Устройство и ремонт персонального компьютера (стр. 54 )

В завершение инициализации выполняется тестиpование позиционеpа путем перебора заданной последовательности дорожек если оно проходит успешно, пpоцессоp выставляет на интеpфейс признак готовности и пеpеходит в pежим работы по интерфейсу.

Во вpемя работы постоянно работает система слежения за положением головки на диске: из непpеpывно считываемого сигнала выделяется сигнал рассогласования, котоpый подается в схему обpатной связи, упpавляющую током обмотки позиционеpа. В pезультате отклонения головки от центра доpожки в обмотке возникает сигнал, стремящийся вернуть ее на место.

Пpи отключении питания пpоцессоp, используя энергию, оставшуюся в конденсаторах платы, выдает команду на установку позиционеpа в парковочное положение, которая успевает выполниться до снижения скорости вpащения ниже критической. В некоторых винчестерах для автоматического возврата служит помещенное между дисками коpомысло, постоянно испытывающее давление воздуха. Пpи отключении системы слежения противодействие исчезает и коpомысло толкает позиционеp в парковочное положение, где тот фиксируется защелкой. Движению головок в стоpону шпинделя способствует также центростремительная сила, возникающая из за вpащения дисков.

9.2.9. Ограничение емкости накопителей на уровне 504 Мбайт в классическом IDE-интерфейсе.

Предел в 504 Мбайт (528 Мб в десятичных единицах), являющейся, возможно, наиболее существенным ограничением в рамках традиционной IDE-архитектуры, возник из за несогласованности действий разработчиков BIOS и создателей архитектуры контроллера накопителей WD1003. Чтобы уяснить суть этого ограничения, необходимо понять, как осуществляется адресация данных в IDE - накопителях. Классической схемой адресации является схема CHS (Cylinder, Head, Sector— цилиндр, головка, сектор). Проще говоря, необходимо ввести в регистры контроллера WD1003 необходимые вам номер цилиндра, номер головки и номер сектора, а затем через программное прерывание INT13 вызвать из BIOS процедуру, перемещающую головки накопителя на заданный сектор для считывания или записи информации.

В теории все выглядит прекрасно, но на практике возникает проблема. Дело в том, что предельные значения количества цилиндров, головок и секторов в BIOS и в контроллере WD1003 разные. В BIOS определены следующие максимальные значения: 1024 цилиндров, 256 головок и 63 сектора на дорожку. Если перемножить все эти числа, а результат затем умножить на 512 (количество байт в секторе), то получается, что теоретический предел ограничения емкости накопителя на уровне BIOS составит 8 455 716 864байт (примерно 7,88 Гбайт или 8,4 Гб в десятичных единицах). Контроллер WD1003 может работать с 65536 цилиндрами, 16 головками и 256 секторами на дорожке, т. е. теоретическая емкость накопителя составляет 128Гбайт (137 Гб).

Проблема заключается в том, что каждый из параметров накопителя ограничивается на минимальном уровне. Так, максимально доступное количество цилиндров оказывается равным 1024, максимальное количество головок — 16, а максимальное количество секторов — 63. Если перемножить эти три числа, а результат умножить на 512, то получим величину 504Мбайт (528Мб). Если бы разработчики BIOS и контроллера WD1003 заранее договорились о единых предельных значениях параметров накопителей, то проблема была бы устранена, даже не возникнув, и предел емкости IDE-накопителей изначально оказался бы равным 128Гбайт. Но реальность, увы, такова, что доступное дисковое пространство стандартных IDE-накопителей в сочетании со старыми версиями BIOS составляет всего лишь 504Мбайт.

Из приведенных расчетов становится ясно, почему к IDE - интерфейсу можно без проблем подключать накопители емкостью до 504Мбайт — и не более. Конечно, существуют методы преодоления этого ограничения. Поскольку BIOS по своей сути является программным обеспечением, наиболее простой и экономичный способ преодоления барьера состоит в расширении возможностей процедур INT13, за счет запуска специализированного драйвера в момент загрузки компьютера. Доработка процедур, вызываемых через прерывание INT13, позволяет работать с накопителями, емкость которых превышает 7,88Гбайт. Наиболее популярными драйверами такого типа являются Drive Rocket и Disk Manager фирмы Ontrack, которые позволяют персональному компьютеру обращаться ко всему дисковому пространству больших IDE-накопителей, а не только к первым 504Мбайт.

