59. Na czym polegają i do czego są wykorzystywane tryby „uśpienia” (Power down i Idle) mikrokontrolera?
T ryb „uśpienia” (Idle) polega na tym, że zostaje wyłączona jednostka centralna – nie są wykonywane rozkazy. Natomiast mogą pracować pozostałe układy struktury wewnętrznej – liczniki, port szeregowy, przetwornik A/C itp., a porty równoległe zachowują swój stan. W niektórych mk (80C515/535) zostaje też zatrzymany Watchdog. Wyprowadzenie procesora ze stanu uśpienia może nastąpić albo przez wywołanie przerwania albo przez zerowanie procesora.
Tryb wyłączenia (Power Down) polega na całkowitym zatrzymaniu wszystkich funkcji mk łącznie z oscylatorem. Może być podtrzymywana zawartość pamięci wewnętrznej oraz rejestry SFR, w tym również porty równoległe, przy czym napięcie podtrzymujące może mieć niższą wartość (na ogół nie mniej niż 2V). Jedynym sposobem wyjścia z tego stanu jest zerowanie procesora.
Obydwa tryby służą do obniżenia poboru mocy przez mk (80C51, 80C515/535), szczególnie gdy pracuje on z zasilaniem z baterii lub nadzoruje obiekty o wolno zmiennych stanach. Tryby te mogą być uaktywnione poprzez ustawienie odpowiednich znaczników (odpowiednio IDL lub PD) w rejestrze PCON w obszarze SFR.
W mk 80C515/535 wprowadzono dodatkowe zabezpieczenia, sprzętowe i programowe, przed przypadkowym wprowadzeniem procesora w tryb redukcji mocy. Zabezpieczenie sprzętowe jest związane z wyprowadzeniem PE, na którym musi występować stan 0 aby mk można było wprowadzić w tryb redukcji mocy. Zabezpieczenie programowe polega natomiast na konieczności wykonania kolejno dwóch rozkazów odblokowujących dwie flagi związane z danym trybem(IDLE i IDLS oraz PDE i PDS).
60. Opisz budowę portu wejścia-wyjścia mikrokontrolera na przykładzie układu Intel 8051. Co to są funkcje alternatywne realizowane przez port – podaj przykłady.
Budowa portu i zasada działania. Porty mk zawierają przerzutnik typu D, który jest elementem rejestru danego portu umieszczonego w obszarze SFR. Dana wysyłana na wyjście portu wpisywana jest właśnie do tego rejestru (np. rozkazem: mov p1,a) poprzez wewnętrzną szynę danych. Odczytywanie danej z portu odbywa się poprzez bufory, przy czym w zależności od rozkazu, dana może być odczytana albo z rejestru portu, albo bezpośrednio z końcówki portu. Tranzystor podłączony do pinu pozwala uzyskać większą wydajność prądową portu. Dodatkowo port posiada wewnętrzne linie (wejściową i wyjściową) pozwalające realizować tzw. alternatywne funkcje portu. Są to dodatkowe funkcje poza odczytem i zapisem z i do portu (pinu lub zatrzasku), które może realizować port. Np. w porcie P0 istnieje możliwość wyprowadzenia na zewnątrz mk stanów szyny adresowej oraz danych co jest wykorzystywane przy adresowaniu pamięci zewnętrznych podłączonych do mk. Inne funkcje alternatywne to np.:
wejście i wyjście portu szeregowego (RXD/P3.0 i TXD/P3.1);
wejście przerwania zewnętrznego lub bramkowania licznika (INT0/bramkowanie T0/P3.2 oraz INT1/bramkowanie T1/P3.3);
wejście taktujące liczniki (T0/P3.4 oraz T1/P3.5);
wyjście sygnału zapisu oraz odczytu do/z zewnętrznej pamięci (WR/P3.6 oraz RD/P3.7);
61. Opisz zasoby mikrokomputera jednoukładowego na przykładzie rodziny Intel 8051.
Dla mk rodziny 8051 można wyróżnić następujące zasoby:
wewnętrzna pamięć programu oraz danych (IRAM),rejestry specjalne (SFR);
jednostka arytmetyczno-logiczna ze sprzętową realizacją operacji mnożenia i dzielenia;
cztery porty wejścia/wyjścia (cyfrowe), mogące realizować dodatkowe funkcje;
dwa programowalne układy czasowo-licznikowe;
układ transmisji szeregowej z możliwością programowania szybkości przesyłania;
wewnętrzny generator sterujący działaniem mk oraz układ redukcji poboru mocy;
priorytetowy, 2-poziomowy układ kontroli przerwań, obsługa 2 przerwań zewnętrznych
dodatkowy licznik T2 z funkcjami taktowania układu transmisji szeregowej;
układ Watchdog nadzorujący pracę mk.
