1 / 123

13AMT Pevné a pružné disky

13AMT Pevné a pružné disky. Lecture 7 Ing. Martin Molhanec, CSc. Pevné a pružné disky. Princip: magnetický záznam Určeno pro trvalé uchovávání dat Hromadná paměť Levné a rychlé záznamové medium Je levnější nežli polovodičové paměti Je rychlejší nežli magnetické pásky.

kiora
Télécharger la présentation

13AMT Pevné a pružné disky

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 13AMTPevné a pružné disky Lecture 7 Ing. Martin Molhanec, CSc.

  2. Pevné a pružné disky • Princip: magnetický záznam • Určeno pro trvalé uchovávání dat • Hromadná paměť • Levné a rychlé záznamové medium • Je levnější nežli polovodičové paměti • Je rychlejší nežli magnetické pásky

  3. Pevný disk - princip hlava strana plotna stopa cylinder

  4. Adresace na pružném disku Stopa Strana 1 Strana 2 Sektor

  5. Adresace na pružném disku Velikost sektoru: BPS (Bytes Per Sector) Počet sektorů na stopu: SPT (Sectors Per Track) Počet stop na stranu: TPS (Tracks Per Side) KAPACITA: BPS*SPT*TPS*(2 nebo 1) Lineární adresa sektoru:sektor+(stopa-1)*SPT+strana*TPS*SPT

  6. Adresace na pevném disku Cylindr Stopa Hlava Spíše nežli hlava by mělo být plotna. Sektor

  7. Adresace na pevném disku Velikost sektoru: BPS (Bytes Per Sector) Počet sektorů na stopu: SPT (Sectors Per Track) KAPACITA: BPS*SPT*HEADS*CYLINDERS Lineární adresa sektoru:sektor+SPT*(hlava-1)+SPT*HEADS*(cylindr-1)

  8. Pevný disk

  9. Pevný disk

  10. Pevný disk

  11. Pevný disk • Adresace:CHS – cylindr, hlava, sektor(cylinder, head, sector) • Kapacita = C x H x S x BPS (byte per sector) • Rychlost přenosu (Disc Transfer Rate)závisí na: • Šířka a rychlost propojovací sběrnice • Velikost paměti cache na disku • Rychlost otáček • Doba přístupu = doba vystavení + doba čekání rotační • Doba vystavení = najetí na cylindr (krokový motor, elmag. cívka) • Doba čekání rotační = najetí na sektor (rychlost otáčení disku)

  12. Pevný disk • Kódování – MFM, RLL (2x větší kapacita) • Důvod pro kódování je ten, aby za sebou nebyly jen samé 0 nebo 1 • ECC – error correction code, je součástí sektoru • Umožňuje kontrolu chyb při čtení • Parkování disku – u dnešních disků automatické • Zabraňuje poškození plotny a hlavičky při manipulaci • Prekompenzace – staré disky, změna fáze signálu u středu disku, kde je hustší záznam

  13. Interleave(prokládání sektorů) Bez prokládání 1 2 3 4 5 6 7 8 Systém nestačí číst sektory, tak jak jsou za sebou. Mezi čtením 1 a 2 sektoru ztratí systém celou otočku ! S prokládáním 1 4 7 2 5 8 3 6 Systém stačí číst sektory, tak jak jsou za sebou. Mezi čtení 1 a 2 sektoru ztratí pouze 2 sektory!

  14. Skew(posunutí stop) Bez prokládání 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 Přesun systému ze stopy na stopu trvá určitou dobu (doba najetí), proto ikdyž interleave=0, nestihne se počátek na další stopě.

  15. Skew(posunutí stop) S prokládáním 5 6 7 8 1 2 3 4 3 4 5 6 7 8 1 2 Přesun systému ze stopy na stopu trvá určitou dobu, proto jsou sektory mezi dvěma stopami posunuty!

