HDD: princip rada i glavne karakteristike

Hard diskovi, ili, kao što su oni nazivaju, tvrdi diskovi su jedan od najvažnijih komponenti računalnog sustava. O svi to znaju. No, to nije moderno korisničko čak u načelu nagađanja o tome kako tvrdi disk. Princip rada, općenito, za osnovno razumijevanje prilično jednostavno, ali postoje neke nijanse, što dodatno će se raspravljati.

Pitanja odredište i klasifikacija tvrdih diskova?

Pitanje odredišta, naravno, retoričko. Svatko, čak i većina entry-level, odmah je odgovorio da je hard disk (također poznat kao tvrdi disk, zvani tvrdi disk ili tvrdi disk), odmah je odgovorio da se koristi za pohranu informacija.

Općenito, istina. Ne zaboravite da na tvrdom disku, osim za operacijski sustav i korisničke datoteke su stvorili operativnog sustava boot sektora, zahvaljujući kojoj ona će početi, kao i neke oznake koje se disk može brzo pronaći željene informacije.

Trenutni modeli su prilično različiti: obični HDD, vanjskih tvrdih diskova, high-speed solid-state SSD diskovi, iako se pripisuje tvrdih diskova i nije prihvaćen. Nadalje se predlaže da se uređaj i princip rada HDD, ako ne u cijelosti onda barem u tome, to je dovoljno za razumijevanje osnovne terminologije i procesa.

Imajte na umu da postoji posebna klasifikacija današnjem HDD na nekim osnovnim kriterijima, među kojima su:

• Postupak za pohranu podataka;
• vrsta medija;
• način organiziranja pristup informacijama.

Zašto je hard disk se zove hard disk?

Danas, mnogi ljudi razmišljaju o tome zašto diskovi zovu tvrdih diskova koji pripadaju malim rukama. Čini se da postoji svibanj biti sličnosti između dva uređaja?

Pojam pojavio davne 1973. godine, kada se pojavio prvi na tržištu u HDD svijetu, izgradnja koji se sastojao od dva odvojena odjeljka u hermetičan kontejner. Kapacitet svakog odjeljka bio je 30 MB, što je razlog zašto inženjeri dali kodno ime za disk „30-30”, koja je u potpunosti u skladu s markom popularan u vrijeme kad je pištolj „Winchester, 30-30”. Međutim, u ranim 90-ih u Americi i Europi je ime praktički izašli iz upotrebe, ali je još uvijek popularan u post-sovjetskom prostoru.

Uređaj i princip rada HDD

Ali mi odstupiti. princip rada HDD može se sažeti u procesu čitanja ili pisanja. Ali kako se to događa? Da bi se razumjelo djelovanje magnetskog hard diska, najprije morate naučiti kako se to radi.

Hard disk sama je niz pločica, čiji broj može varirati od četiri do devet međusobno pomoću osovine (osovine), zove se vreteno. Ploče se stave jedan iznad drugoga. U većini slučajeva, materijal za njihovu proizvodnju su aluminij, bakar, keramika, staklo i sl. D. Sami ploče imaju posebnu magnetski premaz materijala pod nazivom tanjur, a temelji se na gama feritne oksid, kromov oksid, barij ferita i t. D . Svaka ploča debljine od oko 2 mm.

Za snimanje i čitanje informacija odgovara radijalni glavu (jedan za svaku ploču) i ploče se koriste u obje površine. Tijekom vretena rotacije, brzina koje mogu biti od 3600 do 7200 okretaja. / Min, a kreće glave odgovara dva elektromotora.

U tom slučaju, osnovni princip tvrdi disk računala je da se informacije bilježe nije nigdje, ali u strogo određenom mjestu, pod nazivom sektori, koji se nalaze na koncentričnim pjesama ili pjesama. Da bi se izbjegla zabuna, primjenjuju jedinstvena pravila. Postoji mišljenje da su načela tvrdih diskova u smislu njihove logičke strukture, univerzalna. Na primjer, veličina jednog sektora za jedinstvenom standardu usvojen u svijetu je 512 bajtova. sektori dijele se u klastere, koji su sekvence brojnim sektorima su zauzvrat. A pogotovo tvrdi disk od principa djelovanja u tom smislu da je razmjena informacija i upravo napravili cijelih grozdova (cjelobrojne sektori lancima).

No, kako se čita podatke? voziti djela: tvrdi disk kako slijedi: Koristeći posebnu glavu nosač za čitanje u radijalnom (spiralni) smjera na željeno stazi i na prijelazu je pozicioniran u određenom sektoru, sve glave može biti premještena istovremeno čitajući iste podatke ne samo iz različitih pjesama ali s različitih diskova (vafli). Sve pjesme s istim rednim brojevima nazivaju cilindre.

Moguće je odabrati neki drugi princip rada tvrdog diska: glava za čitanje bliže magnetskog površine (ali ga ne dirati), veća je gustoća zapisa.

Kako je pisanje i čitanje podataka?

Tvrdi diskovi ili diskovi, a time su pozvani magnetska da koriste zakone magnetizam fizike koji je osmislio Faraday i Maxwell.

Kao što je već spomenuto, ploče nemagnitochuvstvitelnogo magnetskog materijala za oblaganje nanosi na debljinu od nekoliko mikrometara. U radu, magnetsko polje ima tzv strukturu domene.

Magnetska domena je strogo omeđen granicama magnetizirana regija ferolegura. Nadalje HDD princip rada mogu se sažeti kako slijedi: u slučaju vanjskog magnetskog polja, pravi pogon polje počinje se voditi upravo duž magnetskih linija, a na prestanak utjecaja na diskovima pojaviti zonu remanentnost u kojem je pohranjena informacija prethodno sadržane u glavnom polju ,

Za stvaranje vanjskog polja je odgovoran za snimanje glavu za čitanje i čitanje zona remanentnost, biti suprotan glava stvara elektromotorne sile ili EMF. Onda je sve jednostavno: promijeniti EMF odgovara jednom binarnom, a njegova odsutnost ili prestanak - nula. Vrijeme se mijenja EMF zove bitni stanicu.

Osim toga, magnetska površina čisto Informatika razmatranja mogu biti povezane, kao neka vrsta točke bitova podataka slijed. Međutim, budući da položaj tih točaka je apsolutno nemoguće točno izračunati, na disk koji želite instalirati nekakav unaprijed određeno etiketi koja je pomogla definirati željeni položaj. Stvaranje takvih oznaka naziva oblikovanje (ugrubo podjela diska u staze i sektore, grupirani).

Logično struktura i načelo rada tvrdog diska u smislu oblikovanja

S obzirom na logične HDD organizacije ovdje u prvom redu tu je oblikovanje, u kojoj postoje dvije glavne vrste: niska razina (fizički) i visoka razina (logika). Bez tih koraka, donosi o bilo kojem tvrdom disku u radnom stanju ne može govoriti. Za informacije o tome kako inicijalizirati novi hard disk, to će se raspravljati odvojeno.

formatiranje niske razine zahtijeva fizički učinak na površini HDD, u kojoj su sektori koji se nalazi uz prugu. Zanimljivo je da je načelo tvrdi disk je takva da svaki sektor je stvorio svoju jedinstvenu adresu koja uključuje broj vrlo sektora, pratiti broj, na kojem se nalazi i broj tablica. Dakle, organizacija izravnim pristupom isti memorijski obraća izravno iz navedenu adresu, a ne u potrazi za pravim informacijama preko površine, zbog čega se postiže brzina (iako to nije najvažnije). Imajte na umu da kada formatiranje niske razine u potpunosti izbrisan sve informacije i vraćanja u većini slučajeva ne može biti.

Još jedna stvar - Logički format (u Windows-based sustava je brzo formatiranje ili Quick format). Nadalje, ovi procesi su primjenjivi za stvaranje logičkih particija koje predstavljaju određenu površinu primarnom tvrdom disku koja djeluje na istim principima.

Logički oblikovanje prvenstveno utječe na područje sustava, koji se sastoji od boot sektor i dijeljenje stol (MBR boot record) a, stol dodjelu datoteka (FAT, NTFS, i tako dalje. D.) i korijenski direktorij (root direktorij).

Snimanje informacija u sektorima klastera je napravio kroz nekoliko dijelova, pri čemu se u jednom klasteru ne može sadržavati dva identična objekta (datoteke). Zapravo, stvaranje logička particija, kao što ga odvaja od glavne sistemske particije, tako da su informacije pohranjene na njemu, ako je bilo pogreške i propusti za promjenu ili uklanjanje ne utječe.

Glavne karakteristike HDD

Mislim, općenito HDD rada principu malo razumio. Sada se okrećemo glavne značajke, koje daju potpunu sliku o svim mogućnostima (ili nedostataka) suvremenih tvrdih diskova.

Princip tvrdi disk i glavne karakteristike mogu biti vrlo različite. Da biste razumjeli što je na kocki, odabiremo najosnovnije parametre koji karakteriziraju sve poznate aktualne informacije trgovinama:

• Kapacitet (volumen);
• učinak (podaci brzi pristup pisanja i čitanja podataka);
• sučelje (način povezivanja, tip regulatora).

Kapacitet je ukupna količina informacija koje mogu biti snimljene i pohranjene na tvrdom disku. HDD prerađivačkoj industriji raste tako brzo da danas je stupio na uporabu tvrdih diskova s količinama reda veličine od 2 TB ili više. I, kao što se vjeruje da to nije granica.

Sučelje - najznačajniji karakteristika. Ona određuje na koji način je uređaj spojen na matičnu ploču, koja kontroler se koristi kao čitanje i pisanje provodi, i tako dalje. D. Glavni i najčešći sučelja smatra IDE, SATA i SCSI.

Diskovi s IDE sučelje različitim nisku cijenu, međutim, među glavnih nedostataka može razlikovati ograničen broj istovremeno priključenih uređaja (najviše četiri) i niska brzina prijenosa podataka (pa čak i uz podršku izravan pristup memoriji Ultra DMA ili protokola Ultra ATA (način 2 i načinu rada 4). Iako se vjeruje njihovo korištenje može povećati razinu brzine čitanja / zapisivanja od 16 MB / s, ali brzina je znatno niža nego u stvarnosti. Osim toga, na UDMA načinu zahtijeva instalaciju posebnih upravljačkih programa, koji u teoriji, to bi trebao biti isporučen s matične ploče.

Govoreći o tome što je princip tvrdog diska i mogućnosti, ne možete ignorirati SATA sučelje, a to je verzija nasljednik IDE ATA. Prednost ove tehnologije je da se brzina čitanja / pisanja može se povećati do 100 Mb / s pomoću velike brzine sabirnice Fireware IEEE-1394.

Konačno, SCSI sučelje u odnosu na prethodna dva je najfleksibilniji i najviša brzina (čitanje / pisanje brzinu do 160MB / s, a iznad). Ali postoje takvi diskovi gotovo dvostruko skuplji. Ali je broj istovremeno spojenih uređaja za pohranu u rasponu od sedam do petnaest, veza može biti izvedena bez deaktiviranje računalo, a duljina kabela može biti u redu 15-30 metara. Zapravo, ova vrsta HDD za najveći dio se ne odnosi na korisnika računala i poslužitelja.

Učinak karakteriziraju brzinu prijenosa i propusnost I / O kapaciteta, obično izraženo vrijeme prijenosa i količina prenesenih podataka u seriji, a izražava se u MB / s.

Neke dodatne opcije

Govoreći o tome što je tvrdi disk princip rada i što čimbenici utječu na njegov rad, ne može se izbjeći, a neke dodatne značajke koje mogu utjecati na performanse ili život uređaja.

Ovdje, na prvom mjestu je brzina vrtnje, što izravno utječe na vrijeme pretraživanja i inicijalizacije (prepoznavanje) željene sektora. Ovaj takozvani latentno vrijeme traži - interval tijekom kojeg je potreba za sektor okreće glavu za čitanje. Danas je donijela nekoliko standarda za vretena brzine, izražena u okretajima u minuti s vremenskom zadrškom u milisekundama:

• 3600 - 8,33;
• 4500 - 6,67;
• 5400 - 5,56;
• 7200 - 4,17.

Lako se vidi da je veća brzina, manje vremena proveo na sektor za pretraživanje i fizičkom planu - po okretaju diska na instalaciju glava točke želji ploče za namještanje.

Drugi parametar - unutarnja brzina prijenosa. Na vanjskim stazama je minimalan, ali se povećava s postupnim prijelazom na unutarnjoj stazi. Dakle, isti proces defragmentacije predstavlja kretanje često koristi podatke u najbržem dijelu diska - ne samo prijenos unutarnjeg stazi s većom brzinom čitanja. Vanjski brzina ima fiksnu vrijednost i ovisi o sučelju koristi.

Konačno, jedan od važnih točaka povezan s prisutnošću hard disk vlastite cache ili tampon. U stvari, hard disk radi u smislu principa tampon korištenja nečeg sličnog s operativnim ili virtualne memorije. Što je veća veličina predmemorije (128-256 kb), brži hard disk.

Glavni zahtjevi za HDD

Osnovni zahtjevi, koji u većini slučajeva su predstavljeni tvrdih diskova, ne toliko. Glavna stvar - dugotrajnost i pouzdanost.

Osnovna norma za većinu HDD smatra život reda 5-7 godina sa radnom vremenu ne kraćem od petsto tisuća sati, ali za high-end diskova, brojka nije manja od milijun sati.

Što se tiče pouzdanosti, je odgovoran za ovaj funkciji SMART self-testa, koja prati stanje pojedinih elemenata hard disk, obavljanje kontinuiranog nadzora. Na temelju prikupljenih podataka može biti generiran ni prognozu moguće pojave grešaka u budućnosti.

To ide bez rekavši da korisnik ne bi trebao stajati po strani. Na primjer, kada se koristi HDD izuzetno važno promatrati optimalan temperaturni raspon (0 - 50 ± 10 stupnjeva Celzija) kako bi se izbjegle šokove, utjecajima i pada hard disk, pogođena prašine ili drugih malih čestica, itd Usput, mnogi će biti .. zainteresirani da znaju da su isti čestice dima je oko dva puta veći od razmaka između glave za čitanje i magnetskog površine tvrdog diska i ljudske kose - 5-10 puta.

Pitanja inicijalizirati sustav zamjene tvrdog diska

Sada nekoliko riječi o tome što treba poduzeti akciju, ako iz nekog razloga za promjenu tvrdi disk ili instalirate dpolnitelny.

Potpuno opisati proces neće, te će se fokusirati samo na glavnoj pozornici. Prvo morate spojiti hard disk i gledati u postavkama BIOS-a, ako se otkrije novi hardver, u odjeljku Administracija disk inicijalizirati i stvoriti boot record, napravite jednostavan volumen, dodijeliti ID (slova) i formatirati s izborom od datotečnog sustava. Tek nakon što je nova „vijak” je u potpunosti spreman za rad.

zaključak

To je sve što vam padne na kratak osnove funkcioniranja i obavljanja suvremenih tvrdih diskova. Princip rada vanjski hard disk ne smatra važnim, jer praktički ne razlikuje od one koriste za stacionarni HDD. Jedina razlika je samo u načinu spajanja dodatnog prostora za pohranu na vašem PC ili laptop. Najčešći je veza preko USB-sučelje koje je izravno spojen na matičnu ploču. U isto vrijeme, ako želite osigurati maksimalnu učinkovitost, bolje je koristiti standardni USB 3.0 (ulaz unutar plave boje), naravno, pod uvjetom da i vanjski HDD sama podržava.

Što se tiče ostalih, mislim da mnogi ljudi još malo, postalo je jasno kako se tvrdi disk bilo koje vrste. Možda je gore dano previše tehničke informacije, više čak i od škola fizike, naravno, ali bez da u potpunosti razumiju sve osnovne principe i metode utvrđene u proizvodnji i primjeni tehnologija HDD neće razumjeti.