Интерфейс АТА

Данные, полученные при выполнении команды идентификации жесткого диска, включают ряд сведений, относящихся к этому дисководу:

• количество адресов логических блоков, доступных при использовании режима LBA;
• количество физических цилиндров, головок и секторов, доступных в режиме P-CHS;
• количество логических цилиндров, головок и секторов в текущей трансляции режима L-CHS;
• поддерживаемые режимы (и скорости) передачи;
• название компании-изготовителя и номер модели;
• версия внутренней прошивки;
• серийный номер;
• тип или размер буфера, определяющий буферизацию сектора или возможности кэширования.

Некоторые общедоступные программы  позволяют выполнить эту команду и вывести полученную информацию на экран. К их числу принадлежит и программа ATAINF, входящая в состав набора средств диагностики Ultimate Boot CD. Весь этот набор или его отдельные утилиты можно бесплатно загрузить с сайта http://ultimatbootcd.com. Эти программы могут оказаться как никогда кстати при установке жесткого диска в системе, не поддерживающей автоматическое распознавание, для получения характеристик диска, которые необходимо вручную задать в настройках BIOS. Все эти программы получают информацию непосредственно от самих устройств.

Еще две очень важные команды  — Read Multiple и Write Multiple. Они позволяют

осуществлять так называемый многосекторный обмен данными (т.е. обмен порциями, равными нескольким секторам). В сочетании с возможностью реализации пакетного режима программного ввода-вывода (Programmed I/O — PIO) это позволяет многократно повысить общую производительность жесткого диска (по сравнению с работой в односекторном режиме).

Некоторые старые системы требуют  указания точного количества секторов, поддерживаемых устройством; более современные системы извлекают эту информацию автоматически.

Помимо указанных, существует множество  других команд, в том числе специфических, определяемых производителями конкретных моделей жестких дисков. Довольно часто некоторые операции, например форматирование низкого уровня и создание карт поверхностных

дефектов, осуществляются именно с  помощью таких специфических наборов команд. Поэтому программы форматирования низкого уровня зачастую бывают уникальными, а производители включают их в комплект поставки своих IDE.

3.2.Режим безопасности АТА

Поддержка защиты паролем жестких  дисков (так называемый режим безопасности ATA Security Mode) была включена в спецификацию ATA-3 еще в 1995 году. Соответствующее дополнение к спецификации ATA было предложено компанией IBM, которая разработала соответствующие функции и реализовала их в портативных системах ThinkPad и 2,5-дюймовых

дисках. Поскольку данная функция в дальнейшем была включена в официальный стандарт ATA-3 (окончательно опубликованный в 1997 году), ее начали поддерживать и другие производители дисков и компьютерных систем, особенно в 2,5_дюймовых дисках для портативных систем. Следует отметить, что подобные пароли оказываются весьма надежными: если его забыть, то, как правило, не останется ни малейшей возможности получить доступ к диску.

Пароль доступа к жесткому диску  задается с помощью программы  настройки BIOS, хотя данную функцию поддерживают не все системы. Большинство портативных систем эту функцию поддерживают, а большинство настольных — нет. Если данная функция поддерживается, можно задать пароли двух типов: пароль пользователя и основной пароль. Первый блокирует и разблокирует диск, в то время как второй используется исключительно для разблокировки. Можно задать только пароль пользователя или пароль пользователя и основной пароль; задать только основной пароль нельзя.

Когда задается только пароль пользователя или оба пароля, доступ к диску  блокируется (даже после его установки в другую систему) до тех пор, пока корректный пароль не будет указан при включении системы.

Основной пароль представляет собой  резервный пароль, предназначенный  для системных администраторов. Если заданы оба пароля, сообщается только пароль пользователя. Следовательно, при желании пользователь может изменить свой пароль; при этом системный администратор сможет получить доступ к диску, указав основной пароль.

Если определены оба пароля, доступ к диску должен быть разблокирован при загрузке еще на уровне BIOS. Внешний вид соответствующего сообщения зависит от конкретной системы, однако в системах IBM для этого всегда используется графический интерфейс. На экране отображается значок в виде цилиндра с номером над ним (который указывает на номер диска) рядом со значком в виде замка. Если на экране отобразится окно с запросом пароля доступа к диску, необходимо его ввести; в противном случае будет запрещен доступ к диску и дальнейшая загрузка будет невозможна.

Как отмечалось выше, если вы забыли пароль пользователя (без использования основного пароля) или же оба пароля, вам не удастся получить доступ к диску даже в том случае, если его установить в другую систему, в том числе в такую, которая не поддерживает режим ATA Security Mode. Поэтому в данном случае диск становится совершенно бесполезной “железкой”.

Как и при использовании подавляющего большинства средств безопасности, должно существовать решение на тот  случай, если вы забыли пароль. Есть минимум одна компания, которая может восстановить работоспособность диска и даже данные на нем. Это компания Nortek (подробные сведения вы найдете на сайте www.nortek.on.ca). За снятие пароля придется заплатить от 85 до 295 долларов; кроме того, необходимо будет предоставить подтверждение прав на владение диском. Как видите, за восстановление придется заплатить больше, чем за новый диск, поэтому к данной возможности следует обращаться только в том случае, если вам во чтобы то ни стало необходимо восстановить данные.