62. Opisz konfigurację jednostki centralnej mikrokomputera jednoukładowego na przykładzie układu INTEL 8031.
Głównymi elementami jednostki centralnej są: 8-bitowa jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU), akumulator (Acc), kilka rejestrów 8-bitowych, rejestr B, wskaźnik stosu (SP), rejestr flagowy (PSW), licznik rozkazów (PC) i rejestr wskaźnika danych (DPTR).
ALU wykonuje arytmetyczne (także mnożenie i dzielenie) i logiczne (także EX-OR, rotacja) operacje na 8-bitowych zmiennych wejściowych. ALU jest wykorzystywane także w decyzjach skoków warunkowych.
Rejestr B jest głównie wykorzystywany w operacjach mnożenia i dzielenia. Podczas wykonywania rejestr B trzyma jeden z dwu argumentów operacji i po jej zakończeniu zwraca część wyniku. Może on być również wykorzystywany jako rejestr ogólnego przeznaczenia.
PSW przechowuje aktualny status ALU w różnych bitach (przepełnienie, przeniesienie, itp.).
Wskaźnik stosu (rejestr 8-bitowy) trzyma ślad obszaru pamięci, gdzie przechowywane są ważne informacje rejestrów kiedy program wykonuje procedurę (np. obsługuje przerwanie). SP jest inicjalizowany wartością 07h po resecie urządzenia. Jest on automatycznie inkrementowany/dekrementowany przy operacjach PUSH i POP oraz wywołań procedur i powrotu z nich.
PC jest16-bitowym rejestrem dającym adres następnej instrukcji do wykonania podczas wykonywania programu i zawsze wskazuje obszar pamięci programu.
DPTR jest kolejnym 16-bitowym rejestrem adresującym, który może być użyty przy zapisie/odczycie 8-bitowej danej do/z pamięci danych i odczycie z pamięci programu. Może on być również używany jako dwa 8-bitowe rejestry (DPH i DPL).
63. Opisz tryby pracy oraz podaj przykłady zastosowań liczników programowanych w mikrokomputerze jednoukładowym INTEL 8031.
Liczniki programowane T0 i T1 mogą pracować w trybach:
Tryb 0 – młodszy rejestr licznika TLi pracuje jako dzielnik wstępny – jako licznik 5-bitowy zaś rejestr THi jako licznik 8-bitowy. Oba rejestry są połączone kaskadowo tworząc 13-bitowy liczniki.
Tryb 1 – taki sam jak Tryb 0 z tą różnicą, że TLi pracuje jako licznik 8-bitowy. Oba rejestry są połączone kaskadowo tworząc 16-bitowy liczniki.
Tryb 2 – TLi i THi są połączone w konfiguracji licznika 8-bitowego z autoładowaniem, tzn. z zadawaniem stanu początkowego po przepełnieniu rejestru. Rejestr TLi pracuje jako licznik właściwy, natomiast rejestr THi służy jako bufor, którego zawartość jest przepisywana do TLi gdy nastąpi jego przepełnienie. Dzięki temu można otrzymać dzielnik o zmiennym podziale. Licznik T1 pracujący w tym trybie jest często wykorzystywany do taktowania portu szeregowego mk.
