Организация ТД внешней памяти ПК

Лекция №3

Организация ТД внешней памяти ПК

Внешняя память

Внешняя память –  это устройство, позволяющее автономно сохранять информацию для последующего ее использования независимо от состояния ПК (включено/выключено). Эти устройства могут использовать различные физические принципы хранения информации:

·  магнитные

·  оптические

·  электронные

·  их сочетания.

По методу доступа эти устройства делятся на устройства с прямым или последовательным доступом. Характерной особенностью внешней памяти является то, что его устройство оперирует блоками информации, но не байтами или словами.

Главные характеристики устройств:

1)  емкость хранения (capacity) (1 К(кило) =2¹⁰; 1 М(мега)= 2²⁰; 1 Г (гига)=2³⁰ ; 1 Т(тера)=2⁴⁰);

2)  носители фиксированные или сменные;

3)  время доступа;

4)  скорость передачи;

5)  удельная стоимость хранения информации;

6)  унифицированные конструктивные исполнения.

Накопители на магнитных дисках

FD и HD – это устройства внешней памяти с прямым доступом (Direct Access).  Главная характеристика – емкость хранения (Мб и Гб).

Характеристики:

1.  FDD (3,5 дюйма 1,44 Мб): 100 мс; 0,055 Мб/с;

2.  CD-ROM 24-х скоростной (780 Мб): 120 мс; 3 Мб/с;

3.  CD-RW (680 Мб): 350 мс; чтение – 0,15¸0,6 Мб/с, запись – 0,15¸0,3 Мб/с

4.  Жесткие диски:

·  5400 об/мин, Western Digital, код модели: WD400EB-00CPF0, интерфейс: АТА100, объем: 40 Гб, 1 пластина, 2 головки, плотность записи: 40 Гб на пластине, кэш-буфер: 2 Мб, среднее время поиска: 12.4 мс, среднее время наработки на отказ (MTBF): 500000 часов, потребляемый ток: +5В (0.95 А), +12В (0.6 А), гарантийный срок: 1 год.

·  7200 об/мин, Western Digital, код: WD2000ВB-00DАА0, интерфейс: АТА100, 200 Гб, 3 пластины, 6 головок, 67 Гб на пластине, кэш: 2 Мб, среднее время поиска: 8.9 мс, количество циклов старт-стоп: 50000, потребляемый ток: +5В (0.8 А), +12В (0.45 А), гарантийный срок: 1 год.

·  Western Digital,: WD400JB-00ENA0, АТА100, 40 Гб, 1 пластина, 2 головки, 40 Гб на пластине, кэш: 8 Мб, время поиска: 8.9 мс, 40000 циклов старт-стоп, потребляемый ток: +5В (0.8 А), +12В (0.45 А), гарантийный срок: 1 год.

Код модели Western Digital

          WD: Western Digital;

          1 – 4: цифровой код, емкость модели;

          5 – 6: буквенный код:

В – 7200 об/мин, кэш – 2 Мб;

А – 5400, 2;

С – 10000, неизвестно;

D – старые версии 4500 об/мин.

          Привод для позиционирования головок на FD – шаговый двигатель. Для HD – поворотный  механизм с системой обратной связи.

Жесткие диски до 8 Гб

          2⁸ головок * 2¹⁰ цилиндров * 2⁶ секторов * 512 = 2³³ = 8 Гб.

1.  Физических поверхностей до 16 (нумерация от 0 до 15).

2.  Цилиндров 1024 (0..1023).

3.  Секторов 63 по 512 б (1..62).

4.  Вероятность неисправленных ошибок: 1*10¹⁴ считанных бит (1 ошибка на 115 дней).

5.  Вероятность исправления ошибок: 1*10¹¹ считанных бит (раз в 3 часа). Используется только с ЕСС-кодами.

Гибкие диски

1.  Головок 2 (0 - 1).

2.  Цилиндров 80 (0 - 79).

3.  Секторов 18 (1 - 18).

          Обслуживание FD и HD осуществляет BIOS (13h прерывание). В 13h прерывании в регистр АН загружается номер функции, остальные регистры – по описанию.

Основные функции прерывания

02Н/03Н – читать/записать сектор (512 байт). Позволяет обратиться к любому физическому сектору или группе (поочередно), даже к сектору главного загрузчика.

04Н – функция верификации – проверка доступности сектора. Данные проверяются по CRC - кодам, однако обмен данными не производится.

08Н – получить параметры диска: тип дисковода, количество головок, цилиндров, секторов.

10Н – получить состояние дисковода жесткого диска

12Н, 13Н, 14Н – тестирование жесткого диска: проверка памяти, дисковода, контроллера HD.

Для жестких дисков больше 8 Гб функции с номерами 41h - 49h аналогичны по действиям.

Обоснование выбора метода диагностики HD, FD

1.  временные ограничения;

2.  глубина проверок (все команды 13h BIOS, ограниченный набор команд);

3.  размер тестируемой поверхности.

Виды тестов:

1.  линейный (нарастание/убывание адресов блоков на единицу);

2.  бабочкой butterfly – последовательное изменение адреса скачками от крайних значений двигаясь к центру.

3.  случайный адрес (random - тест).

Алгоритм тестирования FD/HD

1.  запуск функции 8h – определение конфигурации диска (головки, цилиндры, сектора);

2.  в режиме диалога задание диапазона тестирования (начальные и конечные номера головок, цилиндров, секторов);

3.  если используются функции 2/3 (0A/0B, 42/43), то выбираются константы тестирования К0, К1, К2;

4.  функция 04h выполняет только чтение.

5.  тестирование выполняется посекторно.

6.  Перед записью содержимое сектора перезаписывается в буфер.

7.  Чтение со сравнением используется для функций п. 3, после чего выполняется восстановление сектора.

8.  Желательно фиксировать время тестирования, что дает возможность оценить производительность диска.