architektura-informatyka

Wykonanie rozkazów od CS:IP

przetwarzanie impulsów elektrycznych w

- dyski twarde, - taśmy magnetyczne, - dyskietki,

- dyski USB, - karty pamięci, - dyski SSD,

Sprawdzenie konfiguracji (ustawienie zworek) - master / slave Podłączenie dysku do odpowiedniego kanału - (kanał primary lub secondary) kontrolera IDE wraz z innymi urządzeniami (CD-ROM)

stop aluminium lub szkła, talerze są obustronnie pokryte warstwą magnetyczną i warstwą ochronną,

podczas pracy dysku głowica unosi się nad powierzchnią nośnika dzieki poduszce powietrznej (grubość 0,2 µm) Głowice po wyłączeniu zasilania są automatycznie parkowej.

silnik krokowy (siłownik) lub cewka drgająca

wewnątrz obudowy znajduje się filtr cyrkulacyjny oraz (w obudowie) filtr barometryczny służący do wyrównania ciśnienia z otoczeniem.

zworki lub przełączniki

40 pinowe (IDE - sygnał równoległy) lub 7 stykowe (SATA - sygnał szeregowy)

4 pinowe (IDE - 5V, 12V) lub 15 stykowe (SATA - 3,3V; 5V; 12V)

- głowic magnetorezystywnych, - nowych materiałów użytych do wytworzenia nośników, - odpowiednich układów elektronicznych realizujących algorytmy przekształcenia analogowego sygnału pochodzącego z głowicy odczytującej na postać cyfrową (np. metoda PRML) - nowych metod ułożenia cząstek magnetycznych (np. zapis prostopadły, perpendicular recording)

5" - pierwsze dyski twarde 3,5" - (standardowe dyski twarde) 2,5" - (zazwyczaj modele do notebooków) 1,8" - (zazwyczaj modele do notebooków, odtwarzaczy dźwięku) 1" - (modele do odtwarzaczy dźwięku)

Talerze obracają się z prędkością 3600, 4200, 5400, 7200 (dyski w komputerach domowych i biurowych) oraz 10000 i 15000 (dyski w serwerach) obrotów na minutę. Prędkość obrotowa dyskietki to 360 obrotów na minutę.

Jest to średni czas dostępu do danych zapisanych na dysku (w sektorach) Czas dostępu (Average Access Time) = czas pozycjonowania głowic (average seek time) + czas połowy obrotu dysku (average latency time) Np. średni czas pozycjonowania głowic to 3-6 ms a pół obrotu dysku przy 7200 obr/min to ok 4 ms razem 7-10 ms. Średni czas dostępu ma wpływ na transfer wewnętrzny danych.

Standardowo (bez mechanizmów zabezpieczających przed wstrząsami) dyski twarde wytrzymują przeciążenie: podczas pracy około 50 gram, podczas spoczynku około 300 gram

Opracowane przez firmę Seagate na początku lat 80-tych, przejęty przez producentów i seryjnie montowany w komputerach PC.

- IDE (Integrated Drive Electronics) to określenie używane powszechnie, ale oficjalna nazwa interfejsu to ATA (AT Attachment) - Specyfikacja została uznana za standard ANSI w 1989 roku. - Możliwość podłączenia maksymalnie dwóch urządzeń w trybie Master/Slave - Pojemność dysków nie przekracza 504 MB - Obsługa mechanizmu PIO (Type-0, Type-1, Type-2) - Prędkość transmisji do 4 MB/s - Długość taśmy połączeniowej - maksymalnie 46 cm - Dla urządzeń zarezerwowano dwa obszary portów (wyjścia/wejścia) (1F0-1F7h i 170-177h).

sterowana przez procesor metoda transmisji danych pomiędzy systemem, a dyskiem. Prędkość transmisji PIO - 0 - 3.33 MB/s PIO - 1 - 5.22 MB/s PIO - 2 - 8.33 MB/s PIO - 3 - 11.11 MB/s PIO - 4 - 16.66 MB/s

Opracowany w roku 1994 / 1996 - Nowe tryby transmisji w trybie PIO (Type-3, Type-4) - Zdefiniowanie trybów DMA (Type-0, Type-1, Type-2, Multiword 1 i 2) - Prędkość transmisji do 16MB/s. - Pokonanie metody ograniczenia pojemności do 504 MB (metody XCHS i LBA) - Zaimplementowanie mechanizmu SMART - Self Monitoring Analysis and Reporting Technology (w ATA-3) - Obsługa czterech urządzeń (dysków twardych, CD-ROM'ów, streamerów) - Dla dwóch kanałów zarezerwowano porty wejścia-wyjścia o adresach 1F0 - 1F7h i przerwanie IRQ14 oraz adresach 170-177h i IRQ15. Adaptery mogą znajdować się na wspólnej karcie lub na oddzielnych kartach.

Interfejs zaprojektowany dla innych urządzeń podłączanych do kontrolera IDE (np. CD-ROM, streamer, dyski ZIP)

Opracowany w roku 1997 - Zdefiniowanie trybu transmisji UDMA (Ultra DMA - Type - 0, 1, 2) - Prędkość transmisji do 33 MB/s. - Metoda wykrywania i korekcji błędów transmisji - suma kontrolna CRC (interfejs osiągnął możliwość standardowego 40 - żyłowego kabla, dlatego metodę tę wprowadzano w celu zwiększenia bezpieczeństwa przesyłania danych) - Dołączenie standardu ATAPI

- Opracowany w 1999 roku - Zdefiniowanie trybu transmisji UDMA (Type - 3, 4) - Prędkość transmisji 66 MB/s (zwiększenie dwukrotnie prędkość przesyłania danych oraz redukcja czasu realizacji komend sterujących) - Zastanowienie 80-żyłowego kabla (nowe żyły pełnią rolę ekranu i wplecione są pomiędzy standardowe żyły sygnałowe)