Tryb 3 – występuje tylko dla licznika T0. W trybie tym rejestry TL0 i TH0 pracują jako dwa niezależne 8-bitowe liczniki. Rejestr TL0 pracuje w strukturze licznika T0 (może być bramkowany, zmieniać źródło sygnału taktującego, generować przerwania przez przerzutnik poprzez znaczniki licznika T0: TR0, GATE0, C/T0, TR0). Natomiast rejestr TH0 jest na stałe podłączony z wyjściem zegara wewnętrznego poprzez dzielnik 1:12 i jest bramkowany znacznikiem TR1 (normalnie należącego do licznika T1). Wyjście tego licznika jest połączone z przerzutnikiem TF1 (znacznik przepełnienia). Dlatego gdy licznik T0 pracuje w Trybie 3 licznik T1 może pracować w innych trybach bez możliwości bramkowania jego wejścia i testowania przepełnienia. Nadaje się on więc praktycznie tylko do taktowania portu szeregowego.
Liczniki służą do zliczania impulsów, pomiarów odcinków czasu (okresu przebiegu oraz szerokości impulsów ), generowania sygnałów o określonym czasie trwania, okresie i wypełnieniu itp.
64. Opisz organizację portów wejściowych i wyjściowych mikrokomputera jednoukładowego INTEL 8031.
//8031 to 8051bez wewnętrznej pamięci programu – więc patrz pytanie 60.
65. Opisz organizację łącza szeregowego w mikrokomputerach rodziny INTEL 8031.
Dane w łączu szeregowym są wysyłane i przyjmowane synchronicznie lub asynchronicznie bit po bicie począwszy od najmniej znaczącego bitu. Przy transmisji synchronicznej przesyłanym danym towarzyszy sygnał synchronizujący, względem którego określa się stany przesyłanych bitów. Potrzebne są tutaj dwie linie przesyłowe: jedna dla danych druga dla sygnału taktującego. Przy transmisji synchronicznej przesyłane są tylko dane, a sygnały taktujące są wytwarzane w nadajniku i odbiorniku niezależnie od siebie (ale o tej samej częstotliwości).
Port szeregowy może pracować w czterech trybach. Tryby różnią się między sobą rodzajem transmisji (synchroniczna lub asynchroniczna), liczbą przesyłanych bitów w jednej ramce i źródłem sygnałów taktujących port szeregowy. Tryby pracy, źródła taktowania itp. mogą być ustawione w rejestrze konfiguracyjnym SCON. Drugim rejestrem związanym z portem szeregowym jest SBUF – podwójny rejestr, do którego wpisuje się i z którego odczytuje się przyjętą daną. Proces wysyłania rozpoczyna się od momentu wpisania od rejestru SBUF wysyłanej danej. Najpierw wysyłany jest bit startu, potem kolejne bity z SBUF, opcjonalnie 9-bit ze znacznika TB8, na końcu bit stopu.
Przy transmisji asynchronicznej przed wpisaniem danej do rejestru przesuwnego stan wejścia RXD jest trzykrotnie testowany w okresie przeznaczonym na odbiór bitu, co zwiększa odporność odbiornika.
Po zakończeniu wysyłania lub odebraniu danej ustawiane są odpowiednio znaczniki TI lub RI mogące wywoływać przerwania, gdy te są odblokowane.
80. Metody Realizacji pamięci nieulotnych
EEPROM – pamięć nieulotna z możliwością kasowania zawartości i wpisu nowych danych przez program użytkownika zawarty w mikrokontrolerze.
-zapis i odczyt danych odbywa się za pośrednictwem rejestru sterującego, rejestru danych i 1 lub 2 rejestrów adresów.
-procedury zapisu danych najpierw kasują zawartość komórki docelowej, a następnie wpisują do niej nową daną.
-posiada wewnętrzny sterownik transmisji szeregowej I2C
FLASH - pamięć nieulotna z możliwością kasowania zawartości i programowania bezpośrednio w systemie mikroprocesorowym.
-programowe zabezpieczenie bloków pamięci przed skasowaniem
-jednoczesne kasowanie wszystkich nie zablokowanych komórek
-kolejkowanie poleceń zapisu/odczytu
-dysproporcja czasu dostępu – zapis zdecydowanie dłuższy.
-bardzo długi czas kasowania.
-ograniczona ilość cykli odczytu zapisu.
81. Problemy ze sterowaniem pamięci nieulotnych.
-dysproporcja czasu dostępu: zapis znaczenie dłuższy niż odczyt
-ograniczona żywotność =>obszary znajdujące się bliżej początku mapy pamięci są częściej przeszukiwane pod kątem wolnych komórek i w krótkim czasie się zużyją. Można temu zapobiec poprzez monitorowanie cykli zapis/odczyt różnych obszarów przy pomocy programowego podmieniania adresów (tasowanie) tak by wszystkie obszary były przeglądane równomiernie.
