Навигация
1.2 ATAPI
Одним из существенных недостатков стандарта АТА было то, что он предназначался только для жестких дисков. В конце 1980-х годов в связи с широким распространением дисководов CD-ROM перед разработчиками возникла серьезная проблема. Нужно было найти способ подключения этих устройств и других накопителей (например, на магнитной ленте) к существующим IDE-интерфейсам, либо изобретать специализированные интерфейсы контроллеров. В результате был разработан стандарт ATAPI, являющийся расширением интерфейса АТА и позволяющий подключать к обычному IDE-порту не только жесткие диски, но и другие устройства. Впрочем, разница между жесткими дисками и прочими устройствам и все же существует. Если поддержка первых предусмотрена в системной, то для работы остальных АТАРI -устройств нужны специальные драйверы. Загрузка компьютера с АТАР1 -дисковода CD-ROM возможна только с накопителей, соответствующих стандарту EIDE, и при использовании в компьютере последних версий BIOS.
1.3 ATA-2, FAST-ATA и EIDE
Вначале 1990-х годов технологии производства накопителей на жестких дисках древнего уровня, что стало ясно — архитектура АТА в самом скором времени перестали соответствовать их возможностям. Выходом из сложившейся ситуации стала стандарта АТА-2, который можно рассматривать как расширение первоначальной версии АТА. Внесенные в новый стандарт дополнения существенно улучшили параметры интерфейса. В нем определены более быстрые режимы передачи данных программного ввода/вывода (Р I/O — Programmed I/O) и с использованием прямого доступа к памяти (DMA), добавлены новые команды для накопителя (в частности, команда “Identify Drim”, позволяющая BIOS автоматически распознавать тип и определять параметры жесткого диска, введен второй канал для подключения дисководов, предусмотрен специальный режим блочной передачи данных (Block Transfer Mode) и определены новые способы обращения к секторам на жестком диске с использованием логической адресации блоков (LBA — Logical Block Addressing). Логическая адресация блоков стала самым эффективным средством для преодоления традиционно существовавшего ограничения емкости жесткого диска в 504 Мбайт. Несмотря настоль впечатляющие усовершенствования, в стандарте АТА-2 для подключения накопителей используются те же самые 40-контактные разъемы, что и в предыдущей версии, а старые IDE-накопители полностью совместимы с новым интерфейсом. Наряду с АТА-2, можно встретить два других названия этого интерфейса: EIDE (Enhanced IDE— улучшенный IDE) и Fast-ATA (быстрый А ТА). Это не другие стандарты, а просто разные реализации стандарта АТА-2. Версия E1DE была разработана фирмой Western Digital на базе как стандарта АТА-2, так и ATAPI. Она оказалась настолько удачной, что аббревиатурой EIDE стали обозначать все модернизированные варианты интерфейса IDE. Фирмы Seagate и Quantum сосредоточили свои усилия на разработке реализации Fast-ATA стандарта АТА-2.
Ее отличие от EIDE заключается в том, что она разрабатывалась только на основе стандарта АТА-2. С практической точки зрения разницы между АТА-2, EIDE и Fast-ATA нет, поэтому часто эти названия используются как синонимы (хотя с технической точки зрения это не совсем корректно).
Ограничение емкости накопителей на уровне 504 Мбайт в классическом IDE-интерфейсе. Предел в 504 Мбайт (528 Мб в десятичных единицах), являющейся, возможно, наиболее существенным ограничением в рамках традиционной IDE-архитектуры, возник из-за несогласованности действий разработчиков BIOS и создателей архитектуры контроллера накопителей WDI003. Чтобы уяснить суть этого ограничения, необходимо понять, как осуществляется адресация данных в IDE-накопителях. Классической схемой адресации является схема CHS (Cylinder, Head, Sector— цилиндр, головка, сектор). Проще говоря, необходимо ввести в регистры контроллера WDI003 необходимые вам номер цилиндра, номер головки и номер сектора, а затем через программное прерывание 1NTI3 вызвать из BIOS процедуру, перемещающую головки накопителя на заданный сектор для считывания или записи информации.
В теории все выглядит прекрасно, но на практике возникает проблема. Дело в том, что предельные значения количества цилиндров, головок и секторов в BIOS и в контроллере WD1003 разные. В табл. 2 приведены эти значения и показаны итоговые ограничения на доступное дисковое пространство накопителя с классическим IDE-интерфейсом. В BIOS определены следующие максимальные значения: 1024 цилиндров, 256 головок и 63 сектора на дорожку. Если перемножить все эти числа, а результат затем умножить на 512 (количество байт в секторе), то получается, что теоретический предел ограничения емкости накопителя на уровне BIOS составит 8 455 716 864 байт (примерно 7,88 Гбайт или 8,4 Гб в десятичных единицах). Контроллер WD1003 может работать с 65536 цилиндрами, 16 головками и 256 секторами на дорожке, т.е. теоретическая емкость накопителя составляет 128 Гбайт (137 Гб).
