Многофункциональный контроллер ВЗУ

Индивидуальное задание (№ 18)

НГМД (FDD) НЖМД (HDD) Скорость передачи Элементная база
1 2 > 625 (K байт/с) МИС и СИС
Принцип функционирования накопителя на ГМД и накопителя типа “Винчестер” Основой любого дискового устройства является магнитный носитель, имеющий форму диска. поверхность д логически разделена на концентрические окружности, отсчет которых у жестких дисков начинается от центра, а у гибких дисков - от внешней кромки диска.

Каждая такая концентрическая окружность названа дорожкой.

Однако так как двусторонние дискеты и фиксированные диски имеют больше одной поверхности, то для определений местоположения байта данных пользуются трехмерными координатами.

Понятие дорожка заменяют понятием цилиндргруппа дорожек в одной и той же позиции магнитной головки на всех дисках (пластинах) в одном дисководе определяется разрешающей способностью позиционера магнитных головок и вертикальной плотностью носителя, которая измеряется числом дорожек на дюйм (track per inch - TPI).

2
Дорожки
...
направление вращения
Сектор
1
3
Сектор представляет собой зону дорожки, в которой собственно и хранятся разряды данных. количество секторов на дорожке зависит от многих переменных, но в основном определяются суммарной длиной поля данных и служебного поля, образующих сектор (горизонтальная плотность). размер сектора обычно 512К для большинства дискет и некоторых типов жестких дисков.

Информационная структура всех типов дисков для РС АТ одинакова и определяется базовой операционной системой DOS. С точки зрения операционной системы элементарной единицей размещения данных на диске является кластер. Он представляет собой группу секторов, с точностью до которой происходит размещение файлов на диске. В РС АТ: для гибкого диска один кластер - это два сектора (обычно 1К), для жесткого диска - четыре и более (>2K). Точное значение размера кластера указывается в самом первом секторе диска - загрузочном секторе - Boot sector. Дискета (или раздел жесткого диска ) структурирована следующим образом -

3
Boot sector Системная
Первая копия FAT область
Вторая копия FAT не используется в RAM-дисках диска
Root directory
Область данных, включая подоглавления data area
Область начальной загрузки помещается на дорожке 0, сектор 1, сторона 0 любой дискеты или головка 0 жесткого диска.

Область начальной загрузки содержит важную информацию о типе носителя, структуре носителя (для механизма позиционера носителя) и о том, как данные размещены на диске.

Помещенная ниже таблица демонстрируем наиболее распространенные форматы гибких и жестких дисков.

Тип дискеты Емкость Мбайт Число цилиндров Число секторов на дорожке Число головок
5 1/4 ” 1,2 80 15 2
3 1/2 ” 0,72 80 9 2
1,44 80 18 2
Тип жесткого диска Емкость Мбайт Число цилиндров Число секторов на дорожке Число головок
РС/ХТ 10 306 17 4
Тип 20 на РС АТ 30 733 17 5
Современные типы 128 1024 17 15
накопителей 210 1024 34 12
Загрузочный сектор диска (или раздела диска) должен иметь следующий формат:
Смещ. Длина Содержимое
+0 3 JMP xx xx NEAR-переход на код загрузки
+3 8 ‘I’ ‘B’ ‘M’ ‘3’ ‘.’ ‘3’ OEM-имя фирмы версия системы
2 Sector size Байтов на сектор начало ВРВ
1 Cluster size Кластера размер
+0Eh 2 Reserve sect. Число резервных секторов (перед 1-й FAT)
+10h 1 FatCnt Число таблиц FAT
+11h 2 Root Size Макс. число 32-байтовых элементов корневого оглавления
2 Tot Sects Общее число секторов на носителе (раздел DOS)
1 Media Дескриптор носителя (То же, что 1-й байт FAT)
Блок параметров BIOS
2 Fat Size Число секторов в одной FAT конец ВРВ
+18h 2 Trk Sects Секторов на дорожку (цил.)
+1Ah 2 Head Cnt Число головок ЧТ/ЗП (поверхн-тей)
+1Bh 2 Hidn Sec Число скрытых секторов
+1Eh Размер форматированной порции корневого сектора, начало кода и данных загрузки
Таблица размещения файлов (FAT) Это связный список, который DOS использует для отслеживания физического расположения данных на диске и для поиска свободной памяти для новых файлов. При размещении файла на диске FAT выделяет место на диске с дискретностью с один кластер, поскольку FAT рассматривает все секторы одного кластера как один сектор. Если файл не заполняет выделенные ему секторы в кластере, то они теряются и не могут быть использованы для другого файла. Файл может занимать несмежные кластеры, тогда FAT связывает кластеры в цепочки.

