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什么是IDE接口?
发布时间:2018-03-30 16:09:00         阅读次数:

    IDE接口(Integrated Drive Electronics)是电子集成驱动器,是把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起减少硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到增强,硬盘制造起来变得更容易的技术。

    因此硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断地提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。

发展过程

    早期的IDE接口有两种传输模式,一个是PIO(Programming I/O)模式,另一个是DMA(Direct Memory Access)。虽然DMA模式系统资源占用少,但需要额外的驱动程序或设置,因此被接受的程度比较低。后来在对速度要求愈来愈高的情况下,PIO模式由于执行效率较好,操作系统开始直接支持,而且厂商更推出了愈来愈快的DMA模式传输速度标准。而从英特尔的430TX芯片组开始,就提供了对Ultra DMA 33的支持,提供了最大33MB/sec的的数据传输率,以后又很快发展到了ATA 66,ATA 100以及迈拓提出的ATA 133标准,分别提供66MB/sec,100MB/sec以及迈拓自己才采用ATA 133标准,而日立(HITACHI),希捷和西部数据则都采用ATA 100标准,芯片组厂商中也只有VIA,SIS,ALi以及nVidia对此标准提供支持,芯片组厂商中英特尔则只支持ATA 100标准。

种类

    平常所说的IDE接口,也称之为ATA接口。ATA的英文拼写为“Advanced Technology Attachment”,含义是“高级技术附加装置”。ATA接口最早是在1986年由康柏、西部数据等几家公司共同开发的,在九十年代初开始应用于台式机系统。它使用一个40芯电缆与主板进行连接,最初的设计只能支持两个硬盘,最大容量也被限制在504 MB之内。

    ATA接口从诞生至今,共推出了7个不同的版本,分别是:ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDEEnhanced IDE/Fast ATA)、ATA-3(FastATA-2)、ATA-4(ATA33)、ATA-5(ATA66)、ATA-6(ATA100)、ATA-7(ATA 133)。

    ATA-1

        ATA-1在主板上有一个插口,支持一个主设备和一个从设备,每个设备的最大容量为504MB,支持的PIO-0模式传输速率只有3.3MB/s。ATA-1支持PIO模式包括有PIO-0和PIO-1、PIO-2模式,另外还支持四种DMA模式(没有得到实际应用)。ATA-1接口的硬盘大小为5英寸,而不是现在主流的3.5英寸。

    ATA-2

        ATA-2是对ATA-1的扩展,习惯上也称为EIDE(Enhanced IDE)或Fast ATA。它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式(PIO-3),不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6MB/S,还同时引进LBA地址转换方式,突破了固有的504MB的限制,可以支持最高达8.1GB的硬盘。在支持ATA-2的电脑的BIOS设置中,一般可以见到LBA(Logical Block Address),和CHS(Cylinder,Head,Sector)的设置,同时在EIDE接口的主板一般有两个EIDE插口,它们也可以分别连接一个主设备和一个从设备,这样一块主板就可以支持四个EIDE设备,这两个EDIE接口一般称为IDE1和IDE2。

    ATA-3

        ATA-3没有引入更高速度的传输模式,在传输速度上并没有任何的提升,最高速度仍旧为16.6MB/s。只在电源管理方案方面进行了修改,引入了了简单的密码保护的安全方案。但引入了一个划时代的技术,那就是S.M.A.R.T(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology,自监测、分析和报告技术)。这项及时会对包括磁头、盘片、电机、电路等硬盘部件进行监测,通过检测电路和主机上的监测软件对被监测对象进行检测,把其运行状况和历史记录同预设的安全值进行分析、比较,当超出了安全值的范围,会自动向用户发出警告,进而对硬盘潜在故障做出有效预测,提高了数据存储的安全性。

    ATA-4

        从ATA-4接口标准开始正式支持Ultra DMA数据传输模式,因此也习惯称ATA-4为Ultra DMA 33或ATA33。首次在ATA接口中采用了Double Data Rate(双倍数据传输)技术,让接口在一个时钟周期内传输数据两次,时钟上升和下降期各有一次数据传输,这样数据传输率一下从16MB/s提升至33MB/s。Ultra DMA 33还引入了一个新技术-冗余校验计术(CRC),该技术的设计方针是系统与硬盘在进行传输的过程中,随数据发送循环的冗余校验码,对方在收取的时候也对该校难码进行检验,只有在完全核对正确的情况下才接收并处理得到的数据,这对于高速传输数据的安全性有着极有力的保障。

    ATA-5 

        ATA-5也就是“Ultra DMA 66”,也叫ATA66,是建立在Ultra DMA 33硬盘接口的基础上,同样采用了UDMA技术。Ultra DMA 66让主机接收/发送数据速率达到66.6 MB/s,是U-DMA/33的两倍。保留了上代Ultra DMA 33的核心技术冗余校验计术(CRC)。在工作频率提成的同时,电磁干扰问题开始在ATA接口中,为保障数据传输的准确性,防止电磁干扰,Ultra DMA 66接口开始使用40针脚80芯的电缆,40针脚是为了兼容以往的ATA插槽,减小成本的增加。80芯中新增的都是地线,与原有的数据线一一对应,这种设计可以降低相邻信号线之间的电磁干扰。

    ATA-6

        ATA100接口和数据线与ATA66一样,也是使用40针80芯的数据传输电缆,并且ATA100接口完全向下兼容,支持ATA33、ATA66接口的设备完全可以继续在ATA100接口中使用。ATA100规范可以轻松应付目前ATA33和ATA66接口所棘手的难题。ATA100可以让硬盘的外部传输率达到100MB/s,它提高了硬盘数据的完整性与数据传输率,对桌面系统的磁盘子系统性能有较大的提升作用,而CRC技术更有效提高高速传输中数据的完整性和可靠性。

