10)Структура накопителя информации на магнитных дисках (нимд).
Структура НИМД и его каналы взаимодействия с ЭВМ показаны на рис.4.1. Магнитный диск вращается электродвигателем ЭД, скорость которого контролируется датчиками скорости вращения ДСВ. Электродинамический привод ЭДП предназначен для радиального перемещения блока магнитных головок БМГ. Информация, считанная БМГ, после предварительного усилителя ПУ попадает в контроллер НИМД, который накапливает ее в ОЗУ, а затем через интерфейс отправляет в ОЗУ ЭВМ (буфер DOS). Запись информации на диск осуществляется в обратном порядке, но без участия ПУ.
Рис.4.1. Структура накопителя на магнитных дисках
Алгоритм работы контроллера НИМД хранится во внутреннем ПЗУ накопителя. Общий контроль процессов записи и чтения осуществляет процессор ЭВМ, возлагая функции обмена информации (НИМД - ОЗУ) на контроллер прямого доступа к памяти КПДП. В ЭВМ предусмотрены аппаратные прерывания для НГМД - IRQ5, для НЖМД - IRQ6.
Основными функциями контроллера НИМД являются: управление элементами накопителя в соответствии с командами, формируемыми процессором ЭВМ, кодирование и декодирование информационных потоков, контроль качества записи и чтения фрагментов информации.
11,12,13,14. Fm, nrz, mfm, rll кодирование информации, используемое при записи информации на магнитный диск.
Рис. 4.5. Диаграммы различных видов кодирования одной и той же последовательности в едином масштабе времени.
Двунаправленная частотная модуляция FM (Frequency Modulation).
Частотная модуляция без возврата к нулю NRZ (Non Return no Zero).
Модифицированная частотная модуляция без возврата к нулю MFM (Modified Frequency Modulation).
Кодирование с ограниченной длинной промежутка RLL (Run Length Limited).
Кодирование FM обеспечивает наиболее надежную запись информации. Каждый бит информации предваряется синхронизирующим импульсом, за которым располагается либо информационный импульс, соответствующий 1, либо сигнал такой же длительности низкого уровня, соответствующий нулю. Запись одного бита информации занимает на магнитной дорожке 4 МТ.
Кодирование NRZ состоит в трансформации FM кода путем замены информационных и синхронизирующих импульсов на соответствующие информационные и синхронизирующие переходы. Такая операция позволяет сократить число необходимых магнитных триггеров до двух для записи одного бита.
Кодирование MFM является процессом дальнейшей трансформации кодов NRZ, который заключается в удалении всех синхронизирующих переходов за исключением тех, которые разделяют смежные нулевые битовые ячейки. В результате этого преобразования информационные переходы занимают место в центре битовой ячейки, а оставшиеся синхронизирующие переходы - на границе битовых ячеек. Этот вид кодирования позволяет размещать битовую ячейку в одном магнитном триггере. Данный вид кодирования используется для записи в НГМД.
Кодирование RLL 2.7 использует алгоритм сокращения избыточности числа переходов на основе методов группового кодирования. Алгоритм данного вида кодирования показан на рис.4.6. Данный вид кодирования используется для записи в НЖМД.
Рис.4.6. Алгоритм группового кодирования.
Метод RLL основан на разбиении каждой БЯ на две полубитовые ячейки. Если полубитовая ячейка содержит переход, то тип такой ячейки обозначают «Т», если перехода нет - тип «0». Алгоритм группового кодирования разбивает кодируемую последовательность нулей и единиц на группы длинной от двух до четырех бит и преобразует их в последовательность полубитов «Т» и «0». Результатом такого кодирования является последовательность ячеек «Т» и «0» обладающая важным свойством: минимальное расстоянием между двумя «Т» равно двум «0», максимальное расстояние - семь «0». Таким образом, минимальное расстояние между переходами оказывается равным трем полубитовым ячейкам и, следовательно, длинна битовой ячейки оказывается равной 2/3 длины магнитного триггера, как показано на рис.4.7.
Рис.4.7. Полубитовые ячейки RLL кодирования.