UTK – Dyski twarde i elastyczne – na podstawie książki

Zasada zapisu i odczytu danych na/z nośników magnetycznych

zapis_i_odczyt

Podstawowe parametry pamięci dyskowych

  • Pojemność
  • Transfer danych
  • Szybkość obrotowa dysku
  • Średni czas wyszukiwania informacji (dostępu)
  • Czas przejścia między 2 ścieżkami
  • Wielkość pamięci cache*
  • Rozmiar fizyczny

DYSKI ELASTYCZNE

FDD – Floppy disk drive
FDC – Floppy disk controller

Pojemności dyskietek

Rodzaj Pojemność
5,25 cala 110 KB
5,25 cala DD 320 KB
5,25 cala QD/HD 1200 KB
3,5 cala DD 720 KB
3,5 cala HD 1,44 MB – 1474,56 KB
3,5 cala ED 2,88 MB – 2880 KB

Schemat budowy stacji dyskietek (BĘDZIE NA SPR)

schemat_stacji

Kontroler SA-450 (BĘDZIE NA SPR)

Został stworzony przez Shugart Associates i wykupiony przez IBM.

schemat_kontrolera

Pasmo łączące FDC i FDD

pasmo_fdc_fdd

Podział talerza na sektory, ścieżki i strony/głowice

CHS – Cylinder (ścieżka), głowica (strona w przypadku dyskietki), sektor

chs

Logiczna struktura dyskietki, dla systemu plików FAT

FAT – File Allocation Table

Struktura logiczna dyskietki:

  • Boot record (adres CHS – 0 0 1) – kod rozruchowy
  • FAT #1 – pierwsza kopia tablicy plików
  • FAT #2 – druga kopia tablicy plików
  • Root Directory – katalog głównych
  • Data area – strefa danych

Klaster – najmniejszy fragment powierzchni dysku do którego system może się odwołać. Może składać się z kilku sektorów. Jeśli jakiś plik ma wielkość większą niż rozmiar klastra, jest on zapisywany w kilku klastrach. Pojedynczy klaster może zawierać tylko 1 plik lub jego część. Na dyskietce, klaster ma stały rozmiar – 512 B. Na dysku twardym może on mieć zmienny rozmiar.

DYSKI TWARDE

Rozwiązania mechaniczne pozycjonerów głowicy:

  • Z wykorzystaniem silników krokowych, zapewniające ruch głowicy po prostej radialnej w stosunku do talerza. Obecnie już niestosowane.
  • Z wykorzystaniem silników liniowych (ang. Voice Coil Motor – VCM), zapewniające ruch głowicy po łuku w stosunku do talerza.

Układy elektroniczne dysków twardych:

  • mikrokontroler – zawiaduje pracą wszystkich pozostałych układów (ASIC)
  • blok sterowania silnikami i zasilaniem
  • układ odczytu i zapisu
  • układ interfejsu dysku
  • pamięć cache

Struktura fizyczna i logiczna dysku twardego

Adres sektora logicznego – Zamiast adresowania CHS, w którym podawane są trzy parametry – numer cylindra, numer głowicy oraz numer sektora, podawany jest tutaj tylko absolutny numer sektora, licząc od zerowej ścieżki, pierwszej strony/głowicy (zerowa jest ukryta). Po wykorzystaniu wszystkich sektorów na na danej stronie talerza, przechodzimy do kolejnej strony, zostając przy tym samym cylindrze.

Adres klastra – Podawany jest absolutny numer klastra, licząc od początku dysku. Możliwe jest zaadresowanie tylko strefy danych.

adresowanie

MBR – Master Boot Record – główny rekord rozruchowy. Pierwszy sektor, na zerowej ścieżce, zerowej (ukrytej) strony pierwszego talerza. Zawiera on kod rozruchowy umożliwiający załadowanie systemu operacyjnego oraz tablice 4 partycji. Ma adres fizyczny (CHS) 001.

mbr

fat

Dalsze wersje Windowsa (NT) – NTFS
OS/2 – HPFS
Linux – EXT
Unix – UFS
Mac OS X – HFS+

INTERFEJSY DYSKÓW TWARDYCH

IDE – Integrated Drive Electronics

Nazywane też ATA – Advanced Technology Attachments. Przesyła dane równolegle. Obsługuje PIO i DMA.

ATAPI – ATA Packet Interface – interfejs pakietowy, stosowany do podłączania CD-ROM-ów.

ATA-1 – 3,3 MB/s; Max. rozmiar dysku – 504 MB
ATA-2 – 16,6 MB/s; Max. rozmiar dysku – 8,1 GB (LBA)
ATA-3 – 16,6 MB/s; S.M.A.R.T
ATA-4 (Ultra DMA; ATA/33) – 33 MB/s
ATA-5 (Ultra DMA/66; ATA/66) – 66 MB/s; 80-pinowy kabel
ATA-6 (Ultra DMA/100; ATA/100) – 100 MB/s
ATA-7 (Ultra DMA/133; ATA/133) – 133 MB/s

HDC – Hard Disk Controller
HDD – Hard Disk Drive

ide

Ograniczenia

ograniczenia

Adres LBA – podobnie do adresu logicznego, ale liczona jest także strona zerowa.

SATA – Serial ATA

Szeregowy, stosowany obecnie.

SATA I – 1,5 Gbit/s (ok. 179 MiB/s)
SATA II – 3,0 Gbit/s (ok. 358 MiB/s)
SATA III – 6,0 Gbit/s (ok. 715 MiB/s)

SCSI – Small Computer Systems Interface

  • SCSI-1: pierwsza wersja standardu. Pozwalała na transfer z prędkością 5 MB/s na odległość 6 m,
  • SCSI-2: kolejna wersja standardu. Składa się z dwóch wariantów, zwiększających transfer do 10 lub 20 MB/s (odpowiednio Fast SCSI i Wide SCSI). Maksymalna odległość to około 3 metry,
  • SCSI-3: znany jako Ultra SCSI, prędkość transferu 20-40 MB/s, teoretycznie maksymalna odległość zostaje nadal 3 metry,
    Ultra2 SCSI: wprowadzono technologię Low Voltage Differential, pozwalającą na zwiększenia maksymalnej odległości do ~12 m. Prędkość transferu 40-80 MB/s,
  • Ultra3 SCSI (Ultra160 SCSI): maksymalny transfer 160 MB/s, dodano funkcje wspomagające wykrywanie i usuwanie przekłamań.
  • Ultra4 SCSI (Ultra320 SCSI): maksymalny transfer 320 MB/s.
  • Ultra 640 SCSI: maksymalny transfer 640 MB/s.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *