2.2.Особенності роботи відеоадаптера.

До основних типів команд «інтелектуального» відео адаптера відносяться:

- ^ Команди рісованіÑ (Drawing Commands) забезпечують побудову графіків чеських примітивів - точки, відрізка прямої, прямокутника, дуги, еліпса. Примітиви такого типу в командах описуються у векторному вигляді, що набагато компактніше, ніж їх растровий образ. Таким чином, вдається значно скоротити обсяг переданої графічної інформації за рахунок застосування більш ефективного способу опису зображень. До командам малювання відноситься і заливка замкнутого контуру, заданого в растровому вигляді, деяким кольором або візерунком (pattern). Вона прискорюється особливо ефективно: при програмній реалізації процесор повинен переглянути вміст відеопам'яті навколо заданої точки, рухаючись по всіх напрямках до виявлення кордону контуру і змінюючи колір пікселів на своєму шляху.

- ^ Копіювання блоку з одного місця екрану на інше застосовується для «прокрутки» зображення екрану в різних напрямках. Ця команда зводиться до пересилання блоку біт - BitBIT (Bit Block Transferring), і ця операція інтелектуальним адаптером може бути сильно прискорена.

^ Апаратна підтримка вікон (Hardware Windowing) спрощує і прискорює роботу з екраном в багатозадачних (багатовіконний) системах. На традиційному графічному адаптері при наявності декількох, можливо, перекривають один одного вікон програмі доводиться відслідковувати координати оброблюваних точок з тим, щоб не вийти за межі свого вікна. Апаратна підтримка вікон спрощує вивід зображень: кожній задачі виділяється своє вікно - область відеопам'яті необхідного розміру, в якому вона працює монопольно. Взаємне розташування вікон повідомляється інтелектуальному адаптеру, і він для регенерації зображення синхронно з рухом променя по растру сканує відеопам'ять не лінійно, а перескакуючи з області пам'яті одного вікна на інше.

Якщо обсяг відеопам'яті перевищує необхідний для даного формату екрану і глибини квітів, то в ній можна будувати зображення, що перевищує за розміром отображаемую частина. Інтелектуальному адаптеру можна доручити па норамірованіе (Panning) - відображення заданої області. При цьому горизонтальна і вертикальна прокрутка зображення не зажадає операцій блокових пересилань - для переміщення достатньо лише змінити покажчик положення.

Вищеописані функції інтелектуального адаптера відносяться до двовимірної графіки (2D).

^ Тривимірне зображення повинно складатися з ряду поверхонь різної форми. Ці поверхні «збираються» з окремих елементів-полігонів, частіше трикутників, кожний з яких має тривимірні координати вершин і опис поверхні (колір, візерунок). Переміщення об'єктів призводить до необхідності перерахунку всіх координат.

^ Прискорення побудов в інтелектуальному адаптері забезпечується кількома чинниками:

По-перше, це скорочення обсягу передачі по магістралі.

По-друге, під час роботи процесора адаптера центральний процесор вільний, що прискорює роботу програм навіть в однозадачной режимі.

По-третє, процесор адаптера орієнтований на виконання меншої кількості інструкцій, а тому здатний виконувати їх набагато швидше центрального.

По-четверте, швидкість обміну даних усередині адаптера може підвищуватися за рахунок кращого узгодження звернень до відеопам'яті для операцій побудови з процесом регенерації зображення, а також за рахунок розширення розрядності внутрішньої шини даних адаптера.

Сучасні адаптери з ЗD-акселераторами (найкритичніші до продуктивності пам'яті) будуються на пам'яті SGRAM (SDRAM) з 128-розрядної шиною, а в самих потужних застосовується пам'ять з подвоєною частотою передачі DDR SGRAM / SDRAM.

