¿Cómo almacena la memoria las cosas? Todavía no entiendo cómo la memoria almacena las cosas. Ahora no sé por qué.
Superficies, pistas y sectores
Una vez particionado el disco duro, se dividirá en lados, pistas y sectores. Cabe señalar que estos son sólo conceptos virtuales y en realidad no están en el disco duro. Hablemos primero de la superficie. Los discos duros generalmente constan de una o varias películas circulares. Como dijimos, cada membrana circular tiene dos "lados", los cuales se utilizan para almacenar datos. Según el número de caras, se denominan cara 0, cara 1, cara 2... Debido a que cada cara tiene un cabezal de lectura y escritura, también se la conoce comúnmente como cabezal 0 y cabezal 1. Dependiendo de la capacidad y las especificaciones del disco duro, la cantidad de discos duros (o cabezales) no es necesariamente la misma, oscilando entre 2 y docenas. Las orugas con el mismo número de oruga en cada lado se combinan en un cilindro (Figura 1). (Imagen)
Mencionamos el concepto de pista arriba. Entonces, ¿qué es exactamente una pista? Dado que el disco gira, los datos escritos continuamente se organizan en un círculo. A ese círculo lo llamamos órbita. (Figura 2) Si el cabezal de lectura y escritura se mueve una cierta distancia a lo largo del radio de la película circular, los datos escritos posteriormente se organizarán en otra pista. Dependiendo de las especificaciones del disco duro, el número de pistas varía de cientos a miles; una pista puede contener varios kilobytes de datos, pero el host a menudo no necesita leer y escribir tanto a la vez, por lo que la pista se divide. en varios segmentos, y cada segmento se llama sector. Un sector suele almacenar 512 bytes de datos. También es necesario numerar los sectores. Los sectores de una misma pista se llaman sector 1, sector 2...
Para mejorar la eficiencia, el ordenador lee y escribe el disco duro en unidades de sectores. Incluso si la computadora solo necesita un determinado byte almacenado en el disco duro, debe leer los 512 bytes del sector donde se encuentra el byte en la memoria a la vez y luego usar el byte requerido. Sin embargo, como mencionamos anteriormente, no hay rastros en el disco duro y no hay divisiones de pistas y sectores en la superficie. Aunque el cabezal magnético puede apuntar a una pista según el radio apropiado, ¿cómo encontrar el sector requerido en un círculo de sectores conectados de extremo a extremo? Resulta que cada sector no solo se compone de 512 bytes, sino que también consta de algunos datos específicos en los extremos frontal y posterior de estos datos a los que accede la computadora para formar una marca de límite de sector, que contiene información como números de sector. La computadora usa estas banderas para identificar sectores.
Estructura de datos del disco duro
Arriba, hablamos sobre los principios generales del almacenamiento de datos en el disco duro. Para tener una comprensión más profunda del disco duro, también debemos tener una comprensión simple de la estructura de datos del disco duro. Los datos del disco duro se pueden dividir aproximadamente en cinco partes según sus diferentes características y funciones: área MBR, área DBR, área FAT, área DIR y área de datos. Presentémoslos respectivamente:
1.Área MBR
MBR (Área de registro de arranque maestro). La pista 0, el cilindro 0 y el sector 1 se encuentran en todo el disco duro. Sin embargo, del total de 512 bytes del sector de arranque principal, el MBR sólo ocupa 446 bytes, y los otros 64 bytes se entregan a la DPT (tabla de particiones de disco) (ver tabla). Los dos últimos bytes "55, AA" son la marca de final de la partición. Todo esto constituye el sector de arranque maestro del disco duro. (Imagen)
El registro de arranque maestro contiene una serie de parámetros para el disco duro y un programa de arranque. La función principal del programa de inicio del disco duro es verificar si la tabla de particiones es correcta e iniciar el sistema operativo en la partición con el indicador de activación después de que el hardware del sistema complete la autoprueba y entregar el control al programa de inicio. MBR es generado por un programa de partición (como Fdisk.exe) y no depende de ningún sistema operativo. El programa de arranque del disco duro también se puede cambiar para lograr almacenamiento multisistema.