->wymaga dodatkowej funkcji sterownika
->wydłużenie czasu dostępu
82. Opisz zasady współpracy systemu mikrokomputerowego ze wskaźnikami typu LCD.
PAMIĘĆ TEKSTU |
GENERATOR ZNAKÓW |
GENERATOR ZNAKÓW UŻYTKOWNIKA |
Jest to bardzo prosty i zarazem mało wydajny sposób kodowania informacji na nośniku magnetycznym.
Należy pamiętać, że tylko zmiana namagnesowania podłoża magnetycznego dyskietki niesie ze sobą informację. Stałe namagnesowanie nośnika nie wywołuje impulsów w głowicy napędu. Źródłem impulsów jest zmiana namagnesowania nośnika, przy czym stan początkowy namagnesowania nie ma absolutnie znaczenia (tzn. symboliczna zmiana NS i SN niesie tę samą informację.
Idę zapisu magnetycznego FM można wyrazić następującymi regułami:
Na ciąg danych przeznaczonych do zapisywania nakładany jest prostokątny przebieg zegarowy, którego okres „pokrywa” jeden bit informacji wejściowej.
Każdy impuls zegara powoduje zmianę namagnesowania podłoża (Z)
Jeżeli w danym cyklu zegara ciąg danych wejściowych reprezentuje jedynkę, pomiędzy impulsami pochodzącymi od zegara wprowadzony jest dodatkowy impuls (D)
MFM – Modified Frequency Modulation (obecnie stosowany bo wydajniejszy)
Zapis MFM rządzi się następującymi regułami:
Na ciąg danych przeznaczonych do zapisywania nakładany jest prostokątny przebieg zegarowy, którego okres „pokrywa” jeden bit informacji wejściowej. Impuls przemagnesowania dla jednego bitu (impulsu zegara) może pojawić się tylko raz.
Impuls zegara powoduje zmianę namagnesowania podłoża tylko wtedy, gdy stowarzyszony z nim bit danych i poprzedni bit danych mają wartość zero (Z)
Jeżeli w danym cyklu zegara ciąg danych wejściowych reprezentuje jedynkę , to generowany jest impuls przemagnesowania nośnika (D)
Można to przedstawić następująco
Ciąg danych |
Impuls przemagnesowujący |
00 |
Tak |
01 |
Tak |
10 |
Nie |
11 |
Tak |
W obydwu metodach kodowania na ciąg impulsów wyjściowych będących źródłem przemagnesowywania podłoża składają się impulsy pochodzące od zegara (Z) i od kodowanych danych (D).
Widać wyraźnie, że liczba zmian namagnesowywania nośnika przypadających na jeden bit danych jest większa (teoretycznie dwukrotnie) dla zapisu FM. Materiał magnetyczny, którym pokryta jest dyskietka, wykazuje ziarnistość; istnieje ściśle określona dolna granica wielkości obszaru, który można indywidualnie przemagnesować. W przypadku dyskietek HD jest to ok. 2m. Na tej samej długości ścieżki można więc w formacie MFM zmieści dwukrotnie więcej informacji.
-kontroler napędów dysków elastycznych pośredniczy między magistralami systemowymi a napędem; jego zadaniem jest nadzór nad ruchem obrotowym napędu oraz realizacja zapisu i odczytu danych, jak również operacja formatowania dyskietki;
- Kontroler ten pracuje w dwóch trybach:
a) podporządkowany – odbiór z magistrali poleceń od jednostki centralnej (zapisu, odczytu, formatowania)
b) aktywny – realizacja zaprogramowanego transferu (na dwa sposoby):
- poprzez rejestry JC za pomocą przerwania
- poprzez DMA (direct memory acces) i generację przerwania po zakończeniu transferu;
- Sygnały sterujące częścią mechaniczna:
- zezwolenie na zapis
- strumień zapisywanych danych
- przesunięcie głowicy do innego sektora
- kierunek przesuwu głowicy
- zbliżenie głowicy do nośnika
- wybór aktywnej głowicy
- wybór nośnika
- włączenie ruchu obrotowego
- modyfikacja wartości prądu podkładu
- strumień danych odczytywanych
- zabezpieczenie przed zapisem
- mechaniczny znacznik początku dysku
- dysk zmieniony
- ścieżka zerowa – do określenia fizycznego położenia głowicy;
Opis
poszczególnych struktur w systemie plików FAT:
Klaster
(ang. cluster)
Klaster jest grupą sektorów na partycji FAT. W
klastry pogrupowane są tylko sektory z danymi.
