Small Computer System Interface (SCSI)

Интерфейс малых компьютерных систем, или SCSI, не дисковый, а системный. Это не очередная разновидность контроллера, это шина, которая может обеспечить работу 8 или 16 устройств. Некоторые адаптеры позволяют подключить и больше устройств.

Одно из устройств, называемое основным (host) адаптером, выполняет роль связующего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

Как уже упоминалось, шина SCSI может обеспечить работу 8 или 16 подключенных к ней модулей, каждому из которых присваивается идентификационный номер - SCSI ID. Один из модулей является платой адаптера, установленной в компьютере; остальные семь - периферийными устройствами. К одному и тому же основному адаптеру можно подключать жесткие диски, накопители на магнитной ленте, CD-ROM, сканеры и другие устройства (не больше семи или пятнадцати). Так как в большинстве компьютеров можно устанавливать до четырех основных адаптеров, а к каждой шине SCSI можно подключать до 15 периферийных устройств, то общее количество устройств может достигать 60! Более того, существуют также двухканальные адаптеры, позволяющие удвоить это число.

SCSI является быстрым интерфейсом, прекрасно подходящим для высокопроизводительных рабочих станций, серверов или каких-либо других систем, которым жизненно необходим эффективный интерфейс для устройств хранения данных. Последняя версия интерфейса Ultra4 (Ultra320) SCSI поддерживает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с. В настоящее время разрабатывается еще более быстрый интерфейс Ultra5 (Ultra640), позволяющий передавать данные со скоростью 640 Мбайт/с. Сравните это с показателями 133 Мбайт/с (ATA-6) и 150 Мбайт/с нового интерфейса Serial ATA.

Покупая жесткий диск SCSI, вы на самом деле приобретаете сразу три устройства: собственно жесткий диск, контроллер и адаптер SCSI. В сущности, большинство дисков SCSI представляют собой жесткие IDE-диски со встроенным адаптером шины SCSI. Но вы можете совершенно не интересоваться типом контроллера, установленного в жестком диске. Непосредственно к нему компьютер обратиться не может, как это происходит при подключении обычного контроллера к системной шине. Взаимодействие с устройствами SCSI осуществляется через основной адаптер, установленный в разъем системной шины, поэтому обратиться к жесткому диску можно только в соответствии с протоколом SCSI.

Компания Apple первой обратила внимание на интерфейс SCSI как на довольно дешевый способ выбраться из того тупика, в который она сама себя загнала. Инженеры Apple поняли, что отказ от разъемов расширения привел к превращению компьютеров Macintosh в замкнутую систему. Тогда стало ясно, что оптимальным решением в такой ситуации станет введение в систему порта SCSI для подключения периферийных устройств. Поскольку в компьютерах PC возможность расширения была предусмотрена изначально, особой необходимости во введении интерфейса SCSI долгое время не было. Всем казалось, что восьми разъемов расширения, к которым можно подключать разнообразные устройства и контроллеры, вполне достаточно.

Однако сейчас интерфейс SCSI становится все более популярным в мире PC-совме-стимых компьютеров благодаря широким возможностям для расширения системы и разработке множества устройств со встроенным интерфейсом SCSI. Одним из обстоятельств, сдерживающих внедрение этого интерфейса, было отсутствие стандарта. Каждый изгото-

витель имел свое представление о том, как должен работать интерфейс SCSI, особенно относительно основных адаптеров.

Именно из-за отсутствия стандарта на интерфейс возникают ситуации, когда в обход шины SCSI невозможно использовать жесткие диски, выполнять с них загрузку компьютера или работать с несколькими операционными системами. Стандартные системные BIOS компьютеров рассчитаны на взаимодействие с контроллерами жестких дисков ST-506/412, ESDI или ATA (IDE). Интерфейс SCSI настолько отличается от этих стандартных дисковых интерфейсов, что для того, чтобы загрузка компьютера с таких жестких дисков стала возможной, потребуется разработать принципиально иные процедуры для системной BIOS. Такие процедуры либо записаны в ROM BIOS на системной плате, либо хранятся в качестве расширения в микросхемах ПЗУ на плате основного адаптера SCSI.

Замечание

Описание контроллеров жестких дисков ST-506/412 и ESDI можно найти в предыдущих изданиях книги, которые находятся на прилагаемом компакт-диске.

Поскольку Apple уже давно занимается разработкой системного программного обеспечения для интерфейса SCSI, подключать периферийные устройства к этим компьютерам очень просто. До недавнего времени ситуация с PC-совместимыми системами была гораздо хуже. Она изменилась только с появлением операционной системы Windows 95, которая поддерживала большинство имеющихся на рынке SCSI-адаптеров и устройств. Современные операционные системы Windows 98/Me и Windows 2000/XP поддерживают множество SCSI-адаптеров и устройств, существующих в настоящее время.

