и диагностики, увеличен кеш-буфер обмена данными и существенно доработана
механика.
Фирмы Seagate и Quantum вместо спецификации EIDE используют спецификацию
Fast ATA для накопителей, поддерживающих режимы PIO Mode 3 и DMA Mode 1, а
работающие в режимах PIO Mode 4 и DMA Mode 2 обозначают как Fast ATA-2.
Интеллектуальный многофункциональный интерфейс SCSI был разработан еще в
конце 70-х годов в качестве устройства сопряжения компьютера и
интеллектуального контроллера дискового накопителя. Интерфейс SCSI является
универсальным и определяет шину данных между центральным процессором и
несколькими внешними устройствами, имеющими свой контроллер. Помимо
электрических и физических параметров, определяются также команды, при
помощи которых, устройства, подключенные к шине осуществляют связь между
собой. Интерфейс SCSI не определяет детально процессы на обеих сторонах
шины и является интерфейсом в чистом виде. Интерфейс SCSI поддерживает
значительно более широкую гамму периферийных устройств и стандартизован
ANSI (X3.131-1986).
Сегодня применяются в основном два стандарта - SCSI-2 и Ultra SCSI. В
режиме Fast SCSI-2 скорость передачи данных доходит до 10 мегабайт в
секунду при использовании 8-разрядной шины и до 20 мегабайт при 16-
разрядной шине Fast Wide SCSI-2. Появившийся позднее стандарт Ultra SCSI
отличается еще большей производительностью - 20 мегабайт в секунду для 8-
разрядной шины и 40 мегабайт для 16-разрядной. В новейшем SCSI-3 увеличен
набор команд, но быстродействие осталось на том же уровне. Все
применяющиеся сегодня стандарты совместимы с предыдущими версиями "сверху -
вниз", то есть к адаптерам SCSI-2 и Ultra SCSI можно подключить старые SCSI-
устройства. Интерфейс SCSI-Wide, SCSI-2, SCSI-3 - стандарты модификации
интерфейса SCSI, разработаны комитетом ANSI. Общая концепция
усовершенствований направлена на увеличение ширины шины до 32-х, с
увеличением длинны соединительного кабеля и максимальной скорости передачи
данных с сохранением совместимости с SCSI. Это наиболее гибкий и
стандартизованный тип интерфейсов, применяющийся для подключения 7 и более
периферийных устройств, снабженных контроллером интерфейса SCSI. Интерфейс
SCSI остается достаточно дорогим и самым высокопроизводительным из
семейства интерфейсов периферийных устройств персональных компьютеров, а
для подключения накопителя с интерфейсом SCSI необходимо дополнительно
устанавливать адаптер, т.к. немногие материнские платы имеют
интегрированный адаптер SCSI.
Логическое хранение и кодирование информации
Для обеспечения наиболее оптимальной производительности и работы накопителя
как запоминающего устройства, а также, для улучшения программного
интерфейса, накопители не используются системами в первичном виде, а в них,
на основе физически присутствующих структур - дорожек и секторов,
используется логическая структура хранения и доступа к информации. Ее тип и
характеристики зависят от используемой операционной системы и называется
она - файловой системой. В настоящее время имеется достаточно много типов
различных файловых систем, практически столько же, сколько и различных
операционных систем, однако, все они основывают свои логические структуры
данных на нескольких первичных логических структурах. Рассмотрим их
подробнее.
Первый сектор жесткого диска содержит хозяйственную загрузочную запись -
Master Boot Record (MBR) которая, в свою очередь, содержит загрузочную
запись - Boot Record (BR), выполняющуюся в процессе загрузки ОС.
Загрузочная запись жестких дисков является объектом атаки компьютерных
вирусов, заражающих MBR. За загрузчиком расположена таблица разделов -
Partition Table (PT), содержащая 4 записи - элементы логических разделов -
Partitions. Завершается MBR специальной сигнатурой - последовательностью из
2-х байт с шестнадцатиричными значениями 55H и ААH, указывающая на то, что
данный раздел, после которого расположена сигнатура, является последним
разделом в таблице. Ниже представлена структура MBR.
|Название записи в MBR |Длина, байт |
|Загрузочная запись – Boot Record |446 |
|Элемент таблицы разделов 1 – Partition 1 |16 |
|Элемент таблицы разделов 2 – Partition 2 |16 |
|Элемент таблицы разделов 3 – Partition 3 |16 |
|Элемент таблицы разделов 4 – Partition 4 |16 |
|Сигнатура окончания Partition Table |2 |
Каждый элемент таблицы разделов содержит информацию о логическом разделе.
