Fdd разъем для чего

Артём Санников

Категории блога

Языки программирования

Базы данных

Программное обеспечение

Операционные системы

Мобильная разработка

Менеджеры пакетов

Сетевые технологии

CMS системы

Математика

SEO продвижение

Социальные сети

Психология

Хостинг провайдер

Смартфоны

Дисковые контроллеры

Дисковые контроллеры — предназначены для работы с такими устройствами, как жесткие диски, оптический приводы и флоппи дисководы.

Дополнительно к контроллерам, материнские платы оборудованы интерфейсами, для непосредственного подключения этих устройств к материнской плате.

Интерфейсы

Интерфейс — это способ подключения устройства. Он определяет, каким образом устройства будут обмениваться данными. Так же от интерфейса зависит внешний вид разъема для подключения устройства.

SATA,IDE, FDD(Floppy)

SATA,IDE — для жестких дисков и оптических приводов

SATA и IDE несовместимы друг с другом (IDE — старый интерфейс; SATA — новый и более быстрый)

FDD — для флоппи-дисководов

SATA интерфейс

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации.

Сам разъем представляет собой, контактную площадку с ключом в виде перевернутой буквы «Г», для правильно подключения SATA кабеля. В этом разъеме 7 контактов, и вокруг контактной площадки расположена защитная окантовка для фиксации кабеля в разъеме.

Типы разъемов SATA:

SATA 1, SATA 2, SATA 3 — Предназначены для подключения внутри системного блока (по внешнему виду они не отличаются, а отличие только в максимальной скорости работы).

eSATA — для подключения внешних устройств.

IDE интерфейс

IDE — параллельный интерфейс подключения накопителей к компьютеру. Другие название ATA,PATA (Parallel ATA), UltraDMA.

Разъем представляет собой, два ряда контактов (контактов 40 штук) и в качестве ключа, для правильного подключения кабеля выступает «Отсутствующий по центру контакт и вырез на пластиковой стенке разъема».

На современных материнских платах этот разъем работает с максимальной скоростью в 133 МБайта/с. Поэтому есть еще одно название — ATA 133.

На разъем можно подключать одно или два устройства, и возле разъема на материнской плате обычно есть маркировка — которая указывает тип разъема.

FDD интерфейс

FDD — для для подключения флоппи-дисководов. Это самый первый интерфейс для подключения накопителей в компьютер, и в новых материнских платах он уже не используется.

Разъем имеет 34 контакта, внешне похож на разъем IDE, но меньше по размеру. В качестве ключа для правильно подключения используется «Отсутствующий с одной стороны контакт и вырез на пластиковой стенке разъема».

Разъемы IDE и FDD для современного компьютера не нужны т.к они не могут обеспечить максимальной скорости работы, но на платах они еще встречаются. И это связано с тем, что производители материнских плат, устанавливают эти разъемы для пользователей, которые работаю со старым оборудованием.

RAID — массив

RAID — массив из нескольких дисков, воспринимаемых как единое целое.

Применяются для увеличения скорости работы с дисками, повышения надежности хранения данных, а также для объединения нескольких дисков в один большой диск.

Распространённые типы RAID-массивов:

В большинстве домашних ПК, RAID массивы не используются. Поскольку требуют определенных технических знаний, навыков и при этом стоимость компьютера может увеличиться до 20%.

Эффект от использования RAID-массивов будет заметен только при большой работе с файлами, или если необходимо надёжно хранить какие-то важные данные.

Давайте рассмотрим несколько примеров RAID-массивов, чтобы вы понимали как они работают и для чего их можно использовать.

RAID 0 (чередование или зебра)

Для примера возьмем 2 жестких диска размером 300ГБайт. В компьютер ставится два одинаковых жестких диска, и RAID-массив настроен таким образом, что физические диски объединяются в один логический диск.

То есть система будет видеть один диск, объем которого равен сумме всех дисков в RAID-массиве: 300ГБайт + 300ГБайт = 600ГБайт.

В этом массиве, данные пишутся по очереди на каждый диск и получается (чередование или зебра), часть файла пишется на первый диск, другая часть на второй.

За счет такого чередования повышается скорость чтения и записи информации на диски, и производительность возрастает на столько — сколько используется дисков в RAID-массиве.

Минус использования такого RAID-массива заключается в том, что снижается надежность хранения данных. Это связано с тем, что файл разбит на части (части хранятся на разных дисках), и если какой-то из дисков выйдет из стоя, то информацию будет сложно восстановить или даже невозможно.

RAID 1 (зеркало)

В ПК ставится несколько одинаковых жестких дисков (в нашем случае 2 диска размером 300ГБайт). И система будет видеть один логический диск, причем его объём будет 300ГБайт.

При этом повышается скорость чтения, и надёжность хранения данных (если выйдет из строя диск #1, то вся информация будет находиться на диске #2).

Минус такого массива в том, что мы платим за несколько дисков одного объёма, а получаем один.

Дисковые контроллеры в описании платы

В кратком описании (пример):

ASUS P7H55-V;S1156; без FFD! ; Поддержка Core i3,i5,i7; HH5; 4DDR3(2200*); 1xP-Ex16, 3xP-Ex1; 3xP; 8ch-Sound; GigaLan; 6xSATAII; 1xATA100; ATX

В подробном описании:

Источник

Накопители на гибком диске

Накопитель на гибком диске

Конечно, несмотря на полезную роль гибких дисков в современных РС, их значение снижается и пользователи обращают мало внимания на производительность FDD и выбор модели накопителя. В этом разделе рассмотрены конструкция и работа FDD. Эти сведения потребуются при изучении HDD, так как логическая организация обоих типов накопителей имеет много общего.

Типы гибких дисков (в 1/4 настоящего размера)

Конструкция и работа FDD

Несмотря на то, что FDD имеют разные размеры и используют разные форматы данных, их внутреннее устройство практически одинаково. По конструкции и работе они напоминают HDD, но значительно проще. В FDD применяется сменный магнитный носитель. Далее рассматриваются основные компоненты FDD и принципы его работы.

Головки считывания-записи

Головки считывания-записи (read/write heads) применяются для преобразования двоичных данных в электромагнитные импульсы при записи на диск и для обратного преобразования при считывании с диска. Такие же функции выполняют головки считывания-записи и в HDD.

В FDD до сих пор используются ферритовые головки, которые применялись в первых HDD. Головка представляет собой железный сердечник с обмоткой, образующий управляемый электромагнит. В FDD применяется технология контактной записи, т.е. головка прямо контактирует с носителем, а не «летает» над поверхностью диска как в HDD. Контактная запись обеспечивает более надежную передачу данных в этой более простой технологии; для гибких дисков невозможно поддерживать постоянный зазор между головкой и носителем.

Так как гибкие диски вращаются с намного меньшей скоростью (обычно от 300 до 360 об/мин), чем жесткие диски (минимум 3600 об/мин), головки могут контактировать с носителем, не вызывая износа магнитного покрытия диска. Однако со временем износ происходит и частицы оксида железа и пыль попадает на головки, поэтому их необходимо периодически чистить. В общем, FDD намного менее надежны, чем HDD.

В FDD в дополнение к обычной головке считывания-записи имеются две головки стирания. Они называются головками туннельного стирания (tunnel-erase heads) и располагаются позади с каждой стороны головки считывания-записи. Функция головок стирания заключается в том, чтобы в процессе операции записи стирать всю паразитную магнитную информацию, которую головка считывания-записи записала вне отведенной дорожки. Благодаря этому каждая дорожка четко определена и отделена от других. В противном случае между дорожками неизбежна интерференция.

Все современные гибкие диски двухсторонние и в FDD имеются две головки считывания-записи по одной для каждой стороны (side) диска. Головки для разных FDD несколько варьируются в зависимости от формата накопителя и плотности.

Привод головок

Привод головок в FDD очень медленный, поэтому время поиска (seek time) оказывается значительным. Если в HDD привод может переместить головки с внутренней дорожки на внешнюю (full-stroke seek) примерно за 20 мс, то в FDD эта операция длится в 10 и более раз дольше.

Шпиндельный двигатель

Шпиндельный двигатель (spindle motor) в FDD вращает гибкий диск. Когда диск вставляется в накопитель, его захватывают зажимы, которые связаны со шпиндельным двигателем. Скорость шпиндельного двигателя зависит от типа FDD:

Датчик смены диска

В современных FDD имеется специальный датчик и проводник в кабеле, которые сообщают контроллеру, когда диск вынимается и вставляется новый. Этот сигнал применяется для улучшения производительности, поскольку отсутствие сигнала смены диска означает, что диск не сменялся. В этом случае система не должна постоянно проверять при обращении к FDD, что в накопителе находится прежний диск. В противном случае при каждом обращении к FDD необходимо считывать служебные структуры диска, что снижает производительность.