Для побудови складних тривимірних зображень графічному акселератору буде явно тісно в обмеженому об'ємі відеопам'яті. Для забезпечення доступу до основної пам'яті комп'ютера він повинен мати можливість керувати шиною (bus mastering). Спеціально для потужних графічних адаптерів в 1996 році з'явився новий канал зв'язку з пам'яттю - AGP (Accelerated Graphic Port). Забезпечивши високу пропускну здатність порту, розробники AGP запропонували технологію DIME (Direct Memory Execute). За цією технологією графічний акселератор є майстром шини AGP і може користуватися основною пам'яттю комп'ютера для своїх потреб при тривимірних побудовах. Наприклад, в основній пам'яті можуть зберігатися текстури, які акселератор накладає на тривимірні поверхні. При цьому знімається обмеження на розмір опису текстур, які без AGP доводиться тримати в обмеженому об'ємі відеопам'яті. На дешеве рішення проблеми «тісноти» націлена і архітектура однорідної пам'яті UMA, яка може бути реалізована за допомогою AGP. Однак AGP дозволяє зберегти і локальну пам'ять на графічному адаптері (відеобуфер) і розширення доступної пам'яті не відгукується зниженням продуктивності.

Текстовий режим.

У символьному, або текстовому, режимі формування зображення відбувається інакше. В текстовому режимі осередок відеопам'яті зберігає інформацію про символ, що займає на екрані знакоместо певного формату.

Знакоместо являє собою матрицю крапок, в якій може бути відображений один із символів певного набору. Тут навмисне застосовується слово «точка», а не «піксел», оскільки піксел є свідомо використовуваним елементом зображення, в той час як точки розкладання символу, в загальному випадку, програміста не цікавлять.

В осередку відеопам'яті зберігається код символу, що визначає його індекс в таблиці символів, і атрибути символу, що визначають вид його відображення. До атрибутів відноситься колір фону, колір символу, інверсія, миготіння та підкреслення символу. Оскільки спочатку в дисплеях використовували тільки алфавітно-цифрові символи, такий режим роботи іноді скорочено називають AN (Alpha-Numerical - алфавітно-цифровий), але частіше - TXT (Text - текстовий), що коректніше: символи псевдографіки, які широко застосовуються для оформлення текстової інформації, до алфавітно-цифровим не віднесеш.

У текстовому режимі екран організується у вигляді матриці знакомест, утвореної горизонтальними лініями LIN (Line) і вертикальними колонками COL (Column). Цій матриці відповідає аналогічним чином організована відеопам'ять. Адаптер, що працює в текстовому режимі, має додатковий блок - знакогенератор. Під час сканування екрану вибірка даних з черговою осередку відеопам'яті відбувається при підході до відповідного знакомісць (рис. 3.5), причому одна і та ж комірка відеопам'яті буде вибиратися при проході по всіх рядках растра, утворюючим лінію знакомест. Лічені дані потрапляють в знакогенератор, який виробляє порядкову розгортку відповідного символу - його зображення на екрані.

Знакогенератор являє собою запам'ятовувальний пристрій - ОЗП або ПЗП. На його старші адресні входи надходить код поточного символу з "відеопам'яті, а на молодші - номер поточного рядка у видимій лінії знакомест. Вихідні дані містять побітную розгортку поточного рядка розкладання символу (в графічному режимі ці дані надходили з відеопам'яті). Потрібний обсяг пам'яті знакогенератора визначається форматом знакомісць і кількістю відображуваних символів. Самий «скромний» знакогенератор має формат знакомісць 8х8 точок, причому для алфавітно-цифрових символів туди ж входять і міжсимвольні зазори, необхідні для читаності тексту. Оскільки в PC прийнято 8-бітне кодування символів, для такого знакогенератора потрібно 8х2 8 = 2К 8-розрядних слів. Кращу читаність мають матриці 9 х14і9х16 символів. Якщо знакогенератор виконаний на мікросхемі ПЗУ, то набір відображуваних символів виявляється жорстко фіксованим (в кращому випадку перемиканим, для чого може використовуватися кілька обираних банків пам'яті знакогенератора). Для знакогенераторов на ПЗУ зміна таблиці символів (наприклад, русифікація) стає складною справою.

