1 PEVNÉ DISKY Historie: 1954 – první disk IBM 350 Disk File 1961 – zónový záznam 1963 – výměnný disk 1973 – Winchester 1991 – MR hlava 1997 – GMR hlava.

Prezentace na téma: "1 PEVNÉ DISKY Historie: 1954 – první disk IBM 350 Disk File 1961 – zónový záznam 1963 – výměnný disk 1973 – Winchester 1991 – MR hlava 1997 – GMR hlava."— Transkript prezentace:

1 1 PEVNÉ DISKY Historie: 1954 – první disk IBM 350 Disk File 1961 – zónový záznam 1963 – výměnný disk 1973 – Winchester 1991 – MR hlava 1997 – GMR hlava 1997 – 10 000 ot./min. Segate 1998 – IBM Microdrive 1999 – 12 000 ot./min. Hitachi 2002 – Pixie Dust 2003 – 100 Gb/in 2 Rok195419942003 Vzdál. hl. - disk 20  m 20nm2nm plošná hustota 0,002 Mb/in 2 32,8 Gb/in 2 100 Gb/in 2

2 2 Základní pojmy low-level formátování – vytváření stop a sektorů CHS = Cylinder Head Sector LBA = Logical Block Addressing Landing zone – oblast neobsahující data, kde je zaparkována hlavička (přistane na povrchu disku)

3 3 Struktura sektoru ID Informace: Slouží k identifikaci čísla a umístění sektoru. Používá se k nalezení sektoru na disku. Dále obsahuje stavové informace o sektoru. Např.: obsahuje bit, který určuje zda je sektor chybný a byl přemapován. Synchronizační pole: Jsou používána řadičem disku při řízení čtecího procesu Data: Uživatelská data v sektoru (512B) ECC: Opravný kód zajišťující integritu uložených dat. Mezery: Jeden nebo více oddělovačů přidaných pro oddělení oblastí sektoru nebo kvůli řadiči, aby měl dostatek času na zpracování načtených informací

4 4 MR a GMR hlavy Magnetorezistivní Zápisová hlava je induktivní, čtecí hlava využívá změn vodivosti magnetorezistivních materiálů při změnách okolního magnetického pole vyvolaných průchodem zaznamenaných bitů pod hlavou "Giant Magnetoresistive" - GMR Čtecí element se skládá ze dvou magnetických vrstev obklopujících jako sendvič vodivou vrstvu o tloušťce jen několika atomů, podle změn magnetického pole vyvolaných průchodem média dochází ke změnám vodivosti. Tato technologie je poslední a umožňuje nejvyšší hustotu záznamu ze všech uvedených hlav.

5 5 MR a GMR hlavy MR až 3 Gb/in 2 GMR až 40 Gb/in 2 PIXIE - DUST

6 6 Kapacitní bariéry u pevných disků Normal / CHS Large / ECHS LBA InterfaceCHSECHSLBA Physical Drive Platters to Integrated Disk Controller Physical Geometry Physical Geometry Physical Geometry Integrated Disk Controller to BIOS Logical Geometry Logical Geometry Logical Block Address BIOS to Operating System and Applications (through Int 13h) Logical Geometry Translated Geometry Translated Geometry

7 7 Normal / CHS Normální mód lze použít u pevných disků s kapacitou pod 504 MB. Pro adresování se používají 3 parametry (cylinder, hlavička, sektor), které specifikují logickou geometrii disku. V tomto režimu nedochází k žádnému překládání adres na úrovni BIOSu. Logická geometrie je používána přímo. Fyzická geometrie je známa pouze řadiči pevného disku. Všechny pevné disky používající CHS jsou omezeny na 1024 cylindrů, 16 hlaviček a 63 sektorů, nebo 504 MB. Toto jsou horní meze parametrů, které vyplývají ze specifikace ATA a přerušení 13h BIOSU. CHS je jediným módem, který je používán u BIOSů vyrobených před rokem 1994. Při použití disků s vyšší kapacitou narazíme na 504 MB bariéru.

8 8 ECHS / Large Rozšířené CHS (Extended CHS), využívá překlad v BIOSU k překlenutí 504 MB bariéry, která vyplývá z režimu CHS. CylindersHeadsSectorsCapacity IDE/ATA Limits65,53616256128 GiB BIOS Int 13h Limits1,024256637.88 GiB HDD Logical Geometry6,13616632.95 GiB BIOS Translation Factordivide by 8multiply by 8-- BIOS Translated Geom.767128632.95 GiB Z tabulky je patrné další omezení BIOSU (8,4 GB limit), který je způsoben možností adresace 1024 cylindrů, 256 hlaviček a 63 sektorů. Tento limit je odstraněn pomocí rozšíření funkce 13h BIOSU.

9 9 Převod mezi LBA a CHS LBA = ( (cylinder * heads_per_cylinder + heads ) * sectors_per_track ) + sector – 1 Cylinder = LBA / (heads_per_cylinder * sectors_per_track) temp = LBA % (heads_per_cylinder * sectors_per_track) Head = temp / sectors_per_track Sector = temp % sectors_per_track + 1

10 10 Další limit – hranice 128GB Tentokrát narážíme na 28 bitové kódování ATA (65536*16*256*512 = 137 438 953 472 B) Řešením je změna specifikace ATA a rozšíření na 48mi bitové kódování

11 11 Původní read pomocí Int 13h 02H čti sektory Vstup : DL = číslo drive (0=drive A...; 80H=hard disk 0; 81H=hard disk 1) DH = číslo hlavy CH = číslo stopy (cylindru) (0-n) -+ CL = číslo sektoru (1-n) -------------- Viz pozn. níže. AL = počet sektorů (hodnota pro jeden cylinder) ES:BX => adresa bufferu volajícího programu 0:0078 => Tabulka parametrů pružného disku (pro disketové operace) 0:0104 => Tabulka parametrů hard disku (pro operace hard disku) Výstup: Při výskytu diskové chyby se postaví CARRY (CY=1), její kód bude v AH Buffer na ES:BX obsahuje data přečtená z disku Pozn.: Hodnoty sektoru a cylindru jsou 6ti bitové a 10-bitové: 1 1 1 1 1 1 +5-4-3-2-1-0-9-8-7-6-5-4-3-2-1-0+ CX: ¦c c c c c c c c C c S s s s s s¦ +-------------------------------+ +--- použito jako nejvyšší bity čísla cyl.

12 12 IBM/MS INT 13 Extensions - EXTENDED READ AH = 42h DL = drive number DS:SI -> disk address packet Return: CF clear if successful AH = 00h CF set on error AH = error code disk address packet's block count field set to number of blocks successfully transferred OffsetSizeDescription 00hBYTE10h (size of packet) 01hBYTEreserved (0) 02hWORDnumber of blocks to transfer (max 007Fh for Phoenix EDD) 04hDWORD-> transfer buffer 08hQWORDstarting absolute block number

13 13 Odkazy na internetu Principy funkce, omezení, … http://www.pcguide.com/ref/hdd/index.htm Princip MR a GMR hlaviček, základní pojmy http://www.pctechguide.com/04disks.htm Popis int 13h rozšíření http://lrs.fmi.uni-passau.de/support/doc/interrupt-57/INT.HTM Informace o různých velikostních omezeních (HDD, FAT, OS) http://www.dewassoc.com/kbase/index.html

14 14 Zvyšování hustoty záznamu