Размер элемента FAT от используемого диска. FAT включает 12-разрядный элемент (1,5 байта) (или 16-разрядный - для жестких дисков емкостью свыше 10 Мбайт) для каждого кластера.

Производительность диска определяется четырьмя основными физическими параметрами: 1. 2. 3. 4. Время доступа - то время, которое требуется для перевода головок чтения-записи на нужные дорожки (цилиндры). После установки над нужными дорожками головки должны перейти из транспортного положения в положение чтения-записи. Все это и составляет обычно время доступа.

Скорость передачи данных (скорость, с которой они выдаются с диска) зависит от скорости вращения диска, плотности записи и секторного интерливинга. (Расслоение.

Фактор интерливинга, равный 4 означает, что имеются три сектора, разделяющие смежные сектора.

Следование секторов под головкой будет следующимсектор 1, сектор X, сектор Y, сектор Z, сектор 2 и т.д.). При коэффициенте интерливинга, равного 6, у РС ХТ скорость передачи снижается с 5 М бит/с до 0.83 М бит/с.

Среднее время ожидания - время, за которое диск совершит половину оборота и нужный сектор окажется под головкой.

Механизм общения контроллера с диском Контроллер жесткого диска Использование контроллера DMA (Прямого доступа к памяти) в настоящее время не применяется для операций ввода-вывода с жестким диском.

Контроллер в жесткого диска в АТ использует 512-байтный секторный буфер, к которому МП (i80286) обращается как к 16-разрядному устройству. Когда этот буфер полон или пуст, контроллер прерывает МП (с помощью INT 14), после чего данные передаются при помощи строковых команд ввода-вывода в память или из памяти со скоростью 2 Мбайта в секунду (у IBM XT, использовавшего подсистему DMA, скорость передачи в два раза ниже). Такая скорость достигается за счет использования трех тактов (включая одно состояние ожидания) для переноса данных (16 бит) в процессор и еще трех тактов (включая еще одно состояние ожидания) для переноса данных в память. Таким образом, для передачи двух байтов данных используется шесть тактов шины.

Таблица параметров жесткого диска Она находится по адресу вектора прерывания INT 41h для первого жесткого диска и INT 46h для второго (если он есть):

Смещ. Длина Содержимое
+0 2 Максимальное число цилиндров
+2 1 Максимальное число головок
+3 2 Не используется в АТ
+5 2 Стартовый цилиндр предкомпенсации записи
+7 1 Не используется в АТ
+8 1 Управляющий байт 7: запрет повторного доступа 6: запрет повторения по ошибке ЕСС 3: более 8 головок
+9 1 Не используется в АТ
+0Ah 1 Не используется в АТ
+0Bh 1 Не используется в АТ
+0Ch 2 Зона парковки головок
+0Eh 1 Количество секторов на дорожку
+0Fh 1 Резерв
Методы контроля передачи информации при обмене ЭВМ и ВЗУ Дефекты информации, хранимой на магнитном носителе можно подразделить на две основные группы: 1. Временные (обратимые) - это пыль, частицы отслоившегося лакового покрытия. 2. Постоянные (необратимые) - это различные царапины, трещины в покрытии, прилипшая грязь и т. п. Для обнаружения и коррекции ошибок были разработаны системы кодирования информации с избыточностью (внедрение контрольных разрядов, образуемых с помощью выполнения определенных арифметических операций над всеми информационными разрядами). Но следует учитывать при разработке и применении конкретной системы кодирования, что возможность обнаружения и коррекции ошибок возрастает с избыточностью кода, но одновременно усложняется алгоритм кодирования и декодирования и, как следствие, возрастает объем буферной памяти, и снижается скорость передачи информации , усложняется аппаратура кодирования и декодирования и, следовательно, система становится менее надежной. Для двоичного кода М сообщений, каждое из которых имеет дину n, можно закодировать, если выполняется условие: 2 n >=M или n>=log 2 M. Приведем примеры различных методов кодирования: Пусть имеются четыре события: А1, А2, А3, А4, причем вероятности их появления различны: Р(А1)=0,5; Р(А2)=0,25; Р(А3)= Р(А1)=0,125. Равномерное кодирование - без учета вероятности появления того или иного события. Метод Фанно - А1=0 2 ; А2=10 2 ; А3=110 2 ; А4=111 2 . Это пример неравномерного кодирования с учетом вероятности появления события.