Rozmiar klastra
wyspecyfikowany jest w strukturze Boot Record i może wynosić od
jednego do 128 sektorów.
Boot Record
Wszystkie trzy
odmiany FATa posiadają strukturę Boot Record, zamieszczoną w
zarezerwowanych sektorach.
Struktura Boot Record znajduje się
na samym początku każdej partycji FAT, z tym,
że dla FAT12 i
FAT16 zajmuje ona jeden sektor, a dla FAT32 trzy sektory.
Struktura
ta zawiera pole opisujące rozmiar sektora dla danej partycji (zwykle
512 b).
Tablica Alokacji Plików (ang. File Allocation
Table)
Tablica alokująca pliki znajduje się na pierwszych 63
sektorach dysku, po Boot Sektorze.
Tablica alokująca pliki jest
zwykłą tablicą, zawierającą 12, 16 lub 32 bitowe
elementy.
Zazwyczaj na jednej partycji znajdują się dwie
identyczne kopie.
W strukturze Boot Record jest pole
specyfikujące ilość kopii tablicy FAT.
W systemach FAT12 i
FAT16 używana jest pierwsza kopia tablicy FAT,
ale wszystkie
zmiany są synchroniczne nanoszone na pozostałe kopie.
FAT32
został rozszerzony o możliwość specyfikacji w polu "Flags",
która kopia jest podstawowa.
O strukturze plików FAT
można po prostu myśleć jako o liście, gdzie każdy łańcuch
specyfikuje,
które obszary dysku zajęte są przez dany plik
czy katalog.
Katalog główny (Root Folder / Root
Directory)
Katalog główny jest wyspecyfikowany jako normalny
katalog,
który nie posiada wpisów jedno- i dwu- kropkowych.
W
systemach FAT12 i FAT16 katalog główny znajduje się tuż za
tablicami alokacji plików.
Na partycjach FAT32 katalog główny
jest utworzony ze zwykłego łańcucha klastrów,
które adres
początkowy znajduje się w strukturze Boot Record.
-Informacje na powierzchni dyskietki zapisywane są w postaci współśrodkowych okręgów zwanych ścieżkami; dane zapisane na ścieżce mają postać 512 bajtowych bloków zwanych sektorami (najmniejsza porcja danych jaka może być odczytana z dyskietki);
W pierwszym przybliżeniu fizyczna organizacja powierzchni dyskietki składa się z jednakowych, koncentrycznych ścieżek. Każda z nich zawiera znacznik początku ścieżki (BOT – Beginning of Track), sektory w liczbie zależnej od rodzaju dyskietki oraz znacznik końca ścieżki (EOT – End of Track).
