Накопитель на магнитном диске кассетного типа

НМД СМ 5400-01/12 обеспечивает запись, хранение и воспроизведение информации на магнитном носителе, представляющем собой ферромагнитную окись, распыленную слоем с двух сторон полированного алюминиевого диска. Основные характеристики приведены в табл. 2.1.

Накопитель на магнитном диске

В НМД СМ 5400 два диска — один фиксированный (несъемный), постоянно закрепленный на ступице вала, а другой — сменный, установленный в кассету. Для хранения информации используются обе поверхности каждого диска. Запись и считывание информации производятся с помощью четырех плавающих головок универсального типа (по одной на каждой поверхности). Универсальные головки, укрепленные на одном позиционирующем устройстве, устанавливаются на заданный цилиндр одновременно, однако запись или считывание в данный момент времени ведет только одна головка. На каждой поверхности диска 204 дорожки (концентрические окружности), которые образуют соответственно 204 цилиндра. Каждая дорожка разбита на 12 секторов, каждый из которых состоит из информационного и служебного полей (рис. 2.1).

Формат сектора

Начальная зона служит для обеспечения совместимости кассет и устраняет временной разброс, связанный с допусками на установку секторного датчика и магнитных головок, нарезку секторных прорезей, а также с нестабильностью скорости вращения диска. В зону записывается 15 нулей (16-разрядных слов). После начальной зоны записывается синхробит, который при чтении диска указывает на переход к зоне заголовка. Заголовок представляет собой адрес цилиндра в виде одного 16-разрядного слова, которое при операции считывания сравнивается с заданным адресом цилиндра, и в случае совпадения накопитель подтверждает, что головки установлены правильно, а при операции записи всегда перезаписывается. Если же диск не размечен, то запись зоны заголовка осуществляется операцией записи формата.

Информационное поле состоит из 256 слов (16-разрядных) данных и контрольной суммы сектора — одного 16-разрядного слова, которое является результатом арифметического суммирования всех 256 слов данных. Конечная зона представляет собой одно 16-разрядное слово, содержащее нули, и вместе с начальной зоной служит в качестве ограничителя полезной и служебной информации, записанной в данном секторе. Оставшаяся часть сектора служебного поля не несет информации.

Накопитель производит три основных операции: поиск, считывание и запись. Для этого он должен раскрутить диски до необходимой скорости, выбрать одну из четырех головок и позиционировать на определенной дорожке. Диски приводятся в движение двигателем постоянного тока, на ось которого надета ступица со аппинделем. Скорость вращения вала 1500 об/с поддерживается цифровой сервосистемой с точностью до 1 %. Пуск и останов двигателя осуществляются переключателем. Если из-за неисправности скорость вращения двигателя находится вне допуска, то формируется сигнал для защиты данных и накопитель не выполняет команд до достижения номинальной скорости.

Для формирования информационного поля на дорожках используются секторные прорези на фланце диска. Индексный импульс определяет начало оборота, а секторный — начало сектора. Индексные и секторные импульсы формируются при вращении диска с помощью двух датчиков, расположенных напротив секторных прорезей каждого диска.

Система позиционирования обеспечивает передвижение магнитных головок накопителя до искомого цилиндра. Магнитные головки передвигаются с помощью линейного двигателя электромагнитного типа, управление которым осуществляется цифроаналоговой сервосистемой.

НМД обеспечивает два режима работы: автоматический и управляемый от устройства управления магнитными дисками (УУМД). Автоматические операции — это первый поиск и восстановление, а управляемая — поиск. При операции первого поиска после включения накопителя система позиционирования устанавливает магнитные головки на нулевой цилиндр с последовательностью, определяемой микропрограммным автоматом НМД. При операции восстановления каретка с магнитными головками возвращается к нулевому цилиндру. Операцией поиска управляет УУМД, в результате магнитные головки устанавливаются на заданный цилиндр.

Перед тем как осуществить операции записи или считывания, УУМД производит выбор диска и головок. Операция записи проводится в следующей последовательности. В логику НМД поступают сигналы от УУМД, которые разрешают работу усилителю записи и генератору тока стирания при условии, что не сработала логика защиты записи. При операции считывания по сигналу УУМД «Считывание разрешено» открывается ключ считывания и информация от диска через выбранную головку поступает для усиления и формирования в канал считывания. В канале считывания с помощью усилителя, формирователя и дискриминатора выделяются информационные и тактовые импульсы, которые подают в УУМД. В рабочем положении магнитные головки плавают на расстоянии около 2 мкм от поверхности диска. Это обеспечивается поддержанием равновесия подъемной, силы воздушной подушки между головкой и вращающимся диском и плоской пружиной держателя головки. Воздушная подушка образуется потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором и очищенного с помощью фильтров. Этот же поток используется для обдува двигателя и охлаждения электронной части НМД. Для нормальной работы НМД в нем предусмотрены различные защиты и блокировки от возникающих повреждений и неправильных действий оператора.

Связь УУМД с накопителем осуществляется по стандартному малому интерфейсу, который представляет собой функционально разделенные линии связи для передачи данных и управляющих сигналов. К одному УУМД можно подключить до четырех НМД в последовательной связи. Это осуществляется с помощью двух разъемов (выходного и входного) накопителя, кабелей связи, общая длина которых не должна превышать 15 м, и набора согласующих резисторов (терминатора, подключаемого к выходному разъему последнего накопителя).