Иногда датчик смены диска или схемы выходят из строя, что вызывает появление странных проблем. В этом случае при смене диска система не распознает этого и считает, что в FDD находится старый диск. Поэтому при попытке обратиться к файлу, который имеется на новом диске, система сообщает о том, что файл не найден. Фактически система даже не ищет файл, а просто проверяет содержание последнего диска, которое все еще находится в памяти. Попытка записать на новый диск приводит к искажению его содержания, так как контроллер полагает, что запись производится на старый диск.

Разъемы и перемычки

Примечание: В некоторых РС применяются гибкие диски с интерфейсом SCSI, которые имеют другие перемычки.

Второй разъем служит интерфейсным кабелем данных. Во всех FDD применяется стандартный интерфейс со специальным 34-контактным разъемом. Кабель имеет важное значение, так как позволяет управлять буквой накопителя.

На корпусе 5.25″ FDD имеется краевой разъем, а на корпусе 3.5″ FDD есть набор из 34 штырьков, аналогичный разъему внутреннего HDD, но меньшего размера. Такой разъем не имеет ключа и кабель по ошибке можно подключить неправильно. В этом случае FDD не работает, а его индикатор активности постоянно включен. Для устранения неисправности достаточно просто правильно подключить кабель данных.

Логическая плата

FDD имеет встроенную логическую плату, которая действует как контроллер накопителя. На ней содержатся электронные схемы, которые управляют головками считывания-записи, шпиндельным двигателем, приводом головок и другими компонентами. Схемная плата очень редко вызывает проблемы; теоретически плату можно снять и заменить, но этого никто не делает, а заменяют весь FDD.

Корпус, размеры и монтирование

Почти все FDD являются внутренними накопителями и имеют лицевую панель для доступа к дверце. Размер лицевой панели определяет, какой отсек накопителя (drive bay) требуется для накопителя, причем FDD 3.5″ могут размещаться в обоих типах отсеков: 3.5″ или 5.25″. В последнем случае требуется специальный адаптер.

Высота FDD 3.5″ составляет один дюйм, соответствуя высоте жестких дисков, которые часто вставляются в такие же отсеки. Старые FDD 5.25″ имели высоту 3.5″ (full-height), а для новых стандартной стала высота 1.75″ (half-height).

В FDD 5.25″ имеется поворотный рычажок, который прижимает головки считывания-записи к поверхности носителя. В FDD 3.5″ происходит автоматический захват диска при вставке, а для извлечения диска применяется кнопка.

Большинство FDD имеют винтовые отверстия по бокам и/или внизу для простой установки накопителей. В старых РС применялись направляющие для механического «вдвигания» накопителя в отсек. В новых РС накопители крепятся непосредственно в отсеках.

Поскольку при считывании диск удерживается механизмом зажима, ориентация накопителей не вызывает никаких проблем. Более того, во многих настольных корпусах отсек накопителя 3.5″ ориентирован вертикально.

Носитель и структуры данных низкого уровня

Носитель 5.25″

Диски требуют аккуратного и осторожного обращения. Окно считывания-записи открыто, поэтому диск можно легко повредить, если не хранить его в защитном бумажном конверте. Кроме того, нельзя писать на конверте шариковой ручкой.

Носитель 3.5″

Гибкие диски 3.5″ («микро-диски») похожи на диски 5.25″, но имеют несколько достоинств, обеспечивающих их большую долговечность. Во-первых, чехлы сделаны из жесткого пластика. Во-вторых, окно считывания-записи самого диска защищено скользящей металлической крышкой, которая отодвигается, когда диск вставляется в накопитель. Наконец, сам диск меньше, что делает его более прочным.

Вырез защиты от записи заменен отверстием с подвижным кусочком пластика; когда отверстие открыто, диск защищен от записи. Большое отверстие в центре заменено на небольшой металлический диск с индексным отверстием, что также способствует большей долговечности. Отметим, что для дисков 3.5″ не требуется защитный чехол.

Плотность носителя

Характеристика плотности

Плотность дорожек (TPI)

Битовая плотность (BPI)

Название плотности

Extra-High Density (ED)

Плотности гибких дисков стандартизованы: есть два стандарта для дисков 5.25″ и три стандарта для дисков 3.5″. Для каждой плотности имеется свое название. В таблице слева приведены типы плотностей и их характеристики.