Первым байтом в элементе раздела идет флаг активности раздела (0 - не
активен, 128 (80H) - активен). Он служит для определения, является ли
раздел системным загрузочным и необходимости производить загрузку
операционной системы с него при старте компьютера. Активным может быть
только один раздел. Небольшие программы, называемые менеджерами загрузки
(Boot Manager), могут располагаться в первых секторах диска. Они
интерактивно запрашивают пользователя с какого раздела производить загрузку
и соответственно корректируют флаги активности разделов. За флагом
активности раздела следует байт номера головки с которой начинается раздел.
За ним следует два байта, означающие соответственно номер сектора и номер
цилиндра загрузочного сектора, где располагается первый сектор загрузчика
операционной системы. Загрузчик операционной системы представляет собой
маленькую программу, осуществляющую считывание в память начального кода
операционной системы во время ее старта. Затем следует байт – кодовый
идентификатор операционной системы, расположенной в разделе. За байтом кода
операционной системы расположен байт номера головки конца раздела, за
которым идут два байта – номер сектора и номер цилиндра последнего сектора
распределенного разделу. Ниже представлен формат элемента таблицы разделов.
|Название записи элемента Partition Table |Длина,б|
| |айт |
|Флаг активности раздела |1 |
|Номер головки начала раздела |1 |
|Номер сектора и номер цилиндра загрузочного сектора раздела |2 |
|Кодовый идентификатор операционной системы |1 |
|Номер головки конца раздела |1 |
|Номер сектора и цилиндра последнего сектора раздела |2 |
|Младшее и старшее двухбайтовое слово относительного номера |4 |
|начального сектора | |
|Младшее и старшее двухбайтовое слово размера раздела в секторах|4 |
Завершают элемент раздела младшее и старшее двухбайтовое слово
относительного номера первого сектора раздела и размер раздела в секторах
соответственно.
Номера сектора и номер цилиндра секторов в разделах занимают 6 и 10 бит
соответственно. Ниже представлен формат записи, содержащей номера сектора и
цилиндра.
Биты номера цилиндра Биты номера сектора
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Как было показано выше, для жестких дисков типичной является ситуация,
когда имеется четыре записи в таблице разделов и соответственно четыре
раздела. ОС MS-DOS использует только два из них, остальные резервируются на
случай параллельного использования других операционных систем.
Благодаря наличию такой структуры как MBR на одном физическом жестком
носителе может располагаться несколько файловых систем различного типа
различных операционных систем.
Структуры MBR представляют собой важнейшую информацию, повреждение которой
приводит к частичной или полной потере доступа к данным логических
устройств жесткого диска и возможно, к невозможности загрузки операционной
системы с поврежденного носителя.
Логические разделы тоже имеют некоторую иерархическую структуру в
зависимости от типа и вида ОС и ее файловой системы.
Так, первый раздел жесткого диска в MS-DOS называется главным разделом
(Primary Partition), а второй расширенным (Extended Partition). Главный
раздел всегда должен присутствовать на диске, с него происходит загрузка MS-
DOS. Расширенного же раздела может не быть, он создается лишь в том случае,
когда необходимо получить более одного логического устройства на физическом
диске. Логический раздел размещает в себе такие структуры файловой системы
как логические диски или устройства, или тома (оформленные как подразделы),
загрузчик операционной системы, таблицы распределения файлов, области
пользовательских данных в которых размещаются записи о каталогах и файлах и
данные файлов. По своей структуре логические подразделы или диски схожи с
разделами. Основным отличием является то, что их число может быть более
четырех, а последний элемент каждого показывает является ли он последним
логическим подразделом раздела, или указывает на следующий элемент таблицы
логических устройств или подразделов. Таблица подразделов строится только
на расширенной таблице разделов, каждый ее элемент соответствует
логическому устройству с односимвольным именем D:, E: и т.д.. Главная
таблица разделов содержит только одно логическое устройство – диск С:.
Таблица подразделов создается при создании расширенной таблицы разделов, а
число элементов таблицы подразделов определяется пользователем. При
определении числа логических устройств пользователь определяет и долю
дискового пространства расширенного раздела, отводимую каждому логическому
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
