Miből készülnek a merevlemezek? Merevlemez: működési elv és főbb jellemzők

merevlemez (merevlemez, HDD) - mágneses rögzítés elvén működő véletlen hozzáférésű tárolóeszköz (információs tárolóeszköz). Ez a legtöbb számítógép fő adathordozója.

Nem úgy mint " Rugalmas» lemez ( floppy lemezek), információ itt HDD ferromágneses anyagréteggel, leggyakrabban króm-dioxiddal bevont kemény (alumínium vagy üveg) lemezekre rögzítve - mágneses korongok. NÁL NÉL HDD egy vagy több betétet használnak egy tengelyen. Az olvasófejek működési módban nem érintik a lemezek felületét a gyors forgás során a felület közelében kialakuló, szembejövő légáram rétege miatt. A fej és a lemez távolsága több nanométer, a mechanikai érintkezés hiánya pedig a készülék hosszú élettartamát biztosítja. Korongforgatás hiányában a fejek az orsónál vagy a korongon kívül, egy biztonságos zónában helyezkednek el, ahol a tárcsák felületével való rendellenes érintkezésük kizárt.

Első merevlemez

NÁL NÉL 1957 évben a cég által IBM a legelső merevlemezt fejlesztették ki, és még a személyi számítógép létrehozása előtt fejlesztették. Neki egy „rendezett” összeget kellene fizetnie, bár csak annyit 5 MB. Aztán egy merevlemezt fejlesztettek ki kapacitással 10 MB kifejezetten személyi számítógéphez IBM PC XT. Winchesterben minden megvolt 30 számokatés még tovább 30 szektor minden pályán. " Winchesterek"- így kezdték hívni a merevlemezeket, ha rövidítik, akkor" NÁL NÉLintami”, Ez a cég karabélyának jelölésével való analógiából származik Winchester - "30/30", ami többszörösen volt töltve.

Az egyértelműség kedvéért vessünk egy pillantást 3,5 hüvelykes SATA korong. Seagate lesz ST31000333AS.

Zöld textolit rézsínekkel, tápcsatlakozókkal és SATA az úgynevezett elektronikai kártya vagy vezérlőkártya (P rinted Circuit Board, PCB). A merevlemez működésének kezelésére szolgál. A fekete alumínium házat és annak tartalmát HDA-nak ( Fej és lemez szerelvény, HDA), a szakértők úgy is hívják, befőttes üveg". A tartalom nélküli testet is nevezik HDA (alap).

Most vegyük ki a nyomtatott áramköri lapot, és vizsgáljuk meg a rajta elhelyezett alkatrészeket.

Az első dolog, ami megakad a szemében, egy nagy chip, amely középen található - egy mikrokontroller vagy processzor (Mikrovezérlő egység, MCU) . A modern merevlemezeken a mikrokontroller két részből áll - valójában CPU(Központi processzor egység, CPU), amely elvégzi az összes számítást, és a csatorna olvasás/írás (olvasási/írási csatorna)- egy speciális eszköz, amely a fejekből érkező analóg jelet az olvasási művelet során digitális adattá alakítja, és az írási művelet során a digitális adatokat analóg jellé kódolja. A processzornak vannak portjai bemenet-kimenet (IO portok) a nyomtatott áramköri lapon található többi alkatrész vezérléséhez és az adatok továbbításához ezen keresztül SATA interfész.

Memória Chip a szokásos DDR SDRAM memória. A memória mennyisége határozza meg a merevlemez gyorsítótárának méretét. Ezen az áramköri lapon memória van telepítve Samsung DDR hangerő 32 MB, ami elméletileg gyorsítótárat ad a lemeznek 32 MB(és ez a mennyiség a merevlemez műszaki jellemzőiben van megadva), de ez nem teljesen igaz. Az a tény, hogy a memória logikailag fel van osztva pufferre memória (Gyorsítótár)és firmware memória. A processzornak némi memóriára van szüksége a firmware modulok betöltéséhez. Amennyire ismert, csak Hitachi/IBM jelzi a tényleges hangerőt gyorsítótár a műszaki jellemzők leírásában; a többi lemezhez képest a kötetről gyorsítótár csak sejteni lehet.

A következő chip a motor- és fejvezérlő vezérlő, vagyis a „csavar” (Voice Coil Motor vezérlő, VCM vezérlő). Ezenkívül ez a chip vezérli a kártyán található másodlagos tápegységeket, amelyekről a processzor táplálja és előerősítő-kapcsoló chip (előerősítő, előerősítő) a HDA-ban található. Ez a fő energiafogyasztó a nyomtatott áramköri lapon. Szabályozza az orsó forgását és a fejek mozgását. Mag VCM vezérlő hőmérsékleten is működhet 100°C.

A lemez firmware egy része a következő helyen van tárolva flashmemória. Amikor a lemezt áram alá helyezik, a mikrokontroller betölti a flash chip tartalmát a memóriába, és megkezdi a kód végrehajtását. A kód helyes betöltése nélkül a lemez nem is akar felpörögni. Ha nincs flash chip az alaplapon, akkor az be van építve a mikrokontrollerbe.

