64. Сформулировать понятие метода передачи данных: обмен в режиме прямого управления шиной.

65. Сравнить занятость центрального процессора при обмене данными в режиме PIO и DMA.

PIO DMA

Инфо передаётся через ЦПУ передаются через доп контроллер

Инициализация обмена, инициализация обмена, много раз

Задание интср. И адреса происходит 1 сколько байт или слов

Частота шины могла бы быть больше частота шины канала DMA совпадает с частотой

Если выделить отдельную шину ЦПУ

66. Сформулировать понятие инициализации обмена данными.

когда пу запрашивает начало обмена у процессора ,после того как тот среагировал на прирывание...

выставленное этим пу....

67. Сформулировать понятие синхронизации обмена данными.

68. Буферизация. Классификация периферийных устройств по характеру обмена ( три основных типа).

Буферизация - метод организации обмена, в частности, ввода и вывода данных в компьютерах и других вычислительных устройствах, который подразумевает использование буфера для временного хранения данных. При вводе данных одни устройства или процессы производят запись данных в буфер, а другие — чтение из него, при выводе — наоборот. Процесс, выполнивший запись в буфер, может немедленно продолжать работу, не ожидая, пока данные будут обработаны другим процессом, которому они предназначены. В свою очередь, процесс, обработавший некоторую порцию данных, может немедленно прочитать из буфера следующую порцию. Таким образом, буферизация позволяет процессам, производящим ввод, вывод и обработку данных, выполняться параллельно, не ожидая, пока другой процесс выполнит свою часть работы.

69. Буферизация. Развернутая характеристика и пример блочных устройств.

70. Буферизация. Развернутая характеристика и пример поточных устройств.

71. Буферизация. Развернутая характеристика и пример регистро-ориентированных устройств.

72. Буферизация. Развернутая характеристика и пример устройств со смешанным характером обмена.

73. Буферизация. Сформулировать понятие буферизации данных и устройств.

74. Буферизация. Сформулировать понятие буфера.

75. Буферизация. Классификация буферов.

76. Буферизация. Сформулировать понятие однопортового буфера.

77. Буферизация. Сформулировать понятие двухпортового буфера.

78. Буферизация. Сформулировать понятие кольцевого буфера.

79. Буферизация. Сформулировать понятие буфера с дисциплиной обслуживания.

80. Буферизация. Сформулировать понятие ошибки опустошения.

81. Буферизация. Сформулировать понятие ошибки переполнения.

Буферизация- метод организации обмена, в частности, ввода и вывода данных в компьютерах и других вычислительных устройствах, который подразумевает использование буфера для временного хранения данных. При вводе данных одни устройства или процессы производят запись данных в буфер, а другие — чтение из него, при выводе — наоборот. Процесс, выполнивший запись в буфер, может немедленно продолжать работу, не ожидая, пока данные будут обработаны другим процессом, которому они предназначены. В свою очередь, процесс, обработавший некоторую порцию данных, может немедленно прочитать из буфера следующую порцию. Таким образом, буферизация позволяет процессам, производящим ввод, вывод и обработку данных, выполняться параллельно, не ожидая, пока другой процесс выполнит свою часть работы. Поэтому буферизация данных широко применяется в многозадачных ОС.

Буферизация по принципу своего построения бывает прозрачная (пример — кэширование диска на запись, когда процессы или устройства не подозревают о существовании процедуры буферизации между ними), и непрозрачная, когда сторонам для совершения обмена требуются знания о буфере.

Переполнение буфера — явление, возникающее, когда компьютерная программа записывает данные за пределами выделенного в памяти буфера

82. Распределение сстемных ресурсов для адресов памяти и портов ввода-вывода.

Для того чтобы программы могли взаимодействовать со своими уст-ми, не мешая другим (и не получая от них помех), все системные ресурсы- адреса памяти и ввода-вывода, запросы прерываний и каналы DMA – должны быть бесконфликтно распределены между уст-ми, подключенными к системной шине.

Для адресов памяти и портов ввода-вывода бесконфликтность означает, что диапазоны соответствующих адресов всех имеющихся устройств не должны перекрываться. Это в первую очередь касается адресов, по которым выполняется чтение. Если устройства, конфликтующие по чтению, находятся на одной физической шине, то результат чтения из-за электрического конфликта оказывается неопределенным. Если конфликтующие уст-ва находятся на разных шинах, то будут прочитаны данные только одного уст-ва, но какого именно – зависит от настройки мостов, соединяющих шины. Конфликт по адресам для записи часто сознательно используют для одновременной передачи информации в несколько уст-в. Информация при этом не искажается. Однако незапланированные конфликты по записи могут приводить к неожиданным побочным эффектам в работе уст-в, не ожидающих данной записи. Для самого главного ведущего уст-ва (центрального процессора) безразлично, к какой из шин подключено уст-во: он задает только адрес и тип операции. Операции записи могу выполняться широковещательно ( распространятся по всем шинам). Операции чтения маршрутизируются – фактически, чтение по конкретному адресу памяти или порта обычно выполняются только с одной из шин.

