7

#

# Тема 7. НЖМД. НГМД.

Цель: Рассмотреть устройство НЖМД и НГМД и принцип их работы.

План:

1. Устройство НЖМД.

2. Принцип работы

3. Устройство НГМД

4. Контроллер НГМД

1. Устройство НЖМД.

НЖМД как и НГМД содержит диск или несколько дисков, расположенных в виде стопки один над другим, как блины. Кроме того, в отличие от НГМД, НЖМД изготовлен из твердого металла, обычно из алюминия, и покрыт тонкой пленкой магнитной окиси.

Причина, по которой жесткий диск является «жестким», заключается в том, что он вращается с очень большой скоростью - обычно 7200 об. в минуту, что в 20 раз больше скорости вращения гибкого диска. Именно благодаря высокой скорости вращения диска считывание и запись информации в НЖМД осуществляется так быстро.

Кроме того, НЖМД помещен в полностью герметизированный корпус. В отличие от НГМД, внутреннее устройство которого хорошо видно, НЖМД изолирован от внешней среды, что предотвращает попадание пыли и других частиц, которые могут повредить магнитный носитель или чувствительные головки чтения/записи. Это очень важно, так как головки располагаются («плавают») над поверхностью быстро вращающегося диска на расстоянии нескольких десятимиллионных долей дюйма. Незначительность этого зазора и плотность магнитного покрытия позволяют наносить дорожки с записями очень плотно; поэтому НЖМД хранит значительно больше информации, чем НГМД.

2. Принцип работы

Как и в НГМД диски вращаются на оси-шпинделя, приводимого в движение двигателем накопителя. Каждый диск называется плиттером. Как и у большинства гибких дисков, используются обе стороны. Поскольку плиттеров много (в некоторых накопителях до шеста), стороны пронумерованы сверху вниз. Типичный НЖМД с тремя плиттерами имеет стороны 0-5, четные стороны сверху, нечетные - снизу.

На каждой стороне плитттера есть головка чтения/записи. Все головки смонтированы в единое целое, блок головок. Все они перемещаются одновременно, причем каждая из них осуществляет доступ к своей дорожке, расположенной на одной из сторон диска. Именно физическое расположение всех дорожек в пространстве действительно придает смысл применяемому в форматировании термину цилиндр. Три плиттера с шестью сторонами составляют в пространстве шесть круговых дорожек - цилиндр.

Головки чтения/записи движутся (вдвигаются и выдвигаются) как единое целое с помощью механизма привода головок, похожего на устройство, которое вдвигает и выдвигает головки в накопителе на гибком диске.

Механизм привода головок является высокопрецизионным устройством. Обычно используются два типа приводов: шаговые двигатели и соленоидные приводы с магнитным сердечником (voice-coil actuators). Шаговые двигатели дешевле, но работают медленнее. В отличие от шагового двигателя, который перемещает блок головок на заданное число дискретных позиций, соленоидный привод перемещает их с помощью магнита. Магнит работает как магнитосоленоид, который вдвигает и выдвигает сердечник динамика.

Во всем остальном, помимо условий герметичности и высокопрецизионной механики, НЖМД похож на большой НГМД.

Подобно НГМД у НЖМД есть разъем питания и 34-контактный краевой разъем. Можно также видеть перемычки и согласующие резисторы. Они определяют накопитель на жестком диске либо как первый накопитель С, либо как второй, D.

Контролер НЖМД через шину связывает НЖМД с ПК. В некоторых случаях контроллер- НЖМД может находиться на материнской плате, а иногда используются комбинированные контроллеры НГМД и НЖМД.

В отличие от стандартных контроллера НЖМД существует несколько типов контроллеров НЖМД. Тип контроллера зависит от накопителя и метода записи информации на диске.

Кодирование данных.

Модифицированная частотная модуляция (MFM) - это схема магнитного кодирования, определяющая метод записи бит на магнитную поверхность.

Кодирование с ограничением расстояния между переходами намагниченности (RLL). Этот метод обеспечивает запоминание информации с гораздо большей плотностью, чем МРМ, поэтому форматная емкость RLL-нанопителей приблизительно в два раза больше форматной емкости аналогичных MFM-накопителей.

1. Устройство НГМД.

Сам по себе дисковод - это легкое и компактное устройство. Его размеры:

ширина около 6 дюйм, высота ,5 дюйм и длина 8 дюйм.