Rezgésérzékelő (ütésérzékelő) reagál a lemezre veszélyes rázásra, és erről jelet küld a vezérlőnek VCM. VCM vezérlő azonnal leállítja a fejeket, és megállíthatja a lemez forgását. Elméletileg ennek a mechanizmusnak meg kellene védenie a meghajtót a további sérülésektől, de a gyakorlatban nem működik, ezért ne ejtse le a lemezeket. Egyes lemezeken a rezgésérzékelő rendkívül érzékeny, reagál a legkisebb rezgésre is. Az érzékelőtől kapott adatok lehetővé teszik vezérlő VCM helyes fejmozgás. Az ilyen lemezekre legalább két rezgésérzékelő van felszerelve.

Van egy másik védőeszköz a táblán - Tranziens feszültségelnyomás (TVS). Megvédi a táblát a túlfeszültségtől. Áramlökéssel A TVS kiég, ami rövidzárlatot hoz létre a testben. Ennek a táblának kettő van TVS, 5 és 12 volthoz.

Tekintsük a hermetikus blokkot.

A tábla alatt vannak a motor és a fejek érintkezői. Ezen kívül van egy kis, szinte észrevehetetlen lyuk a lemez testén (lélegző lyuk). A nyomás kiegyenlítését szolgálja. Sokan azt hiszik, hogy a merevlemez belsejében vákuum van. Valójában nem. Ez a lyuk lehetővé teszi a korong számára, hogy kiegyenlítse a nyomást a konténmenten belül és kívül. Belül egy lyuk van légszűrő fedi amely felfogja a port és a nedvességrészecskéket.

Most nézzük meg a védőterület belsejét. Távolítsa el a lemez fedelét.

Maga a fedél semmi különös. Ez csak egy fémdarab, gumitömítéssel, hogy távol tartsa a port.

Fontolja meg az elszigetelési terület kitöltését.

Az értékes információkat fémlemezeken tárolják, más néven palacsintát vagy Puszonyok (tányérok). A képen a felső lap látható. A lemezek polírozott alumíniumból vagy üvegből készülnek, és több réteg különböző összetételűek, köztük egy ferromágneses anyag, amelyen valójában az adatokat tárolják. A palacsinták között, valamint a tetejük felett speciális tányérokat látunk, az úgynevezett elválasztók vagy elválasztók (csappantyúk vagy elválasztók). A légáramlás kiegyenlítéséhez és az akusztikus zaj csökkentéséhez szükségesek. Általában alumíniumból vagy műanyagból készülnek. Az alumínium szeparátorok sikeresebben hűtik a levegőt a konténment területen.

Olvasó-író fejek (fejek), a mágneses fejegység konzoljainak végeire szerelve, ill HSA (Head Stack Assembly, HSA). parkoló zóna- ez az a terület, ahol egy egészséges korong fejének kell lennie, ha az orsót leállítják. Ezzel a lemezzel a parkolási zóna közelebb van az orsóhoz, amint az a fotón is látható.

Egyes meghajtókon a parkolás speciális, a táblákon kívül található műanyag parkolóhelyeken történik.

HDD egy precíz pozicionáló mechanizmus, és nagyon tiszta levegőt igényel a megfelelő működéshez. Használat közben mikroszkopikus fém- és zsírrészecskék képződhetnek a merevlemez belsejében. A lemez belsejében lévő levegő azonnali tisztításához van recirkulációs szűrő. Ez egy csúcstechnológiás eszköz, amely folyamatosan összegyűjti és megfogja a legkisebb részecskéket. A szűrő a lemezek forgása következtében létrejövő légáramlások útján helyezkedik el.

Távolítsuk el a felső mágnest, és nézzük meg, mi van alatta.

A merevlemezek nagyon erős neodímium mágneseket használnak. Ezek a mágnesek olyan erősek, hogy képesek súlyt emelni 1300 alkalommal nagyobb, mint a sajátjuk. Ezért ne tegye az ujját a mágnes és a fém vagy más mágnes közé - az ütés nagyon érzékeny lesz. Ezen a képen a korlátozások láthatók. BMG. Feladatuk a fejek mozgásának korlátozása, így a lemezek felületén maradnak. BMG limiterek a különböző modellek eltérően vannak elrendezve, de mindig kettő van, minden modern merevlemezen használják. Hajtásunkon a második limiter az alsó mágnesen található.

Itt látjuk tekercs (hangtekercs), amely a fejegység része. Tekercs és mágnesek alakulnak ki BMG meghajtó (Voice Coil Motor, VCM). A hajtás és a mágneses fejek blokkja, formája pozicionáló- fejeket mozgató eszköz. Egy összetett alakú fekete műanyagdarabot ún retesz (működtető retesz). Ez egy védekező mechanizmus, amely felszabadít BMG miután az orsómotor elért egy bizonyos fordulatszámot. Ez a légáramlás nyomása miatt következik be. A retesz megvédi a fejeket a nem kívánt mozgásoktól parkolási helyzetben.

Most távolítsuk el a mágneses fejek blokkját.