83. Распределение системных ресурсов для линий запросов прерываний.

Для линий запросов прерываний бесконфликтность трактуется несколько сложнее. В классической системе ISA одну линию запроса может использовать только одно уст-во, все остальные варианты – конфликтные. В системах PnP ISA (имеющих PnP BIOS, более гибко программируемый контролер прерываний и уст-ва ISA PnP) при корректных настройках уст-ва PnP аппаратно могут использовать разделяемые (Общие для нескольких уст-в) линии прерываний. На обычные уст-ва ISA эта возможность, как правило, не распространяется. Однако для уст-в PnP возможны конфликты программ, работающих с этими уст-ми, если в них не заложена возможность разделяемости прерываний. В системах с PCI разделяемость прерываний аппаратно предусмотрена, но опять-таки программные конфликты. В комбинированных системах ISA/PCI доступные линии запросов прерываний делятся устаревшими уст-ми ISA и уст-ми PnP ISA и PCI, во второй группе разделяемые прерывания, в принципе, допу4стимы (но при «правильном» ПО).

84. Распределение системных ресурсов для каналов DMA.

Для каналов DMA (контролеров 8237А) бесконфликтным, как правило, является лишь монопольное использование канала одним устройством (хотя бывают редкие исключения). На устаревших уст-вах каналы выбираются двумя джамперами – один для линии DRQx, другой для DACx#. Естественно, они должны устанавливаться согласованно, на один и тот же номер канала.

85. Распределение системных ресурсов. Сформулировать понятие бесконфликтности.

Бесконфликтность- это когда не перекрываются адреса устройств, либо адреса программ, что способствует успешному выполнению поставленной задичи.

86. Функционирование ПК. Описание процесса начального запуска.

После включения персонального компьютера его процессор начинает работу. Первая выполняемая команда расположена по адресу FFFF0h и принадлежит пространству адресов BIOS. Как правило, данная команда просто передает управление программе инициализации BIOS.

Программа инициализации BIOS с помощью программы POST проверяет, что устройства компьютера работают корректно и инициализирует их.

Затем BIOS опрашивает устройства, перечисляемые в заранее созданном списке, пока не найдёт загрузочное устройство. Если такое устройство найдено не будет, будет выведено сообщение об ошибке, а процесс загрузки будет остановлен. Если BIOS обнаружит загрузочное устройство, он считает с него начальный загрузчик и передаст ему управление.

В случае жесткого диска, начальный загрузчик называется главной загрузочной записью (MBR) и часто не зависит от операционной системы. Обычно он ищет активный раздел жесткого диска, загружает загрузочный сектор данного раздела и передает ему управление. Этот загрузочный сектор, как правило, зависит от операционной системы. Он должен загрузить в память ядро операционной системы и передать ему управление. Если активного раздела не существует, или загрузочный сектор активного раздела некорректен, MBR может загрузить резервный начальный загрузчик и передать управление ему. Резервный начальный загрузчик должен выбрать раздел (зачастую с помощью пользователя), загрузить его загрузочный сектор и передать ему управление.

87. Функционирование ПК. Описание процесса самотестирования.

Проверка регистров процессора;

Проверка контрольной суммы ПЗУ;

Проверка системного таймера и порта звуковой сигнализации 8255;

Тест контроллера непосредственного доступа к памяти (DMA);

Тест регенератора оперативной памяти;

Тест нижней области ОЗУ для проецирования резидентных программ в BIOS;

Загрузка резидентных программ;

Тест стандартного графического адаптера (VGA);

Тест оперативной памяти;

Тест основных устройств ввода (НЕ манипуляторов);

Тест CMOS

Тест основных портов LPT/COM;

Тест НГМД;

Тест НЖМД;

Самодиагностика функциональных подсистем BIOS;

Передача управления загрузчику ОС

88. Функционирование ПК. Описание процесса начального запуска.

ТОЖЕ САМОЕ, ЧТО И В 85 ВОПРОСЕ

89. Функционирование ПК. Описание процесса загрузки ОС.

