Конфигурирование НЖМД.

Способов задания адреса устройства на канале шины АТА существует два – с помощью кабельной выборки или явным заданием адреса на каждом из устройств.

Режим кабельной выборки включается установкой на диске перемычки CS (Cabel Selekt). В этом случае оба устройства на шине конфигурируются одинаково – в режим CS, а адрес устройства определяется его положением на специальном кабеле-шлейфе. В отличие от обычного кабеля, у которого все одноименные контакты всех разъемов равнозначны, в этом кабеле контакт 28 (CSEL) для устройства-0 (Master) заземлен через хост-адаптер, а для устройства-1 (Slave) – не подключен (перерезан в кабеле-шлейфе). Кабельная выборка будет работать, если ее применение поддерживается и задано на всех устройствах данного канала шины, включая хост-адаптер. Недостатком такой выборки является привязка физического подключения диска к кабелю: диск-0 должен быть подключен к ближнему от адаптера разъему шлейфа, а диск-1 – к дальнему.

Режим явной адресации использует обычный «прямой» кабель. В этом случае перемычка в положение CS не устанавливается, а адрес каждого из устройств задается перемычками, состав которых у разных моделей НЖМД варьируется. Достаточно указать устройству его номер (0 или 1) или роль (Master или Slave), но в устройствах, разработанных до принятия стандарта АТА, ведущему (Master) диску еще «подсказывали» наличие ведомого (Slave). Таким образом, на дисках IDE можно увидеть следующие джамперы:

M/S – если на шине присутствует лишь одно устройство, оно должно конфигурироваться как Master. Если устройств два, то второе должно конфигурироваться как Slave. Иногда джампер того же назначения обозначается как «C/D» (диск C:/диск D:), но для второго канала IDE такое название уже некорректно.

SP (Slave Present), DSP (Drive Slave Present) - устанавливается на диске-0 (Master) для указания на присутствие диска-1 (Slave). Если этот переключатель установлен, а устройство-1 не подключено, BIOS выдаст сообщение об ошибке.

ACT (Drive Active) - устанавливается на диске-0 (встречается редко).

Для полностью АТА-совместимых дисков (например, модели Seagate), джамперы SP DSP не требуются и отсутствуют. Перемычка ставится только на диске-0, а наличие диска-1 Master определит автоматически.

При конфигурировании дисков нужно учитывать то обстоятельство, что перестановка джамперов воспринимается устройством даже не по аппаратному сбросу (кнопке RESET), а только при включении питания.

При установке на один шлейф двух разнотипных не-АТА устройств возможны неразрешимые проблемы.

Кабель управления должен подключаться к контроллеру (или адаптеру) и дисководу с соблюдением нумерации контактов разъемов: первый провод шлейфа, обычно отличающейся цветом, – к первым контактам разъемов. В противном случае диск опознаваться не будет, и признаком такой ошибки является постоянное свечение индикатора "Дисковод выбран".

Современные версии PnP BIOS и соответствующие им диски позволяют не указывать тип IDE диска, если выбрать в SetUp опцию AUTO, для автоматической установки его типа во время POST-процедуры, по ответу на команду идентификации диска. Накопители на жестких дисках, подключаемые к внешним интерфейсам шин USB и FireWire конфигурируются уже на этапе загрузки операционной системы.

Хранение данных на магнитном носителе всегда сопровождается появлением ошибок. Причин для которых может быть множество: дефект поверхности носителя, случайное перемагничивание участка носителя, попадание под головку посторонней частицы, неточность позиционирования головки над треком, колебания головки по высоте, вызванное внешней вибрацией или ударом по корпусу накопителя, уходом различных параметров накопителя из-за старения, изменения температуры, давления и т. п. Независимо от причин, ошибки должны быть выявлены и, по возможности, исправлены.

Для контроля достоверности хранения информации на диске, применяется CRC-код (циклическая контрольная сумма) для поля данных, который позволяет фиксировать ошибки некоторой кратности, и часто, код ECC, способный, вследствие большой избыточности, – и исправлять некоторые ошибки. Если сектор считывается с ошибкой (не совпадает подсчитанная контрольная сумма с записанной в том же секторе), то драйвер делает попытку исправить эту ошибку с использованием кода ЕСС. Если исправление оказывается невозможным, то контроллер выполняет повторные считывания и, при случайном характере ошибки, шансы правильно прочитать сектор при повторных чтениях, достаточно велики. Однако, если ошибка вызвана, например, неточностью позиционирования головки на трек, связанной с уходом параметров, повторное чтение может и не дать положительного эффекта. Накопитель с шаговым двигателем, в этой ситуации, может только повторить позиционирование с предварительной рекалибровкой – вернуться на нулевую дорожку и снова "дошагать" до нужного цилиндра; это иногда помогает. У привода с подвижной катушкой, больше возможностей для обеспечения оптимального положения головки. Для этого сервосистема может покачать головку относительно центрального положения, заданного сервометками, и найти положение головки, в котором данные читаются верно. Если и в этом случае не удается прочитать сектор без ошибки, контроллер сигнализирует об этом установкой бита ошибки в байте состояния, на что программа (или операционная система) должна отреагировать сообщением типа "CRC Data Error".