Система Фанно однозначно декодируема, поскольку ни одно А не является префиксом следующего. Такие системы кодирования называют префиксными.

Основные характеристики кодов:

1. Длина кода n Число символов, составляющих кодовое слово
2. Основание кода m Количество отличных друг от друга значений импульсных признаков, используемых в кодовом слове
3. Мощность кода М р число разрешенных кодовых слов
Полное число кодовых слов М все возможные кодовые слова
4. Число информационных символов k без комментариев
5. Число проверочных символов r без комментариев
6. Избыточность кода R R=r/n
7. Скорость передачи кодовых слов R’ R’=k/n
8. Кодовое расстояние d Число несовпадающих позиций двух кодовых слов
Имея один избыточных символ, можно обнаружить только нечетное количество ошибок.

Поэтому используют другой метод.

Объясним на примере: Пусть должно прийти 9-разрядное число.

Расположим приходящие разряды следующим образом:

В 1 В 2 В 3 С 1 Пусть В 1 В 4 В 7 = С 4
В 4 В 5 В 6 С 2 В 4 В 5 В 6 = С 2 В 2 В 5 В 8 = С 5
В 7 В 8 В 9 С 3 В 7 В 8 В 9 = С 3 В 3 В 6 В 9 = С 6
Добавим проверочные символы
С 4
С 5 С 6 С 7 С 1 С 2 С 3 С 4 С 5 С 6 = С 7
Пусть приходит число 011010001. Пусть произошла ошибка в 7-ом разряде
Передано Принято
0 1 1 0 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 1 1 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0
При сравнении В 7 В 8 В 9 = С 3 в строке В 1 В 4 В 7 = С 4 в столбце Следовательно, ошибочный разряд локализован можно исправить. Но это был случай единичной ошибки, а с двойной ошибкой этот метод не справляется, то есть определить может, но исправить - нет.
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 1
0 0 0 0
На рисунке видно, что, используя этот метод, нельзя понять, где произошла ошибка (В 2 , В 3 , В 8 , В 9 ). Для дальнейшего объяснения d(x,y) между двумя кодовыми словами х и у называется число несовпадающих позиций.

Пример: х=01101, у=00111 d(x,y)=2. Это расстояние называется кодовым расстояние Хемминга. Итак, код способен исправить любые комбинации из q или меньшего числа ошибок тогда и только тогда, когда его кодовое расстояние > 2q. В настоящее время только для кодов с d min получено такое соотношение между числом проверочных символов r и длиной кода n: r>= log 2 (n+1). Циклические коды Циклическими кодами называются такие коды, которые с любым своим вектором содержит также его циклический сдвиг.

Циклические коды основаны на представлении передаваемых данных в виде полинома (многочлена) и используются при последовательной передаче информации между Процессором и ВЗУ. а(х)= а 0 +а 1 х+а 2 х 2 +...+ а n-1 х n-1 Для вектора а(а 0 , а 1 , ..., а n-1 ). Циклический сдвиг а’(х)= а n-1 +а 0 x +а 1 х 2 +...+ а n-2 х n-1 . С помощью этих кодов можно обнаруживать: · Ошибки в 1 бите, если порождающий многочлен содержит > 1 члена, · Ошибки в 2 битах, если порождающий многочлен содержит 3 члена, · Ошибки в нечетном количестве битов, если порождающий многочлен содержит множитель (х+1), · Пакеты ошибок длиной менее к+1 бит, если порождающий многочлен содержит множитель (х+1), и один множитель с 3мя членами и более (к+1 - число бит порождающего многочлена). Принцип построения циклических кодов Каждая кодовая комбинация Q(x) умножается на одночлен x r , а затем делится на многочлен.