Загрузка на программном уровне. Операционная система.

2.1. Управление передается операционной системе.

Boot Record проверяется на правильность и если код признается правильным тот код загрузочного сектора исполняется как программа.

Загрузка Windows XP контролируется файлом NTLDR, находящемся в корневой директории системного раздела. NTLDR работает в четыре приема:

а) Начальная фаза загрузки;

б) Выбор системы;

в) Определение железа;

г) Выбор конфигурации.

В начальной фазе NTLDR переключает процессор в защищенный режим. Затем загружает соответствующий драйвер файловой системы для работы с файлами любой файловой системы, поддерживаемой XP.

Если в корневой директории есть BOOT.INI, то его содержание загружается в память. Если в нем есть записи более чем об одной операционной системе, NTLDR останавливает работу - показывает меню с выбором и ожидает ввода от пользователя определенный период времени.

Если такого файла нет, то NTLDR продолжает загрузку с первой партиции первого диска, обычно это C:\.

После каждой удачной загрузки ОС создается копия текущей комбинации драйверов и системных настроек известную как Last Known Good Configuration. Эту копию можно использовать для загрузки в случае если некое новое устройство внесло разлад в работу ОС.

2.2. После выбора конфигурации NTLDR начинает загрузку ядра XP (NTOSKRNK.EXE).

Кроме ядра загружается и Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), дабы ядро могло абстрагироваться от железа. Оба файла находятся в директории System32.

2.3. NTLDR загружает драйвера устройств, помеченные как загрузочные.

Загрузив их NTLDR передает управление компьютером дальше.

Каждый драйвер имеет ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Если значение Start равно SERVICE_BOOT_START, то устройство считается загрузочным. Для кажого такого устройства на экране печатается точка.

NTOSKRNL в процессе загрузки проходит через две фазы - так называемую фазу 0 и фазу 1. Первая фаза инициализирует лишь ту часть микроядра и исполнительные подсистемы, которая требуется для работы основных служб и продолжения загрузки. На этом этапе на экране показывается графический экран со статус баром.

XP дизейблит прерывания в процессе фазы 0 и включает их только перед фазой 1. Вызывается HAL для подготовки контроллера прерываний. Инициализируются Memory Manager, Object Manager, Security Reference Monitor и Process Manager. Фаза 1 начинается когда HAL подготавливает систему для обработки прерываний устройств. Если на компьютере установлено более одного процессор они инициализируются. Все исполнительные подсистемы реинициализируются в следующем порядке:

Object Manager

Executive

Microkernel

Security Reference Monitor

Memory Manager

Cache Manager

LPCS

I/O Manager

Process Manager

2.4. Инициализация Менеджера ввода/Вывода начинает процесс загрузки всех системных драйверов.

С того момента где остановился NTLDR загружаются драйвера по приоритету.

Сбой в загрузке драйвера может заставить XP перезагрузиться и попытаться восстановить Last Known Good Configuration (загрузку последней удачной конфигурации).

Последняя задача фазы 1 инициализации ядра - запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Подсистема ответственна за создание пользовательского окружения, обеспечивающего интерфейс NT.

SMSS работает в пользовательском режиме, но в отличии от других приложений SMSS считается доверенной частью операционной системы и "родным" приложением (использует только исполнительные функции), что позволяет ей запустить графическую подсистему и login.

2.5. SMSS загружает win32k.sys - графическую подсистему.

Драйвер переключает компьютер в графический режим, SMSS стартует все сервисы, которые должны автоматически запускаться при старте. Если все устройства и сервисы стартовали удачно процесс загрузки считается удачным и создается Last Known Good Configuration.

2.6. Процесс загрузки не считается завершенным до тех пор, пока пользователь не залогинился в систему.

Процесс инициализируется файлом WINLOGON.EXE, запускаемым как сервис и поддерживается Local Security Authority (LSASS.EXE), который и показывает диалог входа в систему.

Это диалоговое окно показывается примерно тогда, когда Services Subsystem стартует сетевую службу.

90. Функционирование ПК. Описание процесса прикладных программ.

Прикладная программа - в широком смысле - программа или пакет прикладных программ, реализующие обработку данных в определенной области применения. Прикладная программа непосредственно выполняет функции, необходимые пользователю.

Прикладная программа - в узком смысле - программа, решающая проблему конечного пользователя.

91. Функционирование ПК. Энергосберегающий режим. Описание процесса «засыпания».

Спящий режим сохраняет текущее состояние рабочего стола на жестком диске, что позволяет возобновить работу с того места, где она была прервана, а затем завершает работу компьютера.