Рис. 3.5. Формування зображення в текстовому режимі

Кожному знакомісць в відеопам'яті, крім коду символу, відповідає ще й поле атрибутів, зазвичай має розмір 1 байт. Цього цілком достатньо, щоб задати колір і інтенсивність відтворення символу і його фону. Для монохромних моніторів, які допускають всього три градації яскравості, атрибути можна трактувати інакше: підкреслення, інверсія, підвищена інтенсивність і миготіння символів в різних поєднаннях. Оскільки в текстовому режимі в адаптер передаються тільки коди символів, заповнення всього екрану займе у десятки разів менше часу, ніж побудова того ж зображення в графічному режимі. Інтелектуальні адаптери дозволяють виводити символи і в графічному режимі. При цьому адаптер отримує тільки команду із зазначенням координат відображуваних символів і сам потік кодів символів, після чого швидко будує їх зображення, не використовуючи центральний процесор.

Тривимірна графіка і способи обробки відеозображень.

Потреби роботи з тривимірними зображеннями або ЗD-графікою (3Dimensions - 3 вимірювання), є в широкому спектрі додатків - від ігор до систем автоматичного проектування, використовуються в архітектурі, машинобудуванні та інших галузях. Звичайно ж, комп'ютер оперує не самими тривимірними об'єктами, а їх математичними описами. Тривимірне додаток оперує об'єктами, описаними в деякій системі координат. Найчастіше тут використовується ортогональна, вона ж декартова, система координат, в якій положення кожної точки задається її відстанню від початку координат по трьох взаємно перпендикулярних осях X, Y і Z. У деяких випадках використовується і сферична система координат, в якій положення точки задається віддаленням від центру і двома кутами напрямки. Більшість пристроїв візуалізації, має лише плоский (двомірний) екран, за допомогою якого необхідно створити ілюзію тривимірного зображення.

^ Графічний конвеєр (Graphic Pipeline) - це деякий програмно-апаратний засіб, який перетворює дійсне опис об'єктів в матрицю осередків відеопам'яті растрового дисплея. Його завдання - створити ілюзію цього зображення.

Взаємне розташування об'єктів щодо один одного і їх видимість зафіксованим спостерігачем обробляється на першій стадії графічного конвеєра, званої трансформацією (Transformation). На цій стадії виконуються обертання, переміщення і масштабування об'єктів, а потім і перетворення з глобального простору в простір спостереження (world-to-viewspace transform), а з нього і перетворення в «вікно» спостереження (viewspace-to-window transform), включаючи і проектування з урахуванням перспективи. При перетворенні з глобального простору в простір спостереження (до нього або після) виконується видалення невидимих ​​поверхонь, що значно скорочує обсяг інформації, що бере участь в подальшій обробці.

На наступній стадії конвеєра (Lighting) визначається освітленість (і колір) кожної точки проекції об'єктів, обумовленої встановленими джерелами освітлення і властивостями поверхонь об'єктів.

На стадії растеризуются ції (Rasterization) формується растровий образ у відеопам'яті. На цій стадії на зображення поверхонь наносяться текстури і виконується інтерполяція інтенсивності кольору точок, що поліпшує сприйняття сформованого зображення.

Весь процес створення растрового зображення тривимірних об'єктів називається рендерингом (rendering). Рендеринг моделі може проводитися тільки поелементно. Результатом створення обсягів є набір багатокутників (зазвичай чотирикутників або трикутників, з якими маніпулювати простіше), апроксимуючих поверхні об'єктів. Плоске растрове подання має формуватися з урахуванням взаємного розташування елементів (їх поверхонь) - ті з них, що ближче до спостерігача, природно, будуть перекривати зображення більш видалених елементів. Багатокутники, що залишилися після видалення невидимих ​​поверхонь, сортуються по глибині: реалістичну картину зручніше отримувати, починаючи обробку з найбільш віддалених елементів. Для обліку взаємного розташування застосовують так званий Z-буфер, названий по імені координати третього виміру. Цей буфер являє собою матрицю комірок пам'яті, кожна з яких відповідає осередку відеопам'яті, яка зберігає колір одного піксела. У процесі рендеринга для чергового елемента формується його растрове зображення (bitmap) і для кожного пікселя цього фрагмента обчислюється параметр глибини Z (координатою його можна назвати лише умовно). У відеопам'ять цей фрагмент надходить з урахуванням результату піксельну порівняння інформації з Z-буфера, з його власними значеннями. Якщо глибина Z даного пікселя фрагмента виявляється менше величини Z тієї осередку відеопам'яті, куди повинен потрапити цей фрагмент, це означає, що виведений елемент виявився ближче до спостерігача, ніж раніше оброблені, відображення яких вже знаходиться у відеопам'яті. У цьому випадку виконується зміна піксела відеопам'яті, а в клітинку Z-буфера відеопам'яті поміщається нова величина, взята від даного фрагмента. Якщо ж результат порівняння інший, то поточний піксель фрагмента виявляється перекритим перш сформованими елементами, і його параметр глибини в Z-буфер не потрапить. Z-буфер дозволяє визначити взаємне розташування поточного і раніше сформованого піксела, яке враховується при формуванні нового значення піксела в відеопам'яті. Від розрядності Z-буфера залежить роздільна здатність графічного конвеєра по глибині.