Если контроллеру никак не удается достоверно прочитать данные из сектора, то такой сектор должен быть исключен из дальнейшего использования, иначе многочисленные повторные попытки обращения к этому сектору будут безрезультатно отнимать массу времени, что заметно снизит производительность компьютера. На уровне накопителя, отметка о дефектности сектора делается в заголовке сектора, запись в который, как известно, производится только во время низкоуровневого форматирования диска, но современные встроенные контроллеры дисков IDE сами обрабатывают обнаружение дефектных секторов и вместо них подставляют резервные. Так что для пользователя, дефектные секторы дисков АТА и SCSI оказываются невидны. Однако, простая подстановка номера резервного сектора в заголовок сектора приведет к нарушению последовательности секторов в кластере. Чтобы этого избежать, интеллектуальные контроллеры производят сдвиг данных во всех секторах, следующих за дефектным, на один сектор назад (эта процедура называется Defective Sector Slipping), после чего, обращение к последовательной цепочке секторов снова станет "гладким".

Надежность считывания информации с диска в большой степени зависит от точности позиционирования. Позиционирование, обеспечиваемое сервоприводом, особенно с выделенной сервоповерхностью, может быть не оптимальным для каждой головки и требовать коррекции. Интеллектуальные контроллеры хранят карту отклонений для всех цилиндров и головок, которая создается и корректируется в процессе работы. Процесс автоматической термокалибровки накопителя (Thermal Calibration или T-Cal) запускается контроллером автоматически и довольно случайно, и становится заметным пользователю, только если вдруг винчестер, к которому нет обращения, "начинает жить своей жизнью", выполняя серию позиционирований.

Дисковые накопители являются, пожалуй, той частью компьютера, отказ которой оборачивается самыми крупными убытками, в смысле потери данных. Естественно, их надежность стараются повышать всеми возможными способами, но отказы все-таки случаются. Отказы НЖМД разделяют на предсказуемые и непредсказуемые.

Предсказуемые отказы (Predictable Failure) являются следствием постепенного ухода параметров от номинальных значений, когда этот уход переходит некоторый порог. Если специально контролировать такие параметрами диска, как время разгона шпиндельного двигателя до нужной скорости, время , затрачиваемое диском на позиционирование, процент ошибок позиционирования, высота полета головок, производительность (зависящая от числа вынужденных повторов для успешного выполнения функций), количество использованных резервных секторов и других параметров, то становится возможным предсказание отказов. Сообщение о приближении отказов операционной системе и пользователю позволяет принять необходимые меры для предотвращения потери данных на диске.

Целям предупреждения отказов служит технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology – технология самонаблюдения, анализа и сообщения), применяемая в современных накопителях. Эта технология, разработанная фирмой Seagate, имеет корни в технологии IntelliSafe, фирмы Compaq, и PFA (Predictive Failure Analysis – анализ предсказуемых отказов), фирмы IBM.

Задачи слежения за параметрами накопителя при этом возлагаются на контроллер, а программному обеспечению остается только периодически проверять, все ли в порядке в накопителе, или приближается время отказа. Спецификации S.M.A.R.T. существуют в двух версиях – для интерфейсов ATA и SCSI, которые различаются как по системам команд, так и по способам сообщений о состоянии накопителя. Конечно, остаются непредсказуемые отказы (Non-Predictable Failure), которые случаются внезапно, но они вызываются, чаще всего, отказами электронных компонент накопителя, под действием импульсных помех, или от механических узлов накопителя – вследствие внешних вибраций и ударов. При соблюдении же правил эксплуатации накопителей их вероятность не столь велика, как предсказуемые отказы.

Контрольные вопросы.

1. О чем сигнализирует POST-код 104хх?

2. Как идентифицируются НЖМД при их подключении через кабель-селект?

3. К чему приводит установка на один шлейф двух разнотипных НЖМД?

4. Как защищаются НЖМД от ошибок позиционирования? от информационных ошибок?

5. Что такое предсказуемые отказы НЖМД и вследствие чего они возникают?

6. Что представляет собой технология S.M.A.R.T. и каким целям она служит?