Проще говоря, компьютер полностью выключается (т.е. можно отключить от электросети), сохраняя в специальный файл состояние рабочего стола (открытые программы, документы и т.п.).

Т.е., если Вам нужно срочно выключить компьютер, то можно не закрывать открытые программы, а перевести компьютер в спящий режим. После того, как Вы включите компьютер, все эти программы будут уже открыты.

92. Функционирование ПК. Энергосберегающий режим. Описание процесса «пробуждения».

Пробуждение системы выполняется по какому-либо внешнему событию – нажатию клавиши на клавиатуре (или специальной кнопки на системном блоке), вдвижению Миши, специальному обращению по локальной сети. Конечно же пробуждение уст-ва занимает некоторое время, требующееся на разгон двигателя, нагрев трубки монитора и тому подобные операции, и первое обращение к заснувшему уст-ву выполняется довольно долго.

93. Функционирование ПК. Энергосберегающий режим. Классификация состояний управления потребления энергии.

Основной режим энергосбережения здесь – Stand-by (Ждущий режим). Результат работы сохраняется в оперативной памяти компьютера, а затем компьютер переключается в энергосберегающий режим и отключает жесткий диск. Это быстрый и несложный способ уменьшить потребление электроэнергии.

Более сложный режим называется Hibernate (Режим гибернации). Текущее состояние системы сохраняется в специальном файле на жестком диске, после чего компьютер можно выключить. При последующем включении система вернется в сохраненное состояние.

В Windows Vista появился новый энергосберегающий режим - Hybrid Sleep (Гибридный спящий режим). В этом режиме результат работы сохраняется и в оперативную память, и на жесткий диск. В портативных компьютерах этот режим по умолчанию отключен.

94. Характеристика компонент и потоков данных на системной плате.

основой системного блока, определяющей архитектуру и производительность ПК. На ней устанавливаются следующие обязательные компоненты:

Процессор(ы), а для процессоров 8086-80386 и сопроцессор.

Память: постоянная (ROM или Flash BIOS), оперативная (DRAM), а для некоторых не самых новых процессоров и кэш (SRAM).

Обязательные средства ввода-вывода: контролеры клавиатуры, прерываний, DMA, таймеры, CMOS RTC, средства управления динамиком.

Интерфейсные схемы и разъемы шин расширения.

Схема формирования сброса системы по сигналу PowerGood от блока питания или кнопки Reset.

Схема управления блоком питания (отсутствует в платах конструктива АТ).

Регуляторы напряжения. Как правило это управляемые импульсные преобразователи напряжения +5 или +12 В

Средства мониторинга состояния системного блока: измерители скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других «горячих» компонентов;

Измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа.

95. Функциональное назначение чипсета.

Чипсет являеться диспетчером информационных потоков. Конструктивно представляет собой набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.

96. Характеристика структуры чипсета.

Чипсет состоит из трех устройств — контроллера памяти 82850 (МСН — Memory Controller Hub), контроллера ввода/вывода 82801 ВА (ICH2 — I/O Controller Hub), и контроллера микропрограмм SST 49LF004A4M6aMT(FH — Firmware Hub, микросхема, содержащая системную BIOS). Другие чипсеты могут иметь несколько другую структуру, но обычно все основные компоненты примерно такие же. Ниже описывается состав типичного системного чипсета.

97. Чипсет. Функциональное назначение северного моста.

Северный мост

В чипсете одна из микросхем традиционно отвечает за интерфейс с процессором, системной оперативной памятью и локальной шиной (в настоящее время такой шиной является AGP). Она называется северный мост (North Bridge). Она содержит системный тактовый генератор для процессора и системной шины (FSB), а также поддерживает два банка оперативной памяти RDRAM. Оперативная память и процессор обмениваются информацией через северный мост. Кроме того, видео-шина AGP 4X также реализуется при помощи северного моста, что дает видеокарте непосредственный и быстрый доступ как к процессору, так и к системной памяти. Вместо того чтобы располагать на системной плате слот AG P, разработчик может разместить интегрированный видеоконтроллер — такие решения встречаются среди бюджетных решений. Северный мост имеет следующие типовые параметры и характеристики:

■ Типы поддерживаемых процессоров.

■ Максимальное число процессоров в системе.

■ Поддерживаемые частоты процессоров.

■ Частота системной шины (FSB).

■ Допустимые коэффициенты умножения между FSB и частотой процессора.

■ Поддерживаемые типы оперативной памяти (SDRAM, RDRAM, DDR SDRAM).

