ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Тема: Встановлення і налаштування параметрів роботи HDD, дисководів та приводів оптичних носіїв.

Мета: Набути вмінь і навиків при встановленні та налаштуванні параметрів роботи HDD, дисководів та приводів оптичних носіїв.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Розглянемо процес утановки та  підключення вінчестера, CD-ROMа та  дисковод. На сучасних комп'ютерах дисковод стає не обов'язковий і його можна не ставити, оскільки об'єм інформації, що зберігається на дискеті, дуже малий, а у разі проблем з системою для діагностики і відновлення можна буде завантажити ПК з CD. Проте процес встановлення дисковода буде розглянутий нижче.

Далі, потрібно внести ясність у вживані терміни, які характеризують розмірність пристроїв. Є п'ятидюймові пристрої, є тридюймові. Насправді, цими параметрами не обмежений розмір абсолютно всіх пристроїв, але стандарт саме такий. Отже п'ятидюймові пристрої встановлюються у верхні слоти корпусу. Як правило, за рідкісним виключенням, п'ятидюймові пристрої мають лицьову панель, на якій розташовані органи керування пристроєм. Найпоширеніший приклад п'ятидюймового пристрою - CD-ROM. Корпус може бути спроектований для установки як 2-х, так і 6-ти п'ятидюймових пристроїв. Все залежить від моделі корпусу.

Найпоширеніші представники тридюймових пристроїв - вінчестери і дисководи. Звичайно, корпуси не містять багато слотів для установки тридюймових пристроїв з лицьовою панеллю (таких як дисковод). Як правило це два-три слоти. Слотів для установки вінчестерів може бути від одного і більше, залежно від моделі корпусу. У звичних корпусах, орієнтованих на домашнє і офісне використання, під вінчестери відводиться два-чотири слоти. У серверах їх може бути більше (див. нижче). Слоти для установки вінчестерів знаходяться нижче за решту слотів і не мають отворів на лицьовій панелі.
Подивимося на прикладах, що і куди встановлюється в типових моделях корпусів.

Отже, розглянемо їх почерзі. На малюнку 1 корпус нонейм, в якому виробник передбачив місця для (зверху вниз, обведено червоним) 3-х п'ятидюймових пристроїв і трьох тридюймових. Два посадочні місця під тридюймові пристрої мають заглушки на лицьовій панелі, тобто туди можуть бути поставлені пристрої типу дисковода, jaz, zip і т.д. Зверніть увагу, що на фотографії 1, в третьому зверху п'ятидюймовому відсіку встановлений вінчестер. Це вимушена міра, оскільки відстані між тридюймовими відсіками в цьому корпусі настільки малі, що два вінчестери входять упритул один до одного і навіть потужне додаткове охолодження буде малоефективне через те, що один з вінчестерів «лежить» платою електроніки на іншому.

На малюнку 2 показаний дорогий корпус Сhieftec TA-10BD, повна башта, для файлових серверів. Вага цього корпусу без якої-небудь начинки 18 кілограм, залізо дуже товсте, велика кількість слотів, продумана система монтажу вінчестерів і їх охолодження. Корпус дуже хороший, в ньому передбачені місця для установки 6-ти п'ятидюймових пристроїв, двох тридюймових з лицьовою панеллю і шести вінчестерів. Корзини для установки вінчестерів знімаються по направляючих (виїжджають) всередину після відкриття клямки. Кожна корзина має місце для установки вентилятора, який охолоджує вінчестери.
На малюнку 3 - InWin 508. Відмінний, добре спроектований і виготовлений корпус. Вага 10 кілограм, позиціонується як корпус для ПК універсального призначення. Товста жерсть, місця для установки 3-х п'ятидюймових пристроїв, двох тридюймових з лицьовою панеллю і двох вінчестерів. Вінчестери, по аналогії з Сhieftec-ом, кріпляться в корзині, яка знімається вперед, після викручування гвинта, показаного на малюнку 3 стрілкою.

І на малюнку 4 корпус Venus. Корпус також виконаний якісно. Чотири слоти для установки п'ятидюймових пристроїв, два для тридюймових з лицьовою панеллю, і 6 для установки вінчестерів.

Тепер подивимося як конфігуруються і підключаються вінчестери і CD-ROMи

На малюнку 5 показані роз'єми для підключення IDE пристроїв і дисковода на материнській платі.

Цифрою 1 позначений перший порт для підключення IDE пристроїв. Перший канал або первинний канал це різні назви цього порту. Практично на всіх сучасних материнських платах цей порт синього кольору, як на малюнку. Цифрою 2 показаний вторинний або другий канал (порт). Цифра 3 указує на порт для підключення дисковода. Якщо порти не відрізняються за кольором, то на материнській платі обов'язково нанесена маркіровка (IDE1, IDE2).

Тепер про самі пристрої

Кожний з вінчестерів або CD-ROMів може бути Майстром (Master) або Підлеглим (Slave). Є можливість не призначати пристрою жорстко Майстер/Слейв, а встановити Cable Select. В цьому випадку, при підключенні шлейфом пристрої самі «вирішать» хто з них Майстер, а хто Слейв. Це відбудеться за рахунок підключення пристрою до того або іншого роз'єму на шлейфі. Параметр Майстер/Слейв/Вибір_Шлейфом задається за допомогою установки джампера (перемикача з перемички і штирьків).

На малюнку 8 CD-ROM сконфігурований як майстер. На малюнках 8, 9 і 10 показані основні положення джамперів для конфігурації вінчестера. Порівнюючи їх з таблицею на малюнку 6 можна сказати, яке положення джамперів відповідає тому або іншому режиму роботи.

Тепер потрібно визначитися, як підключати і, відповідно, конфігурувати пристрої. Потрібно обов'язково пам'ятати про те, що на одному шлейфі може бути тільки один майстер і один слейв. Отже, ось декілька найпоширеніших комбінацій:

• У системі вінчестер і CD-ROM. В цьому випадку, підключимо одним шлейфом вінчестер до першого каналу на материнській платі і виставимо на вінчестері Майстер. CD-ROM підключимо другим шлейфом до другого каналу на материнській платі і виставимо на CD майстер. Таким чином, на кожному каналі контроллера IDE на материнській платі буде один пристрій.
• У системі вінчестер, CD-ROM і CD-RW. В цьому випадку, підключимо одним шлейфом вінчестер до першого каналу на материнській платі і виставимо на вінчестері Майстер. CD-RW підключимо другим шлейфом до другого каналу на материнській платі і виставимо на ньому Майстер. CD-ROM підключимо тим же шлейфом, що і CD-RW, але виставимо на ньому Слейв. В цьому випадку, виходить на першому каналі контроллера один пристрій, а на другому - два.
• У системі два вінчестери і CD-ROM. В цьому випадку, підключимо одним шлейфом перший вінчестер до першого каналу на материнській платі і виставимо на вінчестері Майстер. Другий вінчестер підключимо цим же шлейфом, але виставимо на ньому Слейв. CD-ROM підключимо другим шлейфом до другого каналу на материнській платі і виставимо на ньому Майстер. Вийшло, що на першому каналі два вінчестери, а на другому тільки CD-ROM.
• І останній варіант - в системі два вінчестери, CD-ROM і CD-RW. В цьому випадку, підключимо одним шлейфом вінчестер до першого каналу на материнській платі і виставимо на вінчестері Майстер. Другий гвинт тим же шлейфом, але як Слейв. CD-RW підключимо другим шлейфом до другого каналу на материнській платі і виставимо на ньому Майстер. CD-ROM підключимо тим же шлейфом, що і CD-RW, але виставимо на ньому Слейв. В цьому випадку, виходить на кожному каналі контроллера два пристрої.

Цим списком не обмежується набір комбінацій. Приведені тут - найбільш поширені, але, як в будь-якому правилі, є виключення, коли потрібно скомбінувати, наприклад, на першому каналі вінчестер і CD-ROM, а на другому - другий вінчестер і CD-RW. Цей варіант буде найбільш оптимальний, якщо комп'ютер нерідко використовується для копіювання компакт-дисків «на льоту», а другий вінчестер використовується для зберігання архівів і іншої інформації, доступ до якої відбувається відносно рідко.

Іноді можна зустріти системи, в яких обов'язкова наявність більш ніж 4-х IDE пристроїв (вінчестерів, CD і інших накопичувачів). Для вирішення цієї проблеми продаються додаткові контроллери IDE, які встановлюються в слот PCI, так само, як і звукова або мережева карта. Необхідно звернути увагу на те, що для підключення додаткових пристроїв потрібен саме контроллер IDE, а не RAID. Тут не розлянуто поняття про RAID, просто майте а увазі,  якщо Вам не потрібно організовувати RAID, але потрібно підключити, наприклад, 6 пристроїв IDE, то купуйте саме контроллер IDE, без RAID. Економія буде досить суттєвою.

Тепер про шлейфи

Нові, 80-ти жильні шлейфи мають різноколірні колодки. Одна синя, друга чорна і третя - сіра. 80-ти жильний шлеф зображений на малюнку 11.

Зверніть увагу на те, що між синьою і чорною колодкою відстань більше, ніж між чорною і сірою. Теж саме можна побачити і на 40-но жильному шлейфі, але лише за тим виключенням, що колодки на ньому всі чорного кольору. Пам'ятайте, що шлейф підключається завжди до роз'єму на материнській платі (будь-якому, до першого або другого каналу, без різниці) довгим кінцем або синьою колодкою. Пристрій Майстер підключається чорною колодкою, а сіркою - Слейв. Для 40-ка жильного кабелю пристрій Майстер підключається до середньої колодки, а Слейв - до дальньої від материнської плати. Зверніть увагу на те, що на кожній колодці і в кожному роз'ємі пристрою або материнської плати є ключ, який робить неможливим неправильне підключення шлейфу. На малюнку 12 ключ добре видно і на нього указує стрілка (П-подібний виступ на роз'ємі). На жаль, до недавнього часу ключі робилися не на всіх шлейфах і тому їх можна було підключити неправильно. Підключивши пристрій переверненим шлейфом материнській платі або пристрої шкоди нанесено не буде, але краще відразу все збирати правильно. На шлейфі крайня жила маркована червоним. Це перший контакт на шлейфі і на роз'ємі. Якщо вам дістався шлейф без ключа, то уважно оглянете маркування на материнській платі, поряд з роз'ємом. Там обов'язково буде цифра 1. Це і є перший штир. Сумістіть марковану жилу шлейфу і перший штир роз'єму. На пристроях (вінчестери, CD-ROMи) перший штир, як правило, знаходиться ближче до роз'єму для підключення живлення.
Якщо ви прийдете до висновку, що розбиратися з джамперами і шлейфами дуже довго, то встановіть джампери на всіх пристроях в положення Cable Select, включіть довгим кінцем шлейф в материнську плату, а колодки шлейфу, що залишилися, підключіть до роз'ємів пристроїв. Пристрої конфігуруються «автоматично».
Тепер потрібно підключити живлення до всіх накопичувачів. На малюнку 5 показаний роз'єм і колодка живлення вінчестера.

13. Роз'єм і колодка шини живлення вінчестера

Колодка, на жаль, далеченько від роз'єму. Коли підключатимете живлення, то зверніть увагу, що і роз'єм і колодка мають два зрізаючі кути, так що не правильно включити живлення ви не зможете. Якщо колодка не входить в роз'єм, то не треба заштовхувати її туди зі всієї сили, а перевірити, чи суміщені зрізаючі кути. Єдиний пристрій, до якого можна підключити живлення не правильно і цим спалити його — дисковод. Його колодка живлення менша за розміром, ніж колодка вінчестера або CD-ROMа, а на самому дисководі роз'єм, можна сказати, відсутній (одні штирі). Тому, доклавши певне зусилля, колодка може бути одягнена «вверх ногами». При включенні живлення, якщо колодка одягнена не правильно, замість +5 Вольт буде подано +12. Також 1-е гніздо колодки може бути зміщене вліво або управо на один або декілька штирів. Це може привести до того, що на контакт, де повинна бути «маса» буде подано +12 Вольт. В такій ситуації дисковод може вийти з ладу, або може просто спрацювати захист в блоці живлення, раз на раз не доводиться. Тому звертайте пильну увагу на колодку і штирі при підключенні живлення до дисковода. Колодка і штирі дисковода показані на малюнках 15 і 16.

Правильно підключений роз'єм живлення показаний на малюнку вище.

Serial ATA

Протягом багатьох років основним інтерфейсом для підключення жорстких дисків до персонального комп'ютера був ATA (AT Attachment for Disk Drives - інтерфейс для підключення дискових накопичувачів до комп'ютерів PC AT), званий також IDE (Integrated Drive Electronics - накопичувач з вбудованим контроллером). Інший поширений інтерфейс, SCSI (Small Computer System Interface - інтерфейс для малих комп'ютерних систем), багато в чому через необхідність використання дорогого контроллера і відносної складності настройки устаткування, застосовувався виключно у високопродуктивних робочих станціях і серверах.

І ATA, і SCSI - це паралельні інтерфейси, проте вони не сумісні один з одним. За більш ніж п'ятнадцятирічну історію цих інтерфейсів швидкість передачі даних по протоколу ATA виросла з 3,3 (ATA, PIO mode 0) до 133 Мбайт/с (ATA/133), а по протоколу SCSI - з 5 (SCSI-1) до 320 Мбайт/с (Ultra320 SCSI). При підвищенні швидкостей передачі даних через паралельну архітектуру цих шин розробникам доводилося боротися з такими неприємними явищами, як паразитні наведення і спотворення передаваних сигналів. Теоретично можливо і далі збільшувати швидкість роботи обох цих інтерфейсів, проте забезпечення надійності передачі даних обходитиметься споживачу дуже дорого.

Оцінивши переваги таких швидкісних послідовних інтерфейсів, як USB і IEEE 1394 (він же - FireWire або iLink), розробники жорстких дисків почали вести роботи по переходу до спеціалізованого послідовного інтерфейсу, якому було дане нехитре ім'я Serial ATA, тобто, послідовний ATA. Розробкою стандартів Serial ATA займається Міжнародна організація Serial ATA (SATA-IO).

У 2002 році з'явилися перші зразки вінчестерів з інтерфейсом Serial ATA (SATA/150), максимальна пропускна здатність якого склала 150 Мбайт/с (або 1,5 Гбит/с). Більш того, в самий найближчий час інженери планують добитися максимальної швидкості передачі даних 300 Мбайт/с, а пізніше - 600 Мбайт/с. Новий інтерфейс, націлений в майбутнє, здатний послужити хорошим стимулом для поліпшення характеристик вводу-виводу..

У 2003 році практично всі провідні виробники жорстких дисків почали серійне виробництво Serial ATA-вінчестерів, оскільки переваги нового інтерфейсу очевидні. Крім підвищення швидкості передачі даних, Serial ATA має і інші достоїнства. На зміну 80-жильним стрічковим шлейфам прийшли 7-жильні тонкі кабелі, стійкіші до різних перешкод, що дозволяє збільшити максимальну довжину такого кабелю з 46 см до одного метра. Крім того, використання довгих кабелів здатне забезпечити раціональніше розміщення комплектуючих в системному блоці, а відмова від плоских і широких шлейфів, що перешкоджають нормальній циркуляції повітряних потоків, теоретично дає можливість організувати оптимальне охолодження компонентів. У Serial ATA використовується 32-розрядний контроль CRC (Cyclic Redundancy Check) - контроль за допомогою циклічного надмірного коду; код CRC, записуваний в сектори жорстких дисків, служить для виявлення помилок) і гарантує підвищену надійність передачі даних. Крім всього іншого, SATA забезпечує типову для сучасних послідовних інтерфейсів можливість "гарячого" підключення вінчестерів.

Оскільки дротів мало, то роз'єми відповідно є дуже компактними і зручними у використанні. На малюнку для порівняння представлені коннектори традиційного паралельного (справа) і нового послідовного інтерфейсу (зліва).

Ще одна перевага Serial ATA - простота підключення: на відміну від паралельного ATA, тут до кожного роз'єму контролера може приєднуватися тільки один диск, а не два, що дозволяє відмовитися від настройок Master/Slave, а також від перемичок на жорстких дисках, оскільки значення в їх існуванні просто пропадає. Для недосвідчених користувачів це великий плюс, бо для використовання нового диска потрібно просто підключити його і відформатувати. Потрібно відзначити, що стандартом Serial ATA 1.0 передбачена обов'язкова установка на вінчестери, нового 15-контактного роз'єму живлення, проте оскільки в більшості сучасних комп'ютерів такі роз'єми відсутні, на багатьох SATA-дисках зберігся і традиційний чотирьохштирьковий роз'єм. При його відсутності в комплект звичайно входить перехідник.