Для интерфейсов EIDE и UDMA допускается работа с оверлейными (обеспечивающими адресацию дискового пространства свыше 504 Мбайт) драйверами, причем драйвер Disk Manager (или подобные ему) часто входят в комплект поставки современных жестких дисков большой емкости. Однако есть несколько причин, по которым нежелательно использовать такие оверлейные драйверы. Во первых, они обычно занимают часть очень ценной области оперативной памяти в пределах первых 640Кбайт, поскольку далеко не во всех системах для них находится свободное место в верхней памяти (UMA — Upper Memory Area). Во вторых, старые оверлейные драйверы не всегда хорошо работают с операционными системами Windows, что приводит к традиционным проблемам совместимости жестких дисков большой емкости с Windows. В третьих, оверлейные драйверы могут конфликтовать с загруженными в память драйверами других устройств и резидентными программами.

В конечном счете, наиболее предпочтительным способом введения поддержки накопителей большой емкости в интерфейсах EIDE и U DMA является модернизация BIOS до версии с усовершенствованными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13. Фирмы AMI и Micro Firmware первыми начали выпускать системные BIOS, совместимые с EIDE, однако впоследствии поддержка стандарта EIDE стала неотъемлемым свойством всех BIOS и контроллеров накопителей. В настоящее время общепринятой нормой стала поддержка режима UDMA/66/100/133 при соблюдении обратной совместимости с EIDE и IDE. Хотя замена BIOS — операция более сложная, чем установка драйвера, в большинстве случаев она себя полностью оправдывает (экономится память и обеспечивается лучшая совместимость с операционными системами). Разумной альтернативой модернизации системной BIOS может стать замена контроллера накопителей, т. е. установка нового адаптера с собственной встроенной BIOS и модернизированными процедурами, вызываемыми через прерывание INT13.

9.3. Общие представления о форматировании дисков

Любой накопитель можно представить в виде большой картотеки. Если жесткий диск только что установлен, то “картотека” пуста,— в ней нет ни разделов, ни папок, ни указателей — одним словом, ничего, что необходимо для упорядочения информации. Для того чтобы сделать накопитель пригодным для использования, его нужно отформатировать и разбить на разделы. Процесс форматирования, в свою очередь, состоит из трех этапов: форматирования низкого уровня, логического разбиения (на разделы) и форматирования высокого уровня. Чтобы диск был работоспособен, ни один из этих этапов не может быть пропущен.

9.3.1. Форматирование низкого уровня

Форматирование низкого уровня является, пожалуй, наиболее ответственным этапом подготовки жесткого диска к работе, и от качества его выполнения зависит стабильность и надежность работы накопителя. При проведении этой операции записываются заголовки (headers) и окончания (trailers) секторов, секторы заполняются фиктивными данными, а также формируются межсекторные и междорожечные промежутки. Нетрудно понять, что при форматировании низкого уровня закладывается фундамент организационной структуры жесткого диска. Вся вышеперечисленная информация записывается на носители один единственный раз, поэтому по мере старения и износа диска часть данных в заголовках секторов неизбежно повреждается. Когда это происходит, дефектные секторы становятся нечитаемыми. Дополнительные возможности, реализованные в современных накопителях — преобразование параметров, компенсация дефектов и зонная запись значительно усложняют процедуру низкоуровневого форматирования.

Проблема усугубляется еще и тем, что низкоуровневое форматирование — это процедура аппаратного уровня, параметры которой зависят от конкретной модели накопителя. Поэтому практически все фирмы производители проводят такое форматирование в заводских условиях. Обслуживающему персоналу и пользователям персональных компьютеров соответствующие специфические программы практически недоступны. Если вы выясните, что без форматирования низкого уровня IDE или SCSI накопителя вам не обойтись, то обратитесь в первую очередь к его производителю и постарайтесь получить от него соответствующую программу, написанную для конкретной модели накопителя. Даже в лучших профессиональных программах, — например, Drive Pro — есть строгое предупреждение о том, что проводить с их помощью низкоуровневое форматирование IDE/EIDE накопителей можно только в самом крайнем случае. Если все-таки, попытаться выполнить форматирование низкого уровня с помощью команды DOS DEBUG или какой либо прикладной программы, то можно получить один из следующих результатов.

·  Накопитель проигнорирует попытку форматирования.

·  Программа форматирования будет выполнена, но будут затерты только данные (попытка перезаписать заголовки секторов закончится неудачей).

·  Программа форматирования будет выполнена, однако при этом заголовки секторов будут просто стерты, и не исключено, что окажутся поврежденными серво-коды. В любом случае накопитель окажется полностью неработоспособным. Накопитель будет корректно отформатирован на низком уровне — что крайне маловероятно.

·  В процессе низкоуровневого форматирования все данные на диске уничтожаются. Перед любой попыткой провести эту процедуру выполните резервное копирование возможно большей части диска. Не рекомендуется форматировать накопитель, не имея соответствующей программы от фирмы-производителя. Различные вспомогательные программы можно использовать только в абсолютно безвыходных ситуациях.

·  Вообще говоря, предпринимать попытку отформатировать жесткий диск на низком уровне следует лишь в трех случаях.