■ Максимальный объем оперативной памяти.

■ Поддерживаемые технологии оперативной памяти (64-битная память, 128-битная память и т.п.).

■ Технологии коррекции ошибок оперативной памяти (четность или ЕСС).

Не все чипсеты одинаковы, так что не стоит недооценивать важность северного моста. Он располагается в самом центре компьютера, и неважно спроектированный северный мост может значительно понизить общую производительность системы, несмотря на то, что и процессор, и оперативная память могут быть отличными. Это можно определить путем сравнения двух компьютеров с идентичными процессорами и модулями памяти, но с разными чипсетами. Кстати, это является одной из причин, по которой старые (но проверенные) чипсеты могут показывать лучшие результаты, нежели чем последние (но недостаточно хорошо отлаженные)

98. Чипсет. Функциональное назначение южного моста.

Южный мост

В то время как северный мост обеспечивает вычислительную мощь системы, компьютер должен быть способен обмениваться данными с самыми различными портами и другими шинами. Так как скорость работы всех этих периферийных устройств значительно меньше, чем у системной шины, то работу с ними вынесли в отдельную микросхему, которая традиционно называется южным мостом (South Bridge). Обычно южный мост отвечает за ввод-вывод, обслуживание периферийных устройств, в том числе интегрированных.

Типичная функциональность южного моста.

■ Поддержка шины PCI (обычно от 4 до 6 разъемов), а также разъема AMR/CNR.

■ От 4 до 6 портов USB.

■ Один или более последовательных портов (RS-232).

■ Параллельный порт (ШЕЕ 1284).

■ Мониторинг аппаратуры (тахометры вентиляторов, датчики напряжений и температур и т.п.).

■ ДвухканальньГй контроллер UDMA/100/133.

■ Контроллер гибких дисков.

■ Управление питанием (АРМ или ACPI, DPMS, SMM).

■ Контроллеры клавиатуры и мыши PS/2.

99. Дисковые устройства внешней памяти. Электрические характеристики стандартного интерфейса НГМД.

100. Дисковые устройства внешней памяти Логические характеристики стандартного интерфейса НГМД.

Все сигналы интерфейса НГМД являются логическими с уровнями ТТЛ, активный уровень — низкий. Формирователи выходных сигналов накопителя имеют выход типа «открытый коллектор». Интерфейс подразумевает наличие терминаторов — нагрузочных резисторов — для каждой сигнальной линии устройств. Теоретически их предполагалось включать только на последнем дисководе в шлейфе, практически же их никогда и не отключают. Современные трехдюймовые накопители используют «распределенный терминатор» — резисторы с относительно высоким сопротивлением (1-1,5кОм), постоянно соединяющие входные линии интерфейса с шиной +5В. Низкие частоты интерфейсных сигналов позволяют не задумываться о точности согласования импеданса шлейфа и сопротивления терминатора. Однако если на шлейфе стоят только старые 5"-накопители со снятыми терминаторами, они могут отказаться надежно работать (выходные линии с открытым коллектором останутся без нагрузки).

101. Дисковые устройства внешней памяти. Конструктивные характеристики стандартного интерфейса НГМД.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) подключаются к контроллеру через специальный стандартный интерфейс. Основные функции по управлению НГМД, а также кодирование-декодирование данных выполняет контроллер, расположенный на большинстве современных системных плат. Раньше контроллер часто выносили на специальную карту расширения («в компании» с интерфейсом НЖМД). На плате электроники, установленной на корпусе НГМД, расположены только схемы приводов двигателей, усилители-формирователи сигналов записи и считывания и формирователи сигналов от датчиков.

102. Дисковые устройства внешней памяти. Основные типы устройств IDE.

Основной интерфейс, используемый для подключения жесткого диска к современному PC, называется IDE (Integrated Drive Electronics). Фактически он представляет собой связь между системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс постоянно развивается — на сегодняшний день создано несколько модификаций. Интерфейс IDE, широко используемый в запоминающих устройствах современных ком пьютеров, разрабатывался как интерфейс жесткого диска. Однако сейчас он используется для поддержки не только жестких дисков, но и многих других устройств, например накопителей на магнитной ленте, CD/DVD-ROM, дисководов Zip и др. В этой главе подробно обсуждается функционирование интерфейса IDE.

103. Дисковые устройства внешней памяти. Применение интерфейса IDE/ АТА.

