Sâm tvrdi disk je skup ploča, čiji broj može varirati od četiri do devet, a spojen je osovinom (osi), koja se naziva vreteno. Ploče su jedna iznad druge. Često materijali za njihovu proizvodnju su aluminij, mesing, keramika, staklo, itd. Iste ploče imaju posebnu magnetnu prevlaku u oblikumaterijal koji se naziva pladanj, temeljen na gama feritnom oksidu, kromovom oksidu, barijevom feritu, itd. Svaka takva ploča debljine je oko 2 mm.
Radijalne glave (jedna za svaku ploču) odgovaraju snimanju i očitavanju informacija, a obje ploče se koriste u pločama. Za rotaciju vretena, brzina koja može biti od 3600 do 7200 o /min, a pomicanje glava odgovara dva elektromotora. U ovom slučaju, osnovni princip tvrdog diska računala je da se informacija ne piše na pogrešnom mjestu, već u strogo definiranim lokacijama, koje se nazivaju sektori koji se nalaze na koncentričnim stazama ili stazama. Kako bi se izbjegla zabuna, primjenjuju se zajednička pravila. To znači da su principi pogona tvrdih diskova, u smislu njihove logičke strukture, univerzalni. Tako je, primjerice, veličina jednog sektora, usvojena za jedan standard u svijetu, 512 bajta. S druge strane, klasteri su podijeljeni u sektore, koji su sekvence koje su susjedne sektorima. No, osobitosti principa tvrdog diska u tom pogledu je da se razmjena informacija upravo provodi cijelim klasterima (cijelim brojem sektorskih lanaca). Ali kako je čitanje informacija? Principi pogona na tvrdim magnetskim diskovima su sljedeći: uz pomoć posebnog nosača, glava čita u radijalnom (spiralnom) smjeru do željene staze i, kada je stisnuta, nalazi se iznaddani sektor, a sve glave mogu se kretati istovremeno, čitajući iste informacije ne samo iz različitih tragova, nego i iz različitih diskova (ploča). Svi tragovi s identičnim rednim brojevima nazivaju se cilindri. U ovom slučaju, može se razlikovati još jedan princip tvrdog diska: što je glava bliže magnetskoj površini (ali ne i njoj), veća je gustoća snimanja.

Kako se vrši snimanje i čitanje podataka?

Tvrdi diskovi ili tvrdi diskovi, dakle, nazvani su magnetski, koji su koristili zakone fizike magnetizma, formulirane od Faradaya i Maxwella.
Kao što je već spomenuto, na ploče izrađene od nemagnetski osjetljivog materijala nanosi se magnetska prevlaka debljine od samo nekoliko mikrometara. U procesu rada postoji magnetno polje koje ima tzv. Domensku strukturu. Magnetska domena je strogo ograničena granica magnetiziranog područja ferolegura. Dalje, načelo tvrdog diska može se ukratko opisati na sljedeći način: kada je utjecaj vanjskog magnetnog polja, stvarno polje diska počinje ploviti strogo uzduž magnetskih sila, a kada se prestanu djelovati na diskove pojavljuju se područja zaostale magnetizacije, u kojima su informacije koje su prethodno bile u glavnom polju. Pri stvaranju vanjskog polja za vrijeme snimanja, glava za očitavanje odgovara, a kada se očitava regija zaostale magnetizacije, okrenuta prema glavi, stvara se elektromotorna sila ili EMF. Slijedeće je jednostavno: promjena EMF-a odgovara onome u binarnom kodu, i to jeodsutnost ili prekid - nula. Vrijeme promjene EMF-a naziva se bitni element. Osim toga, magnetska površina isključivo za informatiku može se povezati kao određeni slijed točaka informacijskih bitova. Međutim, budući da je nemoguće izračunati točnu lokaciju takvih točaka, na disku moraju postojati neke unaprijed definirane oznake koje su pomogle u određivanju lokacije. Stvaranje takvih oznaka naziva se oblikovanje (grubo govoreći, dijeljenje diska na puteve i sektore spojene u klastere).