Останнім часом стали використовувати і тривимірні текстури (3D textures) - тривимірні масиви пікселів. Вони дозволяють, наприклад, імітувати об'ємний туман, динамічні джерела світла (язики полум'я).

Реалізація рендерингу вимагає значного обсягу обчислень і оперування з великими обсягами інформації, причому кінцева мета потоку оброблених даних - відеопам'ять графічного адаптера. Вирішенням проблеми виведення тривимірної графіки, як і раніше, стало посилення «інтелекту» графічної карти - з'явилися ЗD-акселератори, що реалізують значну частину графічного конвеєра. На частку центрального процесора зазвичай випадає початок конвеєра, а його закінчення (растеризация) виконується акселератором графічної карти.

Як не дивно, основним двигуном прогресу ЗD-технологій є ігри - саме любителі комп'ютерних ігор є головними (наймасовішими) споживачами ЗD-акселераторів. «Серйозніші» застосування рухомої тривимірної графіки - різні тренажери-імітатори польотів і їзди - по суті теж є іграми, тільки для серйозних людей. Тривимірна анімація, вживана в сучасному телебаченні і кінематографії, поки що реалізується не на масових персональних комп'ютерах, а на більш потужних робочих станціях, але і там використовуються практично всі вищеописані елементи технології.

Технології побудов, виконуваних ЗD-акселераторами, постійно удосконалюються, і описати всі застосовувані прийоми просто неможливо. Всі нововведення націлені на досягнення фотореалістичних зображень ігрових сцен з великою швидкістю зміни кадрів (до 100 кадрів / с), на екранах з великою роздільною здатністю (до 2048 х 1536) і в кольоровому режимі (True Color, 32 біта на піксель). Звичайно ж, ці цілі досягаються не прискоренням розрахунків для кожного елемента моделі, а різними прийомами зразок текстур.

Лекція 10. Накопичувачі на жорстких магнітних дисках

Питання:

Конструкція накопичувача на жорстких магнітних дисках (НЖМД).

Основні характеристики вінчестерів.

Особливості функціонування вінчестерів

Література: 1. Гук. М. Апаратні засоби IBM PC. Пітер, 2005, с. 370-391.

Конструкція накопичувача на жорстких магнітних дисках (НЖМД).

Функціональна схема накопичувача на жорстких магнітних дисках наведена на рис 10.1., Де позначено:

Електромагніт керування переміщенням

Пакет дисків зі шпиндельним двигуном

БУП

Трек

Магнітна

головка

ДПГ

см

СД

БУСД І +12 В

БП

ОЗУ

ВК

Рис 10.1

БУСД - блок управління 3-х фазним синхронним двигуном шпінделя;

І-інвертор;

СД - синхронний двигун;

БП - блок живлення;

ВК - внутрішній контролер

БУП - блок управління позиціонуванням головки;

ОЗП - оперативний запам'ятовуючий пристрій ВК;

см - сервометка;

ДПГ - датчик позиціонування головки.

1.1. Характеристика елементів системи

Для привода шпинделя системи використовуються трифазні синхронні двигуни СД, що забезпечують високу точність підтримки швидкості:

від 3500 об \ хв до 7200 об \ хв, 10000 і 15000 об \ хв.

