Многофункциональный контроллер ВЗУ (стр. 2 из 4)

Производительность диска определяется четырьмя основными физическими параметрами:

1. временем доступа (мс)

2. размером цилиндра (секторов)

3. скоростью передачи данных (Кбайт/с)

4. средним временем ожидания (мс)

Время доступа - то время, которое требуется для перевода головок чтения-записи на нужные дорожки (цилиндры). После установки над нужными дорожками головки должны перейти из транспортного положения в положение чтения-записи. Все это и составляет обычно время доступа.

Скорость передачи данных (скорость, с которой они выдаются с диска) зависит от скорости вращения диска, плотности записи и секторного интерливинга. (Расслоение. Фактор интерливинга, равный 4 означает, что имеются три сектора, разделяющие смежные сектора. Следование секторов под головкой будет следующим- сектор 1, сектор X, сектор Y, сектор Z, сектор 2 и т.д.). При коэффициенте интерливинга, равного 6, у РС ХТ скорость передачи снижается с 5 М бит/с до 0.83 М бит/с.

Среднее время ожидания - время, за которое диск совершит половину оборота и нужный сектор окажется под головкой.

Механизм общения контроллера с диском

Контроллер жесткого диска

Использование контроллера DMA (Прямого доступа к памяти) в настоящее время не применяется для операций ввода-вывода с жестким диском. Контроллер в жесткого диска в АТ использует 512-байтный секторный буфер, к которому МП (i80286) обращается как к 16-разрядному устройству. Когда этот буфер полон или пуст, контроллер прерывает МП (с помощью INT 14), после чего данные передаются при помощи строковых команд ввода-вывода в память или из памяти со скоростью 2 Мбайта в секунду (у IBM XT, использовавшего подсистему DMA, скорость передачи в два раза ниже). Такая скорость достигается за счет использования трех тактов (включая одно состояние ожидания) для переноса данных (16 бит) в процессор и еще трех тактов (включая еще одно состояние ожидания) для переноса данных в память. Таким образом, для передачи двух байтов данных используется шесть тактов шины.

Таблица параметров жесткого диска

Она находится по адресу вектора прерывания INT 41h для первого жесткого диска и INT 46h для второго (если он есть):

Смещ.	Длина	Содержимое
+0	2	Максимальное число цилиндров
+2	1	Максимальное число головок
+3	2	Не используется в АТ
+5	2	Стартовый цилиндр предкомпенсации записи
+7	1	Не используется в АТ
+8	1	Управляющий байт		7: запрет повторного доступа 6: запрет повторения по ошибке ЕСС 3: более 8 головок
+9	1	Не используется в АТ
+0Ah	1	Не используется в АТ
+0Bh	1	Не используется в АТ
+0Ch	2	Зона парковки головок
+0Eh	1	Количество секторов на дорожку
+0Fh	1	Резерв

Методы контроля передачи информации при обмене ЭВМ и ВЗУ

Дефекты информации, хранимой на магнитном носителе можно подразделить на две основные группы:

1. Временные (обратимые) - это пыль, частицы отслоившегося лакового покрытия.

2. Постоянные (необратимые) - это различные царапины, трещины в покрытии, прилипшая грязь и т. п.

Для обнаружения и коррекции ошибок были разработаны системы кодирования информации с избыточностью (внедрение контрольных разрядов, образуемых с помощью выполнения определенных арифметических операций над всеми информационными разрядами).

Но следует учитывать при разработке и применении конкретной системы кодирования, что возможность обнаружения и коррекции ошибок возрастает с избыточностью кода, но одновременно усложняется алгоритм кодирования и декодирования и, как следствие, возрастает объем буферной памяти, и снижается скорость передачи информации , усложняется аппаратура кодирования и декодирования и, следовательно, система становится менее надежной.

Для двоичного кода М сообщений, каждое из которых имеет дину n, можно закодировать, если выполняется условие: 2ⁿ >=M или n>=log₂ M.

Приведем примеры различных методов кодирования:
Пусть имеются четыре события:

А1, А2, А3, А4, причем вероятности их появления различны:
Р(А1)=0,5; Р(А2)=0,25; Р(А3)= Р(А1)=0,125.
Равномерное кодирование - без учета вероятности появления того или иного события.
Метод Фанно - А1=0₂; А2=10₂; А3=110₂; А4=111₂ . Это пример неравномерного кодирования с учетом вероятности появления события. Система Фанно однозначно декодируема, поскольку ни одно А не является префиксом следующего. Такие системы кодирования называют префиксными.

Основные характеристики кодов:

1. Длина кода	n	Число символов, составляющих кодовое слово
2. Основание кода	m	Количество отличных друг от друга значений импульсных признаков, используемых в кодовом слове
3. Мощность кода	Мр	число разрешенных кодовых слов
Полное число кодовых слов	М	все возможные кодовые слова
4. Число информационных символов	k	без комментариев
5. Число проверочных символов	r	без комментариев
6. Избыточность кода	R	R=r/n
7. Скорость передачи кодовых слов	R’	R’=k/n
8. Кодовое расстояние	d	Число несовпадающих позиций двух кодовых слов

Имея один избыточных символ, можно обнаружить только нечетное количество ошибок. Поэтому используют другой метод. Объясним на примере:

Пусть должно прийти 9-разрядное число. Расположим приходящие разряды следующим образом:

В1	В2	В3	С1	Пусть	В1Å В4Å В7 = С4
В4	В5	В6	С2	В4Å В5Å В6 = С2	В2Å В5Å В8 = С5
В7	В8	В9	С3	В7Å В8Å В9 = С3	В3Å В6Å В9 = С6
С4	С5	С6	С7	С1 Å С2 Å С3 Å С4 Å С5 Å С6= С7

Пусть приходит число 011010001. Пусть произошла ошибка в 7-ом разряде

Передано					Принято
0	1	1	0	0	1	1	0
0	1	0	1	0	1	0	1
0	0	1	1	1	0	1	1
0	0	0	0	0	0	0	0

При сравнении В₇Å В₈Å В₉ = С₃ в строке

В₁Å В₄Å В₇ = С₄ в столбце

Следовательно, ошибочный разряд локализован можно исправить.

Но это был случай единичной ошибки, а с двойной ошибкой этот метод не справляется, то есть определить может, но исправить - нет.

0	1	0	0
0	1	0	1
0	1	1	1
0	0	0	0

На рисунке видно, что, используя этот метод, нельзя понять, где произошла ошибка (В₂ , В₃ , В₈ , В₉).

Для дальнейшего объяснения d(x,y) между двумя кодовыми словами х и у называется число несовпадающих позиций. Пример: х=01101, у=00111 d(x,y)=2. Это расстояние называется кодовым расстояние Хемминга.

Итак, код способен исправить любые комбинации из q или меньшего числа ошибок тогда и только тогда, когда его кодовое расстояние > 2q. В настоящее время только для кодов с d_min получено такое соотношение между числом проверочных символов r и длиной кода n:

r>= log₂ (n+1).

Циклические коды

Циклическими кодами называются такие коды, которые с любым своим вектором содержит также его циклический сдвиг. Циклические коды основаны на представлении передаваемых данных в виде полинома (многочлена) и используются при последовательной передаче информации между Процессором и ВЗУ.

а(х)= а₀+а₁ х+а₂ х²+...+ а_n-1 х^n-1 Для вектора а(а₀, а₁, ..., а_n-1).
Циклический сдвиг а’(х)= а_n-1 +а₀x +а₁ х²+...+ а_n-2 х^n-1 .