IDE,ATA,SCاستانداردهايSIو ابزارهاي آن

جلسه هشتم

1978اولين ابزار ذخيره سازي اطالعات بصورت مغناطيسي در سال به بازار عرضه کرد. ST506 تحت استاندارد Seagateتوسط شرکت

به خود گرفت.ESDIاين استاندارد بالفاصله ويرايش و عنوان :ويژگي هاي اين دو استاندارد

بورد کنترلر ابزار از آن جدا بوده و بصورت يک کارت در اسالتها نصب مي شود.◦ پين )سيم( برقرار مي 34 و 20ارتباط ابزار با بورد کنترلر از طOريق دو کابل ◦

شودهر بورد کنترلر حداکثر دو ابزار را پشتيباني مي کند.◦ظرفيت اين گونه ابزارها و سرعت خواندن و نوشتن آن پايين است◦وابستگي مستقيم به اطOالعات حافظه باياس مادربورد◦زمانهاي دستيابي بسيارباال◦استفاده از موOتورهاي پله ايO براي حرکت◦

ESDIو ST506استانداردهاي

استاندارد جديد 1986سال IDE )Integrated Drive Electronics( که اسم واقعيتر آنATA )AT Attachment( است

به بازار عرضه شد. تکنولوژي غالب بوده و در سه عرضه شد که AT 16Bit – XT 8Bit – MCA 16Bitنسخه

Oامروزه فقطAT موجود است. در مادربوردها:ويژگيها

بورد اينترفيس يا کنترلر بر روي خود ابزار است◦ 40ارتباطO ابزار يا کنترلر ابزار با مادربورد از طريق يک کابل ◦

رشته80رشته يا جديدا هر اينترفيسO از دو ابزار پشتيباني مي کند.◦وابستگي مستقيم به اطالعات حافظه باياس مادربورد◦

IDEاستانداردهاي

ATA-1: 1986-96 مگابايت در ثانيه8.33 – سرعت ATA-2 قابليت اتصال ابزارهاي ديگر را دارد. ظرفيت باالي:

137GB)EIDE(ATA-3 استفاده از قابليت :S.M.A.R.T .ATA-4 داراي قابليت :ATA Packet Interface )UDMA/33(ATA-5 رشته 40رشته( و 80مگابايت)66: حداکثر سرعت

(UDMA/66سيم. )ATA-6 براي :P4 و PIII مگابايت سرعت 100بود و تا

(144PB( )UDMA/100دارد)ATA-7 براي : P4 مگابايت سرعت 133 طراحي شد و تا

(UDMA/133دارد. )

ATAاستانداردهاي

( محدوديتهاي ظرفيت درايوهاCHS - LBA مربوط به باياس و ) 256 سيلندر، 1024 – 13استاندارد است. مثال در باياس وقفه

سکتور پشتيباني مي کند. در حالي که استاندارد از 63هد و سکتور پشتيباني مي کند255هد و 16سيلندر، 65536

بايت( به 264 به بعد تا 98 گيگابايت )8.4حذف مانع ظرفيت استاندارد 98 شرکت فونيکس در سال EDDکمک تکنولوژي

شد. انتقال سريعتر اطالعات: به کمکPIO 4 تا 0 مدهاي- مدهاي انتقالDMA دونوع :DMA و Bus Mastering DMA استانداردATA Packet Interface براي پشتيباني از ابزارهاي :

، Jaz، درايوهايZIP، درايو CD/DVDمختلف مانند درايوهاي و ...LS120ديسکهاي

ATAپارامتر و ويژگيهاي

براي 2002يک استاندارد براي انتقال سرعت باالست که در سال سريال، درايوها و کOارتهاي داخلي به وجود آمدند.ATAسيستمهاي با

رشته رسيم دارد.7، تعداد 80 و 40به جاي مگابايت در ثانيه600 و 300-150داراي سه مد انتقال تفاوتهاي آن باATA:

عدم نياز به جامپر براي انتخاب مستر و اسليو◦ متر بوده است(0.5متر) قبلي کمتر از 1حداکثر طول کابل ◦ پين) اختياري( به صورت استاندارد صنعتي15 يا 4کانکتور برق ◦

ATAاستاندارد سريال

توجه به نوع کابل توجه به نوع وسيله وMaster يا Slave بودن

آن)ست کردن آن( رشته اي است از حالت 80اگر کابلCSاستفاده نکنيد دقت در نصب کابلها و توجه محل نصب آنها سيم قرمز کابلIDEبه سمت کابل برق باشد تنظيم شناساييIDE ها بصورت Auto توصيه مي

شود.

به IDE/ATAاتصال ابزارهاي اينترفيس آن

تعريف هارد: يکي از مهمترين قطعات براي نگهداري اطالعات بصورت دائماست.