Чим вище швидкість обертання, тим більше швидкість обміну інформацією з диском. Однак великі швидкості обертання обмежені наступним:

- Балансуванням диска;

-Гіроскопічним ефектом, що впливає на трудність переміщення обертового диска;

- Тепловиділенням;

- Аеродинамікою диска, пов'язаної з тертям його об повітря.

Пластини жорстких дисків зазвичай виготовляються з алюмінієвих сплавів, а іноді з кераміки або скла, які покриваються робочим магнітним шаром, виконаним з окису заліза або окису хрому. Поверхні пластин повинні бути максимально плоскими для зниження аеродинамічного ефекту. Кількість пластин сучасних вінчестерів сягає від 1 до 4.Емкость однієї пластини формату 3.5 "досягає 20 Гбайт. БУСД призначений для пуску, зупинки шпинделя підтримка необхідної швидкості обертання за сигналами від датчиків сервометок. Крім того він дає дозвіл на випуск головки при досягненні мінімальної швидкості обертання.

u

Для запису і зчитування використовуються магнітні головки, що представляють собою котушки індуктивності, які виконуються по тонкоплівкової технології. Головки підтримуються на мікроскопічному відстані від поверхні обертового диска аеродинамічній підйомної силою цього диска, тому дуже важлива форма голівки, яка використовують форму крила. Сучасні накопичувачі для зчитування використовують магніторезистивні головки, засновані на ефекті анізотропії опору напівпровідників у магнітному полі, укладає в тому, що падіння напруги на магніторезистивні датчику є величина, що залежить від намагніченості поверхні, що знаходиться над цим датчиком (тобто голівкою зчитування), рис . 10.2.

i

i

Н

Рис. 10.2

При Н = 0 u = 0 і навпаки.

Таким чином, сигнал з магніторезистивні головки повторює форму записаного сигналу і не є його похідною.

А для запису використовують індуктивну головку. При цьому від кожної комбінованої головки відходить 2 пари проводів:

одна - для запису;

інша - для зчитування.

Для позиціонування головок на потрібний циліндр в даний час використовується бік управління позиціонуванням (БУП), що складається з лінійного або поворотного електромагніту, переміщення якого визначається величиною струму в його котушці. Таке управління дозволяє швидко переводити головку в будь-яке потрібне положення. Привід, що володіє зворотним зв'язком про становище головки називається сервоприводом. Управління таким приводом може бути оптимізовано: при великому куті підведення головки на позицію керувати великим струмом, а при малому куті управління - малим струмом в обмотці управління. При цьому зворотний зв'язок про становище головки виходить від сервометок (см), розміщених прямо на диску. У цьому випадку будь-які температурні зміни перестають впливати на точність системи позиціонування головки. Сервометкі записуються в областях, розташованих між треками при зборці накопичувача на спеціальному точному обладнанні. В процесі експлуатації сервометкі тільки зчитуються. А при виконанні операцій запису і форматування диска, сигнал запису на час проходження повинен блокуватися. Якщо це не відбудеться, доріжка стане збійної.

Блок електроніки, в якості внутрішнього контролера (ВК) забезпечує не лише управління приводом голівки, але і управляє записом і зчитування інформації. При цьому на інтерфейсній стороні контролера йде обмін даними з ПК, а на іншій стороні контролера, пов'язаної з гермоблока здійснюється процес запису-зчитування інформації. Внутрішнє ОЗУ контролера, є буферною пам'яттю і використовується для зчитування і запису секторів накопичувача. Обсяг цього ОЗУ може досягати до одиниць мегабайт. Для кодування даних у совремнних накопичувачах широко використовується технологія PRML (Partial Response Maximum Likelihood - Максимальна правдоподібність при частковому відгуку) Ця технологія використовує аналогові детектори сигналів відтворення, які декодуються схемами зчитування. При зчитуванні проводиться оцифровка аналогового сигналу та запис послідовності цих вибірок в пам'ять буфера. Наступний етап зчитування забезпечує цифрову фільтрацію записаного сигналу. Прийняті фрагменти трактуються як групи закодованих бітів по максимальної схожості форми відгуку.