Ścieżka |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
BOT |
|
Sektor 1 |
|
Sektor 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Sektor 15 |
|
EOT |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
BOT |
|
|
|
|
|
EOT |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Sektor |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
S |
D1 |
ID |
CRC-1 |
Z4 |
S |
D3 |
DANE |
CRC-2 |
Z5 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S – znacznik synchronizujący – ciąg zer;
D – sygnatura następującego po nim pola;
ID – metryka adresowa (zabezpieczona sumą kontrolną CRC1), określa:
- numer ścieżki
- numer głowicy
- numer sektora
- rozmiar sektora
DANE – pole danych użytkownika, zabezpieczone sumą CRC2
Z – znaczniki informujące o początku/końcu ścieżki oraz pełniące rolę buforów między sektorami
Sektor rozruchowy (BOOT sektor) |
FAT1 |
FAT2 |
Katalog główny (Root) |
Dane użytkownika |
- zawiera instalator systemu operacyjnego oraz charakterystykę nośnika
- tablica alokacji plików w dwóch kopiach- informują system które jednostki alokacji i w jakiej kolejności składają się na dany plik
- zawiera max 244 pozycje katalogu określające: nazwę pliku, rozszerzenie pliku, atrybut pliku, stempel czasowy, datę modyfikacji, numer logiczny pierwszej jednostki alokacji przypisanej do pliku, długość pliku;
Nie kumam ale znalazlem opis rozkazu Read Sektor więc przytoczę:
Rozkaz składa się z dziewięciu bajtów:
Bajt 1: mówi o tym czy czytanie jednostronne/dwustronne, czy MFM/FM oraz zawiera sygnaturę rozkazu
Bajt 2: numer głowicy i numer napędu
Bajt 3: numer ścieżki
Bajt 4: numer głowicy
Bajt 5: numer sektora
Bajt 6: wielkość sektora
Bajt 7: numer ostatniego sektora do przeczytania
Bajt 8: długość szczeliny Z5 (zwykle 01000110 co oznacza 80 bajtów)
Bajt 9: zwykle FFh co oznacza sektor 512 bajtowy
w podanym przykładzie kontroler ustawia głowice nad adrsowaną ścieżką o oczekuje pewien ściśle określony czas
głowice opuszczone są na powierzchnię dyskietki i rozpoczyna się czytanie metryk adresowych sektorów ścieżki aż do napotkania sektora określonego w bajcie 5 rozkazu
odczytywany jest blok danych sektora wraz z polem crc-2 po czym sprawdzana jest suma kontrolna
blok danych przekazywany jest do pamięci
następne sektory są czytane do momentu, gdy:
nadejdzie odpowiedni sygnał z kanału DMA, lub
napotkany zostanie koniec ścieżki, lub
odczytany zostanie ostatni sektor podany w bajcie 7 rozkazu RS;
głowice pozostają na powierzchni przez pewien czas, oczekują na ewentualny kolejny rozkaz odczytu
głowice są podnoszone
wykonanie fazy przekazywania danych kończy się wygenerowanie przerwania IRQ6 przez kontroler FDD
Nie wiem czy jest to odpowiedź na to pytanie.
Jak by ktoś miał mądrzejszy pomysł to chętnie przeczytam.
Nie rozumiem pytania
Wprowadzenie okresowo pól synchronizujących zawierających same zera; ciągi takie powodują generację sygnału zegarowego i dopasowanie częstotliwości oraz fazy generatorów potrzebnych do zdekodowania sygnału;
Stosowania „szczelin” między sektorami:
- dają kontrolerowi czas na obliczenie i weryfikację sumy kontrolnej zabezpieczającej dane;
- jako elastyczne „bufory” zmniejszają prawdopodobieństwo nałożenia się danych sektora na następujące po nich pola w przypadku wahań prędkości obrotowej głowicy;
(FAT – File Allocation Table), jest przewodnikiem po pliku, jest specjalną łańcuchową strukturą informującą system które jednostki alokacji (i w jakiej kolejności) składają się na plik (jednostka alokacji to z ang. cluster); zniszczenie tablicy FAT powoduje niemożność odczytania plików, dlatego jest pare kopii tablicy FAT na dysku elastycznym; Podczas zapisu pliku informacje o nim są automatycznie zachowywane w tablicy FAT.
- czytanie pliku polega na odczytywaniu kolejnych jednostek alokacji wchodzących w skład pliku, poruszając się według kolejnych numerów przechowywanych w poszczególnych komórkach tablicy FAT;
Sektor
Zawartość
0
Sektor
rozruchowy BOOT
1-18 FAT
19-32
ROOT
33-2879
Obszar
danych
-
2Mb – przed sformatowaniem;
- 1,44Mb – w jednym pliku, po sformatowaniu
- podział struktury logicznej sformatowanej dyskietki:
W związku z tym, zakładając że każdy sektor ma 512b, to na dyskietce można zapisać 2879*512-32*512 (na BOOT, FAT, ROOT) = 1457152b informacji;
Operacja formatowania dyskietki nanosi na nią określoną strukturę ścieżek i ich sektorów oraz dodatkowe informacje o charakterze sterującym. Oprócz znanych nam 512-bajtowych sektorów logicznych, dyskietka zawiera wiele dodatkowych pól, które służą kontrolerowi do administracji sektorami (odnajdywania sektorów i przechowywania informacji o ich stanie) oraz pomagają korygować niedokładności mechanicznego wykonania napędu i dyskietki, jak również wahania prędkości obrotowej dysku. Dodatkowe pola na ścieżce pomagają w uzyskaniu stabilnego ciągu impulsów synchronizacyjnych potrzebnych w obróbce danych (szczególnie MFM).