Pontosság és sima mozgás BMG precíziós csapágyazással. A legnagyobb részlet BMG, alumíniumötvözetből készült, általában ún zárójel vagy lengőkar). A himba végén rugós felfüggesztés fejek vannak (Heads Gimbal Assembly, HGA). Általában a fejeket és a lengőkarokat különböző gyártók szállítják. Rugalmas kábel (flexibilis nyomtatott áramkör, FPC) az érintkezőfelületre lép, és dokkolás a vezérlőkártyával.

Vegye figyelembe az összetevőket BMG több.

Kábelhez csatlakoztatott tekercs.

Csapágy.

A következő fotó mutatja BMG elérhetőségek.

Tömítés biztosítja a csatlakozás szorosságát. Így a levegő csak a nyomáskiegyenlítő nyíláson keresztül juthat be a tárcsa és a fejegység belsejébe. A lemezen lévő érintkezők vékony aranyréteggel vannak bevonva a vezetőképesség javítása érdekében.

Ez egy klasszikus rocker design.

A rugós akasztók végén lévő kis fekete darabokat ún csúszkák. Sok forrás szerint a csúszkák és a fejek egy és ugyanaz. Valójában a csúszka az információk olvasását és írását segíti azáltal, hogy a fejét a palacsinta felülete fölé emeli. A modern merevlemezeken a fejek távolról mozognak 5-10 nanométer a palacsinta felületéről. Összehasonlításképpen: az emberi haj átmérője kb 25000 nanométer. Ha bármilyen részecske a csúszka alá kerül, az a súrlódás miatt a fejek túlmelegedéséhez és meghibásodásához vezethet, ezért is nagyon fontos a konténment belsejében lévő levegő tisztasága. Maguk az olvasási és írási elemek a csúszka végén találhatók. Olyan kicsik, hogy csak jó mikroszkóppal láthatóak.

Mint látható, a csúszka felülete nem sík, aerodinamikus hornyok vannak rajta. Segítenek stabilizálni a csúszka repülési magasságát. A csúszka alatt kialakul a levegő légpárna (légcsapágyfelület, ABS). A légpárna a csúszka repülését szinte párhuzamosan tartja a palacsinta felületével.

Itt van egy másik csúszka kép

Itt jól láthatóak a fejérintkezők.

Ez egy másik fontos rész. BMG, amiről még nem esett szó. Úgy hívják, p előerősítő (előerősítő, előerősítő). előerősítő- ez egy chip, ami vezérli a fejeket, és felerősíti a belőlük érkező jelet.

előerősítő pontban található BMG nagyon egyszerű okból - a fejekből érkező jel nagyon gyenge. A modern meghajtókon kb 1 GHz. Ha kiveszi az előerősítőt a zárt területről, az ilyen gyenge jel erősen csillapodik a vezérlőkártya felé vezető úton.

Több sáv vezet az előerősítőtől a fejekhez (jobbra), mint a védőterülethez (balra). A helyzet az, hogy egy merevlemez nem tud egyszerre több fejjel (egy pár író-olvasó elemmel) működni. A merevlemez jeleket küld az előerősítőnek, és kiválasztja azt a fejet, amelyhez a merevlemez éppen hozzáfér. Ezen a merevlemezen hat sáv vezet mindegyik fejhez. Miért olyan sok? Egy sáv köszörült, további kettő az olvasási és írási elemekhez való. A következő két pálya mini-aktorok, speciális piezoelektromos vagy mágneses eszközök vezérlésére szolgál, amelyek képesek mozgatni vagy elforgatni a csúszkát. Ez segít pontosabban beállítani a fejek helyzetét a pálya felett. Az utolsó út a fűtőtesthez vezet. A fűtés a fejek repülési magasságának szabályozására szolgál. A fűtőelem hőt ad át a csúszkát és a billenőt összekötő felfüggesztésnek. Az akasztó két különböző hőtágulási tulajdonságú ötvözetből készül. Melegítéskor a felfüggesztés a palacsinta felülete felé hajlik, így csökken a fej repülési magassága. Lehűléskor a szuszpenzió kiegyenesedik.

Ebben a cikkben csak a merevlemezekről (HDD), vagyis a mágneslemezeken lévő adathordozókról fogunk beszélni. Az SSD-ről a következő cikk lesz.

Mi az a merevlemez

A hagyomány szerint nézzük meg a merevlemez definícióját a Wikipédián:
A merevlemez (csavar, merevlemez, merevlemez meghajtó, HDD, HDD, HMDD) egy véletlen hozzáférésű tárolóeszköz, amely a mágneses rögzítés elvén működik.
A számítógépek túlnyomó többségében használják, valamint külön csatlakoztatott eszközök az adatok biztonsági másolatainak tárolására, fájltárolóként stb.
Kitaláljuk egy kicsit. Szeretem a "merevlemez" kifejezést. Ez az öt szó kifejezi a lényeget. A HDD egy olyan eszköz, amelynek célja a rajta rögzített adatok hosszú távú tárolása. A HDD-k speciális bevonattal ellátott kemény (alumínium) lemezeken alapulnak, amelyekre speciális fejek segítségével rögzítik az információkat.
Magát a felvételi folyamatot nem fogom részletesen megvizsgálni - valójában ez az iskola utolsó évfolyamainak fizikája, és biztos vagyok benne, hogy nincs kedve ebbe belemerülni, és a cikk egyáltalán nem erről szól.
Figyeljünk a „random access” kifejezésre is, ami nagyjából azt jelenti, hogy mi (a számítógép) bármikor kiolvashatunk információkat a vasút bármely szakaszáról.
Fontos, hogy a HDD-memória ne legyen ingadozó, vagyis mindegy, hogy a táp be van-e kötve vagy sem, a készüléken rögzített információk nem tűnnek el sehova. Ez egy fontos különbség a számítógép állandó memóriája és az ideiglenes memóriája (RAM) között.
Ha a számítógép merevlemezét a való életben nézi, nem fog látni lemezeket vagy fejeket, mivel mindez egy zárt burkolatban (hermetikus zónában) van elrejtve. Kívülről a merevlemez így néz ki.
Szerintem érted mi az a HDD. Lépj tovább.

Miért kell egy számítógépnek merevlemez?

Fontolja meg, mi a HDD a számítógépben, vagyis milyen szerepet játszik a számítógépben. Egyértelmű, hogy adatokat tárol, de hogyan és mit. Itt kiemeljük a HDD következő funkcióit:
- OS, felhasználói szoftverek és ezek beállításainak tárolása;
- Felhasználói fájlok tárolása: zene, videó, képek, dokumentumok stb.;
- A merevlemez-terület egy részének olyan adatok tárolására, amelyek nem férnek el a RAM-ban (lapozófájl), vagy a RAM tartalmának tárolása alvó üzemmódban;
- Amint látja, a számítógép merevlemeze nem csupán fényképek, zenék és videók szemétdombja. A teljes operációs rendszert tárolja, ráadásul a merevlemez segít megbirkózni a RAM terhelésével, átvállalva annak egyes funkcióit.

Miből készül a merevlemez?

A merevlemez összetevőit részben említettük, most ezzel foglalkozunk részletesebben. Tehát a HDD fő összetevői:
- Ház - védi a merevlemez-meghajtó mechanizmusokat a portól és a nedvességtől. Általában légmentesen záródik, hogy ugyanaz a nedvesség és por ne kerüljön be;
- Korongok (palacsinta) - bizonyos fémötvözetből készült, mindkét oldalán bevont lemezek, amelyekre adatokat rögzítenek. A lemezek száma eltérő lehet - egytől (költségvetési opciókban) többig;
- Motor - amelynek orsójára palacsintákat rögzítenek;
- A fejek blokkja - az egymáshoz kapcsolódó karok (hintókarok) és a fejek kialakítása. A merevlemez azon része, amely információkat olvas és ír rá. Egy palacsintához egy pár fejet használnak, mivel mind a felső, mind az alsó része működik;
- Pozícionáló eszköz (működtető) - olyan mechanizmus, amely meghajtja a fejblokkot. Egy pár állandó neodímium mágnesből és a fejegység végén található tekercsből áll;
- Vezérlő - elektronikus mikroáramkör, amely vezérli a HDD működését;
- Parkolózóna - egy hely a merevlemezen belül a lemezek mellett vagy azok belsejében, ahol a fejeket üresjáratban leengedik (parkolják), hogy ne sértsék meg a palacsinták munkafelületét.
Ilyen egyszerű merevlemezes eszköz. Sok évvel ezelőtt alakult, és hosszú ideje nem történt alapvető változás rajta. És továbbmegyünk.

Hogyan működik a merevlemez

A merevlemez áramellátása után a motor, amelynek orsójára a palacsintákat rögzítik, felpörög. Miután elérte a sebességet, amellyel állandó légáram képződik a lemezek felülete közelében, a fejek mozogni kezdenek.
Erre a sorrendre (először a tárcsák felpörögnek, majd a fejek kezdenek dolgozni) azért van szükség, hogy a fejek a lemezek fölött lebegjenek a keletkező légáram hatására. Igen, soha nem érintik a lemezek felületét, különben az utóbbiak azonnal megsérülnének. A mágneses tányérok felülete és a fejek távolsága azonban olyan kicsi (~10 nm), hogy szabad szemmel nem lehet látni.
Az indítás után mindenekelőtt a merevlemez állapotára vonatkozó szervizinformációkat és a vele kapcsolatos egyéb szükséges információkat olvassák be, amelyek az úgynevezett nulla sávon találhatók. Csak ezután kezdődik az adatokkal való munka.
A számítógép merevlemezén lévő információkat sávokon rögzítik, amelyek viszont szektorokra vannak osztva (például egy darabokra vágott pizza). Fájlok írásához több szektort egyesítenek egy klaszterbe, amely a legkisebb hely, ahol egy fájl írható.
A lemez ilyen „vízszintes” particionálásán kívül létezik egy feltételes „függőleges” particionálás is. Mivel az összes fej kombinálva van, mindig ugyanazon a számon helyezkednek el, mindegyik a saját lemezén. Így a HDD működése során a fejek mintegy hengert rajzolnak.
Amíg a merevlemez működik, valójában két parancsot hajt végre: olvasást és írást. Amikor egy írási parancsot végre kell hajtani, a rendszer kiszámítja a lemezen azt a területet, ahol azt végrehajtja, majd elhelyezi a fejeket, és valójában végrehajtja a parancsot. Ezután az eredményt ellenőrizzük. Amellett, hogy az adatokat közvetlenül a lemezre írják, az információk a gyorsítótárban is megérkeznek.
Ha a vezérlő olvasási parancsot kap, akkor mindenekelőtt ellenőrzi a szükséges információk meglétét a gyorsítótárban. Ha nincs ott, akkor a fejek pozícionálásának koordinátái újra kiszámításra kerülnek, majd a fejek pozicionálásra kerülnek és kiolvassák az adatokat.
A munka befejezése után, amikor a merevlemez tápellátása megszűnik, a fejek automatikusan a parkolózónában parkolnak.
Általában így működik a számítógép merevlemeze. A valóságban minden sokkal bonyolultabb, de az átlagos felhasználónak valószínűleg nincs szüksége ilyen részletekre, ezért befejezzük ezt a részt, és továbblépünk.

Merevlemezek típusai és gyártóik

Ma tulajdonképpen három fő merevlemez-gyártó van a piacon: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Teljes mértékben lefedik minden típusú és igényű készülék iránti keresletet. A többi cég vagy csődbe ment, vagy valaki átvette a fő három közül, vagy átprofilozták.
Ha a HDD típusairól beszélünk, akkor ezek a következőképpen oszthatók fel:

1. Laptopoknál - a fő paraméter az eszköz mérete 2,5 hüvelyk. Ez lehetővé teszi, hogy kompaktan helyezkedjenek el a laptop házában;
2. PC-hez - ebben az esetben 2,5 hüvelykes merevlemezek is használhatók, de általában 3,5 hüvelykes merevlemezt használnak;
3. Külső merevlemezek - olyan eszközök, amelyek külön vannak csatlakoztatva a számítógéphez / laptophoz, és leggyakrabban fájltárolóként működnek.
Van egy speciális típusú merevlemez is - szerverekhez. Ezek megegyeznek a hagyományos PC-kkel, de eltérhetnek a csatlakozási interfészek és a nagyobb teljesítmény tekintetében.

A HDD minden egyéb típusra osztása a jellemzőikből adódik, ezért ezeket figyelembe vesszük.

A merevlemez specifikációi

Tehát a számítógép merevlemezének fő jellemzői:

A méret a lemezen elhelyezhető maximális adatmennyiség mértéke. Az első dolog, amire általában figyelnek, amikor HDD-t választanak. Ez a szám elérheti a 10 TB-ot, bár az 500 GB - 1 TB-ot gyakrabban választják otthoni számítógéphez;
- Forma tényező - merevlemez mérete. A leggyakoribbak a 3,5 és 2,5 hüvelykesek. Amint fentebb említettük, a legtöbb esetben a 2,5 hüvelykes laptopok vannak telepítve. Külső HDD-kben is használják. A 3,5 hüvelykes formátum telepítve van a számítógépen és a szerveren. Az alaktényező a kötetet is befolyásolja, hiszen egy nagyobb lemezen több adat fér el;
- Orsó fordulatszáma - milyen sebességgel forog a palacsinta. A leggyakoribbak a 4200, 5400, 7200 és 10000 ford./perc. Ez a jellemző közvetlenül befolyásolja a teljesítményt, valamint az eszköz árát. Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb mindkét érték;
- Interfész - a HDD számítógéphez való csatlakoztatásának módja (csatlakozó típusa). A belső merevlemezek legnépszerűbb interfésze ma a SATA (a régebbi számítógépek IDE-t használtak). A külső merevlemezek általában USB-n vagy FireWire-n keresztül csatlakoznak. A felsoroltakon kívül vannak más interfészek is, például SCSI, SAS;
- Pufferméret (cache memória) - a HDD-vezérlőre telepített gyorsmemória típusa (a RAM típusa szerint), amelyet a leggyakrabban használt adatok ideiglenes tárolására terveztek. A puffer mérete 16, 32 vagy 64 MB lehet;
- Véletlenszerű hozzáférési idő – az az idő, amely alatt a HDD garantáltan ír vagy olvas a lemez bármely részéről. 3 és 15 ms között ingadozik;

A fenti jellemzők mellett olyan mutatókat is találhat, mint például:

Adatátviteli sebesség;
- I/O műveletek száma másodpercenként;
- Zajszint;
- Megbízhatóság;
- Ütésállóság stb.;
A HDD jellemzőinek rovására ennyi.

A merevlemez-meghajtó (HDD) \ HDD (merevlemez) \ merevlemez (hordozó) olyan anyagi tárgy, amely képes információkat tárolni.