Для подключения винчестеров используются несколько типов интерфейсов, но в персональных компьютерах почти всегда применяется 16-разрядный параллельный интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics), он же — АТ-BUS, ATA и его модернизации Ultra ATA с различными тактовыми частотами. Название интерфейса IDE образовалось вследствие того, что все управление винчестером находится в нем самом, а не как у более старых типов, когда контроллер находился на вспомогательной плате, вставляемой в ISA-слот. Заметим, что интерфейс IDE привязан к шине PCI (в компьютерах с 486 процессором и ранее интерфейс IDE реализовывался на шине ISA с помощью платы Multi I/O), пропускной способности которой для новейшей модернизации интерфейса АТА/100 уже не хватает.

104. Дисковые устройства внешней памяти. Применение интерфейса АТАPI.

IDE/ATAPI является расширением интерфейса АТА, к которому обычно подключаются жесткие диски. Строго говоря, ATAPI — это стандартный программный расширенный интерфейс IDE (Enhanced IDE) для накопителей CD-ROM, преобразующий команды SCSI/ASPI в стандарт IDE/АТА. С его помощью можно быстро приспособить новые высококачественные модели накопителей к работе с интерфейсом IDE, а также сохранить совместимость IDE-накопителей CD-ROM с программой MSCDEX (Microsoft CD-ROM Extensions), обеспечивающей их взаимодействие с DOS.

105. Дисковые устройства внешней памяти. Применение интерфейса SATA.

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

106. Дисковые устройства внешней памяти. Применение интерфейса SCSI.

Интерфейс малых компьютерных систем, или SCSI, не дисковый, а системный. Это не оче редная разновидность контроллера, это шина, которая может обеспечить работу восьми или ше стнадцати устройств. Некоторые адаптеры позволяют подключить и больше устройств. Одно из устройств, называемое основным (host) адаптером, выполняет роль связующего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаи модействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

107. Дисковые устройства внешней памяти. Адресация интерфейса прерыванием INT13.

Interrupt 13 (оно же INT13) - 13 прерывание - программное прерывание для операций с дисками, используемое DOS. Поддерживается BIOS компьютера для IDE жестких дисков и BIOS SCSI адаптеров для SCSI жестких дисков. Если SCSI контроллер обнаружил подключенный к нему жесткий диск (диски), то он загружает поддержку INT13 для своих дисков и перехватывает обращения внешних DOS программ (или обращения, например Windows до загрузки ими драйвера SCSI контроллера) к SCSI жестким дискам. Поддержка INT13 распространяется только на жесткие диски. Если к SCSI контроллеру подключен, например, только привод CD-ROM, то SCSI BIOS не загружается и контроллер выдает сообщение: Hard Disk Drive not found - SCSI BIOS not installed! (Жесткий диск не обнаружен, SCSI BIOS не используется).

108. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость в стандарте IDE/ATA.

Версии стандарта интерфейса ATA, вплоть до ATA-5, имеют ограничение емкости диска величиной 136,9 Гбайт. Кроме того, в зависимости от версии BIOS значение этого ограничения может находиться еще ниже, например на отметке в 8,4 Гбайт или даже 528 Мбайт. Это может случиться в результате наложения ограничений для ATA на ограничения BIOS. Чтобы понять физическую сущность этих ограничений, необходимо рассмотреть взаимодействие интерфейсов аппаратного (ATA) и программного (BIOS) уровней.

109. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость в стандарте INT13 BIOS.

С ограничениями емкости приходится сталкиваться всякий раз, когда системная BIOS (или операционная система) не способна распознать (или адресовать) часть секторов жесткого диска. Это явление связано не с конструкцией или структурой того или иного накопителя, а с несовершенством системной BIOS или операционной системы. Например, BIOS может оказаться не в состоянии преобразовывать адреса секторов, если количество цилиндров превышает определенную величину — в итоге часть дискового пространства для нее будет недоступна. Что касается операционной системы, то для нее существующего - ограничения в количестве ячеек (кластеров), которые могут быть адресованы в рамках принятой файловой структуры (FAT). Производители жестких дисков впервые столкнулись с ограничениями на уровне BIOS в 1994 году, когда были разработаны АТА-2/IDE-накопители емкостью более 304 Мбайт. Ограничения, связанные с операционной системы, проявили себя после того, как начался выпуск жестких дисков емкостью более 2 Гбайт. Конкретные Ограничения, с которыми вы можете столкнуться, зависят от версии BIOS и используемой операционной системы. В настоящее время чаще всего приходится иметь дело с ограничениями в BIOS на уровне 2,4,8,32 и 137 Гбайт. Что касается операционных систем, то в DOS и Windows 93 (не OSR2) размер раздела не должен превышать 2 Гбайт, в Windows NT — 4 Гбайт, a Windows 95 OSR2 и Windows 98 могут работать с накопителями больших размеров при использовании файловой системы FAT32.

110. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 528 Мбайт.

Ограничение на размер дисков в 528 Мб (504 Мбайт) связано с тем, что BIOS, в котором отсутствует поддержка режима адресации LBA (он появился в 1994 году), не может обрабатывать более 1024 цилиндров, что и приводит к этому ограничению на емкость диска: 1024 цилиндров х 16 головок х 63 секторов х 512 байт на сектор дает 528 482 304 байт. Наилучший способ устранения данной проблемы — установка новой версии BIOS с поддержкой режима адресации LBA или установка специальной программы (например, Maxtor MaxBIast) для обхода этого ограничения.

111. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 2.1 Гбайт.

Несмотря на поддержку LBA, в некоторых версиях BIOS количество цилиндров кодировалось 12 битами вместо полноценных 16 бит. Это привело к появлению барьера емкости в 2,1 Гб, природа которого сходна с барьером в 528 Мб. Наилучший способ устранения данной проблемы такой же, как и в предыдущем случае — установка новой версии BIOS с корректной полноценной поддержкой LBA или установка специальной программы (например, Maxtor MaxBIast) для обхода этого ограничения. Не следует путать эту проблему с ограничением файловой системы FAT16, которое описано ниже.

112. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 4.2 Гбайт.

Для обхода ограничения BIOS на количество цилиндров используется преобразование адреса. Обычно оно представляет собой деление количества цилиндров на какое-либо круглое (сдвоичной точки зрения) число, например, на 2,4, 8 или 16. При этом количество головок увеличивается соответствующим образом. Это преобразование делает накопитель доступным для прерывания BIOS INT 13h. Но при емкости диска около 4,22 Гб возможно возникновение следующей проблемы.

При выполнении преобразования адреса для цилиндров с номерами от 8192 до 16383 обычно используется делитель 16, что приводит к появлению 256 головок (естественно, не физических, а полученных в результате преобразования адреса). Современные операционные системы в состоянии корректно обрабатывать это число, но DOS, ранние версии Windows, и некоторые BIOS не может обрабатывать 256 головок.

Для устранения данной проблемы некоторые изготовители жестких дисков стали отказываться от использования 16-й головки. В результате жесткий диск вместо 12496 цилиндров, 16 головок и 63 секторов имел геометрию 13329 цилиндров, 15 головок и 63 секторов.

113. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 8.4 Гбайт.

Это фундаментальное ограничение прерывания BIOS INT 13h. Оно связано с тем, что в 24-х битном адресе сектора используются 10 бит на номер цилиндра (что дает максимум 1024 цилиндров), 8 бит на номер головки (максимум — 256) и 6 бит на номер сектора (максимум — 63, так как нулевой номер сектора не используется). В результате перемножения всех этих чисел получается 8 455 716 864 байт или 8,45 Гб. Это абсолютный максимум для объема жесткого диска, который может быть обработан стандартным прерыванием INT 13h. В отличие от предыдущих ограничений, данная проблема не решается преобразованием адресов, так как ограничение определяется самой адресацией. Для снятия этого ограничения следует сменить способ адресации жестких дисков, что приводит к необходимости отказаться от использования стандартного прерывания INT 13h и использовать расширения INT 13h.

Расширение INT 13h требует поддержки как со стороны BIOS, так и со стороны операционной системы. Операционные системы DOS и Windows NT 3.5 не поддерживают расширения INT 13h. Операционные системы Windows 9х/Ме/ХР полностью поддерживают расширения INT 13h при наличии совместимой версии BIOS.

114. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 32 Гбайт.

В 1999 году Microsoft официально объявила, что операционная система Windows 95 не поддерживает жесткие диски свыше 32 Гбайт. Так как никаких разъяснений по этому поводу не последовало, то причина такого ограничения неизвестна. Для устранения этой проблемы следует перейти на использование Windows 98/Ме/ХР.

115. Дисковые устройства внешней памяти. Обход ограничений на емкость диска.

Читай выше. Зависит от объема памяти

116. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Ограничение операционной системы.

С ограничениями емкости приходится сталкиваться всякий раз, когда системная BIOS (или операционная система) не способна распознать (или адресовать) часть секторов жесткого диска. Это явление связано не с конструкцией или структурой того или иного накопителя, а с несовершенством системной BIOS или операционной системы. Например, BIOS может оказаться не в состоянии преобразовывать адреса секторов, если количество цилиндров превышает определенную величину — в итоге часть дискового пространства для нее будет недоступна. Что касается операционной системы, то для нее существуютог-раничения в количестве ячеек (кластеров), которые могут быть адресованы в рамках принятой файловой структуры (FAT).