Час, витрачений на обмін даними одного сектора, t c одно:

t c = t ц + t про + t Дн-к + t Дк-п,

де позначено:

t ц - час пошуку циліндра;

t про - час очікування підходу сектора до голівки;

t Дн-к - час обміну даними між накопичувачем і контролером;

t Дк-п - час обміну даними між контролером і пам'яттю ПК.

Для запису й зчитування інформації в контролері існує спеціальна схема, яка при зчитуванні інформації:

виділяє службові області;

знаходить тре5буемие сектори;

перевіряє цілісність даних;

перетворює потік бітів в байти і записує їх в буферну пам'ять.

при записі:

формує потік сигналів для необхідного поля даних (сектору);

перетворює байти даних в потік бітів;

обчислює контрольні суми послідовних бітів.

При форматуванні формує зазначену структуру треку.

Основні характеристики вінчестерів.

2.1. Загальні параметри дисків

Форматована ємність - обсяг корисної інформації, що зберігається, що відповідає сумі полів даних всіх доступних секторів.

^ Неформатований ємність - максимальна кількість бітів, записуваних на всіх треках диска, включаючи і службову інформацію (заголовки секторів, контрольні коди полів даних і т.д.). Стандартний розміру сектора складає 512 байт.

^ Швидкість обертання шпинделя - вимірюється в об / хв і має стандартні значення 4500, 5400 і 7200. Для дисків підвищеної продуктивності досягає 10000 і 15000 об / хв.

Інтерфейс - визначає спосіб підключення накопичувача. Для вбудованого накопичувача застосовують інтерфейси АТА, IDE, SCSI. Для зовнішніх накопичувачів - USB, Fire Wire, LPT-порт.

Параметри внутрішньої організації.

^ Кількість фізичних дисків - сучасні накопичувачі мають до 1-2 дисків, більшу кількість дисків і, відповідно, більша висота накопичувача характерна для накопичувачів великої швидкості.

^ Кількість фізичних головок читання-запису - збігається з числом робочих поверхонь (числом дисків). Може бути і менше подвоєного числа дисків.

Фізичне кількість циліндрів - від 100 до10000 сучасних дисків.

Розмір сектора - 512 байт

^ Кількість зон та секторів на треку - в крайніх зонах.

Розташування сервометок - на виділеній поверхні, на робочій поверхні, гібридне.

^ Метод кодування - PRML (Partial Response Maximum Likelihood - Максимальна правдоподібність при частковому відгуку) найбільш прогресивний.

Швидкодії та продуктивність.

^ Час переходу на сусідній трек - 0,5 -2 мс, характеризує швидкодію системи.

Середній час пошуку - 8-10 мс (4-5 мс для швидких систем) визначається по середній величині звернення до випадкових циліндрах.

^ Максимальний час пошуку - визначається самим далеким переходом між крайніми циліндрами. Дорівнює подвоєному середньому часу пошуку.

Внутрішня швидкість передачі даних - Мб / сек, відноситься до передачі даних між носієм і буферною пам'яттю контролера. Для накопичувачів із швидкістю обертання 15000 об \ хв швидкість передачі становить 5400 біт / сек. При цьому враховується тільки швидкість передачі корисної інформації і становить:

При швидкості 5400 об \ хв - 15 Мбайт / сек

При швидкості 7200 об \ хв - 15-35 Мбайт / сек.

^ Зовнішня швидкість передачі даних - вимірюється в Кбайт / сек (Мбайт / сек) корисної інформації і залежить від швидкодії контролера. Вона знаходиться в межах 3,3 Мбайт / сек, 33,66 Мбайт / сек, 100 - 200 Мбайт / сек, для оптичного каналу передачі.

Надійність і достовірність зберігання даних.

^ Очікуваний час до відмови - 100 - 1000 годин є середньостатистичним показником для виробу.

Гарантійний термін - період часу, протягом якого постачальник забезпечує ремонт або заміну відмовив пристрою.

^ Імовірність невиправних помилок читання - визначається 1 помилкою на 10 14 вважати бітів.

Імовірність виправних помилок читання - визначається 1 помилкою на 10 Листопад лічених бітів.