- Zawartość bloku formatującego: nr ścieżki, nr głowicy, nr sektora, rozmiar sektora;
93. Opisz budowę sprzęgu dysków stałych typu IDE (AT-BUS).
Integrated Drive Electronic (IDE) to określenie techniki realizacji nowego interfejsu, w którym całość logiki sterownika dyskowego przeniesiono do konstrukcji dysku, ATA zaś to AT Attachment – relacja nowego interfejsu do konstrukcji AT. Specyfikacja ATA została skodyfikowana przez ANSI jako oficjalny standard, definiując następujący zakres funkcji interfejsu:
pojedynczy kanał, dzielony przez dwa dyski, skonfigurowane jako master i slave;
komunikacja w trybach PIO 0, 1 i 2;
komunikacja przez DMA w trybach 0, 1, 2 dla transmisji pojedynczych słów i w trybie 0 dla transmisji multiword.
16 bitowa szyna danych do transmisji informacji
szybkość transmisji mogła osiągnąć nawet 4 MB/s.
94. Opisz metody zapisu informacji na dysku stałym (metody MFM i RLL).
Metoda
„zmodyfikowanej modulacji częstotliwości”(MFM).
Metoda nazywana metodą z podwójną gęstością, dzięki niej
zwiększa się ilość danych, które można zapisać. Stosowana jest
tu reguła:
Bit o wartości „1” ustawia impuls zapisujący
pośrodku komórki bitowej
Bit o wartości „0” ustawia
impuls na początku komórki bitowej, lecz tylko wtedy, gdy poprzedni
bit nie jest równy „1”.
Występuje składowa: Z – zegar D
– dane
zegar
Dane
MFM
Metoda RLL (Run-Length-Limited) redukuje o ok. 35 procent ilość przemagnesowań nośnika- można, zatem, przy niezmienionej maksymalnej częstotliwości pracy zwiększyć gęstość zapisu danych. Nie ma składowej Z przy zapisie. Informacja zapisywana jest kodowana. Każdy bit informacji zapisywany jest dwoma bitami kodu RLL. Ciągi są tak dobrane aby jedynka nie pojawiała się częściej niż co dwa zera i nie rzadziej niż co siedem zer (2,7). Ta metoda gwarantuje równomierne pojawianie się zmian prądu - co dostarcza informacji synchronizującej i daje możliwie długie przerwy - aby pozwolić na jak największą gęstość zapisu.
kodowana informacja |
kod RLL (2,7) |
000 |
000100 |
10 |
0100 |
010 |
100100 |
0010 |
00100100 |
11 |
1000 |
011 |
001000 |
0011 |
00001000 |
95. Wskaż istotne różnice w budowie kontrolera dysków stałych i kontrolera dysków elastycznych.
- kontroler napędu dysków elastycznych nie posiada bufora ścieżki i wszystkie informacje opracowywane są w czasie rzeczywistym tzn. w miarę pojawiania się danych pod głowicami napędu;
- kontroler dysków stałych to samodzielny, wyspecjalizowany mikrokontroler, który realizuje funkcje buforowania w pamięci podręcznej CACHE; pamięć ta może pomieścić dane jednego pełnego sektora wraz z kodami korekcyjnymi ECC;
96. Opisz metody stosowane do podniesienia niezawodności zapisu i odczytu informacji stosowane przez kontrolery dysków stałych.