A continuación, utilizamos un ejemplo para brindarle una comprensión más intuitiva del registro de arranque maestro:
Ejemplo: 80 01 01 00b Fe BF FC 3f 00 000 007 e86bb 00
Aquí podemos ver que el "80" al frente es la marca de activación de una partición, lo que indica que el sistema se puede iniciar. "01 01 00" significa que el primer número al comienzo de la partición es 01; , el número de sector inicial es 01 y el número de cilindro inicial es 00; "0B" significa que el tipo de sistema de la partición es FAT32, y otros comunes son 04 (FAT16), 07 (NTFS) "FE BF FC"; significa que el primer número al final de la partición es 254, el número de sectores al final de la partición es 63 y el número de sectores al final de la partición es 63. El número final de cilindros es 764 "; 3F 00 00 00" indica que el número de sector relativo del primer sector es 63; "7E 86 BB 00" indica que el número total de sectores es 12289622.
2.Área DBR
DBR (registro de arranque de Dos) se refiere al área de registro de arranque del sistema operativo. Habitualmente situado en la pista 1, cilindro 1, sector 1 del disco duro, es el primer sector al que puede acceder directamente el sistema operativo. Incluye un programa de arranque y una tabla de registro de parámetros para esta partición llamada BPB (Bios Parameter Block). La tarea principal del programa de arranque es determinar si los dos primeros archivos de esta partición y directorio son los archivos de arranque del sistema operativo (tomando DOS como ejemplo, son Io.sys y Msdos.sys) cuando el MBR entrega control del sistema. Si existe, léelo en la memoria y dale control al archivo. El bloque de parámetros BPB registra parámetros importantes de la partición, como el sector inicial, el sector final, el formato de almacenamiento de archivos, el descriptor de medios del disco duro, el tamaño del directorio raíz, la cantidad de FAT, el tamaño de la unidad de asignación, etc. DBR se crea mediante programas de formateo avanzados (Format.com y otros programas).
3. Área de grasa
Detrás del DBR se encuentra el área familiar FAT (Tabla de asignación de archivos). Antes de explicar el concepto de tabla de asignación de archivos, hablemos del concepto de clúster. Cuando un archivo ocupa espacio en el disco, la unidad básica no son los bytes sino los clústeres. En términos generales, cada grupo de disquetes tiene 1 sector. El número de sectores en cada grupo de discos duros está relacionado con la capacidad total del disco duro, que puede ser 4, 8, 16, 32, 64...
El mismo archivo Los datos no necesariamente se almacenan completamente en un área continua del disco, sino que a menudo se dividen en varios segmentos y se almacenan como una cadena. Este método de almacenamiento se denomina almacenamiento en cadena de archivos. Debido a que la información de conexión entre segmentos (es decir, FAT) se almacena en el disco duro, el sistema operativo siempre puede encontrar la ubicación de cada segmento al leer un archivo y leerlo correctamente.
Para realizar el almacenamiento en cadena de archivos, es necesario registrar con precisión qué grupos del disco duro han estado ocupados por archivos y, al mismo tiempo, para cada grupo ocupado, el siguiente número de grupo para Se debe especificar el almacenamiento del contenido posterior. Para el último grupo de un archivo, es necesario indicar que no hay grupos sucesores en este grupo. Estos se guardan en la tabla FAT. Hay muchas entradas en la tabla y cada entrada registra información sobre un clúster. Debido a la importancia de FAT para la gestión de archivos, FAT tiene una copia de seguridad, es decir, se construye una FAT idéntica detrás de la FAT original. Todas las entradas en el FAT recién formado están marcadas como "desocupadas", pero si el disco está dañado localmente, el formateador detecta el clúster dañado y lo marca como "clúster defectuoso" en la entrada correspondiente. Por lo tanto, este clúster no se utilizará al guardar. archivos en el futuro. La cantidad de elementos FAT es equivalente a la cantidad total de clústeres en el disco duro, y la cantidad de bytes ocupados por cada elemento también debe ser consistente con la cantidad total de clústeres, porque el número de clúster debe almacenarse. FAT viene en muchos formatos, los más comunes son FAT16 y FAT32.
4. Condado de Deer
DIR (directorio) es el área del directorio raíz, seguida de la segunda tabla FAT (es decir, la tabla FAT de respaldo), que registra cada elemento en el directorio raíz. La unidad inicial del archivo (directorio), los atributos del archivo, etc. Al localizar la ubicación del archivo, el sistema operativo puede conocer la ubicación y el tamaño específicos del archivo en el disco duro según la unidad de inicio en el DIR y la tabla FAT.
5. Área de datos
El área de datos es el lugar real de almacenamiento de datos. Se encuentra después del área DIR y ocupa la mayor parte del espacio de datos en el disco duro.
Sistema de archivos de disco
A menudo escucho a expertos hablar de términos como FAT16, FAT32 y NTFS. Es posible que los amigos sepan vagamente que esto se refiere al sistema de archivos.
Pero, ¿qué significan tantos sistemas de archivos? Hoy aprendamos juntos:
1. ¿Qué es un sistema de archivos?
El llamado sistema de archivos es la estructura que organiza, almacena y nombra los archivos en el sistema operativo. La diferencia entre un disco o partición y el sistema de archivos que contiene es importante. La mayoría de las aplicaciones se ejecutan en sistemas de archivos y no pueden funcionar en sistemas de archivos diferentes.
2. Serie de sistemas de archivos
Hay muchos sistemas de archivos de uso común. MS-DOS y Windows 3.x usan el sistema de archivos FAT16 y Windows 98 también usa FAT16 de forma predeterminada. Windows 98 y Me pueden admitir sistemas de archivos FAT16 y FAT32. Windows NT admite FAT16 y NTFS, Windows 2000 puede admitir FAT16, FAT32 y NTFS, y Linux puede admitir muchos sistemas de archivos, como FAT16, FAT32, NTFS, Minix, ext, ext2, xiafs, HPFS y VFAT. A continuación, el autor presenta brevemente la situación relevante de estos sistemas de archivos:
(1) FAT16
El nombre completo de FAT es "Tabla de asignación de archivos", que se utilizó por primera vez en MS-DOS. en 1982 Año. La principal ventaja del sistema de archivos FAT es que permite el acceso desde múltiples sistemas operativos, como MS-DOS, Windows 3.x, Windows 9x, Windows NT, OS/2, etc. Este sistema de archivos sigue las reglas de nomenclatura de 8.3 (es decir, el nombre del archivo puede tener hasta 8 caracteres y la extensión puede tener 3 caracteres).
(2)VFAT
VFAT significa "Sistema de tabla de asignación de archivos extendido" y se utiliza principalmente en Windows 95. Amplía el sistema de archivos FAT16 y admite nombres de archivos largos de hasta 255 caracteres. VFAT aún conserva la extensión y admite atributos de fecha y hora del archivo, y mantiene tres fechas/horas para cada archivo: la fecha/hora en que se creó el archivo, la fecha/hora en que se modificó por última vez el archivo y la fecha/hora en que se creó el archivo. abierto por última vez.
(3)FAT32
FAT32 se utiliza principalmente en sistemas Windows 98, lo que puede mejorar el rendimiento del disco y aumentar el espacio disponible en el disco. Debido a que el tamaño de un clúster es mucho más pequeño que FAT16, se puede ahorrar espacio en disco. Admite tamaños de partición superiores a 2G. Los amigos pueden ver en la tabla adjunta que FAT16 es diferente de FAT32.
⑷HPFS
Sistema de archivos de alto rendimiento. El sistema de archivos de alto rendimiento (HPFS) de OS/2 supera principalmente las deficiencias del sistema de archivos FAT que no es adecuado para sistemas operativos de alta gama. HPFS admite nombres de archivos largos y tiene capacidades de corrección de errores más potentes que el sistema de archivos FAT. Windows NT también admite HPFS, lo que facilita la transición de OS/2 a Windows NT. HPFS y NTFS comparten muchas características, incluidos nombres de archivos largos, pero su confiabilidad es pobre.