  16. Pevný disk • Teplotní kalibrace – moderní disky mají autokalibraci • Pří zahřívání se plotny roztahují • ZBR – Zóne Bit Recording • rozdílný počet sektorů na vnitřních a vnějších stopách • Cache – vyrovnávací paměť na disku • zlepšuje výkonnost disku • MTBF – střední doba mezi chybami • S.M.A.R.T. – autodiagnostika disku během jeho chodu • Hlučnost – důležité u multimedií

  17. Různá rozhraní Bus:ISAVESAPCI ST506 HDC S DISK HDC – hard disk controller, S – separátor

  18. Různá rozhraní Bus:ISAVESAPCI ST506 HDC S DISK ESDI HDC S DISK HDC – hard disk controller, S – separátor

  19. Různá rozhraní Bus:ISAVESAPCI ST506 HDC S DISK ESDI HDC S DISK IDE (EIDE) B C HDC S DISK HDC – hard disk controller, S – separátorB – budič, C – cache

  20. Různá rozhraní Bus:ISAVESAPCI ST506 HDC S DISK ESDI HDC S DISK IDE (EIDE) B C HDC S DISK SCSI HA C HDC S DISK HDC – hard disk controller, S – separátorB – budič, C – cache, HA – host adapter

  21. ST506 • Toto rozhraní vzniklo na základě připojení disku ST506 (SHUGART, později SEAGATE) pomocí řadiče (WD1003) u první počítačů IBM PC fy IBM. Ostatní firmy toto připojení napodobovaly. • XT počítače neměly pro připojení disků žádnou podporu, proto na každém řadiči bylo rozšíření BIOSu ve kterém byla softwarová podpora pro ovládání disku. Parametry disku se nastavovaly přepínači na řadiči. • AT počítače měly pro tento typ disku standardní SW podporu v BIOSu. Parametry se nastavovaly v BIOSu a uchovávaly se v paměti CMOS. V řadiči již nebyla nutná SW podpora. • Připojení dvěma kabely, až dva disky. • Rychlost přenosu cca 0.5 až 1 MB/s • Kódování • MFM disky – menší kapacita, levnější • RLL disky – větší kapacita, kvalitnější

  22. ST506

  23. ST506

  24. ST506

  25. ST506

  26. ESDIEnhanced Small Device Interface • Firma MAXTOR • Vylepšení ST506, separátor se přesunul na disk, tím bylo možné prodloužit kabely a zvýšit rychlost přenosu až na 3 MB/s • Disk uměl posílat svoji konfiguraci řadiči • Toto rozhraní bylo bohužel na svoji dobu příliš drahé a neuspělo!

  27. IDE Integrated Device Electronics • V roce 1986 firma Western Digital (COMPAQ) • Jako ATA (AT attachment) v roce 1990, standard ANSI 1994 • Řadič i separátor jsou umístěny na disku, to bylo umožněno tím, že samotný řadič byl levný a výkonný. • Na sběrnici se připojuje pouze karta s budiči (IDE adapter) nesprávně nazývaná řadič! (Ale ten je na disku). • Na disku je také brzy integrována i cache pro zvýšení výkonnosti. • Připojení je stále kompatibilní s rozhraním ST506. • Nejedná se o sběrnici ! Jde vlastně o vytažený port!

  28. IDE později ATA • Je možné připojit dva disky na jeden kanál, jako master a slave. Připojení je jedním kabelem (40 pinů) se třemi konektory. • Rychlost 8 MB/s, režimy PIO 0 až 2, DMA 0 až 2 • Velikost disku 504 MB maximálně, tzv. první limit. • IDE adaptér pro XT se nazýval XTA (XT attachment) • Pro zvýšení výkonu se později IDE adaptéry dělaly pro sběrnici VESA, výjimečně pro sběrnici PCI. • Na IDE řadič se obvykle umisťovalo rozhraní sériové a paralelní.