: يک هارد ازبورد کنترلر◦هدهاي خواندن و نوشتن◦بازوي هدها◦موتور چرخاننده بازوها◦صفحات دايره هاي که اطالعات بر روي آنها نوشته مي شود.◦بدنه فلزي◦کاور◦

25.سال از عمر آنها مي گذرد مگابايت بوده اما امروز مرز ترابايت را 30 تا10ظرفيتهاي اوليه در حدود

ردکرده گيگا رسيده است1 کيلو به 85سرعت انتقال از سنت به کمتر از يک سنت به ازاي يک مگابايت150قيمت از

هارد ديسک و مکانيزم هاي آن

Information is recorded in a circular fashion in what are called tracks.

A cylinder is a vertical stack of tracks on multiple platters..

Tracks are divided into sectors. A cluster is the smallest unit that DOS uses to store

information )also called an Allocation Unit(.

Drive Geometry

Constant Angular Velocity (CAV)

A single data block

: فرمت کردنفيزيکي◦منطقي◦

پارتيشن بندي◦Fat 16 گيگابايت2 : حداکثر ◦Fat 32 ترابايت 2 : حداکثر ◦NTFSاندازه فضا و فضاي براي ذخيره سازي فايلها :

( امروزه اغلب 2.5 و 3.5صفحات هارد ديسک )صفحه هستند2اينچ هدهاي خواندن و نوشتن)مکانيزم حرکت )سرعت –عدم حساسيت به گرما- دقت در موقعيت – عدم لرزش

موتور پله اي – حرکت با مقدار ثابت - توقف در وسط گام ميسر نيست.- در چاپگر – فالپي و.... کاربرد دارد.◦حرکت حلقه صوتي: براي سرعتهاي باال و چگالي فشرده – بر اساس نيروي الکترومغناطيس کار مي کند. وجود فيدبک ◦

از محل هد)مکانيزم سروو )مجزا - مخفي – اختصاصيپارک اتومات هدها

فيلترهاي هواموتورهاي اسپيندل بوردهاي منطقي: براي کنترل موتور اسپيندل – سيستم حرکت هدها و خواندن و نوشتن و مديريت

اطالعات.کابلها و کانکتورها : کانکتور برق – کانکتور رابط اطالعات

اجزا و المانهاي هاردF دFيسک

1. Low level formatting )LLF(◦ This is the "true" formatting process for the disk.◦ It creates the physical structures )tracks, sectors, control

information( on the hard disk. ◦ Normally, this step begins with the hard disk platters

"clean", containing no information.2. Partitioning

◦ This process divides the disk into logical "pieces" that become different hard disk volumes )drive letters(.

◦ This is an operating system function.3. High level formatting )HLF(

◦ This final step is also an operating-system-level command. ◦ It defines the logical structures on the partition and places

at the start of the disk any necessary operating system files.

Disk Formating

Head crashevent that happens when the surface of the read/write head or particles on its surface come into contact with the surface of the hard-disk platter, causing the loss of some or all of the data on the disk

اجزا و المانهاي هاردF دFيسک

– قابليت اعتمادMTBF 800000 تا 300000 بين ساعت است.

SMARTدادن اخطار قبل از يروز بحران : بازدهي: زمان جستجوي اطالعات بر حسب ميلي و

زمان انتقال از يک سيلندر به سيلندر ديگر است. نرخ انتقال اطالعات

* دور در 512نرخ انتقال: )سکتور در هر ترک * ثانيه(60دقيقه (بخش بر )

زماني که به يک سکتور دست : Oزمان دسترسي متوسطپيدا کنيم و برابر نصف زمان چرخش ديسک است.

پارامترهاي هارد ديسک

Small Computer System Interfaceمستقل از مادربوردداشتن آداپتور ميزبانپشتيباني اسکازي از چند دستگاهسرعت انتقال باالقابليت پشتيباني از ابزارهاي مختلفاتصال ابزراهاي خارج از کيس

اينترفيس و ابزارهاي اسکازي

The primary disk used for mass storage is the hard disk drive.

Hard disks differ by technology, interface, speed, and capacity.

Most are capable of at least 5,000 revolutions per minute )RPM(.

The first PC hard disks ◦ a capacity of 10 megabytes ◦ $100 per MB

Modern hard disks ◦ 100 gigabytes ◦ Less than 1 cent per MB! ◦ improvement of 1,000,000% in just under 20 years, or

around 67% cumulative improvement per year.

Hard Disk Drives

HDD Evolution

Bits on disk - dark stripes are 0 bits and bright stripes are 1 bits

Seek, Latency, Transfer timespeed rotational

121latency average

speed rotational sectors ofnumber 1

21timetransfer

Removable hard drives◦ Hot swap

Disk Arrays◦ RAID )redundant array of inexpensive disk(

Mirrored array )fault-tolerant( Striped array

Alternative technologies

AT Attachment◦ a disk drive implementation that integrates the

controller on the disk drive itself. ATA and IDE are the same thing, with an interface

that is 16 bits wide to match the old AT bus. The specification calls for a single channel, shared

by two devices that are configured as master and slave.

ATA includes support for PIO modes 0, 1 and 2 ATA includes support for single word DMA modes 0, 1

and 2, and multiword DMA mode 0.