(5) Barreras no arancelarias
NTFS es un sistema de archivos avanzado dedicado al sistema operativo Windows NT/2000. Admite la recuperación de fallas del sistema de archivos y es especialmente adecuado para almacenamiento de gran tamaño. nombre de medios y archivos largos. La principal debilidad de NTFS es que sólo es reconocido por Windows NT/2000. Aunque puede leer archivos en el sistema de archivos FAT y el sistema de archivos HPFS, el sistema de archivos FAT y el sistema de archivos HPFS no pueden acceder a sus archivos, por lo que la compatibilidad es más problemática.
ext2
Este es el sistema de archivos más utilizado en Linux porque está especialmente diseñado para Linux, es el más rápido y consume menos CPU. Ext2 se puede utilizar tanto con dispositivos de bloque estándar (como discos duros) como con dispositivos de almacenamiento extraíbles (como disquetes). Ahora existe una nueva generación de sistemas de archivos Linux, como los sistemas de archivos XFS, ReiserFS y ext3 de SGI.
Resumen: Aunque el autor presentó seis sistemas de archivos arriba, FAT16/32 y NTFS son los dominantes, y FAT32 es el más utilizado. Simplemente haga clic derecho en las propiedades de una unidad en Mi PC y podrá ver el sistema de archivos utilizado en las opciones generales (en la imagen).
Identifique claramente el número del disco duro
Las marcas actuales de discos duros en el mercado de la electrónica no son más que "marcas consagradas" como IBM, Quantum, Seagate y Maxtor. Los números en estos modelos de disco duro son vertiginosamente diferentes. De hecho, ¿estos números tienen ciertos patrones, lo que indica algún tipo de especificidad? significado. En términos generales, ¿puede conocer los indicadores de rendimiento del disco duro a partir del número de serie del disco duro, incluida la interfaz? Tipo, velocidad, capacidad, etc. Como amigo del bricolaje, sólo dominando realmente la correcta identificación del número del disco duro será mucho más cómodo comprar un disco duro (para evitar ser "hackeado"), al menos a la persona que lo vende no se le dirá de qué se trata. . Aquí hay algunos ejemplos para su referencia.
1. International Business Machines Corporation
IBM es un gigante en la industria del disco duro y sus productos cubren casi todos los campos del disco duro. E IBM fue el iniciador de la guerra de precios y capacidad de los discos duros el año pasado. Gracias a IBM, hoy tenemos acceso a discos duros baratos y de alta capacidad.
Cada producto IBM se divide en varias series y el método de denominación es: nombre del producto + código de serie + tipo de interfaz + tamaño del disco + velocidad + capacidad. Tomemos como ejemplo el disco duro de 13,5 GB del Deskstar 22GXP. El modelo de disco duro es: DJNA-371350, la letra D representa el producto Deskstar, JN representa las series Deskstar25GP y 22GP, A representa la interfaz ATA, 3 representa el disco de 3 pulgadas, 7 representa el producto de 7200 rpm y el último cuatro dígitos son 65438+ capacidad del disco duro. Los números de serie de IBM (IDE) tienen los siguientes significados:
TT=Deskstar 16GP o 14GXP JN=Deskstar 25GP o 22GXP RV=Ultrastar 18LZX o 36ZX.
El significado del tipo de interfaz es el siguiente: a = ATA.
s y u = ultra SCSI, Ultra SCSI Wide, Ultra SCSI SCA, SCSI mejorado,
SCSI extendido mejorado (SCA)
C = cadena de almacenamiento en fila arquitectura sistema de almacenamiento continuo SCSI L= = Fibre Channel SCSI
2. Maxtor (Maxtor)
Maxtor es una subsidiaria independiente de American Modern Electronics Company. En el pasado, sus productos también cubrían tanto IDE como SCSI, pero debido a la falta de competitividad de los productos SCSI, finalmente abandonó este mercado de alta gama y se centró en los discos duros IDE. Por tanto, Maxtor debería ser el fabricante de discos duros más exclusivo en la actualidad.