Пароли на новых дисках не заданы, однако они вполне могут быть заданы в том случае ,если вы приобретаете диск, бывший в употреблении. Например, многие продавцы, которые реализуют старые компьютеры на электронных аукционах, таких как eBay, задают системный пароль или пароль жесткого диска и сообщают его покупателю только после того, как получат деньги. Однако иногда диски продаются “как есть”, и даже продавец может не знать пароля.

Поэтому не рекомендуется приобретать  бывший в употреблении портативный  компьютер или жесткий диск до тех пор, пока вы не будете уверены в том, что на них не заданы никакие пароли.

Подавляющее большинство систем также  поддерживает пароль включения или системный пароль, который задается с помощью программы настройки BIOS. В большинстве случаев при определении системного пароля такой же пароль задается и для жесткого диска. Поэтому чаще всего при вводе системного пароля BIOS автоматически указывает такой же пароль и для жесткого диска. Это означает, что пароль жесткого диска может быть задан, а вы обэтом даже не подозреваете, так как соответствующий запрос не отображается на экране. Однако, если диск переставить в другую систему, он не будет работать до тех пор, пока не будет введен корректный пароль. Так что, если новый пользователь его не знает, визита в специальную компанию, такую как Nortek, не избежать.

3.3.Защищенная область

Многие современные ПК поддерживают определенные функции автоматического  восстановления, которые позволяют  пользователю легко восстановить работоспособность  операционной системы или другого программного обеспечения. Сначала для этого использовался один или несколько специальных компакт-дисков, содержащих сценарии, которые восстанавливают исходные настройки программного обеспечения, установленного в системе.

К сожалению, компакт-диски могут  быть потеряны или повреждены; кроме того, включение подобных компакт-дисков в комплект поставки компьютера приводит к дополнительным расходам со стороны производителей. В результате производители решили размещать программное обеспечение для восстановления в специальном скрытом разделе загрузочного жесткого диска. Как правило, программное обеспечение для восстановления занимает от одного до четырех компакт-дисков, что составляет около 1–3 Гбайт. Поэтому при использовании жестких дисков объемом 60 Гбайт и больше “теряется” около 5% (или меньше) от общего пространства. В то же время с помощью программного обеспечения для создания разделов или

других специальных утилит скрытый  раздел может быть удален.

В 1996 году компания Gateway предложила внести изменения в разрабатываемый в то время стандарт ATA-4, которые позволили бы резервировать на жестком диске специальную защищенную область. Эти изменения были утверждены, и функция HPA (Host Protected Area) была включена в спецификацию ATA_4, опубликованную в 1998 году. В 1999 году была предложена отдельная спецификация интерфейса BIOS —PARTIES (Protected Area Run Time Interface Extension Services), согласно которой определены службы, используемые операционной системой для доступа к защищенной области HPA. Стандарт PARTIES был завершен и опубликован в 2001 году под названием NCITS 346_2001, Protected Area Run Time

Interface Extension Services.

Для обеспечения возможности использования  защищенной области HPA применяется  команда ATA SET MAX ADDRESS, благодаря чему жесткий диск воспринимается системой как диск чуть меньшего размера. Вся область, которой соответствуют адреса от заданного этой командой (определяющего новый конец диска) до адреса фактического конца диска, является защищенной областью HPA, доступ к которой возможен только с помощью специальных команд PARTIES. Благодаря этому обеспечивается более высокий уровень защиты, чем при использовании обычных скрытых разделов, поскольку к защищенной области не могут обращаться не только обычные приложения, но и такие специализированные утилиты для работы с разделами, как PartitionMagic и Partition Commander. Поэтому, если вы решили удалить защищенную область HPA, вам придется использовать специальные параметры программы настройки BIOS или отдельные команды для изменения исходного значения MAX ADDRESS. После этого можно воспользоваться утилитой PartitionMagic или Partition Commander, чтобы изменить размеры смежного раздела и включить в него дополнительное пространство, которое ранее было скрыто или недоступно.

Начиная с 2003 года многие новые системы, оснащенные Phoenix FirstBIOS, поставляются вместе с программами восстановления и диагностики, которые хранятся в области HPA, поскольку это подразумевается новым ядром Phoenix BIOS.