Внутри накопительного устройства имеются компоненты, которые обеспечивают работу НГМД.

Шпиндель дисковода и двигатель шпинделя. Шпиндель (вал) дисковода зажимает центр диска, а двигатель вращает диск.

В большинстве дисководов имеются две головки для одновременного чтения обеих сторон диска. Блок 1 головок содержит головки считывания/записи, которью отвечают за считывание данных с диска и запись данных на диск.

Другие компоненты внутри дисководного устройства предназначены для подачи диска в дисковод, установки и фиксации диска на месте, когда вы закрываете замок-защелку. Кроме того имеется схема, управляющая лампочкой рабочего режима, а также еще один светодиод, который установлен около шпинделя и отслеживает индексное отверстие диска. Наконец, на одной из сторон НГМД имеется небольшой переключатель, который определяет наличие или отсутствие на диске защиты от записи.

Имеются некоторые различия НГМД как форматная емкость накопителя, габариты накопителя, число сторон и головок, размер диска.

Емкость накопителя, определяется при форматировании, иди форматной емкости. В настоящее время для ПК существуют четыре стандарта:

" 1.4 Мб, 3 ,5 ДЮЙМ;

* 1.2 Мб, 5,25 дюйм;

• 720К, 3,5 дюйм;

" 360К, 5 ,25 дюйм;

Форматная емкостъ - это показатель физических размеров диска, формат 1.4Мб имеет ширину 3,5 дюйм.

Высота (или габариты (height)) накопителя обычно принималась во внимание, когда были распространены даа типа накопителей: полногабаритньяе (fifl-heigfat) и полугабаритные (half-height). Сегодня почти все НГМД являются полугабаритными;

это позволяет разместить в системе большее число накопителей. Вам следует специфицировать габариты только тогда, когда вы имеете дело с накопителями на жестких дисках.

Количество сторон и головок у накопителя в настоящее время является довольно cпopным вопросом. Первоначально в дисковых накопителях имелась только одна головка чтения/записи (сверку). Нижняя сторона диска не использовалась. Поэтому диск назывался односторонним. Сегодня все дисководы выпускаются с двумя головками чтения/записи: одна - сверку, другая - снизу. Такие накопители называются двусторонними.

2. Контроллер НГМД

На плате электроники, установленной на корпусе НГМД, расположены только схемы управления двигателями, усилители-формирователи сигналов записи и считывания и формирователи сигналов от датчиков. Контроллер гибких дисков обычно размещается на системной плате компьютера или же вынесен на специальную карту расширения («в компании» с интерфейсом НЖМД). НГМД подключается к контроллеру через специальный стандартный интерфейс. Все сигналы являются логическими с уровнями ТТЛ, активный уровень — низкий. Формирователи выходных сигналов накопителя имеют выход типа «открытый коллектор». Интерфейс подразумевает наличие терминаторов — нагрузочных резисторов — для каждой сигнальной линии устройства. Теоретически их предполагалось включать только на последнем дисководе в шлейфе, практически же их никогда и не отключают. Современные трехдюймовые накопители используют «распределенный терминатор» — резисторы с относительно высоким сопротивлением (1-1,5 кОм), постоянно соединяющие входные линии интерфейса с шиной +5 В. Низкие частоты интерфейсных сигналов позволяют не задумываться о точности согласования импеданса шлейфа и сопротивления терминатора. Однако если на шлейфе стоят только старые накопители 5" со снятыми терминаторами, они могут отказаться надежно работать (выходные линии с открытым коллектором останутся без нагрузки).

Кабели и разъемы подключения гибких дисков.

Каждый диск имеет по меньшей мере два кабеля. Один из них - это кабель источника блока ) питания. Это многоцветный четырехпроводной кабель, подключаемый в задней части дисковода.

Кроме кабелей истопника питания, для каждого дисковода предусмотрен кабель контроллера/данных.

Литература: 5, стр. 12-45; 6, стр. 15- 58

Контрольные вопросы

1. Объясните устройство НЖМД?

2. Чем отличается НЖМД от НГМД?

3. Что представляет собой цилиндр жесткого диска?

4. Какие приводы используются для движения блока головок?

5. Какие разъемы использует для подключения НЖМД?

6. Объясните принцип действия НГМД?

7. Объясните понятие «Форматная емкость».

8. Какие компоненты имеет контроллер НГМД?

9. Какие кабели и разъемы используются для подключения НГМД?