Зрозуміло, у нового інтерфейсу є і недоліки. По-перше, нові роз'єми, як сигнальні, так і подачі живлення, чисто конструктивно мають меншу міцність, ніж ті, що застосовувалися раніше. Різні виробники по-різному і із змінним успіхом борються з цією проблемою, але оптимальне рішення поки так і не знайдено. Іншими словами, необхідно прагнути порідше відключати і підключати SATA-диски, і робити це з великою обережністю.

Другий недолік чисто формальний і скороминущий: всіма достоїнствами Serial ATA можуть скористатися тільки власники порівняно нових комп'ютерів, де відповідний контроллер вбудований в набір системної логіки. Річ у тому, що якщо такий контроллер виконаний у вигляді окремої мікросхеми на материнській платі, або у вигляді окремої плати розширення, то швидкість передачі даних обмежується швидкістю шини PCI, до якої вони підключені, тобто, 133 Мбайтами/с. З другого боку, навряд найближчим часом швидкості передачі даних серійних вінчестерів істотно перевищать 133 Мбайт/с; до того ж, все більш широке поширення набуває шина PCI Express, а на зміну старим комп'ютерам рано чи пізно прийдуть нові моделі.

Третій недолік теж, в значній мірі, умовний: для правильного розпізнавання комп'ютером SATA-диска у ряді випадків необхідні не дуже очевидні настройки BIOS. Зокрема, в BIOS системних плат на основі чіпсетів з вбудованим контроллером Serial ATA до SATA-дисків може застосовуватися термінологія Parallel ATA, а самі такі диски "маскуються" під IDE-вінчестери: такий диск, зокрема, може бути названий Primary або Secondary Master, що для Serial ATA просто нонсенс. Очевидно, це пов'язано з не дуже коректною роботою старих операційних систем з новим інтерфейсом, тому і третій недолік можна вважати тимчасовим. У будь-якому випадку, незаперечні переваги і перспективи Serial ATA настільки значні, що при покупці або збірці нового комп'ютера немає сенсу купувати ATA-диски, якщо, звичайно, не йдеться про офісну машину початкового рівня.

ХІД РОБОТИ

1. Отримати у викладача НЖМД,  та дисковод та CD-ROM;
2. Поставте джампери на пристроях так, щоб вони відповідали вибраним режимам роботи (Master, Slave або Cable Select);
3. Встановіть пристрої в слоти і прикрутіть їх гвинтами. Поширена помилка - не прикручувати їх гвинтами взагалі або прикручувати одним гвинтом. Пам'ятайте, що щільно прикрутивши пристрій (вінчестер особливо) всіма гвинтами до корпусу ви забезпечуєте кращий тепловідвід, використовуючи корпус як радіатор. Вінчестер менше грітиметься і ймовірність втрати всіх даних буде понижена.
4. Увіткніть шлейф довгим кінцем (синьою колодкою) в материнську плату. Середню (чорну) колодку підключіть до пристрою, сконфігурованого раніше як Майстер. Останню (сіру) підключіть до Слейву (якщо такий є).
5. Виконайте ті ж дії з другим шлейфом, підключіть його до пристроїв, що залишилися.
6. Включіть в материнську плату шлейф від дисковода. Підключіть його до дисковода.
7. Підключіть живлення до встановлених притроїв.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. До яких інтерфейсів підключаються дисководи, НЖМД та CD-ROM?
2. Правила підключення НЖМД.
3. Правила підключення одночасно декількох притроїв.
4. Правила підключення шлейфів.
5. Правила підключення живлення.
6. Яка різниця між інтерфейсами АТА та Serial ATA?

ЗВІТ ПОВИННИЙ МІСТИТИ

1. Тему, мету роботи, відповіді на питання ходу виконання роботи та контрольні питання, а також висновки.
2. Опис виконаних дій по пунктах.