^ Імовірність помилок пошуку - визначається 1 помилкою на 10 8 операцій пошуку.

Рівень акустичного шуму - визначається звуковий потужність, що випромінюється вінчестером і знаходиться в межах до 30 дБ.

3. Особливості функціонування вінчестерів

3.1. Основний алгоритм роботи контролера вінчестера

Подача харчування

Самотестування

Запуск і керування

шпиндельним двигуном

n ном-ні

Контроль n ном-є

оборотів n ном

висновок головки і

включення її управління

Завантаження інформації з

службових треків:

-Таблиця трансляції секторів;

- Списки дефектних блоків;

- Паспорт диска;

- Частина програм контролера

Налаштування гермоблока:

-Визначення списку робочих головок;

- Визначення числа циліндрів;

- Визначення число секторів в

треках кожної зони

Завершення настройки,

готовність до прийому

команд комп'ютера

3.2. Низькорівневе форматування

Перед отриманням команд комп'ютера контролером вінчестера передбачається виконання форматування диска на нижньому рівні, яке включає в себе:

Формування заголовків і порожніх полів даних всіх секторів і

треків. При цьому виконується перевірка читаності кожного сектора і при виявленні невиправних помилок в заголовку сектора робиться позначка про його дефектність. На сучасних дисках дане форматування виконується в спеціальному технологічному режимі: для цього можуть використовуватися нестандартні команди за допомогою спеціальних перемичок. Низько рівневе форматування не зачіпає сервоінформацію, записувану на диск тільки в заводських умовах.

3.3. Форматування верхнього рівня.

Дане форматування полягає в формування логічної структури диска: формування таблиць розміщення файлів, кореневого каталогу і т.д. відповідно до файлової системою застосовуваної в ОС.

3.4. Контроль працездатності вінчестера

Крім виконання команд комп'ютера, контролер вінчестера постійно контролює його працездатність і якістю виконання завдань. Виконання завдань завжди пов'язане з появою помилок, причини яких різні: дефект поверхні носія, небажане перемагнічування ділянки, неточність позиціонування головки і т.д. Незалежно від причин всі помилки повинні бути виявлені і усунені. Для контролю достовірності зберіганні я інформації застосовується SCR - код, що дозволяє фіксувати помилки деякої кратності, а для виправлення помилок застосовують ЕСС - код. Якщо контролеру не вдається ніяк прочитати записані дані в сектор, то цей сектор повинен бути виключений з подальшого використання і застосований резервний сектор. Резервні сектори зазвичай знаходяться в кінці кожного фізичного треку. При великій кількості дефектних блоків на треку відбувається перепризначення всього треку на резервну область, яка знаходиться на внутрішніх циліндрах. При використанні всіх резервних треків з'являється сигнал, що вимагає заміну накопичувача або його переформатування з втратою ємності пам'яті. Списки дефектних блоків (треків) зберігаються у двох таблицях:

P-list - постійна таблиця, сформована при випуску вінчестера;

G-list-таблиця, формована під час його експлуатації.

Ці таблиці доступні при використанні спеціальних утилітів.

А) Надійність зчитування

В великій мірі залежить від точності позиціонування головок щодо поздовжньої осі треку, рис. 10.2

Рис.10.2

Причиною корекція положення голівки є робоча температура. Під час експлуатації контролер створює карту температур для циліндрів і головок, яку з часом коригує.

Б) Свіпірованіе - асинхронний запуск контролера при тривалій відсутності звернення до нього випадковим чином переміщає голівку в нове положення, що забезпечують рівномірний знос поверхні диска.

Г). Контроль передбачуваних відмов. Забезпечується програмою технології SMART (Self Monitoring Analysis and Reporting Technology - Техніка самоспостереження, аналізу і повідомлення), яка стежить за параметрами вінчестера і періодично представляє інформацію комп'ютеру. Критичні значення параметрів фіксуються в у внутрішніх журналах, розташованих в секторах службових областей диска. Раптові відмови пов'язані з руйнуванням електронних схем або механічними пошкодженнями. За перевищення температури стежать спеціальні датчики температури, розташовані в пристрої, зчитування з яких може програмуватися.