____________________________________________________________________
_@Содержание :
_ Введение ...................................................3
_ Физическая организация хранения информации на дискете ......3
_ Методы__ _ кодирования информации на дискете __..................._ 4
_ Физическая структура диска ...............................5
_ Интерфейс адаптера НГМД ....................................7
_ Логическая организация диска ...............................7
_ Работа BIOS с НГМД .........................................9
_ Некоторые форматы дисков, принятые в MS-DOS ...............10
_ Как__ _ увеличить скорость чтения дискет ......................11
_ О восстановлении дискет ...................................12
_ Методы защиты от копирования ..............................12
_ Использованная литература .................................14
_@Введение
В настоящее время во всех вычислительных системах имеются ус-
тройства внешней памяти, использующие для накопления информации
гибкие и жесткие диски. Независимо от типа и емкости, они ис-
пользуют один и тот же принцип долговременного хранения информа-
ции в виде намагниченных участков поверхности накопителя. При
движени мимо них считывающего устройства, в нем возбуждаются им-
пульсы тока.
Сначала ( в 1981 году ) IBM PC имели один-единственный тип
внешней памяти - пятидюймовые односторонние гибкие магнитные дис-
ки двойной плотности с програмной разбивкой секторов емкостью
150K. С тех пор IBM значительно увеличила емкость дисков, был
добавлен новый стандартный размер дисков (три с половиной дюйма),
однако физическая и логическая структура диска не притерпела зна-
чительных изменений.
_@ Физическая организация хранения информации на дискете
Гибкий диск имеет пластиковую основу с нанесенным на нее маг-
нитным покрытием. В центре находится шпиндельное отверстие , а на
некотором смещении от центра имеется одно индексное отверстие.
Назначение индексного отверстия - обеспечить накопителю точку от-
счета при счытывании или записи данных. Гибкий диск помещен в
квадратный чехол, в котором также имеются шпиндельное и индек-
сное отверстие. Находящееся на внутренней окружности магнитного
диска метализированное кольцо предназначено для усиления места
посадки диска на шпиндель электродвигателя дисковода, чтобы пре-
дотвратить нежелательную деформацию тонкого магнитного диска.Кро-
ме того, в чехле есть прорезь для контакта головки считывания/за-
писи с поверхностью диска и вырез защиты от записи.
При записи информации на магнитный диск используется потен-
циальный метод записи без возвращения к нулю. Запись по этому ме-
тоду осуществляется путем изменения направления тока записи в
магнитной головке в соответсвии с обрабатываемыми данными. Изме-
нение направления тока записи вызывает перемену магнитного потока
в магнитной головке, что приводит к изменению намагниченности
учаска носителя информаци, проходящего в это время под головкой.
В зависимости от направления вектора намагниченности рабочего
слоя магнитного носителя по отношению к направлению вектора ско-
рости перемещения носителя, различают продольную, поперечную и
перпендикулярную намагниченность. В накопителях IBM формата
( имеются в виду накопители 34 и 3740 фирмы IBM ) используется
только продольная намагниченность, поэтому в дальнейшем речь пой-
дет именно о ней.
Процесс записи может быть представлен в виде следующих переда-
точных звеньев:
__i(t) -> F(t) -> H(x,y,z,t) -> M(l,y,z)
Процесс воспроизведения:
__M(l,y,z) -> Ф(t) -> e(t)
Здесь
__i(t)__ - ток в обмотке записи магнитной головки;
__F(t)__ - магнитодвижущая сила магнитной головки записи;
__H(x,y,z,t)__ - поле записи;
__M(l,y,z)__ - остаточная намагниченность после воздействия поля
записи;
__Ф(t)__ - магнитный поток в сердечнике магнитной головки вос-
произведения;
__e(t)__ - электродвижущая сила, наводимая в обмотке магнитной го-
ловки воспроизведения;
__x,y,z__ - пространственные координаты, связанные с головкой;
__l=vt__ - координата, связанная с носителем записи;
__v__ - скорость записи.
Во время считывания на выходной обмотке головки воспроизведе-
ния наводятся разнополярные сигналы в те моменты времени, когда
под головкой проходят участки поверхности с изменением направле-
ния намагниченности. Эти сигналы воспринимаются усилителем-форми-
рователем, который преобразует их в выходные униполярные им-
пульсы считывания "единиц". Записи "нуля" соответствует отсут-
ствие импульсов в некоторые определенные моменты времени.
_@ Методы кодирования информации на дискете
Для записи информации на магнитные носители применяют спе-
циально разработанные модуляционные коды записи. Данные коды раз-
рабатываются специалистами и должны обладать высокой информатив-
ностью и способностью с самосинхронизации. Под информативностью
способа записи понимают количество записанной информации, прихо-
дящийся на один период намагниченности.
В накопителях 3740 ( IBM ) используется метод частотной моду-
ляции, а в накопителях 34 - метод модифицированной частотной мо-
дуляции.
_"Метод частотной модуляции
Начало каждого элемента отмечается тактовым импульсом в виде
смены направления намагниченности. Если элемент должен представ-
лять 1, то в его центральной части записывается еще один такто-
вый импульс ( что бы создать изменение магнитного потока ), а ес-
ли 0, то смены напрвления намагниченности не происходит вплоть до
начала следующего элемента. Таким образм, если тактовая частота
равна F, то поток двоичных единиц дает частоту 2F.
┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐
─┘└──┘└──┘└──┘└──┘└──┘└──┘└──┘└─── __тактовые импульсы
┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐
───┘└──────────┘└──────┘└──┘└──┘└─ __данные
__ 1 0 0 1 0 1 1 1
┌┐┌┐┌┐ ┌┐ ┌┐┌┐┌┐ ┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐
─┘└┘└┘└──┘└──┘└┘└┘└──┘└┘└┘└┘└┘└┘└── __сигналы записи
_"Метод модифицированной частотной модуляции
В этом методы 1 всегда представляется переходом намагниченности
в центре элемента. Переход вводиться в начале элемента, если это
0, а за ним НЕ следует 1. При том же разнесении переходов этот
метод позволяет записывать на единицу длины в два раза больше
символов, чем метод частотной модуляции.
┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐
┘└┘└┘└┘└┘└┘└┘└┘└┘└─ __тактовые импульсы
┌┐ ┌┐ ┌┐┌┐┌┐
─┘└────┘└──┘└┘└┘└── __данные
__1 0 0 1 0 1 1 1
┌┐ ┌┐ ┌┐ ┌┐┌┐┌┐
─┘└─┘└─┘└──┘└┘└┘└── __сигналы записи
При записи информации по методу модифицированной частотной моду-
ляции возникает так называемое смещение синхронизации. Это возни-
кает потому, что в общем случае при считывании информации с дис-
кеты невозможно отличить тактовые сигналы от сигналов данных.
Поэтому в зависимости от точки отчета одна и таже последова-
тельность импульсов может трактоваться по-разному. Для устране-
ния этой в высшей мере неприятной неоднозначности на каждой до-
рожке вводят специальные поля, заполненные нулями, размером каж-
дого поля 12 байт. При считывании информации контроллер НГМД
знает, что в них находятся нули, поэтому трактует поступающие
сигналы как тактовые импульсы, одновременно соответствующим об-
раз подстраивая схему сепаратора данных.
Помимо рассмотренных выше методов частотной и модифицированной
частотной модуляции используется _ кодирование с ограниченным рас-
_ стоянием между периодами намагниченности__ ( RLL - кодирование ).
По сравнению с методом модифицированной частотной модуляции об'ем
хранимой на диске информации увеличивается на 50%. Метод RLL ос-
нован на записи с групповым кодированием. В этом методе каждый
байт поступающих данных разбивается на две тетрады, а затем тет-
рада шифруется специальным 5-ти разрадным кодом, характерным тем,
что каждое число в нем содержит, по крайней мере, одну перемену
направлении потока. При считывании две 5-ти разрядные тетрады
снова сливаются в байты.
_@ Физическая структура диска
Емкость диска зависит от характеристики дисковода и особеннос-
тей операционной системы; однако структура диска, в сущноcти,
всегда одна и та же. Данные всегда записываются на магнитной по-
верхности в виде концентрических окружностей, называемых дорож-
ками.Каждая дорожка, в свою очередь, состоит из нескольких секто-
ров, количество которых определяется при операции форматирования.
Сектор является единицей хранения информации на дискете.Количес-
тво информации на диске, таким образом, зависит от числа дорожек
( от плотности записи ) и общего размера секторов на каждой до-
рожке. Старые модели дисководов работали с 40 дорожками, нынешние
модели - с 80, большинство современных дисководов позволяют фор-
матировать дискеты плотностью до 85 дорожек.
Для стандартных дискет IBM расположение каждой дорожки не мо-
жет быть изменен, потому что это прежде всего зависит не от ОС и
не от дискеты, а от конструктивных особенностей дисковода.Однако,
число, размер и расположение секторов задаются программно при
первоначальной разметке ( форматировании ) дискеты. Разметка осу-
ществляется либо ОС, либо используются функции BIOS. Хотя MS-DOS