Logička struktura i načelo tvrdog diska u smislu oblikovanja

Što se tiče logičke organizacije HDD-a, ovdje je prvo mjesto upravo formatiranje koje razlikuje dva glavna tipa: nisku razinu (fizičku) i visoku razinu (logično). Bez ovih koraka nema potrebe govoriti o tome kako uvesti tvrdi disk u radno stanje. Kako pokrenuti novi tvrdi disk će se reći odvojeno. Formatiranje niskih razina uključuje fizički utjecaj na površinu HDD-a, što stvara sektore duž tragova. Zanimljivo je da je princip tvrdog diska takav da svaki kreirani sektor ima svoju jedinstvenu adresu, koja uključuje broj sektora, broj zapisa na kojem se nalazi i stranu ploče. Stoga, pri organiziranju izravnog pristupa, istom RAM-u se pristupa izravno na danoj adresi, umjesto da se traži tražena informacija preko površine, zbog čega se postiže brzina (iako to nije najvažnije). Obratite pozornostImajte na umu da se pri izvođenju formatiranja niske razine apsolutno brišu sve informacije, au većini slučajeva ne mogu se vratiti. Još jedna stvar je logično oblikovanje (u Windows sustavima to je brzo oblikovanje ili brzi format). Osim toga, ti se procesi primjenjuju na stvaranje logičkih particija, koje predstavljaju određeno područje glavnog tvrdog diska, radeći na istim načelima. Logičko oblikovanje prvenstveno dotiče područje sustava, koje se sastoji od boot sektora i particijskih tablica (boot record boot record), tablica dodjele datoteka (FAT, NTFS, itd.) I korijenskog direktorija (Root Directory). Snimanje informacija u sektorima provodi se kroz klaster u nekoliko dijelova, au jednom klasteru ne mogu sadržavati dva identična objekta (datoteke). Zapravo, stvaranje logičke particije, jer bi je odvojila od glavne particije sustava, što je rezultiralo informacijama pohranjenim na njemu, u slučaju pogrešaka i kvarova promjene ili brisanja nije sklono.

Glavne značajke HDD-a

Čini se da je tvrdi disk općenito malo jasniji. Sada ćemo se okrenuti glavnim karakteristikama koje daju potpunu sliku svih mogućnosti (ili nedostataka) modernih tvrdih diskova. Princip tvrdog diska i osnovne karakteristike mogu biti potpuno različite. Da bismo razumjeli o čemu govorimo, istaknut ćemo glavne parametre koji karakteriziraju sve poznate današnje medije za pohranu podataka:

kapacitet (volumen);

performanse (brzina pristupa podacima,čitanje i pisanje informacija);

sučelje (način spajanja, tip regulatora).

Kapacitet predstavlja ukupnu količinu informacija koje se mogu snimiti i pohraniti na tvrdi disk. Industrija HDD-a se razvija tako brzo da se danas koriste tvrdi diskovi s volumenom od oko 2 TB i više. Vjeruje se da to nije granica. Sučelje je najznačajnija značajka. Određuje kako će se uređaj povezati s matičnom pločom, koji se kontroler koristi, kako čitati i pisati, itd. Glavna i najčešće korištena sučelja su IDE, SATA i SCSI. Diskovi s IDE sučeljem su niske vrijednosti, ali među glavnim nedostacima je ograničen broj istodobno povezanih uređaja (do četiri) i niske brzine prijenosa podataka (čak i uz podršku izravnog pristupa Ultra DMA memoriji ili Ultra ATA (način 2 i 4 Način rada) Iako se smatra da njihova primjena povećava brzinu čitanja /pisanja na 16 Mb /s, ali u stvarnosti brzina je mnogo manja, a osim toga, da biste koristili UDMA način, trebate instalirati poseban upravljački program koji prema ideji , treba biti isporučen s matičnom pločom.Da govorimo o tome što čini princip tvrdog diska i karakteristika, nemoguće je zaobići SATA sučelje, koje je nasljednik IDE ATA verzije. Prednost ove tehnologije je u tome što je brzina čitanja /pisanja može se povećati na 100 Mb /s zbog uporabe brzih gumaFireware IEEE-1394. Konačno, SCSI sučelje, u usporedbi s prethodna dva, je najfleksibilnije i najbrže (brzina zapisivanja /brzina čitanja doseže 160 MB /s i više). No, trošak takvih tvrdih diskova je gotovo dvostruko skuplji. No, broj istovremeno spojenih uređaja za pohranu podataka je od sedam do petnaest, veza se može provesti bez napajanja računala, a duljina kabela može biti oko 15-30 metara. Zapravo, ovaj tip HDD-a se uglavnom ne koristi na računalu korisnika, već na poslužitelju. Brzina koja karakterizira brzinu prijenosa i I /O propusnost obično se izražava vremenom prijenosa i količinom prenesenih serijskih podataka koji se prenose i izražavaju u Mb /s.

