Приложение 1. Основные термины

ATA/IDE

Аббревиатуры ATA (AT Attachment) и IDE (Integrated Drive Electronics) означают одно и то же: спецификацию физических, электрических и транспортных протоколов вместе с системой команд для реализации блочных устройств хранения информации (дисковых накопителей - винчестеров) с установкой контроллера непосредственно на плате винчестеров. В этом случае уменьшается стоимость интерфейсных плат и упрощается разработка микропрограмм для управления винчестерами.

ATA-2

ATA-2 представляет собой совместимое расширение ATA (IDE). Наиболее важным дополнением являются режимы повышения производительности обмена с диском, такие как PIO mode 3 (Programming Input/Output - программируемый ввод-вывод) и DMA mode 1 (Direct Memory Access - прямой доступ к памяти). Другим важным новшеством является команда Identify Drive (идентификация устройства), позволяющая винчестеру самому рассказать программе о своих характеристиках; это существенно для систем Plug'n'Play и совместимости с будущими версиями стандарта.
Спецификация ATA-2 использует новый способ адресации секторов на винчестере - LBA (Logical block address - логическая адресация блоков), позволяющий преодолеть знаменитый барьер 504MB (528MB). Фактически, даже для старых дисков ATA (IDE) теоретический предел размера превышает 100GB.

ATAPI

ATA Packet Interface представляет собой предварительный стандарт разработанный для устройств типа стриммеров и приводов CD-ROM, подключаемых через порт ATA (IDE).
Важным преимуществом оборудования ATAPI является возможность работы со всеми адаптерами ATA. Для приводов CD-ROM этот интерфейс обеспечивает меньшую загрузку CPU по сравнению обычными интерфейсами CD, но не увеличивает производительности самого устройства. Для стриммеров ATAPI может увеличивать производительность по сравнению с популярным интерфейсом QIC117, используемым для подключения стриммеров к контроллеру дисководов.
Хотя приводы ATAPI CD-ROM используют контроллер винчестера, это не значит, что они выглядят как винчестер с точки зрения программ. Напротив, эти устройства принципиально отличаются друг от друга. Это означает, что интеллектуальные (кэшированные) контроллеры, не поддерживающие ATAPI, не будут работать с приводами ATAPI CD-ROM. По той же причине в настоящий момент вы не можете загрузить операционную систему с ATAPI CD-ROM и для доступа к диску требуется драйвер (DOS или Windows). Можно ожидать, что загрузка с компакт-дисков будет возможна в новых операционных системах, поскольку первые образцы работающих с ATAPI BIOS, обеспечивающие загрузку с ATAPI CD-ROM уже анонсированы. Существует разработанная фирмами IBM и Phoenix Technologies предварительная версия документа

Bootable CD-ROM Format Specification

Version 1.0

January, 25 1995,

описывающего требования к загружаемым компакт-дискам. Вы можете найти этот документ на сервере ftp.ibm.net.

BIOS (Base Input/Output System)

Записанные в микросхему ПЗУ программы, обеспечивающие взаимодействие системной платы компьютера с операционной системой. Многие современные операционные системы (например, OS/2) заменяют программы из BIOS своим собственным кодом, т. е. работают напрямую с "железом". По этой причине такие ОС не всегда просто установить на компьютеры "красной" сборки.

CE Cylinder

Последний цилиндр диска при адресации P-CHS, изначально зарезервированный фирмой IBM для использования диагностическими программами. Большинство BIOS не обеспечивают возможности корректного доступа к этому цилиндру. В системе адресации L-CHS CE Cylinder не используется

CHS (цилиндр-головка-сектор)

Этот термин используется для обозначения способа адресации дисковых устройств с помощью номеров цилиндра, головки и сектора на дорожке.
Существуют два варианта адресации CHS: логическая (L-CHS), используемая в интерфейсе прерывания Int 13 и физическая (P-CHS), используемая при обращении к устройству на аппаратном уровне.
Логическая адресация L-CHS, используемая в программном интерфейсе INT 13 позволяет адресовать до 256 головок, 1024 цилиндров и 63 секторов (размер диска может достигать 8.4 Гб). Такая схема адресации использовалась при работе со старыми дисками ESDI или SCSI.
Физическая адресация P-CHS, используемая для доступа к устройству на аппаратном уровне, позволяет адресовать до 16 головок, 65535 цилиндров и 63 секторов, что дает возможность адресовать винчестеры емкостью до 136 Гб.
Совместное использование адресации P-CHS и INT 13H однако ограничивает размер дисков IDE/ATA 528 Мб (1024 цилиндра, 16 головок и 63 сектора).
Современные винчестеры ATA могут поддерживать адресацию LBA (см. ниже), позволяющую использовать диски размером до 136 Гб.

CPU

Центральный процессор компьютера.

