Цифровое оборудование

Электронный диск по сравнению с обычным обладает одним очень существенным преимуществом: для чтения или записи не нужно ни позиционировать головки, ни ждать, пока требуемый участок диска окажется под ними. Для того, чтобы оценить значимость этого преимущества, приведем следующие цифры: для накопителей СМ5400 И СМ5408 время позиционирования головок составляет в среднем 50 мс, время ожидания требуемого участка - 10 мс, а время чтения 512 байт всего около 1 мс. Как следствие, электронный диск имеет на порядок более высокую производительность по сравнению с обычным диском.

Лучше всего использовать это устройство для размещения на нем файла откачки задач, рабочих файлов системных утилит, часто используемых библиотек, рабочих зон пользователей и т.п. Кроме того, оно может быть использовано в качестве быстрого носителя при реализации кэш-памяти для обычных дисков.

Как и обычное устройство, электронный диск состоит из контроллера и накопителя. В качестве накопителя можно использовать любые ОЗУ с интерфейсом общей шины и обшим об'емом до 32 мегабайт.

Контроллер электронного диска служит для управления передачей данных между накопителем и оперативной памятью ЭВМ. Он имеет 4 управляющих регистра: регистр команд и состояния, регистр счетчика слов, регистр адреса оперативной памяти, регистр адреса накопителя.

Регистр команд и состояний доступен программе на запись и чтение и используется для индикации готовности контроллера (разряд 7), разрешения или запрещения прерываний от данного устройства (разряд 6), хранения двух разрядов расширения адреса оперативной памяти (разряды 4 и 5) и инициирования операции (разряд 0)

В регистре счетчика слов хранится количество слов данных, которые необходимо передать, представленное в прямом коде (в отличие от других контроллеров реализующиь прямой доступ в память). Таким образом за одну операцию передачи данных может быть передано не более 64 Кслов.

В регистре адреса оперативной памяти хранится адрес начала передаваемых данных в оперативной памяти ЭВМ. Поскольку этот регистр имеет 16 разрядов, что не позволяет адресовать весь об'ем оперативной памяти, в регистре команд и состояний имеется два разряда расширения адреса памяти.

Регистр адреса накопителя служит для указания номера блока начиная с которого расположена информация, которую необходимо передать. Разрядность этого регистра определяет максимальный об'ем накопителя, который может составлять до 32 Мбайт.

Передача данных между оперативной памятью и памятью электронного диска производится по соединяющей их дополнительной шине, являющейся подмножеством общей шины. Управление этой шиной осуществляет только контроллер и, поэтому, протокол прямого доступа на ней не нужен. За счет этого экономится время передачи данных, разгружается общая шина ЭВМ и упрощается конструкция контроллера. Следует отметить, что такая схема передачи данных требует наличия второго порта в оперативной памяти ЭВМ.

Конструктивно контроллер электронного диска состоит из следующих узлов:

- платы селектора адреса и управления прерыванием ( стандартный ТЭЗ БЭ-810 );

- платы регистров управления обменом и передатчиков адреса ( около 30 микросхем серии К155 и К559 );

- терминаторов общей шины и соединительных кабелей.

К общей шине СМ-4 контроллер подключается через стандартное интерфейсное место в процессоре или блоке расширения системы.

Для работы с электронным диском в операционной системе RSX11M был разработан драйвер этого устройства, позволяющий системным утилитам и программам пользователей работать с ним, как с обычным диском.

Скорость передачи информации между памятью и электронным диском ограничивается только быстродействием ОЗУ и может достигать 1.8 мегабайта в секунду для ОЗУ "Электроника-256К".

Для сравнения быстродействия электронного диска и накопителя СМ5408 была написана программа, выполняющая ( под управлением операционной системы RSX11M ) чтение одного и того же блока фиксированного размера заданное число раз. Отметим, что во время работы программы на устройстве СМ5408 головки не передвигались. Результаты измерений приведены в следующей таблице:

Следует отметить, что в реальных условиях основное время уходит на позиционирования головок, что снижает приведенные данные для НМД СМ-5408 в два и более раза.