La regla de numeración de los discos duros de MAXTOR es la siguiente: primer lugar + capacidad + tipo de interfaz + número de cabezales, ¿MAXTOR? A partir de la cuarta generación de diamantes, su primer número es el 9, que continúa hasta el día de hoy, por lo que el primer número de discos duros Maxtor que puedes ver hoy en el mercado electrónico es básicamente el 9. Además, existe un concepto del número de cabezales magnéticos en el número MAXTOR. Debido a que el disco duro MAXTOR es el iniciador de cada almacenamiento en disco, cada almacenamiento en disco debe reflejarse en el número de cabezales magnéticos en su modelo de disco duro. Capacidad de almacenamiento de cada disco = 2 * capacidad total del disco duro / número de cabezales.
Tomemos ahora como ejemplo el disco duro de 10,2 GB del Diamond Max Plus 6800: ¿Este disco duro? El número de modelo es 91024U3, 9 es el primero, 1024 es la capacidad, U es el tipo de interfaz UDMA66, 3 significa que el disco duro tiene tres cabezales, lo que indica que hay datos en un lado del disco. La capacidad de almacenamiento de cada disco es 2*10.2/3=6.8GB El significado de las letras del tipo de interfaz del disco duro MAXTOR es el siguiente:
A = modo Pio d = modo udma33 u = udma66. modo.
En tercer lugar, Seagate (SEAGATE)
Seagate Technology es la unidad de disco más grande del mundo, ¿magnética? Fabricante de discos magnéticos y cabezales de lectura y escritura, la empresa ha sido un importante proveedor de discos duros para IBM, Compaq, Sony y otras industrias. Seagate también ostenta el récord del primer disco duro de 10.000 rpm de la industria (Jaguar Cheetah Series SCSI) y el récord de mayor capacidad (Jaguar III 73 GB), lo que demuestra la fortaleza de la empresa. ¿Pero qué? Debido a que Seagate siempre se ha centrado en aplicaciones de alta gama (como los discos duros SCSI) y no presta especial atención al desarrollo de productos domésticos de gama baja, ¿no es tan bueno como los proveedores de discos duros como Quantum a los ojos del bricolaje? dueños? . Afortunadamente, Seagate se dio cuenta de este problema a tiempo y la serie Barracuda lanzada al mercado no hace mucho acabó con los discos duros de Seagate.
En el pasado, podía funcionar de manera estable incluso si el almacenamiento en disco, la velocidad, el ruido y el FSB eran anormales. Desventajas en términos de calidad y rendimiento general.
Los nombres de producto de la serie de discos duros Seagate, desde la gama baja hasta la gama alta, son serie U4, serie Medalist, serie U8, serie Medalist Pro y serie Barracuda. Entre ellos, las series Medalist Pro y Barracuda son productos de 7200 rpm y las demás son productos de 5400 rpm. Todos los números de modelo de los discos duros comienzan con ST. Tomemos como ejemplo el disco duro Barracuda de 10,2 GB. El número de modelo del disco duro es: ST310220A. El primer número después de ST representa el tamaño del disco duro. 3 significa que el disco duro utiliza un disco de 3 pulgadas. Básicamente ya no existen discos duros con otras especificaciones, ¿crees? El número de dígitos en la mayoría de los discos duros no es 3. El 1022 después del 3 significa que la capacidad del disco duro después del formateo es de 10,22 GB y el último dígito 0 significa un producto de 7200 rpm. Esto no debe confundirse con el producto básico anterior de Seagate, el Medalist ST38420A. La mayor parte de la serie Seagate Medalist Pro comienza con productos que terminan en unidades de 7200 rpm, y otros números (incluidos 1 y 2) comienzan con productos que terminan en. 5400 rpm. La letra al final del número de modelo es el tipo de interfaz del disco duro. Las letras del tipo de interfaz del disco duro Seagate tienen los siguientes significados:
A=ATA UDMA33 o UDMA66 IDE interface AG es un disco duro con interfaz ATA dedicado para computadoras portátiles.
w es SCSI ultraancho,
su velocidad de transferencia de datos es de 40 MB por segundo, n es SCSI ultraestrecho y su velocidad de transferencia de datos es de 20 MB por segundo.
FC (Fibre Channel) en ST34501W/FC y ST19101N/FC significa Fibre Channel, que puede proporcionar velocidades de transferencia de datos de hasta 100 MB por segundo y admite conexión en caliente.
La historia del desarrollo de los discos duros y los estándares de interfaz
En primer lugar, la historia de los discos duros
Hablando de la historia de los discos duros, no podemos dejar de Mencionar el papel desempeñado por el gigante azul IBM, que inventó el disco duro y realizó una serie de importantes aportaciones a su desarrollo. Antes de la invención de los sistemas de disco, las computadoras utilizaban cintas de papel perforadas y cintas magnéticas para almacenar programas y datos. Estos métodos de almacenamiento no solo tienen baja capacidad y velocidad, sino que también tienen un gran defecto: todos se almacenan secuencialmente. Para leer los datos posteriores, debe comenzar desde cero, por lo que no se puede lograr el acceso aleatorio a los datos.
En septiembre de 1956, IBM mostró al mundo el primer disco duro comercial, el IBM 350 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). La capacidad total de este sistema es de sólo 5MB, pero es un gigante compuesto por 50 discos con un diámetro de 24 pulgadas. En 1968, IBM propuso por primera vez la tecnología "Winchester". La esencia de la tecnología "Winchester" es: "Utilizando un disco plateado giratorio fijo, sellado y de alta velocidad, el cabezal magnético se mueve a lo largo de la dirección radial del disco y el cabezal magnético se suspende sobre el disco giratorio de alta velocidad sin contacto directo". contacto con el disco." , este es el prototipo del disco duro moderno. En 1973, IBM fabricó el primer disco duro utilizando tecnología Winchester y el desarrollo de la tecnología de discos duros tuvo una base estructural correcta. En 1979, IBM inventó el cabezal magnético de película delgada, que hizo posible reducir aún más el tamaño de los discos duros, aumentar la capacidad y aumentar las velocidades de lectura y escritura. Los finales de los años 1970 y principios de los 1980 fueron el período incipiente de las microcomputadoras. Durante este período, nacieron muchos fabricantes de discos duros famosos, incluidos Seagate, Quantum y Maxtor. En 1979, dos empleados de IBM, Alan Shugart y Fenice Connor, decidieron desarrollar un disco duro del tamaño de una disquetera de 5,25 pulgadas. Después de que dejaron IBM, se fundó Seagate. Al año siguiente, Seagate lanzó el primer disco duro apto para microcomputadoras, con una capacidad de 5 MB y un tamaño similar a una disquetera.
Las características de los sistemas de disco duro antes de la era de las PC eran gran tamaño, pequeña capacidad, baja velocidad y alto precio. Debido a que el alcance de aplicación de las computadoras en ese momento era demasiado pequeño, la relación entre tecnología y mercado. Se restringieron entre sí, limitando toda la industria informática, incluido el desarrollo de la industria del almacenamiento. A finales de la década de 1980, IBM hizo otra gran contribución al desarrollo de los discos duros, que fue la invención del cabezal magnético MR (magnetorresistivo), que es bastante sensible a los cambios de señal al leer datos, lo que hace que la densidad de almacenamiento del disco sea comparable a Los 20 MB por pulgada anteriores han aumentado decenas de veces.
En 1991, el disco duro de 3,5 pulgadas producido por IBM utilizó cabezales MR, lo que hizo que la capacidad del disco duro alcanzara 1 GB por primera vez y la capacidad del disco duro comenzó a entrar en la era del GB. El 7 de septiembre de 1999, Maxtor Company anunció el primer disco duro ATA con una altura de almacenamiento de 10,2 GB por disco, introduciendo así un nuevo hito en la capacidad del disco duro.
En segundo lugar, el desarrollo de estándares de interfaz
(1) El origen de IDE y EIDE
La primera PC IBM no tenía disco duro y su Operaciones de BIOS y DOS 1.0 El sistema tampoco admite ningún disco duro, porque la memoria del sistema es de sólo 16 KB, e incluso las unidades de disquete y DOS son opcionales. Más tarde, DOS 2 introdujo un sistema de subdirectorios y agregó soporte para dispositivos de almacenamiento de "gran capacidad", por lo que algunas empresas comenzaron a vender sistemas de disco duro para PC IBM. Las unidades están empaquetadas en una caja externa junto con una tarjeta de control y una fuente de alimentación independiente, y están conectadas mediante un cable a un adaptador que se conecta a una ranura de expansión. Para utilizar un disco duro de este tipo, es necesario arrancar desde la unidad de disquete y cargar un controlador de dispositivo especial.
En 1983, IBM lanzó PC/XT. Aunque XT todavía usa CPU 8088, su configuración es mucho mayor. IBM tiene un disco duro incorporado de 10 MB e integra las funciones de la tarjeta de control en una tarjeta de control de interfaz, formando lo que a menudo llamamos un controlador de disco duro. Hay un chip ROM en su tarjeta de control de interfaz, que almacena programas de lectura y escritura en el disco duro. No fue hasta la introducción de PC/AT basado en el procesador 80286 que el programa de control de interfaz del disco duro se agregó al BIOS de la placa base.
El disco duro utilizado en las máquinas PC/XT y PC/AT se llama disco duro MFM o disco duro ST-506/412. MFM (modulación de frecuencia modificada) se refiere a un esquema de codificación y ST-506/412 es una interfaz de disco duro desarrollada por Seagate. La interfaz ST-506 no requiere cables ni conectores especiales, pero los requiere.
En 1983, Maxtor desarrolló la interfaz ESD (Enhanced Small Driver Interface). Esta interfaz coloca el códec en el propio disco duro y la velocidad de transmisión teórica es de 2 a 4 veces mayor que la del ST-506. Sin embargo, debido al alto costo, fue eliminado gradualmente después de la década de 1990.
IDE (Integrated Drive Electronics) en realidad se refiere a un disco duro que integra el controlador y el cuerpo del disco, lo que reduce la cantidad y la longitud de los cables en la interfaz del disco duro y mejora la confiabilidad de la transmisión de datos. discos duros más fáciles de fabricar y más fáciles de instalar para los usuarios. La interfaz IDE también se denomina interfaz ATA (Advanced Technology Attachment).
La interfaz ATA fue desarrollada originalmente en 1986 por CDC, Compaq y Western Digital. Decidieron utilizar un cable de 40 núcleos. El primer disco duro IDE tenía un tamaño de 5 pulgadas y una capacidad de 40 MB. Desde finales de la década de 1980, la interfaz ATA ha ido reemplazando gradualmente a otras interfaces más antiguas.
A finales de la década de 1980, IBM inventó el cabezal MR (magnetor-resistivo), que es muy sensible a los cambios de señal al leer datos, lo que hace que la densidad de almacenamiento del disco sea decenas de veces superior a los 20 MB/in2 anteriores. . veces o cientos de veces. En 1991, el disco duro de 3,5 pulgadas 0663-E12 producido por IBM utilizaba cabezales MR y la capacidad alcanzó 1 GB por primera vez. Desde entonces, la capacidad de los discos duros ha alcanzado el nivel de GB. Hasta el día de hoy, la mayoría de los discos duros todavía utilizan cabezales MR.
Cuando se habla de discos duros, la gente suele hablar del modo PIO y del modo DMA. ¿Cuáles son? Actualmente, existen dos formas de intercambiar datos entre el disco duro y el host. Un método consiste en leer y escribir datos a través de la CPU ejecutando instrucciones del puerto de E/S. Además, uno es el modo DMA sin CPU.
El modo PIO es el modo de programación de entrada/salida. Este modo utiliza instrucciones del puerto de E/S de la PC para transferir todos los comandos, estados y datos. Debido a que hay varios buffers en la unidad, las instrucciones de manipulación de cadenas de E/S generalmente se usan para leer y escribir desde el disco duro. Este tipo de instrucción puede completar múltiples operaciones de E/S con una sola búsqueda de instrucción, por lo que es posible lograr altas velocidades de transferencia de datos.
