Типы ПУ

5.4. Типы ПУ

Каждое ЛУ может представлять одно или несколько одно- типных периферийных устройств (ПУ), перечень их стан- дартизованных типов приведен в табл. 5.12. Сложное ПУ может представляться несколькими ЛУ SCSI. По характеру обмена данных устройства разделяются на 2 класса - блоч- ные (Block Device) с типами 0, 4, 5, 7 и поточные (Stream Device) с типами 1, 2, 3, 9.

Устройства прямого доступа (0) позволяют сохранять блоки данных. Каждый блок хранится по уникальному логическому адресу LBA - Logical Block Address. Взаимное расположение логических блоков на носителе не регламентируется. Адрес первого логического блока - нулевой, последнего - (п-1), где n - общее число блоков. В цепочках команд устройства- ми может поддерживаться относительная адресация, когда ис- полнительный адрес в команде определяется смещением от- носительно адреса, действовавшего в предыдущей команде.

Блоки данных хранятся на носителе вместе с дополнитель- ной информацией, используемой контроллером для управ- ления чтением и записью, а также обеспечения надежности хранения данных (ЕСС или CRC-коды).
Формат дополни- тельных данных не регламентируется, ЦУ скрывает эти дан- ные от ИУ.

Для каждого блока может быть установлена своя длина, но чаще используют единую длину блока для всего носителя. Группа смежных блоков одинаковой длины называется эк- стентом (extent), экстенты определяются командой MODE SELECT, длину блока можно узнать по команде MODE SENSE. После изменения длины блока для активизации экстента обычно требуется форматирование.

Носитель может быть разделен на области, одна из которых используется для хранения блоков данных, другая резерви- руется для замены дефектных блоков, часть носителя может использоваться контроллером для обслуживания устройства. Дефектные блоки области данных могут быть переназначе- ны на другую область носителя, что позволяет их скрыть.

Носитель может быть фиксированным и сменяемым (Removable). Сменяемый носитель в картридже (или чехле) называют томом (Volume). Для чтения/записи том должен быть смонтирован.

Устройство может быть зарезервировано И У, при этом до- ступ к нему других И У ограничивается. Ограничения рас- пространяются на ЛУ или экстент.

Устройства, имеющие кэш данных, могут поддерживать по- литику обратной записи (Write Back). При этом появляют-

ся интервалы времени, в течение которых внезапное отклю- чение питания устройства приведет к потере данных, по- скольку сообщение о завершении команды посылается пос- ле записи в кэш, а не на носитель. Сообщения об ошибках при WB поступают к ИУ с опозданием. Чтобы избежать этих неудобств, ИУ может запретить устройству использовать WB. Отдельные блоки в кэше можно фиксировать, не до- пуская их замещения при последующих операциях обмена.

Типичный пример устройств прямого доступа - накопитель на магнитном диске. Есть устройства прямого доступа на лен- точном носителе - Floppy Tape. Именно для них эффективна команда SEEK. Устройства прямого доступа могут не иметь подвижных носителей, а быть основаны на памяти разной природы: SRAM, DRAM, FRAM, EEPROM, флэш-память.

Устройства последовательного доступа (1) имеют ряд особен- ностей, связанных с принципом их действия.


Носитель пред- ставляет собой магнитную ленту с многодорожечным, серпан- тинным или наклонно-строчным типом записи. Носитель - всегда сменяемый, с некоторым конструктивньш обрамлени- ем (катушка, картридж) - также называется томом. Том име- ет начало носителя ВОМ (beginning-of-medium) и конец но- сителя ЕОМ (end-of-medium). При записи ИУ должен заранее узнавать о приближении конца носителя, для чего определя- ется позиция раннего предупреждения EW (Early Warning) с соответствующим маркером. Это позволяет после записи блока данных из буфера поместить на носитель соответствующий концевой маркер. Том может иметь один или несколько раз- делов (Partitions), нумеруемых с нуля. Разделы располагают- ся друг за другом, без перекрытия. Каждый раздел х имеет начало ВОР х (Begining-Of- Partition х), конец ЕОР х и ран- нее предупреждение EW х. Между началом и концом разде- ла помещаются блоки данных и маркеры. Блоки данных, пе- редаваемые ИУ, называются логическими. Логический блок может занимать один или несколько физических блоков дан- Hbix на носителе, в последнем случае за блокирование-дебло- кирование отвечает ЦУ. Описатели записанных физических и/или логических блоков могут храниться на носителе (определяется форматом записи). Буфер устройства должен вмещать по крайней мере один логический блок.

Принтеры (2), подключаемые через интерфейс SCSI, не тре- буют особых команд для управления, поскольку эти функ- ции реализуются через поток передаваемых данных. Одна- ко двунаправленная связь по шине позволяет ввести дополнительные команды, служащие для отслеживания со- стояния принтеров с буферной памятью, и обеспечить це- лостность заданий. Принтеры могут иметь встроенный кон- троллер SCSI или подключаться ЛУ к внешнему контроллеру по интерфейсу Centronics или RS-232. Параметры подклю- чения определяются командой MODE SELECT,

Процессорными устройствами (3) в терминологии SCSI яв- ляются источники и потребители пакетов информации, трак- товка которой стандартом не определена.