Az információgyűjtők a következő jellemzők szerint osztályozhatók:

információtárolási mód: magnetoelektromos, optikai, magneto-optikai;
információhordozó típusa: hajlékony- és merevlemez-meghajtók, optikai és magneto-optikai lemezek, mágnesszalag, szilárdtest-memória elemek;
az információhoz való hozzáférés megszervezésének módja - közvetlen, szekvenciális és blokk hozzáférésű meghajtók;
információtároló eszköz típusa - beépített (belső), külső, autonóm, mobil (hordható) stb.

A jelenleg használt információtároló eszközök jelentős része mágneses adathordozón alapul.

Merevlemezes eszköz

A merevlemez egy sor lemezt tartalmaz, amelyek leggyakrabban mágneses anyaggal bevont fémlemezek - egy tányér (gamma-ferrit-oxid, bárium-ferrit, króm-oxid ...), és egy orsóval (tengely, tengely) vannak összekapcsolva.
Maguk a korongok (kb. 2 mm vastagok) alumíniumból, sárgarézből, kerámiából vagy üvegből készülnek. (lásd a képet)

A lemezek mindkét felülete rögzítésre szolgál. Használt 4-9 tányérok. A tengely nagy állandó fordulatszámon forog (3600-7200 ford./perc)
A tárcsák forgatását és a fejek radikális mozgatását a 2 villanymotorok.
Az adatok írása vagy olvasása segítségével történik író/olvasó fejek egyet a lemez minden felületéhez. A fejek száma megegyezik az összes lemez munkafelületeinek számával.

Az információk rögzítése a lemezen szigorúan meghatározott helyeken történik - koncentrikusan számok (számok) . A pályák fel vannak osztva ágazatokban. Egy szektor 512 bájtnyi információt tartalmaz.

A RAM és az NMD közötti adatcserét egymás után egy egész szám (klaszter) végzi. fürt- egymást követő szektorok láncai (1,2,3,4,…)

Különleges motor zárójel segítségével az olvasó/író fejet egy adott sáv fölé helyezi (sugárirányban mozgatja).
Amikor a lemezt elforgatják, a fej a kívánt szektor felett helyezkedik el. Nyilvánvaló, hogy az összes fej egyidejűleg mozog, és az adatolvasó fejek egyidejűleg mozognak, és különböző meghajtókon lévő azonos sávokról olvasnak információkat a különböző lemezeken lévő azonos sávokról.

A különböző merevlemezeken lévő azonos sorszámú merevlemez-sávokat a rendszer meghívja henger .
Az olvasó/író fejek a tányér felületén mozognak. Minél közelebb van a fej a lemez felületéhez anélkül, hogy megérintené, annál nagyobb a megengedett felvételi sűrűség.

Merevlemezes eszköz

Az információ olvasásának és írásának mágneses elve

mágneses rögzítési elv

Az információk mágneses adathordozókon történő rögzítésének és reprodukálásának folyamatának fizikai alapjait M. Faraday (1791-1867) és D. K. Maxwell (1831-1879) fizikusok fektették le.

A mágneses adathordozókon a digitális felvétel mágnesesre érzékeny anyagon történik. Ilyen anyagok például a vas-oxidok, a nikkel, a kobalt és vegyületei, ötvözetei, valamint a magnetoplasztok és magnetoelasztok viszkózus műanyagokkal és gumival, mikroporos mágneses anyagok.

A mágneses bevonat több mikrométer vastag. A bevonatot nem mágneses alapra hordják fel, amely különböző műanyagokból áll a mágnesszalagokhoz és hajlékonylemezekhez, valamint alumíniumötvözetek és kompozit hordozóanyagok a merevlemezekhez. A lemez mágneses bevonata doménszerkezettel rendelkezik, pl. sok mágnesezett apró részecskéből áll.

Mágneses tartomány (a latin dominium szóból: birtoklás) - ez egy mikroszkopikus, egyenletesen mágnesezett régió a ferromágneses mintákban, amelyet vékony átmeneti rétegek (doménfalak) választanak el a szomszédos régióktól.

Külső mágneses tér hatására a domének belső mágneses tere a mágneses erővonalak irányának megfelelően orientálódik. A külső tér hatásának megszűnése után a tartomány felületén maradék mágnesezettségű zónák képződnek. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az információk a mágneses hordozón tárolódnak, mágneses térben hatnak.

Információk rögzítésekor egy mágneses fej segítségével külső mágneses mező jön létre. Az információ olvasása során a mágneses fejjel szemben lévő maradék mágnesezési zónák olvasás közben elektromotoros erőt (EMF) indukálnak benne.

A mágneses lemezről történő rögzítés és olvasás sémája a 3.1. ábrán látható.Az EMF irányának egy bizonyos időn belüli változását egy bináris egység azonosítja, a változás hiányát pedig nulla. Ezt az időszakot ún bit elem.

A mágneses hordozó felületét pontozott pozíciók sorozatának tekintjük, amelyek mindegyike egy kis információhoz kapcsolódik. Mivel ezeknek a pozícióknak a helye nincs pontosan meghatározva, a felvételhez előre felhelyezett jelölésekre van szükség, amelyek segítenek megtalálni a kívánt rögzítési pozíciókat. Az ilyen szinkronizálási jelölések alkalmazásához a lemezt sávokra kell osztani.
és szektorok - formázás .

A lemezen lévő információk gyors elérésének megszervezése fontos lépés az adattárolásban. A lemez felületének bármely részéhez online hozzáférést biztosítunk, egyrészt gyors forgatással, másrészt pedig a mágneses olvasó/író fej mozgatásával a lemez sugara mentén.
A hajlékonylemez 300-360 fordulat / perc sebességgel forog, a merevlemez pedig 3600-7200 fordulat / perc.

Merevlemez logikai egység

A mágneslemez kezdetben nem áll készen a működésre. Ahhoz, hogy működőképes állapotba kerüljön, annak lennie kell formázott, azaz létre kell hozni a lemezszerkezetet.

A lemez szerkezete (jelölése) a formázási folyamat során jön létre.

Formázás A mágneslemezek 2 szakaszból állnak:

fizikai formázás (alacsony szint)
logikus (magas szint).

A fizikai formázás során a lemez munkafelülete külön területekre oszlik, ún szektorok, amelyek koncentrikus körök – utak mentén helyezkednek el.

Ezen túlmenően adatrögzítésre alkalmatlan szektorokat határoznak meg, ezeket jelölik rossz használatuk elkerülése érdekében. Minden szektor a legkisebb adategység a lemezen, és saját címe van a közvetlen hozzáféréshez. A szektorcím tartalmazza a lemez oldalszámát, a műsorszám számát és a sávon lévő szektorszámot. A lemez fizikai paraméterei be vannak állítva.

A felhasználónak általában nem kell fizikai formázással foglalkoznia, mivel a legtöbb esetben a merevlemezek formázott formában érkeznek. Általánosságban elmondható, hogy ezt egy speciális szervizközpontnak kell elvégeznie.

Alacsony szintű formázás a következő esetekben kell megtenni:

ha hiba van a nulla sávban, ami problémákat okoz a merevlemezről történő indításkor, de maga a lemez elérhető hajlékonylemezről történő indításkor;
ha visszaállítja működőképes állapotba a régi lemezt, például egy tönkrement számítógépről átrendezve.
ha kiderült, hogy a lemez úgy van formázva, hogy más operációs rendszerrel működjön;
ha a lemez nem működik megfelelően, és az összes helyreállítási módszer nem adott pozitív eredményt.

Ne feledje, hogy a fizikai formázás az nagyon erős működés.- végrehajtása során a lemezen tárolt adatok teljesen törlődnek és visszaállításuk teljesen lehetetlenné válik! Tehát ne kezdje el az alacsony szintű formázást, hacsak nem biztos abban, hogy minden fontos adatot elmentett a merevlemezről!

Az alacsony szintű formázás végrehajtása után a következő lépés következik - a merevlemez partíciójának létrehozása egy vagy több részre logikai meghajtók - a legjobb módszer a lemezen szétszórt könyvtárak és fájlok zavarának kezelésére.

Anélkül, hogy hardverelemeket adna hozzá a rendszerhez, lehetősége nyílik egyetlen merevlemez több részével is dolgozni, akárcsak több meghajtó esetében.
Ez nem növeli a lemez kapacitását, de nagyban javíthatja a rendszerezését. Ezenkívül különböző logikai meghajtók használhatók a különböző operációs rendszerekhez.

Nál nél logikai formázás az adathordozó végső előkészítése az adattároláshoz a lemezterület logikus szervezésével történik.
A lemez előkészítése folyamatban van az alacsony szintű formázással létrehozott szektorokba való fájlok írására.
A lemezlebontási táblázat létrehozása után a következő lépés következik - a bontás egyes részeinek logikai formázása, a továbbiakban logikai lemezek.

logikai meghajtó a merevlemez egy bizonyos területe, amely ugyanúgy működik, mint egy különálló meghajtó.

A logikai formázás sokkal egyszerűbb folyamat, mint az alacsony szintű formázás.
Ehhez indítsa el a rendszert a FORMAT segédprogramot tartalmazó hajlékonylemezről.
Ha több logikai meghajtója van, formázza őket egyenként.

A logikai formázási folyamat során a lemez lefoglalásra kerül rendszerterület amely 3 részből áll:

rendszerindító szektor és partíciós tábla (boot rekord)
fájlallokációs táblák (FAT), amelyek rögzítik a fájlokat tároló sávok és szektorok számát
gyökérkönyvtár (Root Directory).

Az információk rögzítése a fürtön keresztül részenként történik. Nem lehet 2 különböző fájl ugyanabban a fürtben.
Ezenkívül ebben a szakaszban a lemez nevet is kaphat.

Egy merevlemez több logikai lemezre osztható, és fordítva, 2 merevlemez kombinálható egyetlen logikai lemezre.

Javasoljuk, hogy legalább két partíciót (két logikai lemezt) hozzon létre egy merevlemezen: az egyik az operációs rendszer és a szoftver számára van fenntartva, a második lemez kizárólag a felhasználói adatok számára van lefoglalva. Így az adatok és a rendszerfájlok egymástól elkülönítve tárolódnak, és az operációs rendszer meghibásodása esetén sokkal nagyobb a valószínűsége a felhasználói adatok mentésének.

