Стандартные форматы НГМД MS DOS

16.

Таблица 6.

Рис. 16. Функциональная структура диска

13.

12.

10.

9.

Внешние запоминающие устройства (ЗУ) на гибких магнитных дисках

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ)

В качестве внешней памяти ПЭВМ используются накопители на магнитных дисках (НМД), накопители на магнитных лентах (НМЛ), или стримеры, и оптические ЗУ.

НМД бывают двух типов: НГМД – на гибком магнитном диске (с носителем-дискетой) и НМД – на жестком магнитном диске (типа «Винчестер»).

НМД имеют значительно больший объем внешней памяти и высокое (почти на порядок) быстродействие, чем НГМД. Но НГМД имеет съемные магнитные носители – дискеты (компактные, на которых легче организовать архивное хранение данных и программ).

НМЛ обычно бывают кассетного типа и используют либо компакт-кассеты для бытовых магнитофонов (емкость 1 кассеты от 500 Кбайт до 1,5 Мбайт), либо видеокассеты (для стриммеров) с многодорожечной записью. Емкость их измеряется в гигабайтах.

ВЗУ связываются с МП через системную магистраль при помощи устройства управления (контроллер).

Контроллер необходим для двух целей:

· управления ВЗУ;

· связи с МП и ОП.

НМД и оптические ЗУ представляют собой устройства с циклическим доступом к информации. НМЛ представляют собой устройства с последовательным доступом.

Время доступа к информации в ВЗУ намного превосходит время обращения к ОП. ВЗУ являются относительно медленными устройствами электро-механического типа.

Наибольшее распространение в последнее время получили дискеты диаметром 3,5”. Такая дискета представляет собой пластмассовый корпус с металлической задвижкой, предохраняющей поверхность дискеты от повреждения.

Во время установки дискеты в дисковод металлический кожух, закрывающий поверхность дискеты, сдвигается, а центр дискеты зажимается в шпинделе основного двигателя, с помощью которого дискета получает вращение. Магнитные головки соприкасаются с поверхностью дискеты. Шаговый двигатель перемещает головки от наружной кромки дискеты к центру, и обратно, устанавливая их на требуемую дорожку. Основной двигатель перемещает дорожку относительно головки, благодаря чему к головке подводятся разные части диска. Согласованная работа шагового и основного двигателей позволяет произвести запись/чтение любой наперед заданной зоны дискеты.

В зависимости от емкости дискеты, на пластмассовом корпусе имеется различное количество отверстий (рис. 15).

11. Рис. 15. Внешний вид дискеты диаметром 3”

Защитная металлическая

пластина

Окно для магнитных

головок

Место для этикетки

Окно защиты

Окно дискеты

записи 2.88 Мбайта (3)

(1)

Окно дискеты

1.44 Мбайта (2)

Отверстия 2 и 3 присутствуют только на дискетах повышенной емкости. Отверстие 1 является единственным на дискетах емкостью 720 Кб. На дискетах емкостью 1,44 Мб имеются отверстия 1 и 2. На дискетах емкостью 2,88 Мб (для них нужны специальные дисководы) имеется три отверстия (1, 2, 3). Отверстие 1 на всех дискетах служит для защиты записи: если оно открыто, запись на дискету невозможна.

НГМД могут использовать одну или две поверхности дискеты – это зависит от
используемого количества головок.

Головки могут перемещаться вдоль поверхности дискеты с помощью шагового двигателя. Различают НГМД, у которых шаговые двигатели могут сделать 40 и 80 шагов. В связи с этим стандартные дискеты могут иметь 40 или 80 дорожек на одной стороне.

Для обозначения типа дискеты используются двухбуквенные метки:

· SS (single sided) – односторонние;

· DS (double sided) – двусторонние;

· SD (single density) – одинарная плотность;

· DD (double density) – двойная плотность;

· QD (quadro density) – учетверенная плотность;

· HD (high density) – высокая плотность

· ED (Extra-High density) – сверхвысокая плотность.

Объем хранимой на дискете информации зависит как от конструкции дискеты, так и от способа размещения информации на ней. Количество дорожек, число секторов на одной дорожке, емкость одного сектора и количество рабочих поверхностей у дискеты определяют ее емкость.

B IBM PC стандартными являются следующие значения: две рабочие поверхности, 40 или 80 дорожек на одной поверхности; 8, 9, 15 или 18 секторов на одной дорожке, 128, 256, 512 или 1024 байт в одном секторе.

Одной из характеристик дискеты является допустимая плотность записи:

· продольная:

- (SD) – нормальная: 24 ТРI (tape per inch – метки на дюйм);

- (DD) – двойная: 48 TPI;

- (НD – high density) – учетверенная (Quadro density): 96 TPI;

· поперечная:

- одинарная (20 дорожек);

- двойная (40 дорожек);

- учетверенная (80 дорожек): (QD-9 объемом 720 Кб), (QD-15 объемом 1,2 Мб (размер сектора в QD-15 равен 1 Кб)).

Магнитный диск (гибкий или жесткий) перед первым использованием должен быть отформатирован. Во время форматирования диска на его поверхности с помощью магнитных головок делаются пометки: размечаются дорожки и сектора на них, создаются управляющие области дискеты, т.е. создается логическая структура диска.

Весь процесс форматирования делится на три части: физическая разметка, создание логической структуры и загрузка на диск операционной системы (т.е. физическое, логическое и системное форматирование).

Физическое форматирование состоит в разметке дорожек (trek) и секторов с нанесением обозначений секторов в выделенных на треках служебных областях. Секторы отделяются друг от друга интервалами. Началом отсчета для разметки диска является специальное отверстие (индекс).

Дорожки нумеруются от 0 до N-1 (где N – общее количество дорожек) от края диска к центру. На физическом уровне сектора нумеруются от 1 до m.

Структура развертки дорожки дискеты после разметки содержит такие составляющие, как идентификатор сектора, поле данных и рабочие интервалы между составляющими. Причем длина интервалов и наполняющие их символы несут диагностическую информацию о назначении данного интервала.

Логическое форматирование заключается в оформлении диска соответственно стандартам операционной системы. Цель логического форматирования – создание на диске управляющих таблиц для учета использования имеющихся ресурсов – так называемых «служебных секторов» (boot-сектор, fat-сектора, корневой каталог дискеты).

Системное форматирование заключается в загрузке на диск резидентных файлов операционной системы (ibmbio.com и ibmdos.com – их названия различаются в разных версиях операционных систем). В результате форматирования образуется функциональная структура диска, изображенная на рис. 16.

Служебные секторы создаются при форматировании дискеты всегда, файлы операционной системы записываются на дискету только при создании системной дискеты. Размер служебной области составляет»2% от общей емкости дискеты.

В IBM PC в разное время использовалось несколько типов дисководов (НГМД), которые позволяли работать только с определенными форматами. Виды стандартизованных форматов приведены в табл. 6.

Обозначение	Количество сторон	Количество секторов	Количество дорожек	Объем (Кбайт)	Диаметр (дюйм)	Размер FAT (секто ров	Размер каталога (секторов)
SS/DD-8
DS/DD-8
SS/DD-9
DS/DD-9
DS/HD-15
DS/HD-9
DS/HD-18

Назначение и структура служебных секторов:

· Boot – содержит блок начальной загрузки и занимает 512d байт (200h). Программа начальной загрузки, содержащаяся в BOOT-секторе, предназначена для считывания с системной дискеты резидентных файлов операционной системы (в дальнейшем – OS) и командного процессора и размещения их в ОП.

· Таблица размещения файлов (File allocation table, FAT) отображает структуру области данных диска – текущее распределение области данных дискеты между файлами.

Операционная система делит всю область данных диска на элементарные логические единицы – кластеры. Если необходимо записать на диск какой-либо набор данных (файл), то независимо от его длины, память для этого будет выделяться кластерами. Размер кластера зависит от типа формата. Все кластеры диска имеют свои номера. FAT дискеты состоит из 12-битовых элементов (у жестких дисков большого объема – из 16-битовых).

Место на диске, отводимое каждому файлу, состоит из последовательности (цепочки) кластеров. Номер первого кластера, в котором начинается файл, указывается в корневом директории. В FAT элемент, соответствующий этому кластеру, содержит номер следующего кластера, в котором находится продолжение файла, и так далее «по цепочке». Последний кластер файла обычно содержит FFF. Например, если файл разместился в 3, 17 и 25 кластерах диска, то в корневом каталоге для этого файла будет указано, что он размещается в кластере № 3. В элементе FAT, соответствующем третьему кластеру, будет записан номер следующего кластера (17), в элементе FAT, соответствующем кластеру №17 будет содержаться номер следующего кластера – 25, а в элементе FAT, соответствующем кластеру № 25, будет записан код последнего кластера – обычно FFF.

· Корневой каталог диска содержит информацию о файлах и подкаталогах, размещенных на диске.

Каждый файл в каталоге описан с помощью 32 байтов, образующих элемент (строку) каталога. Каждый сектор каталога содержит 512/32 = 16 строк. В одной из них (обычно в первой) может быть записано имя диска (метка тома).

Дата добавления: 2014-12-29