ATA

The only practical difference is that the PC will assign drive letters to the master drive before the slave drive, so that if you have a master and slave on the primary IDE channel and each has only one regular, primary partition, the master will be "C:" and the slave "D:". This means that the master drive )on the primary channel( is the one that is booted, and not the slave.

Master/Slave Designation

A newer version of the IDE mass storage device interface standard developed by Western Digital Corporation. ◦ It supports data rates of between 4 and 16.6 MBps,

about three to four times faster than the old IDE standard.

It can support mass storage devices of up to 8.4 gigabytes, whereas the old standard was limited to 528 MB. Because of its lower cost, enhanced EIDE has replaced SCSI in many areas.

EIDE is sometimes referred to as Fast ATA or Fast IDE, which is essentially the same standard, developed and promoted by Seagate Technologies. It is also sometimes called ATA-2.

Enhanced IDE (EIDE)

ATA-2: Supports faster PIO modes )3 and 4( and multiword DMA modes )1 and 2(. Also supports logical block addressing )LBA( and block transfers.

ATA-2 is marketed as Fast ATA and Enhanced IDE )EIDE(.

PIO Mode 3 11.1 MB/s PIO Mode 4 16.6 MB/s DMA Multiword 1 13.3 MB/s DMA Multiword 2 16.6 MB/s

ATA-2

The newest version of the AT Attachment )ATA( standard, which supports burst mode data transfer rates of 33.3 MBps.

To take advantage of these high speeds, your computer must also be equipped with Ultra DMA, a protocol that supports faster data transfer rates to and from hard disk drives.

UDMA is a more advanced technology which provides for even faster throughput, up to 33.3 MB/s in UDMA mode 2 and 66.7 MB/s in UDMA mode 4, twice to four times that of EIDE, for much lower prices than SCSI. Many new computers come with large UDMA drives and UDMA interfaces, and it's possible to add a UDMA interface card )such as the Promise Ultra33 or Ultra66( to an existing system to boost speed, even on older non-UDMA drives.

Ultra ATA

Logical Block Addressing A method used with SCSI and IDE disk drives to

translate the cylinder, head, and sector specifications of the drive into addresses that can be used by an enhanced BIOS.

LBA is used with drive's that are larger than 528 MB, and require an enhance BIOS that can handle LBA.

Logical Block Addressing )LBA( is used to allow DOS and Windows to use drives over 504MB.

LBA Addressing

Small Computer Systems Interface, a standard developed by the American National Standards Institute )ANSI(.

It specifies a universal, parallel, system-level interface for connecting up to eight devices )including the controller( on a single shared cable )called a SCSI bus(.

A SCSI device can install on any SCSI bus, whether on a Mac, PC, or any computer with a SCSI adapter.

SCSI

SCSI-1: Uses an 8-bit bus, and supports data rates of 4 MBps SCSI-2: Same as SCSI-1, but uses a 50-pin connector instead of a

25-pin connector, and supports multiple devices. This is what most people mean when they refer to plain SCSI.

Wide SCSI: Uses a wider cable )168 cable lines to 68 pins( to support 16-bit transfers.

Fast SCSI: Uses an 8-bit bus, but doubles the clock rate to support data rates of 10 MBps.

Fast Wide SCSI: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 20 MBps.

Ultra SCSI: Uses an 8-bit bus, and supports data rates of 20 MBps.

Current varieties of SCSI

SCSI-3: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 40 MBps. Also called Ultra Wide SCSI.

Ultra2 SCSI: Uses an 8-bit bus and supports data rates of 40 MBps.

Wide Ultra2 SCSI: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 80 MBps.

Ultra320 SCSI : maximum throughput of 320MB/s using 80 MHz bus signaling

Current varieties of SCSI(Cont.)

Remember that the SCSI specification allows devices other than a hard drive to be connected to the same cable, both internally and externally

The host adapter and every device must have a SCSI ID number between 0 and 7.

Usually, the host adapter is factory set at 7, the highest priority ID.

The cable must be terminated at both ends )the host adapter probably is self-terminating, and is commonly placed at one end. Make sure the termination is enabled. If the adapter is in the middle, you will need terminators at both ends.(

What’s important about SCSI

1. Low level formatting )LLF(◦ This is the "true" formatting process for the disk.◦ It creates the physical structures )tracks, sectors, control

information( on the hard disk. ◦ Normally, this step begins with the hard disk platters

"clean", containing no information.2. Partitioning

◦ This process divides the disk into logical "pieces" that become different hard disk volumes )drive letters(.

◦ This is an operating system function.3. High level formatting )HLF(

◦ This final step is also an operating-system-level command. ◦ It defines the logical structures on the partition and places

at the start of the disk any necessary operating system files.

Disk Formating

Redundant Arrays of Inexpensive Disks◦ use of multiple hard disk drives in an array that

behaves in most respects like a single large increased capacity, performance and reliability

◦ but they come with real costs.Nothing in life is free.◦

RAID

Constant linear velocity (CLV) for maximum capacity

Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology

SMART