні вже убудовані в жорсткі диски. Правда, на деяких з них монтуються додаткові пристрої, наприклад спеціалізована ROM BIOS або кеш-пам'ять.
5.4 Способи кодування даних в HDD
Дані на магнітному носії зберігаються в аналоговій формі. У той же час самі дані представлені в цифровому виді, тому що є послідовністю нулів й одиниць. При виконанні запису цифрова інформація, надходячи на магнітну головку, створює на диску магнітні домени відповідної полярності. Якщо під час запису на головку надходить позитивний сигнал, магнітні домени поляризуються в одному напрямку, а якщо негативний – у протилежному. Коли міняється полярність записуваного сигналу, відбувається також зміна полярності магнітних доменов.
Якщо під час відтворення головка реєструє групу магнітних доменов однакової полярності, вона не генерує ніяких сигналів; генерація відбувається тільки тоді, коли головка виявляє зміну полярності. Ці моменти зміни полярності називаються зміною знака. Кожна зміна знака приводить до того, що головка, що зчитує, видає імпульс напруги; саме ці імпульси пристрій реєструє під час читання даних. Але при цьому головка, що зчитує, генерує не зовсім той сигнал, що був записаний; насправді вона створює ряд імпульсів, кожний з яких відповідає моменту зміни знака.
Якщо дані й синхросигнал передаються по одному каналі, то можна здійснити їх взаємну часову прив'язку при передачі між будь-якими двома пристроями. Найпростіший спосіб зробити це — перед передачею групи даних послати синхронізуючий сигнал. Стосовно до магнітних носіїв це означає, що, наприклад, група, що містить один біт інформації, повинна починатися із зони зміни знака, що виконує роль заголовка. Потім треба (або не треба) здійснити перехід, залежно від значення біта даних. Закінчується група ще однією зоною зміни знака, що одночасно є стартовою для наступної групи. Перевагою цього методу є те, що синхронізація не порушується навіть при відтворенні довгих ланцюжків нулів (або одиниць), а недоліком – те, що додаткові зони зміни знака, необхідні тільки для синхронізації, займають місце на диску, що могло б бути використано для запису даних.
Хоча розроблено безліч найрізноманітніших методів, на сьогоднішній день реально використовуються тільки три з них:
частотна модуляція (FM);
модифікована частотна модуляція (MFM);
кодування з обмеженням довжини поля запису (RLL).
Метод кодування FM (Frequency Modulation — частотна модуляція) був розроблений раніше інших і використовувався при записі на гнучкі диски так називаної одинарної щільності (single density) у перших ПК. Ємність таких однобічних дискет становила всього 80 Кбайт. В 70-і роки запис по методу частотної модуляції використовували в багатьох пристроях, але зараз від нього повністю відмовилися.
Основною метою розроблювачів методу MFM (Modified Frequency Modulation — модифікована частотна модуляція) було скорочення кількості зон зміни знака для запису того ж обсягу даних у порівнянні з FM-кодуванням і відповідно збільшення потенційної ємності носія. При цьому способі запису кількість зон зміни знака, використовуваних тільки для синхронізації, зменшується. Синхронізуючі переходи записуються тільки в початок групи з нульовим бітому даних і тільки в тому випадку, якщо йому передує нульовий біт. У всіх інших випадках синхронізуюча зона зміни знака не формується. Завдяки такому зменшенню кількості зон зміни знака при тій же припустимій щільності їхнього розміщення на диску, інформаційна ємність у порівнянні із записом по методу FM подвоюється. От чому диски, записані по методу MFM, часто називають дисками подвійної щільності (double density).
Розібратися в FM-кодуванні дуже просто. У кожній бітовій зоні втримується два проміжки переходу: один для синхронізуючого сигналу, інший для самих даних. Всі проміжки переходу, у яких записані сигнали синхронізації, містять зони зміни знака. У той же час зони переходу, у яких записані дані, містять зону зміни знака тільки в тому випадку, якщо значення біта дорівнює логічній одиниці. При нульовому значенні біта зона зміни знака не формується. Оскільки в нашому прикладі значення першого біта- 0, він буде записаний у вигляді комбінації TN. Значення наступного біта дорівнює 1, і йому відповідає комбінація ТТ. Третій біт - теж нульової (TN) і т.д. За допомогою діаграми FM-кодування легко простежити всю комбінацію, що кодує, для розглянутого приклада байта даних. Відзначимо, що при даному способі запису зони зміни знака можуть випливати безпосередньо одна за іншою; у термінах RLL-кодування це означає, що мінімальний "пробіг" дорівнює нулю. З іншого боку, максимально можлива кількість пропущених підряд зон зміни знака не може перевищувати одиниці - от чому FM-кодування можна позначити як RLL 0,1.
При MFM-кодуванні в також записуються синхросигнал і біти даних, але, як видно зі схеми, проміжок часу для запису синхросигнала містить зону зміни знака тільки в тому випадку, якщо значення й поточного й попереднього бітів дорівнюють нулю. Перший біт ліворуч — нульовий, значення ж попереднього біта в цьому випадку невідомо, тому припустимо, що він теж дорівнює нулю. При цьому послідовність зон зміни знака буде виглядати як TN. Значення наступного біта дорівнює одиниці, якому завжди відповідає комбінація NT. Наступному нульовому біту передує одиничний, тому йому відповідає послідовність NN. Аналогічним образом можна простежити процес формування сигналу запису до кінця байта, Легко помітити, що мінімальне й максимальне число проміжків переходу між будь-якими двома зонами зміни знака дорівнює 1 і 3 відповідно. Отже, MFM-кодування в термінах RLL може бути названо методом RLL 1.3.
Оскільки в цьому випадку використовується тільки половина зон зміни знака (у порівнянні з FM-кодуванням), частоту синхронізуючого сигналу можна подвоїти, зберігши при цьому ту ж відстань між зонами зміни знака, що використовувалась при методі FM. Це означає, що щільність записуваних даних залишається така ж, як при FM-кодуванні, але даних кодується вдвічі більше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