    ATA-7

        ATA-7是ATA接口的最后一个版本,也叫ATA133。只有迈拓公司推出一系列采用ATA133标准的硬盘,这是第一种在接口速度上超过100MB/s的IDE硬盘。迈拓是目前惟一一家推出这种接口标准硬盘的制造商,而其他IDE硬盘厂商则停止了对IDE接口的开发,转而生产Serial ATA接口标准的硬盘。ATA133接口支持133 MB/s数据传输速度,在ATA接口发展到ATA100的时候,这种并行接口的电缆属性、连接器和信号协议都表现出了很大的技术瓶颈,而在技术上突破这些瓶颈存在相当大的难度。新型的硬盘接口标准的产生也就在所难免。

注意事项

    各种IDE标准都能很好的向下兼容,例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33,而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。

    要特别注意的是,对ATA 66以及以上的IDE接口传输标准而言,必须使用专门的80芯IDE排线,其与普通的40芯IDE排线相比,增加了40条地线以提高信号的稳定性。

    IDE代表着硬盘的一种类型,但在实际的应用中,人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1,这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了,而其后发展分支出更多类型的硬盘接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。目前硬件接口已经向SATA转移,IDE接口迟早会退出舞台。

优缺点

    IDE接口优点:价格低廉、兼容性强、性价比高

    IDE接口缺点:数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少

集成开发环境

    Integrated Development Environment,简称 IDE,也称为Integration Design Environment、Integration Debugging Environment)是一种辅助程序开发人员开发软件的应用软件。

    IDE通常包括编程语言编辑器、自动建立工具、通常还包括调试器。有些IDE包含编译器/解释器,如微软的Microsoft Visual Studio,有些则不包含,如Eclipse、SharpDevelop等,这些IDE是通过调用第三方编译器来实现代码的编译工作的。有时IDE还会包含版本控制系统和一些可以设计图形用户界面的工具。许多支持面向对象的现代化IDE还包括了类别浏览器、物件检视器、物件结构图。虽然目前有一些IDE支持多种编程语言(例如Eclipse、NetBeans、Microsoft Visual Studio),但是一般而言,IDE主要还是针对特定的编程语言而量身打造(例如Visual Basic)。

    历史:

    从开始在主机或终端机开发程序,IDE才渐渐的成为必要的工具。早期的编程语言在送进编译器处理之前,必须要先经过流程图、撰写表格、打卡,所以当时并不需要IDE。 Basic是第一个有IDE的编程语言,同时也是第一个可以直接在主机或终端机前开发程序,他的IDE(Dartmouth Time Sharing System的一部份)是采取命令列的方式,并不像现代的IDE使用选单和图形化。但是他良好的整合了编辑、档案、管理、编译、调试、执行等功能,符合现代化IDE的特性。

    今天,IDE这个词和一些没有关连性的命令列工具(像vi、emacs、make)是一种对照,虽然你可以把 Unix 当成是一个IDE,但是多数的程序开发人员会把IDE当成是一个可以完成各种开发工作的一个程序,这个IDE程序提供许多的功能,例如:制作、修改、编译、发布、调试。IDE的想法是把各种命令列的开发工具结合起来,提供一个抽象化的工具,来减少学习编程语言的时间,增加开发人员的生产力,同时也将各种开发工作做更密切的整合,来提高生产力,例如在写程序的时候就直接做编译,一发现有语法上的错误就立即回应。虽然现代的 IDE 多数是图形化的,但是IDE在视窗系统(windowing system,例如 Microsoft Windows 或 X Window System)出现前就已经开始使用,在当时IDE是纯文字模式,透过功能键和快捷键来从事各项工作,例如Turbo Pascal就是一个例子。

    近几年来,最有意思的发展是Eclipse和NetBeans这类开放源代码IDE的出现和流行,在结合开放源代码的精神—开放、可扩张之下,激发了人们成立社群以延伸这些IDE的能力,让这些IDE也能支持其他编程语言和其他的应用。

    可视化设计:

        可视化程序设计也越来越重要,所谓的可视化程序设计和Visual Basic或Visual C++并不同,支持可视化程序设计的IDE可以让开发人员直接移动程序单元来建立流程图和结构图,然后直接做编译或解释,这一类的流程图通常是以UML为基础。

        这样的界面因为乐高的Mindstorms开始普及,一些公司也开始透过浏览器Mozilla和分散式程序设计(LabVIEW)往这方面努力。从1980年代开始,第一个可视化程序设计系统—Max,就是以类比合成器的设计为榜样,同时被用来开发即时音乐演出软件。

        这种方法也被用在专业软件,例如Openlab,这类的使用者需要完整程序设计语言的弹性,并不想要传统的学习曲线。

        可视化程序设计语言有另一个半免费和开放源代码的替代品-Mindscript,具有加密系统和连结数据库等等。

    图形接口开发工具:

        微软的Visual Basic是早期的典型的可视化开发环境。后来的包括Borland公司的Delphi等。

        可视化开发环境的特点是“控件组装”。很多控件都是自己象画图一样组装起来的,开发环境解决了很多例行的、标准化的代码,比起非可视化的开发环境来说,更加直观,开发速度快,效率高。

        以Delphi为例:Delphi包含了程序代码文件(.PAS)和控件布局文件(.dfm),当你在画布(FORM)上拖放一个按钮(BUTTON)时,Delphi开发环境会自动创建一个DFM文件标明BUTTON位置,并且自动在PAS文件中将最基本的完整代码替你写出来,你只需要在需要修改的地方修改或者增加就可以完成很多功能。