4.Особенности интерфейса АТА

4.1 Особенности АТА

IDE-накопители считаются интеллектуальными устройствами, поскольку почти все функциональные узлы, которые в системах с накопителями старых типов располагались в отдельной плате-адаптере, встроены в сам IDE-накопитель. Данные передаются через единый кабель, подключенный к контроллеру (он может представлять собой как отдельное устройство, так и быть смонтированным на системной плате), который, в свою очередь, подключен к системной шине расширения ISA (Industrial Standard Architecture —архитектура промышленного стандарта) или PCI (Peripheral Component Interconnect — соединение внешних устройств). Схемотехника внешних по отношению к IDE-накопителям устройств настолько проста, что практически во всех комплектах (chipset) интегральных схем современных системных плат предусмотрены двухканальные IDE-контроллеры, и надежность в отдельных платах расширения практически отпала. По современным меркам контролеры с классическим IDE-интерфейсом работают довольно медленно: скорость передачи данных едва превышает 10 Мбайт/с. Емкость накопителей со стандартным IDE-интерфейсом ограничена величиной 504 Мбайт. (В EIDE и более поздних версиях IDE-интерфейса традиционный барьер в 504 Мбайт преодолен, и емкости накопителей могут превышать 32 Гбайт). Интерфейс IDE лишен гибкости и возможностей наращивания, присущих стандарту SCSI, но по сравнению с ним стоит существенно дешевле. Поэтому его часто используют в простых, недорогих компьютерах низкого и среднего класса, возможно в ПК, которых не предполагается существенно наращивать. Изначально интерфейс IDE разрабатывался для накопителей на жестких дисках, однако впоследствии он стал использоваться и для подключения дисководов CD-ROM и накопителей на магнитной ленте, работающих в соответствии с протоколом обмена данными АТАРI (АТА Packet Interface — пакетный интерфейс АТА). В компьютерной литературе много говорится об интеллектуальных возможностях IDE-интерфейса. Они определяются теми функциями, которые способен выполнять Кроенный в накопитель контроллер. В этой книге, говоря об интеллектуальных возможностях интерфейса IDE, мы будем подразумевать следующие. Во-первых, интеллектуальные IDE-накопители способны работать в режиме преобразования параметров. Это означает, подпрограмме настройки параметров BIOS Basic Input/Output System — базовая система вы можете вводить в память CMOS любую комбинацию параметров жесткого диска (количество цилиндров, головок и секторов). При этом должно соблюдаться одно условие: суммарное количество секторов в модели не должно превышать реальное количество секторов в накопителей. Преобразование параметров приобретает особое значение в тех случаях, когда реальное количество цилиндров в накопителе превышает 1024 (что характерно для всех современных IDE-накопителей). Неинтеллектуальные IDЕ-накопители могут работать только в «физическом» режиме. CMOS параметры должны соответствовать реальным параметрам жесткого диска. Во-вторых, в интеллектуальных накопителях предусмотрена поддержка нескольких дополнительных команд, которые входят в необязательную часть стандарта АТА.

Еще одной особенностью технологии интеллектуального IDE-интерфейса являет зонная запись, позволяющая разбивать дорожки на переменное количество секторов. B результате появляется возможность увеличить общее количество секторов, а значит и суммарную емкость накопителя. Поскольку BIOS может работать только с жесткими дисками с фиксированным количеством секторов на дорожке, IDE-накопители с зонной записью всегда должны функционировать в режиме преобразования параметров. IDЕ-накопитель работает в режиме преобразования параметров, то вы не в состоянии изменить коэффициент чередования секторов.

Компоновка типичного IDE-контроллера показана на рис. 1. Стандартный IDE-накопитель подключается к контроллеру с помощью 40-жильного кабеля. (В старых разработках 1ВМ использовался 44 или 72-жильный кабель). Этот сигнальный кабель предназначен для передачи данных и управляющих сигналов между накопителем и контроллером. Как и в SCSI-устройствах, в IDE-накопителях для обеспечения параметров линий связи и электрических характеристик сигналов также устанавливаются нагрузочные сопротивления, но они, в отличие от согласующих резисторов в интерфейсе SCSI, обычно впаяны в плату и не могут быть удалены. В большинстве случаев два накопителя IDE/EIDEтипа могут работать совместно при наличии согласующих сопротивлений в каждом из них, Если на накопителе имеются перемычки выбора режима, то с их помощью конкретное устройство можно сделать либо ведущим (master), либо ведомым (slave).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Сравнение

5.1 Сравнение дисковых интерфейсов

В таблице приведены сравнительные  характеристики различных интерфейсов, используемых для подключения дисковых устройств. Интерфейсы ST506/412 и ESDI в современных  компьютерах уже практически  не используются; информация о них  приведена лишь для сравнения  их возможностей со SCSI и IDE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.

Параметр	ST506/412 MFM	ST506/412 RLL	ESDI	SCSI	IDE/ATA
Максимальная скорость обмена	5Мбит/с	7.5Мбит/с	10/24Мбит/с	24/40МБайт/с	10МБайт/с
Максимальное количество устройств	4	4	7	56	2
Максимальное количество устройств в DOS	2	2	2	36	2
Подключение других устройств	-	-	-	+	-
Число секторов на дорожке	17	26	32-26	Не определено	Не определено
Загрузка процессора	Все операции ввода-вывода осуществляется  с использованием процессора	Частичное использование
Многозадачный ввод-вывод	-	+	+ - [Современные расширения IDE/ATA поддерживают многозадачный  ввод-вывод]
Автоматическая коррекция  ошибок	-	-	+	+	+
Низкоуровневое форматирование	+	+	+	-	-