117. Дисковые устройства внешней памяти. Ограничения на емкость. Барьер 2.1 Гбайт.

Файловая система FAT16 поддерживает до 65535 кластеров, что при максимальном размере кластера в 32 Кбайт дает максимальный размер логического диска в 2,1 Гб. Это ограничение не зависит от типа диска (IDE или SCSI) и присутствует в операционных системах DOS и Windows 95. В Windows NT реализация FAT 16 допускает кластеры в 64 Кбайт, что приводит к смешению барьера до 4 Гб на раздел. При установке диска, размер которого превышает лимит, для его полноценного использования его следует разбить на разделы по 2,1 или 4 Гб соответственно. Для снятия данного ограничения следует использовать файловую систему FAT32 (доступна начиная с Windows 95 OSR2) или NTFS (доступна в Windows NT/2000/XP).

118. Дисковые устройства внешней памяти. Протокол PIO механизма передачи данных.

119. Дисковые устройства внешней памяти. Протокол DMA механизма передачи данных.

120. Дисковые устройства внешней памяти. Интерфейс ATA2.

121. Дисковые устройства внешней памяти. Интерфейс ATA3.

122. Дисковые устройства внешней памяти. Интерфейс Ultra - ATA (Ultra DMA/33).

123. Дисковые устройства внешней памяти. Интерфейс Ultra ATA/100.

124. Дисковые устройства внешней памяти. Интерфейс Ultra ATA/133.

125. Дисковые устройства внешней памяти. Электрические характеристики интерфейса ATA.

126. Дисковые устройства внешней памяти Логические характеристики с интерфейса ATA.

127. Дисковые устройства внешней памяти. Конструктивные характеристики интерфейса ATA.

128. Дисковые устройства внешней памяти. Электрические характеристики интерфейса SATA.

129. Дисковые устройства внешней памяти Логические характеристики с интерфейса SATA.

130. Дисковые устройства внешней памяти. Конструктивные характеристики интерфейса SATA.

Интерфейс Serial ATA является хост-центрическим, в нем определяется только взаимодействие хоста с каждым из подключенных устройств, а взаимодействие между ведущим и ведомым устройствами, свойственное традиционному интерфейсу АТА, исключается. Программно хост видит множество устройств, подключенных к контроллеру, как набор каналов АТА, у каждого из которых имеется единственное ведущее устройство. Имеется возможность эмуляции пар устройств (ведущее — ведомое) на одном канале, если такая необходимость возникнет. Программное взаимодействие с устройствами Serial ATA практически совпадает с прежним, набор команд соответствует ATA/ATAPI-5. В то же время аппаратная реализация хост-адаптера Serial ATA сильно отличается от примитивного (в исходном варианте) интерфейса АТА. В параллельном интерфейсе АТА хост-адаптер был простым средством, обеспечивающим программное обращение к регист рам, расположенным в самих подключенных устройствах. В Serial ATA ситуация иная: хост-адаптер имеет блоки так называемых «теневых» регистров (Shadow Registers), совпадающих по назначению с обычными регистрами устройств АТА. Каждому подключенному устройству соответствует свой набор регистров. Обращения к этим теневым регистрам вызывают процессы взаимодействия хост-адаптера с подключенными устройствами и исполнение команд.

Длина кабелей не превышает 1 м, при этом все соединения радиальные, каждое устройство подключается к хост-адаптеру своим кабелем. В стандарте предусматривается и непосредственное подключение устройств к разъемам кросс-платы с возможностью «горячей» замены. Стандарт определяет новый однорядный двухсегментный разъем с механическими ключами, препятствующими ошибочному подключению. Сигнальный сегмент имеет 7 контактов (S1-S7), питающий — 15 (Р1-Р15); все контакты расположены в один ряд с шагом 1, 27 мм.

Малые размеры разъема (полная длина — около 36 мм) и малое количество цепей облегчают компоновку системных плат и карт расширения. Питающий сегмент может отсутствовать (устройство может получать питание и от обычного 4-контактного разъема AT А)

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a

Стандарт SATA не предусматривает горячую замену активного устройства (используемого Операционной Системой) (вплоть до SATA Revision 3.x), дополнительно подключенные диски отключать нужно постепенно — питание, шлейф, а подключать в обратном порядке — шлейф, питание.