4. Связь контроллера fdd с накопителем. Физическая реализация интерфейса связи и назначение сигналов интерфейса fdd.
Интерфейс НГМД(FDD)
Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) подключаются к контроллеру через специальный стандартный интерфейс. Основные функции по управлению НГМД, а также кодирование-декодирование данных выполняет контроллер, расположенный на большинстве современных системных плат.
Дисковые накопители относятся к внешним запоминающим устройствам (ВЗУ). Внешняя память предназначена для долговременного хранения больших объемов информации. Главный недостаток ВЗУ – информация хранится на движущихся носителях. Поэтому, внешняя память считается медленнодействующей. Основные характеристики ВЗУ:
емкость (объем хранимой информации);
среднее время доступа к информации;
скорость передачи данных (быстродействие).
Носителем информации в дисковых накопителях являются диски. Все магнитные диски как гибкие (FDD), так и жесткие (HDD) организованы одинаковым образом. На обе поверхности диска, т.е. на подложку, нанесен слой ферромагнитного покрытия. Каждая поверхность диска разбивается на концентрические окружности, называемые дорожками. Вдоль дорожек перемещаются магнитные головки. В накопителях типа FDD используется один диск (дискета). Накопитель HDD имеет несколько дисковых носителей, объединенных в пакет дисков. Эти диски расположены на общей оси и жестко закреплены на ней. Количество дисков в пакете у разных производителей разное обычно от двух до четырех. Пакет дисков герметически закрыт в корпусе накопителя, изолирующим диски от нежелательных воздействий окружающей среды.
Информация на дорожке диска разделяется на порции (части), размещенные в так называемых секторах. Сектор представляет собой часть дорожки, содержащую определенный объем данных. Все дорожки содержат одно и то же число секторов. Практически емкость сектора равна 512 байт, хотя можно задавать при форматировании диска другое значение. В накопителях типа FDD количество дорожек равно 80, на жестких дисках (HDD) более 1000, что определяется технологией кодирования и записи информации на диске.
Объем памяти диска определяется количеством дорожек и секторов, емкостью сектора. Например, стандартная дискета (FDD) диаметром 3,5 дюйма имеет 80 дорожек, разбитых на 18 секторов. Емкость сектора – 512 байт. При таких параметрах емкость всей дискеты составляет 1,44 Мбайт.
Важная характеристика диска – плотность записи. Различают поперечную и продольную плотность записи. Если отличия обоих типов дисков по параметрам продольной плотности записи незначительны, то в жестких дисках техническими средствами достигается многократное увеличение поперечной плотности записи. Поэтому емкость пакета жестких магнитных дисков достигает сотни Мбайт.
В ПК для управления накопителями и преобразования передаваемых данных используются контроллеры дисковых накопителей. По функциональной организации у контроллеров FDD и НDD много общего. Контроллеры размещаются на платах, устанавливаемых в разъемы расширения в системном блоке ПК. К каждому контроллеру можно подключить несколько накопителей. Обмен данными между контроллером и накопителем происходит в последовательном коде. При обращении к накопителю всегда записывается и считывается целый сектор независимо от объема передаваемой информации.
Накопителями на гибких магнитных дисках (FDD) управляют контроллеры FDD. Непосредственно накопитель – это дискета, устанавливаемая в блок накопителя, электроника которого состоит из трех узлов: система привода (схема запуска двигателя), схема позиционирования магнитной головки, схема записи-считывания.
Контроллеры управляют накопителями по командам, каждая из которых загружается в контроллер многобайтовой пересылкой из центрального процессора. Команда содержит код операции и атрибуты (информацию, необходимую для ее выполнения). В состав атрибутов входят: номер дорожки, номер головки, номер сектора, длина сектора и др. параметры. Выполнение команды происходит за три фазы. В фазе «Ввод команды» контроллер получает от CPU всю информацию необходимую для выполнения команды. Это код команды и ее атрибуты. В фазе «Выполнение команды» контроллер выполняет заданную командой операцию с накопителем. В фазе «Фаза результата» CPU получает от контроллера информацию о состояниях контроллера и дисковода, определяющих параметры процесса выполнения команды. Фазы выполняются автоматически друг за другом.
Передача данных ведется в режиме ПДП. При этом в ПК один канал контроллера ПДП i8237А используется при работе с контроллером FDD, другой – для работы с контроллером НDD. В современных ПК при работе с накопителем НDD обмен данными с накопителем может быть организован и в режиме программного ввода-вывода. По завершении операции с накопителем и при возникновении условий, требующих вмешательства центрального процессора, генерируется сигнал прерывания.
Физическая реализация интерфейса накопителя FDD.
К одному контроллеру FDD можно подключить 2 накопителя. Все гибкие диски не зависимо от типа имеют одинаковый интерфейс и унифисированный 34 контактный разъем:
Характерной особенностью вращающихся дисковых накопителей яв-ся необходимость организация синхронизации импульсов записей и чтения, чтобы исключить ошибки за счет плавания считывания данных , поэтому при формировании инфа для записи её на диск применяется кодирование данных. Виды кодирования:
Fm- частотная модуляция
Mfm- модифицированная ЧМ