DMA

Прямой доступ к памяти - перенос данных между устройством и памятью компьютера без участия CPU.

EDPT - Enhanced fixed Disk Parameter Table

Расширенная таблица параметров винчестеров, содержащая дополнительную информацию для устройств с номерами 80H (первый винчестер) и 81H (второй винчестер). EDPT для устройства 80H указывается вектором Int 41H, для устройства 81H - вектором Int 46H. EDPT представляет собой таблицу параметров винчестеров с сигнатурой AxH в начале. При обращении к этой таблице возвращается два набора значений CHS. Первый набор содержит логические параметры (L-CHS), которые могут совпадать со значениями, возвращаемыми функцией Int 13H AH=08H. Другой набор содержит физические параметры диска (P-CHS), используемые при доступе к нему на аппаратном уровне. Таблица EDPT позволяет использовать номера цилиндров, превышающие 1024, что дает возможность работы с устройствами емкостью более 528 Мб. После трансляции CHS будет иметь значения номеров цилиндров не более 1024, а число головок может оказаться больше 16. При обращении к диску на аппаратном уровне будут использоваться реальные номера цилиндров, а номера головок не будут превосходить 16.

EIDE

Спецификация Enhanced IDE (EIDE), разработанная компанией Western Digital, состоит из программной части - спецификации Enhanced BIOS, позволяющей преодолеть ограничение размера 504Мб для дисковых устройств - и аппаратной части, берущей начало от стандартов ATA-2 (винчестеры) и ATAPI (стриммеры, приводы CD-ROM).

Enhanced BIOS

Enhanced BIOS представляет собой реализацию базовой системы ввода-вывода (BIOS), обеспечивающую возможность работы с дисками емкостью более 504MB в среде DOS/Windows. Природа ограничения размера винчестеров связана с геометрией дисков (количеством цилиндров, головок, секторов) поддерживаемой комбинацией устройства IDE и программного интерфейса BIOS. Как IDE, так и BIOS способны поддерживать работу с большими дисками, но ограничения, возникающие при их совместном использовании, не позволяют работать с устройствами, емкость которых превышает 504MB.
Enhanced BIOS позволяет обойти это ограничение за счет использования различной геометрии при обращении к устройствам и программам (трансляцию). Например, при работе с диском, имеющим 1500 цилиндров и 16 головок, BIOS с трансляцией будет заставлять программу думать, что диск имеет 750 цилиндров и 32 головки.
К несчастью существуют несколько вариантов трансляции. Стандартом de-facto является документ 'INT 13 Extensions' компаний Microsoft и IBM; фирма Phoenix разработала расширение этого стандарта в своей спецификации Enhanced BIOS. BIOS фирм Phoenix, AMI и Award работают на основе этой спецификации. Другой популярный вариант, являющийся конкурентом стандартов MS/IBM и Phoenix, - это Enhanced IDE Implementation Guide компании Western Digital. Однако спецификация EBIOS фирмы Phoenix получила более широкую поддержку в промышленности и имеет лучшие перспективы развития - кроме трансляции Enhanced BIOS позволяет использовать более четырех устройств ATA и поддерживает новые структуры данных и вызовы интерфейса INT13.

ESDI (Enhanced Small Device Interface)

Разработанный на основе стандарта ST506/412 интерфейс для подключения к компьютеру винчестеров, дисководов и стриммеров, обеспечивающий возможность использования дисков большой емкости и достаточно высокую скорость обмена. В настоящее время интерфейс ESDI фактически не используется.

Fast ATA

Fast ATA - аналогичная EIDE программа фирмы Seagate, поддержанная компанией Quantum, для дисковых устройств.

FDPT - Fixed Disk Parameter Table

Таблица параметров винчестеров, возвращающая информацию для устройств с номерами 80H и 81H. На параметры устройства 80H указывает вектор Int 41H, устройства 81H - вектор Int 46H. Таблица FDPT не имеет сигнатуры AxH (см. EDPT). При обращении к таблице возвращается один набор значений CHS. Логический адрес L-CHS, содержащийся в таблице может совпадать с физическим адресом и значениями L-CHS, возвращаемыми функцией Int 13H AH=08H.

IDE (Integrated Drive Electronics)

Тип интерфейса для подключения винчестеров, при котором большая часть функций контроллера установлена непосредственно на плате дискового устройства. Интерфейс IDE допускает использование кэширования дисковых операций, во многих случаях повышающее производительность обмена с винчестером.

Interleave factor

Фактор чередования - количество секторов дорожки которое проходит под головкой в промежутке между окончанием чтения/записи одного сектора и началом чтения/записи следующего. Для обозначения фактора чередования используют записи 1:1, 2:1, 3:1 и т.д. Первое число в обозначении коэффициента чередования указывает количество оборотов диска, требуемых для полного прочтения или записи одной дорожки.