1. System odwzorowania uszkodzonych sektorów:
- w procesie formatowania kontroler dysku przeznacza pewną ilość ścieżek na ścieżki zapasowe; w normalnych warunkach nie są one wykorzystywane i oczekują w rezerwie – nie ma do nich bezpośredniego dostępu; w przypadku uszkodzenia sektora jest on zastępowany a odpowiednia informacja wpisywana jest w dodatkowym bajcie metryki adresowej sektora oraz na liście znanych błędów;
2. Sektor scipping
- jeżeli dana ścieżka posiada tylko jeden zły sektor, kontroler może ją tak przesunąć logicznie, że uszkodzenie trafi do części niewykorzystywanej – między znacznikiem EOT i BOT;
3. Kolejne próby odczytu ze zmiennymi parametrami, przy założeniu że błąd odczytu ma charakter chwilowy:
- próba odczytu sektora z pominięciem kodu ECC
- rekalibracja napędu
- próba odczytu z wykorzystaniem autokorygacji kodu ECC
- wprowadzenie sztucznego przesunięcia fazy danych i zegara
- przejście do pracy mikrokrokowej bez uwzględnienia, a następnie z uwzględnieniem kodów ECC;
97. Jaką rolę odgrywa tzw. Boot Sector?
W Boot Sector’rze zapisane są :
Ilość bajtów przypadająca na sektor,
Ilość sektorów przypadająca na jednostkę alokacji,
Ilość sektorów zarezerwowanych,
Ilość kopii FAT,
Ilość pozycji w katalogu głównym,
Ilość sektorów na ścieżce,
Ilość głowic
Umieszczony jest program inicjalizujący pracę systemu.
Jest to jedyny nie zastąpiony sektor na nośniku
98. Jakie funkcje spełnia moduł BIOS w oprogramowaniu systemowym komputera?
BIOS (ang. Basic Input/Output System - Podstawowy System Wejścia/Wyjścia) z punktu systemu operacyjnego likwiduje różnice pomiędzy układowymi rozwiązaniami płyty. Oferuje on również procedury obsługi standardowych układów i urządzeń wejścia/wyjścia, z których może korzystać zarówno system operacyjny, jak i programista.
Podstawowe zadania BIOS-u to:
przeprowadzenie po restarcie testów podstawowych układów i urządzeń systemu, zwanych autotestem po włączeniu zasilania - POST (Post On Self Test),
inicjalizacja pracy systemu (instrukcje pobierane podczas startu pracy procesora, programowanie układów programowalnych, takich jak sterowniki przerwań czy DMA, wpisanie wartości początkowych do struktur systemowych w pamięci, na przykład inicjacja tablicy wektorów przerwań),
zapewnienie w postaci programów obsługi przerwań (programowych bądź sprzętowych), procedur obsługi (sterowników) podstawowych, standardowych urządzeń systemu.
niwelacja z punktu widzenia systemu operacyjnego, różnic konstrukcyjnych płyt głównych pochodzących od różnych producentów.
W informacji sprzętowej jest określona:
liczba i rodzaj zainstalowanych napędów,
parametry dysków twardych,
dane o zainstalowanej pamięci i jej szczegółowej konfiguracji,
konfiguracja i przydział przerwań IRQ i DMA.
99. Opisz metody translacji adresu logicznego pliku (ścieżka dostępu) na jego adres fizyczny na dysku (cylinder, sektor, powierzchnia).
FAT jest w systemie DOS tablicą, używaną w celu odwzorowania fizycznego położenia danych na dysku na pliki widoczne z poziomu systemu operacyjnego. W każdym directory enstry znajdują się dwa bajty przeznaczone na indeks (numer) klastra od którego zaczynają się kolejne bajty pliku. Jest to pierwszy klaster tzw. łańcucha alokacji (cluster allocation chain). Pod tym indeksem w tablicy FAT znajduje się indeks kolejnego klastra luz oznaczenie, że jest to już ostatni klaster pliku.
Pozycja katalogu:
8 bajtów – nazwa pliku
3 bajty – rozszerzenie pliku
1 bajt atrybuty pliku.
10 bajtów – zarezerwowane
2 bajty – czas modyfikacji pliku
2 bajty – data modyfikacji pliku
2 bajty numer klastra początkowego
4 rozmiar pliku
koniec pliku oznaczany jest znacznikiem ^Z
100. Opisz budowę klawiatury w komputerach klasy PC.
- ramka 11 bitów = bit startu + 8 bitów kodu klawisza + bit parzystości + bit stopu
- 8049 – nadzoruje siatkę połączeń, wysyła impulsy kolejno wszystkimi liniami x i bada czy nie pojawiły się ona na którejś linii y;
- 8042 – kontroler klawiatury: