Интерфейсы PATA, IDE и SCSI
PATA – Parallel Advanced Technology Attachment — параллельный интерфейс подключения накопителей, фактически другое название для IDE
ATA – Advanced Technology Attachment — интерфейс подключения накопителей
ATAPI – Advanced Technology Attachment Packet Interface – вариант интерфейса для подключения сменных устройств (CD/DVD ROM)
IDE – Integrated Device Electronics – дословно интегрированная электроника устройства – т.е. контроллер встроен в сам привод (см. ниже DMA)
DMA – Direct memory access — прямой доступ к памяти
Теперь подробнее.
Важным этапом в развитии ATA стал переход от PIO (англ. Programmed input/output — программный ввод-вывод) к DMA (англ. Direct memory access — прямой доступ к памяти). При использовании PIO считыванием данных с диска управлял центральный процессор компьютера, что приводило к повышенной нагрузке на процессор и замедлению работы в целом. По причине этого компьютеры, использовавшие интерфейс ATA, обычно выполняли операции, связанные с диском, медленнее, чем компьютеры, использовавшие SCSI и другие интерфейсы. Введение DMA существенно снизило затраты процессорного времени на операции с диском.
Поначалу стандарт работал только с жёсткими дисками, но затем был изменен для работы и с другими устройствами. К таким устройствам относятся приводы CD и DVD-ROM, магнитооптические диски и ленточные накопители. Этот новый (расширенный) стандарт стал называться «Advanced Technology Attachment Packet Interface» (ATAPI), и поэтому полное его название выглядит как – «ATA/ATAPI».
Всю хронологию развития и достижений на пути становления ATA интерфейса можно представить в виде следующей сводной таблицы. 
Скорости обмена данными через интерфейс постоянно увеличивались, что, в свою очередь, на этапе внедрения ревизии «Ultra ATA Mode 4» (он же – Ultra DMA/66 со скоростью передачи 66 мегабайт в секунду) вызвало необходимость внедрения нового интерфейсного кабеля с удвоенным количеством проводников (четвертая колонка в таблице). Раньше все кабели имели именно 40 жил. Но дело в том, что с ростом скоростей передачи данных резко возросла роль взаимных помех и наводок отдельных проводников в кабеле друг на друга.
Именно поэтому был введен новый кабель. Причем все дополнительные двадцать пар его проводов это – проводники заземления (Ground), чередующиеся с проводниками информационными. Такое чередование уменьшает емкостную связь между отдельными жилами и, таким образом, сокращает взаимные наводки. При возросших скоростях передачи данных появляется еще одно ограничение – на максимально допустимую длину кабеля. Стандарт ATA всегда устанавливал эту границу в 46 см. Самих контактов (штырьков) на устройстве осталось все так же 40 (без учета “ключа”) – по одному на каждый провод. Последующим (более быстрым режимам) «UDMA5» и «UDMA6» также требовался 80-жильный кабель.
Установка джамперов (перемычек) для дисков IDE и подключение шлейфов
Перед подключением шлейфа IDE необходимо правильно установить джамперы на устройствах. Каждый шлейф поддерживает два устройства, одно должно быть Master, второе – Slave.
Зачем это вообще нужно? ATA стандарт является по своей природе параллельным интерфейсом. Это значит, что каждый канал в любой момент времени может обрабатывать только один запрос к одному (от одного) устройства. Следующий запрос, даже к другому устройству, будет ожидать завершения выполнения текущего обращения. Разные IDE каналы при этом могут работать совершенно автономно. Чтобы контроллер “понимал” от “кого” пришел запрос (DVD или HDD) и нужны перемычки.
Джампер выглядит вот так – это специальная перемычка на два пина: 
Проще всего для оптических накопителей, выбор из 3-х вариантов. 
Иногда производитель вообще не указывает распиновку – но можно легко запомнить.
Ближние пины к колодке подключения IDE – MA (Master), джампер установлен
Средние пины – SL (Slave)
Крайние пины – CS (Cable Select).
Для жестких дисков выбор вариантов больше. 
Мы видим знакомый выбор в первых трех вариантах и два дополнительных варианта:
Master with non-ATA compatible slave – ведущий с несовместимым ведомым (будет работать только Master)
Limit drive capaciti to 32 Gbytes – ограничить емкость диска 32 Гб (для старых материнских плат).
Почему master всегда на конце кабеля?
Если устройство одно, то оно должно быть мастером и быть на конце кабеля. При включении одного устройства к серому разъему – такое размещение приводит к появлению ненужного куска кабеля на конце, что нежелательно. Как из соображений удобства, так и по физическим параметрам: этот кусок приводит к отражению сигнала, особенно на высоких частотах (появляются ошибки, контроллер начинает снижать скорость передачи).
Что такое «Enable cable select», который мы видели при установке перемычек (сокращенно – «Cable select», совсем коротко – «CS»)? Это режим, при котором (в зависимости от расположения на шлейфе) «Master» и «Slave» определяются автоматически. Для его реализации нужен специальный шлейф с кабельной выборкой (разрыв 28 проводника).
Вот картинка для 40-жильного кабеля.
Вот фото реального кабеля с кабельной выборкой.
Таким образом, на одном из устройств контакт 28 оказывается заземленным (режим Master), а на другом — свободным (Slave). Этот режим корректно работает только при наличии двух устройств на кабеле и установленных перемычек в CS. На обычном кабеле этот режим не работает.
Еще есть экзотический вариант кабеля для режима Cable Select. Он симметричный, т.е. если его сложить пополам, то ровно посредине будет разъем. Именно он подключается к материнской плате, а обе оставшиеся крайние “колодки” – к устройствам IDE. Подобный режим не прижился.
Дополнительные метки для правильного подключения кабеля IDE.
На любом (стандартном) ATA кабеле первый пин (провод) всегда помечен (обычно – красным). Производители размещают на материнской плате наглядные подсказки, по которым можно сориентироваться. 
т.е. красный провод должен быть подключен к пину 1. Еще одна подсказка состоит в том, что шлейф данных должен всегда устанавливаться первым (маркированным) пином в сторону разъема питания жесткого диска. 
Зачем все эти сложности и подсказки? Как можно неправильно подключить IDE (ATA) кабель, если он имеет “ключ” на своем разъеме? Дело в том, что в период перехода от интерфейсного кабеля с 40-ка проводниками на 80-ти жильный (с дополнительным заземлением), первый из них не имел этого “ключа” и его можно было подключить в материнскую плату не той стороной. На фото ниже видно оба типа интерфейсного кабеля (слева 80-ти жильный имеет один отсутствующий контакт в середине разъема, справа – старый 40-жильный шлейф). 
Корректное подключение нескольких устройств
Да, можно подключать несколько устройств как удобнее 🙂 Но с точки зрения быстродействия желательно:
– два активных устройства лучше подключить к разным шлефам
– IDE HDD и IDE DVD-ROM лучше подключить к разным шлейфам, т.к. протоколы разные (PATA / ATAPI) и быстродействие оптического привода на порядок ниже HDD
И немного о SCSI.
SCSI – Small Computer System Interface – параллельный интерфейс, в основном для серверных решений.
Существует три стандарта электрической организации параллельного интерфейса SCSI:
Источник