Проблема заключается в том, что каждый из параметров накопителя ограничивается на минимальном уровне. Так, максимально доступное количество цилиндров оказывается равным 1024, максимальное количество головок — 16, а максимальное количество секторов 63.
Если перемножить эти три числа, а результат умножить на 512, то получим шину 504 Мбайт (528 Мб). Если бы разработчики BIOS и контроллера WDI003 заранее «договорились о единых предельных значениях параметров накопителей, то проблема «была устранена, даже не возникнув, и предел емкости IDE-накопителей изначально казался бы равным 128 Гбайт. Но реальность, увы, такова, что доступное дисковое пространство стандартных IDE-накопителей в сочетании со старыми версиями BIOS соответствует всеголишь 504 Мбайт.
Таблица 2. Ограничения на параметры и емкости накопителей
| BIOS | WD1003 | Итоговое ограничение | |
| количество цилиндров | 1024 | 65536 | 1024 |
| количество головок | 256 | 16 | 16 |
| количество секторов | 63 256 | 63 | |
| максимальная емкость | 7,88 Гбайт (8,4 Гб) 128 Гбайт (137 Гб) | 504 Мбайт (528 Мб) | |
Из приведенных расчетов становится ясно, почему к IDE-интерфейсу можно без проблем подключать накопители емкостью до 504 Мбайт — и не более. Конечно, существуют методы преодоления этого ограничения. Поскольку BIOS по своей сути является программным обеспечением, наиболее простой и экономичный способ преодоления барьера шит в расширении возможностей процедур 1NT13, за счет запуска специализированного драйвера в момент загрузки компьютера. Доработка процедур, вызываемых через прерывание 1NT13, позволяет работать с накопителями, емкость которых превышает 7,88 Гбайт. Наиболее популярными драйверами такого типа, являются Drive Rocket и Disk Manager фирмы Ontrack, которые позволяют персональному компьютеру обращаться к открытому дисковому пространству больших – IDE накопителей, а не только к первым 504 Мбайт. интерфейсов EIDE и UDMA допускается работа с оверлейными (обеспечивающий адресацию дискового пространства свыше 504 Мбайт) драйверами, причем драйвер Disk Manager (или подобные ему) часто входят в комплект поставки современных жестких дисков большой емкости. Однако есть несколько причин, по которым нежелательно использовать такие оверлейные драйверы. Во-первых, они обычно занимают часть очень ценной общий оперативной памяти в пределах первых 640 Кбайт, поскольку далеко не во всех системах для них находится свободное место в верхней памяти (UMA — Upper Memory Area). Во-вторых, старые оверлейные драйверы не всегда хорошо работают с операционными системами Windows, что приводит к традиционным проблемам совместимости жестких дисков большой емкости с Windows. В-третьих, оверлейные драйверы могут конфликтовать с заданными в память драйверами других устройств и резидентными программами, В конечном счете, наиболее предпочтительным способом введения поддержки накопителей большой емкости в интерфейсах EIDE и UDMA является модернизация BIOS до версии с усовершенствованными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. AMI и Micro Firmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с IDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством для BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS — операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации теперяашной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового собственного встроенного BIOS и модернизированными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. Фирмы AMI и Micro Firmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с EIDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS — операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации стaндартной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т.е. установка нового BIOS.
Логическая адресация блоков (LBA). Еще одной особенностью режимов EIDE и UDMA, вызывающей наибольшее количество вопросов, является необходимость использования LBA. Если при CHS-адресации необходимо задавать номера цилиндров, головок и секторов, то при адресации LBA задается абсолютный номер сектора (например, «перейти к сектору 324534»). Соответствующие CHS-координаты сектора рассчитываются по алгоритму LBA, реализованному в BIOS. Метод LBA является единственно возможным при использовании операционных систем DOS и Windows, работающих с таблицами размещения файлов (FAT-Fit Allocation Table). Из этого следует, что если вы хотите работать с накопителями большой емкости, то вам необходимо обновить системную BIOS или использовать EIDE/UDMA-контроллер с собственной встроенной BIOS. С другой стороны, операционные системы не использующие FAT (такие, как OS/2 и Novell NetWare), не нуждаются в LBA. Если вы посмотрите на плату ElDE-контроллера, то увидите на ней перемычку, с помощью которой можно включить или отключить режим LBA. При использовании DOS или Windows эту перемычку необходимо установить в положение «включено».
На платах современных контроллеров с поддержкой режима UDMA перемычка для включения LBA отсутствует. Для его активизации необходимо: войти в программу настройки параметров BIOS, найти соответствующую строку и пометить режим LBA как разрешенный. При выборе метода адресации (CHS или LBA) следует учитывать структуру используемого накопителя (или накопителей). Если вы выберете метод LBA, то вам придется заново разбить жесткий диск на разделы и отформатировать. Необходимо также помнить что отформатированный в режиме LBA накопитель будет опознаваться только в тех компьютерах, в которых предусмотрена поддержка LBA.
