Поняв, как найти требуемую информацию на диске перейдем к следующей задаче: переносу этой информации с HDD в оперативную память. То есть, надо разобраться с подключением диска к системе – с интерфейсом этого устройства.
Интерфейсов HDD существует несколько. Один из наиболее популярных вариантов имеет наименование ATA. Чтобы пояснить значение аббревиатуры, требуется небольшой исторический экскурс. После очередной модификации процессора, компьютеры, создаваемые на его основе, стали обозначаться, как IBM-PC/AT, т.е., персональный компьютер с продвинутой технологией – Advanced Technology. Поскольку изменения коснулись не только центрального процессора, но также и способа подключения жесткого диска, то появилась аббревиатура АТА, т.е., AT Attachment – подключение дисковых устройств к компьютерам класса РС/АТ.
Данный тип подключения выполняется стандартным кабелем, как правило, плоским, оборудованным, обычно, тремя сорокаконтактными разъемами. Разъем на одном конце кабеля подключается к системной плате, на другом конце – к жесткому диску. Третий разъем, находящийся в средней части кабеля, может быть использован для подключения второго устройства, HDD или CDD. Таким образом, два канала АТА могут "обслужить" до четырех IDE-устройств.
Передача информации по АТА-интерфейсу может происходить по-разному. В одном случае центральный процессор берет управление передачей себя. Тогда он должен обратиться к IDE-устройству и "лично проруководить" передачей данных в RAM. Когда используются многозадачные операционные системы, такое расточительное использование процессорного времени позволить себе нельзя. У процессора найдутся занятия поважнее перегрузки данных. Поэтому этот способ, который обозначают как PIO, т.е., Programmed Input/Output – Программный ввод/вывод, применяют только в самом крайнем случае, когда устройство не может передавать данные иначе, более современным способом, который не требует участия центрального процессора. При этом способе на время передачи данных управление берет на себя контроллер самого IDE- устройства. Под его руководством данные и передаются. Такой доступ обозначается аббревиатурой DMA – Direct Memory Access – Прямой Доступ к Памяти. Прямой, т.е., без участия центрального процессора. Этот вариант обеспечивает большую скорость передачи и, что еще важнее, гораздо меньше загружает CPU.
Если в режиме PIO скорость удалось поднять до отметки 16,6 Мбайт/с., то в режиме DMA с этой скорости все только началось. Вариант с прямой передачей данных обозначают как UDMA, U – ультра. Современное оборудование может осуществлять передачу данных в режиме UDMA со скоростями 33/66/100/133 Мбайт/с. Скорость зависит от возможностей самого устройства и системной платы. При подключении они стараются "договориться" на наибольшую из доступных им обоим скоростей.
При использовании подключения устройств через интерфейс АТА возможен вариант, когда к одному каналу подключены сразу два устройства, т.е., задействованы все три разъема на кабеле. Поскольку кабель просто соединяет контакты разъемов с одинаковыми номерами, то, какому из двух устройств адресованы данные, идущие в данный момент по кабелю, можно определить лишь с помощью самих устройств. А именно – с помощью их специальной настройки. Любое вы полненное в современном стандарте устройство будет иметь между разъемами питания и АТА кабеля несколько дополнительных штырьков, на которые устанавливается специальная перемычка. Замыкая ею определенные штырьки, устройство можно сконфигурировать либо как MAS TER, либо как SLAVE. Чтобы два устройства могли бесконфликтно сосуществовать на одном кабеле необходимо чтобы на одном устройстве перемычка(ки) находилась в положении MASTER, а на втором в положении SLAVE. Как именно надо устанавливать перемычки обычно обозначают в табличке, приклеиваемой производителем на корпус, либо, у CDD, просто выдавливанием обозначений прямо на корпусе. Кроме вариантов Master (MA) и Slave (SL) встречается еще и вариант Cable Select (CS). В данном положении перемычек устройство будет работать в режиме MASTER, если оно подключено к крайнему разъему кабеля и в режиме SLAVE – если к среднему. Таким образом, установив на обоих устройствах перемычки в положение Cable Select, можно "подружить" два устройства на одном канале, но такой способ рекомендовать к применению не стоит,
потому, что реализован он может быть лишь с применением определенного кабеля. Гарантировать работоспособность его НА ЛЮБОМ кабеле нельзя.
Все сказанное про два устройства, подключенные к одному каналу, в равной степени относится как к HDD, так и к CDD. На одном канале вполне могут сосуществовать жесткий диск и устройство чтения компакт-дисков, что бывает необходимо лишь в случае установки в систему более двух IDE-устройств. Если же в компьютере один HDD и один CDD, как в большинстве случаев, то настоятельно рекомендуется подключить их с помощью двух кабелей к разным каналам интерфейса. Дело в том, что АТА не позволяет передавать данные сразу между устройствами на одном канале. Получается, что мы вынуждены сначала читать данные с одного устройства в память, а потом записывать их на второе. Если же устройства подключены каждое к "своему" каналу, то скорость передачи данных между ними будет много выше. Один канал будет работать только на чтение второй – на запись.
Кроме АТА, все большее распространение получает интерфейс, который называется SATA. "S" в данном случае означает "Serial", т.е., последовательный. В нем информация передается последовательно, бит за битом т.е., импульс за импульсом, можно сказать, по одному проводу. Всего же в кабеле этого стандарта семь проводов. Таким образом, такой кабель значительно ỳже, чем АТА. Его ширина меньше сантиметра. Это обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха внутри корпуса и, следовательно, лучшее охлаждение системы. Кроме этого, SATA позволяет передавать данные быстрее. Скорости составляют 150 и 300 Мбайт/с. При этом способе подключения нет необходимости устанавливать перемычки Master/Slave на устройствах, поскольку кабель SATA имеет лишь два разъема. Настройки, которые необходимо сделать при помощи программы SETUP в этом случае могут быть более сложными.
Современные системные платы вполне могут быть оборудованы обоими интерфейсами.
Например, одним каналом АТА и четырьмя портами для подключения SATA четырех дисков. Таким образом, в компьютере могут работать до шести дисковых устройств. Устройств же чтения компакт-дисков с интерфейсом SATA пока не делают.
Физическая реализация жесткого диска |
Описание курса
| Логическая организация HDD
|