Носители высокой плотности и двойной плотности не являются взаимозаменяемыми. Диски высокой плотности следует всегда использовать в соответствующих накопителях. Для форматирования дисков необходимо пользоваться командой FORMAT с правильными параметрами. Ввод команды «FORMAT /?» покажет возможности команды.

Кодирование и декодирование данных

Форматирование низкого и высокого уровней

Для жестких дисков между двумя этапами форматирования решается задача организации разделов (partitioning). С учетом этого обстоятельства, а также сложности современных жестких дисков форматирование низкого уровня выполняет производитель, а для форматирования высокого уровня привлекается команда DOS FORMAT (или ее эквивалент). Благодаря относительной простоте гибких дисков оба этапа форматирования LLF и HLL выполняются одновременно командой FORMAT.

После производства LLF-форматирования на диске в определенных местах появились дорожки. Так как в FDD для управления приводом головок применяется шаговый двигатель, для считывания дорожек накопитель должен быть правильно выровнен. Иногда в конкретном накопителе первоначальное выравнивание головок нарушается; в этом случае диск правильно работает в данном накопителе, но не читается в других, и наоборот.

Рекомендуется всегда форматировать диск в том накопителе, в котором он будет использоваться чаще всего. Иногда диск, форматированный в другом накопителе и не считываемый в данном накопителе, можно «оживить», производя реформатирование.

Совет: Сейчас предформатированные гибкие диски продаются по той же цене, что и неформатированные, и приобретение таких дисков экономит много времени.

Геометрия гибкого диска

Термин геометрия (geometry) описывает организацию структур данных диска. Для жестких дисков это понятие довольно сложно, так как для них имеет смысл физическая, логическая и преобразованная геометрия. Для гибких дисков ситуация намного проще: геометрия показывает число поверхностей (оно равно числу головок считывания-записи), число дорожек на поверхности и число секторов на дорожке. Во всех гибких дисках на каждой дорожке имеется одно и то же число секторов несмотря на то, что внутренние дорожки меньше внешних.

Спецификация геометрии

Секторов на дорожке/цилиндре

Общее число секторов на диске

Поскольку во всех современных гибких дисках используются обе поверхности и они всегда имеют две поверхности и две головки, важными параметрами оказываются только число дорожек (их иногда называют цилиндрами) и число секторов. Так как гибкие диски всегда имеют две поверхности, цилиндр #N просто означает дорожку #N на обеих сторонах диска. В таблице приведены спецификации геометрии для разных форматов.

Во всех гибких дисках используются секторы емкостью 512 байтов, что является стандартом для гибких и жестких дисков. Отметим, что не все секторы, указанные в общем числе секторов, применяются для хранения данных пользователя, так как часть из них занята файловой структурой (FAT, корневой каталог и др.).

Форматы и логические структуры гибкого диска

Гибкий диск 2.88 МБ 3.5″

Такие диски были выпущены компанией Toshiba в конце 80-х годов прошлого века. Повышение емкости достигнуто за счет специального носителя и специального способа записи. Однако эти диски не получили широкого распространения и сейчас почти не встречаются.

Файловая система и структуры гибкого диска

В общем, для гибких дисков применяется файловая система FAT, на которую ориентированы операционные системы DOS, Windows 3.x, Windows 95 и (необязательно) Windows NT. Подробно файловая система FAT рассмотрена в материале по жестким дискам, а далее приведены только ее особенности применительно к гибким дискам.

Все гибкие диски форматируются в версии FAT12 файловой системы; это самая старая разновидность FAT, но ее достаточно для гибких дисков малой емкости. Кластер состоит из одного или двух секторов в зависимости от типа диска, что обеспечивает эффективное использование поверхности диска.

На гибких дисках ограничено число элементов корневого каталога, которое зависит от типа диска:

Форматированная и неформатированная емкость

Для гибких дисков часто указываются форматированная емкость (formatted capacity) и неформатированная емкость (unformatted capacity). Так как неформатированный диск бесполезен, неформатированная емкость на практике бесполезна, а форматированная емкость означает максимальную емкость диска. Обычно форматированная емкость составляет примерно 2/3 неформатированной емкости.

Однако и форматированная емкость не показывает истинного объема пространства, доступного для файлов пользователя, так как некоторый объем расходуется на служебные структуры. Пространство, остающееся после размещения на диске этих структур, представляет полезную емкость гибкого диска.