Интерфейс SCSI принят в качестве стандарта и используется практически во всех высококачественных PC-совместимых компьютерах. Основной адаптер SCSI либо устанавливается в один из разъемов, либо монтируется на системной плате. Такая конструкция на первый взгляд напоминает интерфейс IDE, поскольку диск SCSI подключается к системной плате с помощью одного-единственного кабеля. Существенная разница заключается в том, что к интерфейсу SCSI можно подключить до семи устройств (причем не обязательно жестких дисков), а к IDE - два, и их выбор весьма ограничен. По мере роста популярности интерфейса SCSI совершенствовались программы-драйверы и механизмы их взаимодействия с операционными системами, а следовательно, упрощались и процедуры подключения к системе новых периферийных устройств.

Стандарты ANSI SCSI

Стандартом SCSI определяются физические и электрические параметры параллельной шины ввода-вывода, соединяющей компьютер с периферийными устройствами по принципу последовательного подключения. Стандартом предусматривается подключение таких устройств, как жесткие диски, накопители на магнитной ленте и CD-ROM. Оригинальный стандарт SCSI-1 (ANSI X3.131-1986) появился в 1986 году, стандарт SCSI-2 - в январе 1994 года, а в 1995 году определена первая часть стандарта SCSI-3. Обратите внимание, что стандарт SCSI-3 состоит из нескольких разделов, часть из которых находится в стадии разработки.

Интерфейс SCSI был определен в качестве стандарта специальным комитетом ANSI, который носит название T10. Это технический отдел Национального комитета по стандартам информационных технологий (National Committee on Information Technology Stan-

dards - NCITS), который работает под управлением ANSI и занимается разработкой стандартов для систем обработки информации. NCITS был ранее известен как группа X3, и стандарт SCSI впервые был опубликован под редакцией комитета T9. Первый стандарт SCSI-1 был опубликован группой X3T9 в 1986 году и официально признан ANSI как стандарт X3.131-1986. Копии рабочей документации, относящейся ко всем стандартам SCSI, могут быть получены на Web-узле технического комитета Т10 по адресу: http: www.t10.org.

Одним из недостатков стандарта SCSI-1 было то, что многие команды и функции не были определены как обязательные, а это не гарантировало их наличия в том или ином периферийном устройстве. В конечном счете изготовители определили набор из 18 базовых команд SCSI, названный общей системой команд (Common Command Set - CCS). Эти команды должны были "приниматься к выполнению" всеми периферийными устройствами и в итоге были положены в основу стандарта SCSI-2.

Помимо формального подтверждения системы CCS, в стандарте SCSI-2 были определены дополнительные команды для организации доступа к различным накопителям: CD-ROM (в частности, для использования их звуковых возможностей), на магнитной ленте, со сменными носителями, оптическим, а также к некоторым другим периферийным устройствам. Кроме того, в качестве необязательных были определены параметры быстродействующего варианта интерфейса (Fast SCSI-2) и его 16-разрядной версии (WIDE SCSI-2). Еще одной особенностью интерфейса SCSI стал метод упорядочения команд. Суть его сводится к тому, что периферийное устройство может принять сразу несколько команд и выполнять их в том порядке, который сочтет наиболее эффективным. Такая возможность особенно важна при работе с многозадачной операционной системой, когда на шину SCSI может быть одновременно выдано несколько запросов.

Группа X3T9 приняла стандарт SCSI-2 под шифром X3.131-1990 в августе 1990 года, а в декабре того же года документ был отозван для доработки перед окончательной публикацией. Окончательно стандарт SCSI-2 был принят только в январе 1994 года, хотя он мало изменился по сравнению с первоначальным вариантом. В настоящее время стандарт SCSI-2 имеет шифр ANSI X3.131-1994.

По заявлениям большинства производителей, их основные адаптеры соответствуют одновременно стандартам X3.131-1986 (SCSI-1) и X3.131-1994 (SCSI-2). Заметим, что в SCSI-2 предусмотрены практически все возможности SCSI-1, поэтому любое устройство, соответствующее стандарту SCSI-1, соответствует и требованиям SCSI-2. Многие изготовители рекламируют свои устройства как соответствующие требованиям SCSI-2, но это отнюдь не означает, что в них предусмотрены все дополнительные (необязательные) функциональные возможности, включенные в этот стандарт.

Например, в необязательную (рекомендуемую) часть включено описание быстрого синхронного режима, в котором синхронный обмен данными происходит с удвоенной (от 5 до 10 Мбайт/с) скоростью. Работая в быстром (Fast) режиме передачи с 16-разрядной шиной Wide SCSI, можно довести скорость обмена данными до 20 Мбайт/с. Стандартом SCSI-2 (в необязательной части) предусмотрена и большая разрядность шины данных (32-разрядная), но сегодня производители воздерживаются от выпуска 32-разрядных устройств из-за их слишком высокой стоимости. Большинство устройств SCSI выпускаются в 8-разрядном или "ускоренно-расширенном" (Fast/Wide) варианте. Но даже те из них, в которых не предусмотрен быстрый режим и увеличенная разрядность шины, могут соответствовать обязательным требованиям стандарта SCSI-2.