ISA (Industry Standart Architecture)

Одно из названий системной шины компьютеров семейства IBM. Первый 8-битовый вариант этой шины был использован в компьютере IBM PC/XT, а в модели PC/AT уже использовалось 16-битовое расширение. Этот вариант получил очень широкое распространение и повсеместно используется до настоящего времени. В современных компьютерах системная шина ISA зачастую используется совместно с локальной шиной VESA или PCI.

LBA (Linear block address)

Способ адресации устройств, использующий сквозную нумерацию секторов, начиная с 0.

Master

Ведущее устройство в паре, подключенной к контроллеру одним кабелем. В новых спецификациях вместо этого термина используется "Устройство 0". Режим Master/Slave выбирается с помощью перемычек на плате винчестера. Если в компьютере используется единственный диск ATA, он, как правило, работает в режиме Master (в отдельных случаях для единственного диска используется специальная комбинация перемычек).

MBR (Master Boot Record)

Главная загрузочная запись винчестера, содержащая информацию о разбиении диска на разделы (partition).

MFM (Modified Frequency Modulation)

Модифицированная частотная модуляция. Использование MFM позволяет увеличить плотность записи информации на магнитные носители за счет пропуска части сигналов синхронизации и зависимости способа записи каждого бита от значения предыдущего записанного бита. Такая модуляция является стандартом при записи информации на дискеты и достаточно широко применяется при записи на винчестеры.

PCI (Peripheral Component Interconnect)

Разработанная корпорацией Intel спецификация локальной шины персональных компьютеров, позволяющая подключать к системной плате до 10 специальных плат расширения (контроллеров периферийных устройств). Для организации локальной шины на системной плате устанавливается специальная микросхема-контроллер PCI, обеспечивающая обмен данными в 32- или 64-битовом режиме.

PIO (Programmed input/output)

Термин PIO (программируемый ввод-вывод) используется для обозначения доступа к регистрам устройства и описания способов передачи данных. Перенос данных между винчестером и хост-адаптером при программируемом вводе-выводе осуществляется с использованием регистров PIO для доступа к регистру данных устройства.

SCSI (Small Computer System Interface)

Стандарт для высокоскоростного параллельного интерфейса, используемого для подключения к компьютерам широкого класса периферийных устройств (винчестеров, стриммеров, приводов CD-ROM, принтеров, сканеров и т.п.).

Seek time

Время позиционирования (установки на нужную дорожку) головок.

Slave

Ведомое устройство в паре, подключенной к дисковому контроллеру одним кабелем. В новых спецификациях ведомый диск обозначается обычно как "Устройство 1. Режим Master/Slave устанавливается с помощью перемычек на плате винчестера (как правило, они расположены около сигнального разъема).

VESA (Video Electronics Standart Association)

Ассоциация, разработавшая спецификацию локальной шины VLB для подключения видеоадаптеров. Использование локальной шины позволяет выполнять ряд операций без обращения к центральному процессору, обеспечивая, тем самым, ускорение вывода изображений на экран. Впоследствии локальная шина VLB стала использоваться и для контроллеров других типов (например, дисковых и сетевых адаптеров).

VLB (VESA Local Bus)

Локальная шина, соответствующая спецификации VESA. Эта спецификация предусматривает установку на плате до трех специальных разъемов для подключения плат, позволяющих выполнять ряд операций без использования центрального процессора. Разъем VESA является просто расширением стандартного разъема для шины ISA, что позволяет вставлять в него платы ISA (естественно, что при этом такая плата работает в своем обычном режиме).

Блок данных

Этот термин используется для обозначения фрагмента данных, передаваемого с помощью одного из режимов PIO. Блок данных передается между контроллером и устройством как единое целое. В большинстве случаев (за исключением команд READ MULTIPLE, WRITE MULTIPLE, READ LONG и WRITE LONG) блок данных представляет собой один сектор (512 байт). При использовании команд READ MULTIPLE и WRITE MULTIPLE блок данных представляет собой несколько секторов (количество задается командой SET MULTIPLE MODE), команды READ LONG и WRITE LONG используют в качестве блока один сектор плюс несколько байт (их количество задается производителем диска и обычно составляет 4 байта).

Второй порт (secondary port)

С первых моделей IBM PC существовала возможность использования второго интерфейса для подключения дисковых устройств; к несчастью, эта возможность не полностью поддерживается программно до настоящего времени. Трудно сказать что-либо специальное о втором канале; он использует другое прерывание и адреса ввода/вывода во избежание конфликтов с основным (первым) портом. Дополнительный интерфейс позволяет подключить два дополнительных устройства ATA (диски, ATAPI CD-ROM или ATAPI-стриммер), доведя общее количество устройств ATA в компьютере до четырех.