Примерами процес- сорных устройств являются компьютеры, обменивающиеся сообщениями односторонним или двухсторонним образом. Процессорным устройством является и какое-либо сложное устройство отображения (графический дисплей), которое за- нято выводом потока сообщений. От коммуникационных ус- тройств процессорные отличаются тем, что они являются ис- точниками или потребителями информации, в то время как коммуникационные служат лишь посредниками.

Устройства оптической памяти (7) близки к устройствам прямого доступа со сменными носителями, но имеют ряд ха- рактерных особенностей. Большая емкость носителя вызывает необходимость применения команд с 12-байтным дескрипто- ром. Устройства могут обеспечивать считывание, однократную или многократную запись. На носителе могут быть определены зоны, недоступные для записи. Блоки носителя имеют состо- яние "чистый" и "записанный", что отмечается соответству- ющим атрибутом. Для устройств многократной записи перед повторной записью блока необходимо его стереть. Стирание может выполняться специальной командой или автоматичес- ки по команде записи. В записи фаза стирания может отсут- ствовать. К этим устройствам применимо понятие обновле- ния (update) логического блока - запись новых данных по тому же адресу логического блока, но на другое место носителя. Прежние данные могут быть считаны специальной командой, указывающей кроме логического адреса блока и его поколе- ние (generation). Емкость носителя в таком случае сообщает-

ся без учета множества поколений. Оптические носители по сравнению с магнитными имеют существенно более высокий уровень ошибок, так что приходится использовать более слож- ные алгоритмы восстановления информации.

Устройства однократной записи (4), обычно оптические, от- личаются невозможностью перезаписи ранее записанного блока. Попытка повторной записи в зависимости от реали- зации устройства может приводить к потере записанных дан- ных. Каждый блок имеет состояние "записан" или "не за- писан", инициализация (форматирование) не применяется.



Приводы CD-ROM (5) предназначаются для работы с CD- дисками. Изначально диски содержали звукозапись и при- воды были рассчитаны не только на чтение блоков данных, но и на потоковый вывод на внешний аудиоинтерфейс. За- пись не предусмотрена. Данные на диске адресуются по-раз- ному. Физический сектор имеет 2352 байт, из которых обычно используется 2048, поле синхронизации 12 байт и поле тега адреса сектора 4 байт. Дополнительное поле 288 байт исполь- зуется для исправления ошибок данных, но если ошибки до- пустимы, его тоже используют для хранения данных. Таким образом, физический сектор данных может иметь размер 2048 байт (CD-ROM Data Mode 1) или 2336 и даже 2340 (вместе с полем тега) байт (CD-ROM Data Mode 2). В зави- симости от размера логического блока (1024, 512 или 256 байт) сектор может вмещать 2,4 или 8 блоков.

Один сектор, или кадр (frame), аудиодиска хранит 1/75 с звукозаписи. От этого происходит адресация MSF: 75 смеж- ных кадров, адресуемых полем F (0-74), объединяются в бо- лее крупную единицу, адресуемую полем S (0-59), звуча- щую 1 с. 60 полей S соответствуют полю М (0-74), звучащему 1 мин. Адресация MSF может использоваться как абсолютная или относительно начала трека.

Носитель делится на треки (track), характерные однотипно- стью записанной информации. Каждый трек (они нумеру- ются от 1 до 99) делится на последовательно нумеруемые (1-99) индексы (index).

Носитель CD-ROM и CD-DA кроме основного канала име- ет субканал (sub-channel), разделенный на 8 частей, называ-

емых Р, Q, R, S, Т, U, V и W. К примеру, часть Q несет ин- формацию для контроллера и привода - управляющие поля и MSF-адрес. Каждая часть имеет производительность, рав- ную 1/192 основного канала.

Сканеры. (6) передают ИУ данные, описывающие растровое изображение сканируемого объекта. Команды позволяют за- давать окна сканирования, определяя в них режим и разре- шение. Для некоторых функций требуется посылка данных в сканер (например, полутоновые маски). Для сканеров с автоподачей имеются команды позиционирования.



Устройства смены, носителей (8) предназначены для авто- матического манипулирования сменными носителями - дис- ками и картриджами с магнитными лентами. В SCSI они представляются ЛУ, отличающимися от первичных устройств хранения, которые они обслуживают. Модель устройства состоит из набора адресуемых элементов, каждый из кото- рых может "держать" только одну единицу носителя:

Medium Transport Element - элемент транспортировки носителя;

Storage Element - место хранения единицы носителя, ког- да он не находится ни в одном из элементов трех других типов;

Import Export Element - элемент, с помощью которого устройство принимает носители извне или отдает их;

Data Transfer Element - позиция первичного устройства, осуществляющего обмен данными с носителем.

Элементы адресуются 16-битными адресами; доступна ин- формация об их состоянии. Каждый том носителя снабжа- ется идентификатором-тегом, по которому определяется его нахождение в элементах.

Коммуникационные устройства (9) предназначены для об- мена информацией с устройствами через внешнюю по отно- шению к шине SCSI среду передачи данных. Внешние про- токолы стандартом SCSI не описываются: вся необходимая для них информация заключена в сообщениях, передавае- мых и принимаемых ИУ по командам SEND MESSAGE и GET" MESSAGE.

Содержание раздела

---

---