  29. IDE

  30. IDE

  31. IDE

  32. IDE

  33. IDE

  34. IDE

  35. IDE

  36. EIDE, Fast ATA, ATA-2 • Jedná se rozšíření standardu ATA v roce 1994 • EIDE navrhla firma Western Digital • Fast ATA navrhla firma Seagate • Obě rozšíření se překrývala a byla ANSI standardizována jako ATA-2 v roce 1996 • Kapacita disků >504 MB (LARGE, LBA) • 2 kanály – 4 disky • PIO 0 až 4, DMA 0 až 2, maximální rychlost až 16.6 MB/s • Multiword přenos, identifikace disku, block mode • Zpětně kompatibilní s ATA (IDE) • IDE adapter již není samostatná deska do PC, ale je integrován přímo na MB a stává se součástí čipsetu. • Není to již pouze budič, ale složitější obvod, který zajišťuje složitější komunikaci s diskem. Místo o prodloužení portu lze již mluvit spíše o sběrnici. Připojení je v úrovni sběrnice PCI.

  37. ATA-2

  38. ATA-2

  39. ATAPI • ATAPI = ATA Packet Interface • Jedná se způsob připojení CDROM prostřednictvím rozhraní ATA-2 (EIDE). • HW je připojení pochopitelně totožné. • PO stránce SW se komunikace odehrává ale jinak. S CDROM se komunikuje pomocí příkazů, které jsou podobné příkazům u disků s rozhraním SCSI – tzv. ASPI. • Před vznikem ATAPI se CDROM připojovaly: • Přes SCSI rozhraní (profesionální použití CDROM) • Přes proprietární rozhraní výrobců zvukových karet (asi 3 hlavní rozhraní)

  40. Vývoj ATA • ATA-1 (1990) 1994 • 2 HDD • PIO 0,1,2 • DMA 0,1,2 • multiword DMA 0 • ATA-2 (1994) 1996 • PIO 0,1,2,3,4 • DMA 0,1,2 • Multiword DMA 0,1,2 • Block transfer • LBA addressing • Lepší Identify příkaz • ATA – 31997 • definice 40 žilový kabelu • SMART • Ochrana device heslem

  41. Vývoj ATA • ATAPI v polovině 90let • AT Attachment Packet Interface • Umožňuje připojení CDROM přes ATA rozhraní, podobně jako SCSI • Původně samostatný standard, později se stal součástí ATA standardu • ATA/ATAPI – 4 1998 • UltraDMA 0,1,2 (16,25,33MB/s), přenos při vzestupné a sestupné hraně hodinového signálu • CRC kontrola přenosu a další vylepšení • ATA/ATAPI – 5 2000 • UltraDMA 3,4 (44,66) • 80 žilový kabel pro omezení rušení

  42. Vývoj ATA • ATA/ATAPI – 6 2001 • UltraDMA 5 (100) • LBA (48,64bit), Noise reduction, Audio Video Streaming • ATA/ATAPI – 7 2002 • UltraDMA 6 (133) • Další rozvoj standardu naráží na omezení  Seriál ATA (SATA)

  43. PIO modes

  44. DMA singleword modes

  45. DMA multiword modes

  46. Ultra DMA modes

  47. 40 a 80 žilový kabel

  48. 40 a 80 žilový kabel

  49. IDE myths • Je známa skutečná geometrie IDE disku? • Známe pouze logickou geometrii. • Musí vyhovovat omezením rozhraní ATA C=65536, H=16, S=256 • Moderní disky používají ZBR (Zone Bit Recording=různé počty sektorů na stopách) NE!

  50. IDE myths • Smí se IDE disky doopravdy low level formátovat? • Neznáme totiž skutečnou=fyzickou geometrii. • Moderní disky navíc používají ZBR (Zone Bit Recording=různé počty sektorů na stopách) • Formátovací příkaz se většinou ignoruje • Jeho vykonání může disk „poškodit“ • Lze odstranit firemní low level utilitou NE!

More Related