Neki dodatni parametri

Govoreći o tome što čini princip rada tvrdog diska i koji parametri utječu na njegovo funkcioniranje, ne može se zaobići strana i neka dodatna svojstva, koja mogu ovisiti o brzini ili čak o trajanju uređaja. Ovdje je na prvom mjestu brzina rotacije, koja izravno utječe na vrijeme pretraživanja i inicijalizacije (prepoznavanja) željenog sektora. Ovo takozvano skriveno vrijeme pretraživanja je interval u kojem se traženi sektor vraća da čita glavu. Danas je prihvaćeno nekoliko standarda za brzinu vretena, izraženo u okretajima u minuti s vremenskom odgodom u milisekundama:

3600 - 833;

4500-667;

5400-555;

7200-417.

Lako je vidjeti da što je veća brzina, utrošeno je manje vremenaPretraživanje za sektore i fizički - promet voziti postavke za glavu točke želji ploče za namještanje. Druga mogućnost - unutarnja brzina prijenosa. Na vanjskim stazama je minimalan, ali se povećava s postupnim prijelazom na unutarnjoj stazi. Dakle, isti defragmentacija proces, što je kretanje često koristi informacije u najbržem području diska - ništa kao što ih nosi na unutarnjoj stazi s većom brzinom čitanja. Vanjski brzina ima fiksnu vrijednost, a ovisi o koristi sučelja. Konačno, jedan od važnih točaka povezan s prisutnošću vlastitim tvrdi disk cache ili tampon. U stvari, princip tvrdog diska tampon u pogledu uporabe nešto poput brzog ili virtualne memorije. Što je veća količina cache memorije (128 - 256 kb), brže će raditi hard disk.

Glavni zahtjevi za HDD

Osnovni zahtjevi nametnuti većina hard disk, ne toliko. Glavna stvar - dug život i pouzdanost. Osnovna norma za većinu HDD smatra vijek od oko 5-7 godina, na kraju radi se najmanje pet stotina tisuća sati, ali za high-end diskova, brojka je najmanje milijun sati. Što se tiče pouzdanosti, je odgovoran za ovaj self-testa funkcije S. M. A. R. T., koji prati pojedine elemente hard disk, što stalno praćenje. Na temelju prikupljenih podataka može biti formirana ni prognozu pojavemoguće smetnje u budućnosti. Podrazumijeva se da korisnika ne treba ostaviti na miru. Na primjer, pri radu s HDD-om iznimno je važno održavati optimalni temperaturni režim (0 - 50 ± 10 stupnjeva Celzija), izbjegavati tresenje, udarce i padove tvrdog diska, udarati ga prašinom ili drugim malim česticama itd. Usput, da kažemo, mnogi bit će zanimljivo znati da su iste čestice duhanskog dima dvostruko veće od glave za čitanje i magnetske površine tvrdog diska, a ljudska kosa - za 5-10 puta.

Inicijalizacija pitanje u sustavu prilikom zamjene tvrdog diska

Sada nekoliko riječi o tome što radnju poduzeti ako, iz nekog razloga, korisnik je promijenio tvrdi disk ili instaliran odvojeni disk. Ovaj proces nećemo u potpunosti opisati, ali zadržimo se samo na glavnim fazama. Prvo trebate spojiti tvrdi disk i vidjeti postavke BIOS-a, odrediti novi hardver, u administraciji diskova za inicijalizaciju i stvoriti bootable zapis, kreirati jednostavan, dodijeliti mu identifikator (slovo) i izvršiti oblikovanje uz izbor datotečnog sustava. Tek nakon toga novi "vijak" bit će potpuno spreman za rad.

Zaključak

Ovdje se zapravo sve ovo ukratko odnosi na temelje funkcioniranja i karakteristike suvremenih tvrdih diskova. Princip rada vanjskog tvrdog diska se ne razmatra u načelu, budući da se praktički ne razlikuje od onoga što se koristi za stacionarne HDD-ove. Jedina razlika je samonačin spajanja dodatnog pogona na računalo ili prijenosno računalo. Najčešća je veza preko USB sučelja, koje je izravno povezano s matičnom pločom. U ovom slučaju, ako želite pružiti maksimalne performanse, bolje je koristiti standardni USB 3.0 (port unutar je obojen u plavo), naravno, pod uvjetom da ga vanjski HDD sam podržava. Na drugi način, čini mi se da je barem malo postalo jasno kako tvrdi disk bilo koje vrste funkcionira. Možda je, gore, dano mnogo tehničkih informacija, čak i više od tečaja fizike u školi, ali bez toga, da u potpunosti razumiju sva osnovna načela i metode utvrđene u tehnologiji proizvodnje i uporabe HDD-a, neće razumjeti.