Таким образом, если накопитель, отформатированный в режиме LBA (EIDE), установить в компьютер, в BIOS которого поддержка LBA не предусмотрена (т.е. в старую IDE-систему), то такой накопитель не будет опознан, и вам придется вновь разбивать его на разделы и форматировать, Во всех случаях прежде чем внедрять в систему интерфейс EIDE, необходимо выполнить полнее резервное копирование всех жестких дисков.
Подключение различных накопителей. Одним из традиционных преимуществ интерфейса SCSI была возможность подключения к одной шине до 7 различных устройств (жестких дисков, дисководов CD-ROM, накопителей на магнитной ленте и пр.). Такой подход позволил избежать многих трудностей, присущих интерфейсам других типов; увеличения количества отдельных плат контроллеров и проблем с конфигурированием системы. Классический IDE-контроллер может обслуживать два накопителя (ведущий и ведомый), подключенных к одному порту ввода/вывода (IFOH) и к одной линии запроса прерывания IRQ14 (IRQ— Interrupt Re Quest). В интерфейсах ЕIDЕ и UDMA это ограничение преодолено за счет добавления в контроллер второго канала.
Необходимо быть внимательным при использовании двухканального контроле ра. Если первичный (основной) канал в состоянии нормально обслуживать быстродействующие устройства, то это еще не означает, что вторичный (дополнительный) канал буш вести себя точно также, Например, во многих EIDE-контроллерах прежних лет выпуска была предусмотрена полная поддержка ЕIDЕ-накопителей на первичном канале то к вторичному каналу можно было подключать только устройства в стандарте АТАРI. В настоящие время иногда встречаются контроллеры UDMA/66, которые могут обслужит до двух UDMА/66-устройств, подключенных к первичному каналу, но их вторичный канал может работать только в режимах UDMA/33 или EIDE. Загляните в описание контроллера, прежде чем подключать к нему новые устройства. Теоретически старый IDE-накопитель должен работать на EIDE-канале, но может возникнуть проблема при подключении к такому каналу одновременно EIDE и IDE-устройств.
Классическим примером может служить система, в которой новый быстродействующий жесткий диск EIDE-типа (ведущее устройство) подключен к тому же каналу, что ATAPI дисковод CD-ROM (ведомое устройство). В большинстве случаев более медленный дисковод CD-ROM будет «мешать» EIDE-накопителю, снижая максимальную скорость обмена данными с жестким диском, что отрицательно скажется на общей производительности системы. Не исключено, что дисковод CD-ROM не будет опознаваться системой. В крайних случаях не будет опознаваться жесткий диск (возможно, что и дисковод CD-ROM тоже), и компьютер не сможет даже загрузиться. Такого рода проблемы почти всегда удастся устранить, подключив дисковод CD-ROM к вторичному каналу контроллера в качестве ведущего устройства. В настоящее время UDMA/33 и UDMA/66-контроллеры стали более интеллектуальными. И способны подстраивать скорости обмена данными с различными по быстродействию устройствами, подсоединенными к одному каналу. Однако проблема совместимости устройств с разным быстродействием устранена не полностью. Например, при подключении к одному каналу жесткого диска UDMА/66 и устройства, не соответствующего требованиям UDMA/66, может привести к снижению максимальной скорости передачи данных до уровня интерфейса UDMA/33.
Следует руководствоваться следующим правилом: к первичному каналу контролера подключать только быстродействующие устройства, а более медленные—к вторичному каналу.
Похожие работы
... с учетом того, что сперва происходит кодирование 5b/6b, а потом 3b/4b, текущее значение сигнала rd при кодировании 3b/4b определяется по результату кодирования 5b/6b. Таким образом, в стандарте SATA предусмотрен довольно нетривиальный метод логического кодирования. Кроме логического двухэтапного кодирования, при передаче данных используется метод циклического избыточного контроля CRC-32 (Cyclic ...
... серверов следует отнести расширенные возможности мониторинга и управления серверами, технологии RAS (Reliability, Availability, Serviceability — надежность, готовность, простота обслуживания). Нередко в серверах младшего уровня изготовители применяют технологии, унаследованные от высокопроизводительных устройств. Кроме того, необходимо отметить, что компании HP, 1ВА и Sun имеют собственные ЦП с ...
... 1) той или иной модели системной платы зависит от производителя и определяется типом платформы ПК (типом центрального процессора), применяемым набором микросхем chipset и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к данной системной плате. Максимальная пропускная способность часто используется в качестве критерия для сравнения возможностей шин различной архитектуры. Ее можно ...
... свои законы, но технические решения основанные на ЭЛТ мониторах не исчерпали себя. Мониторы на электронно-лучевых трубках уже не выпускают, но на складах и в наличии они еще имеются. Для домашнего компьютера я выбрал монитор на электронно-лучевой трубке, модель 17" MONITOR 0.20 Samsung SyncMaster 795MB+ <White>. Монитор изображен на рис 24, его технические характеристики показаны в таблице ...
0 комментариев