Отметим, что при измерении емкости дисков необходимо помнить о десятичной и двоичной системах. Например, гибкий диск 1.44 МБ получил свое название из того факта, что на диске имеется 2880 секторов, а каждый сектор содержит 0.5 КБ; при умножении 0.5 на 2880 получается 1440, поэтому число 1.44 считается десятичным. Но фактически каждый сектор содержит 512, поэтому 0.5 КБ есть двоичный показатель. В результате «1.44» представляет собой смешанный показатель; истинная сырая форматированная емкость равна либо 1.41 МБ (двоичная), либо 1.47 МБ (десятичная), а не 1.44 МБ!

Приведем показатели емкости для разных типов дисков:

Форматированная емкость (двоичных килобайтов)

Форматированная емкость (байтов)

Служебная емкость (байтов)

Общая полезная емкость (байтов)

Общая полезная емкость (двоичные КБ)

Общая полезная емкость (двоичные МБ)

Сводка типов и спецификаций гибких дисков

В следующей таблице приведена сводка спецификаций для каждого из пяти основных типов гибких дисков:

Скорость шпиндельного двигателя

Минимальная скорость передачи данных

Плотность дорожек (TPI)

Битовая плотность (BPI)

Название плотности

Extra-High Density (ED)

Общее число секторов на диске

Макс. число элементов корневого каталога

Неформатированная емкость

Форматированная емкость (двоичные килобайты)

Форматированная емкость (байтов)

Служебная емкость (байтов)

Общая полезная емкость (байтов)

Общая полезная емкость (двоичные КБ)

Общая полезная емкость (двоичные МБ)

Интерфейс и конфигурирование гибкого диска

Интерфейс SCSI накопителей на гибком диске

Имеются специальные гибкие диски, которые подключаются с помощью шины SCSI. Такие диски редко применяются в РС, но иногда встречаются в промышленных применениях. FDD подключается к хост-адаптеру SCSI с помощью специального кабеля. Конечно, для этого требуется хост-адаптер, который поддерживает гибкие диски.

В современных РС накопители на гибком диске с интерфейсом SCSI не применяются, даже если этот интерфейс применяется для жестких дисков и других периферийных устройств. Так как гибкий диск не является основным носителем, то гораздо экономичнее использовать дешевый обычный FDD, а не приобретать более дорогой SCSI-накопитель. Кроме того, контроллер FDD всегда встроен в материнскую плату.

Интерфейс гибкого диска

Со временем интерфейс гибкого диска был адаптирован и для других устройств, например ленточных накопителей.

Реализация контроллера FDD

В первых РС контроллер FDD был специализированной картой, которая вставлялась в слот расширения на материнской плате. Через некоторое время контроллер был встроен в карты многофункциональных контроллеров, которые поддерживали также интерфейс жесткого диска IDE/ATA и последовательные и параллельные порты. Такие карты были широко распространены в РС с шинами ISA и VLB, которые выпускались с 1990 г. по 1994 г.

Поскольку контроллеры FDD практически не изменялись, стало возможным стандартизовать и миниатюризировать их. Начиная с материнских плат с процессором Pentium и шиной PCI, контроллеры FDD встроены прямо в плату. Такую поддержку обычно обеспечивает микросхема Super I/O.

Быстродействие контроллера FDD

Контроллер FDD в новых РС поддерживает все типы гибких дисков. Однако более старые контроллеры не работают с новыми накопителями. Обычно ограничивающим фактором оказывается способность контроллера работать с достаточно высокой скоростью. Несмотря на то, что интерфейс FDD намного медленнее интерфейса жесткого диска, имеются разные понимания «медленности».

Совет: Обычно можно узнать, какие типы FDD поддерживает РС, по элементам списка в параметрах настройки BIOS.

Использование ресурсов контроллером FDD

Гибкие диски настолько универсальны, что использование ими ресурсов практически стандартизовано. На практике большинство периферийных устройств даже не позволяют выбирать ресурсы, которые обычно использует контроллер FDD, зная, что в любом РС эти ресурсы недоступны.

Интерфейсный кабель FDD
В интерфейсе FDD применяется несколько необычный кабель. Он похож на стандартный кабель IDE тем, что представляет собой плоский серый кабель, а необычен числом разъемов и использованием его для конфигурирования настройки гибких дисков РС.

Стандартный кабель интерфейса FDD с пятью разъемами

В кабеле имеется странное «перекручивание» между двумя парами разъемов, предназначенными для накопителей. Такое «перекручивание» характерно именно для стандартного кабеля. Перекручивание изменяет соединение накопителя после перекручивания, чтобы оно отличалось от соединения накопителя до перекручивания.

Источник