DMA es acceso directo a memoria. Esto significa que los datos se transfieren directamente entre el disco duro y la memoria sin pasar por la CPU. En sistemas operativos multitarea, como OS/2, Linux, Windows NT, etc.
, cuando el disco transfiere datos, la CPU se puede liberar para hacer otras cosas, mientras que en DOS/Windows3. x, la CPU tiene que esperar a que se complete la transferencia de datos, por lo que en este caso, el modo DMA tiene poca importancia.
Hay dos tipos de modos DMA: DMA de terceros y DMA propio (o DMA controlado por bus). DMA de terceros obtiene el bus y transfiere datos mediante arbitraje con el controlador DMA en la placa base del sistema. El DMA de origen se completa completamente mediante el circuito lógico en la tarjeta de interfaz, lo que por supuesto aumenta la complejidad y el costo de la interfaz maestra del bus. Todos los conjuntos de chips más nuevos ahora admiten bus maestro DMA.
(2)Interfaz SCSI
La interfaz del sistema informático pequeño es una interfaz completamente diferente de ATA. No está diseñado específicamente para discos duros, sino que es una interfaz de sistema de tipo bus. Cada bus SCSI puede conectar ocho dispositivos SCSI, incluidas tarjetas de control SCSI. La ventaja de SCSI es que admite una variedad de dispositivos y la velocidad de transmisión es mucho más rápida que la interfaz ATA, pero el precio también es alto y el bus independiente hace que ocupe menos CPU. El primer SCSI fue desarrollado en 1979 por la American Shugart Company (predecesora de Seagate). A principios de la década de 1990, SCSI se desarrolló a SCSI-2, SCSI-3, comúnmente conocido como Ultra SCSI, se lanzó en 1995 y Ultra 2 SCSI (FAST-40) se lanzó en 1997. Al adoptar el método de transmisión LVD (diferencial de bajo voltaje), la interfaz Ultra2SCSI (LVD) de 16 bits tiene una velocidad de transmisión máxima de hasta 80 MB/S, y el cable de interfaz más largo permitido es de 12 m, lo que aumenta en gran medida la flexibilidad del equipo. En 1998, se anunció oficialmente la especificación Ultra160/m SCSI (FAST-80 en Wide) con una velocidad de transferencia de datos más alta. Su velocidad máxima de transferencia de datos es 160 MB/s. Productos como Atlas10K y Atlas IV lanzados por Quantum admiten ultra. 160 de Ultra3 SCSI/m de transferencia.
El rendimiento de transmisión del disco duro SCSI es excelente. Sin embargo, la mayoría de las placas base no tienen interfaces SCSI integradas, por lo que deberá instalar la tarjeta SCSI correspondiente para conectar el disco duro SCSI. Actualmente existen tres estándares oficiales para tarjetas SCSI, a saber, SCSI-1, SCSI-2 y SCSI-3, así como algunas versiones intermedias. Para obtener el mejor rendimiento del disco duro SCSI, es necesario asegurarse de que la tarjeta SCSI y el disco duro SCSI tengan la misma versión (los discos duros SCSI y las tarjetas SCSI de nueva producción actualmente son compatibles con versiones posteriores y las versiones no lo son). necesariamente el mismo).
(3)IEEE 1394: IEEE 1394, también conocido como FireWire o P1394, es un bus serie de alta velocidad. El estándar IEEE 1394 existente admite velocidades de transmisión de 100 Mbps, 200 Mbps y 400 Mbps. En el futuro, alcanzará los 800 Mbps, 1600 Mbps, 3200 Mbps o incluso más. Esta alta velocidad hace posible su uso como interfaz para dispositivos de almacenamiento masivo como discos duros, DVD y CD-ROM. Se espera que IEEE1394 reemplace el bus SCSI y la interfaz IDE existentes en el futuro. Sin embargo, debido al alto costo y la tecnología inmadura, todavía hay muy pocos productos que utilizan la interfaz IEEE1394, y aún menos discos duros.