Степень каждого одночлена, входящего в Q(x), повышается на r. При делении получается С(х) такой же степени, что и Q(x), и остаток Р(х) степени не более r-1, наибольшее число разрядов которого Q(x) x r / g(x) = C(x)+ P(x)/g(x) ..............................(1) В ЭВМ используется метод умножения кодовой комбинации Q(x) на одночлен x r и прибавлением к этому произведению остатка Р(х) на порождающий многочлен g(x). Реально умножается на фиксированный многочлен типа x 3 x 2 1 Схема умножения на многочлен.

Вначале все ячейки содержа 0. Пусть требуется умножить x 4 x 2 1 на x 3 x 2 1
1 такт На вход поступает единичный коэффициент при старшей степени x 4 , запоминается в 1-й ячейке памяти и передается на выход.
2 такт На вход поступает 0-й коэффициент при x 3 . Содержимое первой ячейки приходит во вторую, на выходе сумматора появляется 1, которая, суммируясь с выходом 3-й ячейки, появляется на выходе 2-го сумматора
3 такт На вход поступает коэффициент при x 2 . Он запоминается в 1-й ячейке памяти и передается на выход.
4 такт На вход поступает 0-й коэффициент при x 1 . Первый сумматор имеет на выходе 1, а второй - 0.
5 такт На вход сумматора поступает 1 - коэффициент при x 0 .
6-8 такты Учитывая, что после умножения многочленов старший коэффициент имеет 7-ю степень, необходимо сдвинуть на 3 разряда (убираются разряды, содержащие 0)
Такт Вх. символ Содержимое регистра после очередного сдвига Вых. символ
0 -- 000 --
1 1 100 1
2 0 010 1
3 1 101 1
4 0 010 0
5 1 101 1
6 0 010 0
7 0 001 0
8 0 000 1
Схема деления на многочлен На вход со старших степеней коэффициенты, а на выход - коэффициенты частного. По окончании деления в регистре сдвига слева направо оказываются записанными коэффициенты остатка, начиная с младших степеней.

оценка аренды в Твери
оценка грузового автомобиля цена в Орле
оценка товарного знака в Брянске
дипломные работы на заказ, рефераты и авторские курсовые работы

Подобные работы

Магнитные носители информации. Запись информации на магнитные носители

echo "Которая использова-лась в качестве носителя различных звуковых данных — на неё записывали различ-ные музыкальные мелодии, речь человека, песни. "; echo ''; echo " Сама технология записи на

Моя профессиональная деятельность на инженерном уровне (специальность 220200)

echo "Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности 220200 - Автоматизированные системы обработки информации и управления являются техническое, информационное, программное, математ

Многофункциональный контроллер ВЗУ

echo "Индивидуальное задание (№ 18) НГМД (FDD) НЖМД (HDD) Скорость передачи Элементная база 1 2 > 625 (K байт/с) МИС и СИС Принцип функционирования накопителя на ГМД и накопителя

Пластиковое оптическое волокно

echo "Специалисты тратят уйму времени и денег на разработку, чтобы потом ждать несколько десятилетий, пока новая технология не проторит дорогу на рынок. Пожалуй, такие технологии можно сравнить со Сп

Применение ЭВМ в управлении производством

echo "Одновременно должна быть обеспечена высокая эффективность использования вычислительной техники. Решению этой задачи в значительной степени способствовало появление микроэлектронных средств сред

Обзор x86 процессоров

echo "Многие из них отличаются не только количеством элементов на кристалле, но и системой команд, архитектурой. 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ПРОЦЕССОРОВ ФИРМЫ INTEL 1.1 ПРОЦЕССОР i8086 В 1976 году фирма Intel на

Локальная шина персонального компьютера

echo "Калифорния) предложили проекты спецификаций локальных шин, решающих задачу увеличения производительности персональных компьютеров за счет совершенствования подсистемы ввода-вывода данных. Компа

Платежная система на основе смарт-карт

echo "Пластиковые карты — новый инструмент организации безналичных расчетов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 История развития пластиковых карт и платежных систем. . . . . 4 Классиф