- Opracowany w 2000 roku - 48 - bitowe LBA - zdefiniowanie trybu transmisji UDMA (Type-5)

- Opracowany w 2005

- premiera urządzeń SATA na rynku - 2002, - szeregowa przesyłanie danych (tak jak np USB, FireWire, Ethernet) - dane przesyłane są przez dwa pasma (nadawacze i odbiorcze), bardzo szybko, ale pod bardzo małym napięciem (250 mV) i w odwrotnych fazach. Dzięki temu nie występuje zjawisko wzajemnego zakłócania się sygnału. - 40/80 żyłowe taśmy zastąpiono żyłowymi przewodami (dlugo do 1 metra) z wtyczkami szerokości 8 mm.

external SATA) - to zewnętrzny port SATA przeznaczony do podłączania pamięci masowych zewnętrznych. Maksymalna długość kabla eSATA może wynosić 2 metry.

rozwinięcie standardu eSATA. Jest to zewnętrzne połącznie SATA o długości do 8 metrów przy użyciu ekranowych kabli i złącz.

(mini-SATA) - nowa generacja złącza do zastosowań w takich urządzeniach jak netbooki jak netbooki oraz dyski SSD 1.8"

(Small Computer Systems Interface) - równoległa magistrala danych przeznaczona do przesyłania danych między urządzeniami. Wszystkie urządzenia podłączone do magistrali są równorzędne. Magistrali SCSI wymaga zakończenia jej specjalnym terminatorem. Każde z urządzeń (maksymalne 16) podłączonych do magistrali posiada unikatowy w obrębie magistrali. SCSI umożliwia podłączenie różnych urządzeń (nie tylko dyski) i jest bardzo szybko magistralą, jednak jego zastosowanie jako sterownika dyskowego zmniejszyło się, ponieważ nowe interfejsy SATA osiągnęły podobną wydajność, a są znacznie prostsze konfiguracja.

(Frequency Modulation) FM - modulacja częstotliwości, stosowana w pierwszych dyskach, wycofana ze względu na mały stopień "upakowania" danych

(Modify Frequency Modulation) MFM - zmodyfikowana modulacja częstotliwości - stosowana w dyskkietkach i starszych dyskach

(Run Lenght Limited) RLL - ograniczona długość przebiegu, wykorzystywana w nowszych dyskach twardych. Pozwala zmieścić do 50% więcej informacji niż metoda MFM

PRML (Partial Response, Maximum LikeliHood) - częściowa odpowiedź, maksymalne prawdopodobieństwo, metoda obecnie wykorzystywana obecnie. Dalsze zwiększenie pojemności o 40 %.

(Extended Partial Response, Maximum Likelihood)

- analogowy sygnał jest próbkowany i zamieniany na postać cyfrową - uzyskaną próbkę analizuje się tzw. algorytmem Viterbi, który sprawdza wszystkie kombinacje danych mogące wygenerować zbliżony ciąg i wybiera najbardziej prawdopodobną.

Położenie BR: pierwszy sektor partycji systemowej, - instrukcje skoku do programu ładującego system, - informacje o systemie, - program ładujący system, - informacje o dysku,

- Boot Record (BR) - Tablica FAT (File Allocation Table) - Tablica Alokacji Plików - Kopia Tablicy FAT - Root Directory - Katalog Główny - Dane

Zawartość RD - wielkość katalogu głównego jest definiowana przy formatowaniu dysku (dyskietka - 14 sektorów, dyski twarde - 32 sektoru) - każdy wpis zawiera 32 B

jest to tzw. jednostka alokacji plików, czyli najmniejszy rozmiar dysku, który system operacyjny potrafi zaadresować. Wielkość klasta w zależności od systemu operacyjnego i wielkości dysku może wynosić 1 sektor 512 B, 2 sektory 1 KB, 4 sektory 2KB W systemie FAT16 klaster nie może wynosić więcej niż 64 sektory. W systemie FAT16 system dąży do tego, aby klaster był jak najmniejszy.

(End of File) - informacji o końcu pliku (wartość FFF8 - FFFFh)

informacja o uszkodzeniu nośnika (FFF7h)

standard organizacji danych komputerowych na dyskach CD zaakceptowane ustalenia Yellow Book, długość nazwy 8 znaków, długość rozszerzenia 3 znaki, dopuszczalne znaki: litery, cyfry, znak podkreślenia, zagłębienie katalogów do 8 poziomów

standard zapisywania danych komputerowych na dyskach CD, rozszerzenie standardu ISO 9660, w nazwach mogą być wykorzystane niemal wszystkie znaki UNICODE

Universal Disc Format: pozwala zapisać dane jak i pliki ( zapisuje i kasuje pojedyncze pliki), posiada możliwość nadawania nazw plikom i katalogom, do jego realizacji potrzebne są specjalne sterowniki, np DirectCD

krążek o średnicy 12 cm (8cm) i grubości 1,2 mm: warstwa przezroczysta (poliwęglan), warstwa odbijająca (napylone aluminium), warstwa ochronna, nadruk (etykieta dysku), dane są kodowane w postaci wgłębień pit, i odstepów między nimi 'land'

nośnikiem informacji jest zmiana światła, kodowanie oparte na metodzie EFM, kodowanie RLL (2,10) (dwie kolejne zmiany są rozdzielone nie mniej niż dwoma i nie więcej niż 10 brakami zmian)

zestaw bajtów (mała ramka) zawiera 24 bajty informacji oraz dodatkowe 8 bajtów o korekcjach

powierzchnia użytkowa dysku CD podzielona jest na części zwane sektorami (duża ramka), sektor składa się z 98 obszarów Small Frame