Организация контроллера

Конспект лекций по ИПУ

Структурная схема НМД

 

 

                                                                           -МД       

 

МГ

                                                                                

                                                                          -МГ

 

 

Физическая и логическая организация данных на диске

Физическая: дискета разбита на дорожки, на которые наносятся магнитные отпечатки.

Логическая: каждая дорожка содержит одинаковое число информационных бит. Она также разбита на сектора. Сектор имеет свой заголовок и свое поле данных. На дискете, по умолчанию, сектор содержит 512 байт. Два сектора, расположенные по разные стороны дискеты образуют кластер – 1Кб. Кластер имеет свой индивидуальный адрес.

 

Адресация данных.

Дискета разбита на 4 логические области:

- загрузочный сектор (в нем хранится управляющая программа,                служебная

  которая инициирует работу ОС)

- таблица размещения файлов (FAT)(обычно хранятся 2 копии FAT)         информация

- каталог файлов

- область данных

FAT: содержит описание сектора (кластера)

     000 – свободен

     002 – FF0 – занят

     FF1 – FF7 – поврежден

     FF8 - FFF – занят последний кластер файла

Для считывания нужно обратиться в каталог, который содержит:

- имя файла

- тип файла (расширение)

- атрибуты файла (системный, скрытый и др.)

- время и дата создания файла

- номер начального кластера

- длина файла

Структура сектора данных

Общий объем 576 байт

Идентификатор Сектора	Зазор	Маркер	Поле данных 512 кБ	Поле циклического контроля
Маркер идентиф.

      Адрес дорожки

       № сектора         адрес

       № головки

                                                                                      

Организация контроллера

 

Контроллер ориентирован на работу с несколькими накопителями. Контроллер состоит из нескольких основных регистров с точки зрения ОС:

- регистр управления

- регистр основного состояния

- регистр данных

 

                       СШ    

                                          

 

Stор RG: отслеживает прерывания, номера плохих кластеров и др.

RG основного состояния: отслеживает состояние накопителя- занят, в режиме поиска данных, в режиме передачи данных, свободный.

RG управления: принимает и обеспечивает дешифрацию команд управления.

Набор команд:

- чтение данных

- чтение идентификатора сектора

- чтение стертых данных

- чтение дорожек

- запись данных

- форматирование

BIOS – это основная система ввода/ вывода (часть операционной системы), программную поддержку контроллеру обеспечивает драйвер (программа, взаимодействующая с BIOS).

                                                                                                                                    СШ

Структурная схема контроллера.

 

Процессор, ОП, ПЗУ необходимы для реализации перекодирования (двоичный код - групповой код), подсчета и анализа контрольных разрядов и т.д.

 

Интерфейс контроллер-накопитель

 

Под интерфейсом понимают стандартный набор линий связи и протоколов обмена данных между устройствами. Существует IDE интерфейс или SCSI. Вариант упрощенного IDE:

Наименование сигнала.   Функции сигнала.

                                                                                                                                                               

1. Высокая плотность.      Для переключения схем записи/считывания при работе с

                                            дискетами 360К; 1,44МБ.

2. Индекс.                          Сигнал соответствует обнаружению индексного отверстия

                                            в дискете (начало дорожек).

3. Выбор накопителя.       Выбор накопителя.

4. В кл.монитора.              Обеспечивает работу привода диска.

5. Направления и шага.    Обеспечивает для механизма позиционирования задание

                                            направления и шага и их инициацию работы.

6. Разрешение записи и    Можно ли на дискету писать информацию.  

Защита записи.                 

7. Дорожка ‘0’.                  Признак нахождения головок на нулевой дорожке.

8. Выбор головки.             Выбор одной из головок.

9. Смена дискеты.             Менялась или не менялась дискета.

10. Готовность.                  Накопитель занят, неисправен или готов к работе.

11. Шина данных 8-и р.    Данные передаются в накопитель, контроллер.

                                           

 

Особенности ЗУ на жестких магнитных дисках(НЖМД)

Это не съемные, не заменяемые диски и их можно поместить в герметичное пространство. Использование герметичного пространства, в котором можно создать чистую воздушную среду привело к созданию безконтактной записи. Эта запись позволила увеличить скорость вращения от 3600 об/мин до 10000 – 15000 об/мин.

Диски имеют диаметр 133,89 мм. Для записи используется не вся поверхность диска (большая часть внешней поверхности).

                                            R=D/2

                                            R=D/3

                                             133.89мм

Используемая поверхность от D/3 до D/2.

                                                                                                   Пакет дисков в НЖМД

Накопители характеризуются внутренними и внешними характеристиками.

Внешние:                                                                                                      

- емкость (500-10000 ГБ)

- время доступа информации: 5 – 10 мс (время поиска, время обращения)

- скорость передачи данных:  40 – 100 МБ/c

 

Для нахождения информации нужно указывать:

По физическому адресу:       По логическому адресу:

- № головки                        - имя логического диска

- № дорожки                       - имя файла  

- № сектора 

 

Каждый логический диск имеет FAT – таблицу файлов и каталог. Добавляется MBR – главная корневая запись, позволяющая делить один физический пакет дисков на несколько логических дисков.