A merevlemez jellemzői

A merevlemezek (merevlemezek) a következő jellemzőkben különböznek egymástól:

kapacitás
sebesség - adatelérési idő, információk olvasási és írási sebessége.
interfész (csatlakozási mód) - a vezérlő típusa, amelyhez a merevlemezt csatlakoztatni kell (leggyakrabban IDE / EIDE és különféle SCSI-opciók).
Más funkciók

1. Kapacitás- a lemezen elférő információ mennyisége (a gyártástechnológia szintje határozza meg).
Ma a kapacitás 500-2000 GB vagy több. Soha nincs elég hely a merevlemezen.

2. Munka sebessége (teljesítmény) A lemezt két mutató jellemzi: lemezelérési időés lemez olvasási/írási sebessége.

Hozzáférési idő - az író/olvasó fejek kívánt sávba és szektorba mozgatásához (pozicionálásához) szükséges idő.
Az átlagos jellemző hozzáférési idő két véletlenszerűen kiválasztott sáv között körülbelül 8-12 ms (ezredmásodperc), a gyorsabb meghajtóknál 5-7 ms.
A szomszédos pályára (szomszédos hengerre) való átállási idő kevesebb, mint 0,5-1,5 ms. Időbe telik a megfelelő szektorba fordulás is.
A mai merevlemezek teljes lemezforgatási ideje 8-16 ms, az átlagos várakozási idő egy szektorra 3-8 ms.
Minél rövidebb a hozzáférési idő, annál gyorsabban fog futni a meghajtó.

Olvasási/írási sebesség(I/O sávszélesség) vagy adatsebesség (átvitel)- a szekvenciális adatok átviteli ideje nem csak a lemeztől, hanem annak vezérlőjétől, busztípusaitól, processzorsebességétől is függ. A lassú lemezek sebessége 1,5-3 Mb / s, a gyorsaké 4-5 Mb / s, a legújabbé 20 Mb / s.
Az SCSI interfésszel rendelkező merevlemezek 10 000 ford./perc fordulatszámot támogatnak. és átlagos keresési idő 5ms, adatátviteli sebesség 40-80 Mb/s.

3.Merevlemez interfész szabvány – azaz típusú vezérlő, amelyhez a merevlemezt csatlakoztatni kell. Az alaplapon található.
Három fő csatlakozási felület van

IDE és különféle változatai

IDE (Integrated Disk Electronics) vagy (ATA) Advanced Technology Attachment
Előnyök - egyszerűség és alacsony költség

Átviteli sebesség: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mbps. Az adatok fejlődésével az interfész támogatja az eszközök listájának bővítését: merevlemez, szuper-floppy, magnetooptika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Bemutatjuk a párhuzamosítás egyes elemeit (gneuing és disconnect/reconnect), az adatok sértetlenségének ellenőrzése az átvitel során. Az IDE fő hátránya a kevés csatlakoztatott eszköz (legfeljebb 4), ami nyilvánvalóan nem elegendő egy csúcskategóriás számítógéphez.
Mára az IDE interfészek átálltak az új Ultra ATA csereprotokollokra. Jelentősen növeli az áteresztőképességet
A 4-es mód és a DMA (Direct Memory Access) A 2-es mód lehetővé teszi az adatok 16,6 Mb / s sebességű átvitelét, azonban a tényleges adatátviteli sebesség sokkal kisebb lenne.
Az Ultra DMA/33 és az Ultra DMA/66 szabványokat 98 februárjában fejlesztették ki. a Quantum 3 üzemmóddal rendelkezik 0, 1, 2 és 4, a második módban a média támogatja
átviteli sebesség 33Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Ez a nagy sebesség csak a tárolópufferrel való cserével érhető el. Annak érdekében, hogy kihasználják
Az Ultra DMA szabványoknak 2 feltételnek kell megfelelniük:

1. hardver támogatás az alaplapon (lapkakészlet) és magának a meghajtónak az oldalán.

2. támogatja az Ultra DMA módot, mint a többi DMA-t (közvetlen memória Acess-direct memory access).

Különböző chipkészletekhez speciális illesztőprogram szükséges. Általában az alaplaphoz tartoznak, szükség esetén "letölthető"
az internetről az alaplap gyártójának weboldaláról.

Az Ultra DMA szabvány visszafelé kompatibilis a korábbi lassabb vezérlőkkel.
Mai verzió: Ultra DMA/100 (2000 vége) és Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Az IDE (ATA) cseréje egy másik Fireware (IEEE-1394) nagy sebességű soros busszal. Az új technológia alkalmazása lehetővé teszi az átviteli sebesség 100 Mb/s-ra növelését,
növeli a rendszer megbízhatóságát, ez lehetővé teszi az eszközök telepítését számítógép nélkül, ami az ATA interfészen teljesen lehetetlen.

SCSI (Small Computer System Interface)- az eszközök 2-szer drágábbak a szokásosnál, speciális vezérlőt igényelnek az alaplapon.
Szerverekhez, kiadói rendszerekhez, CAD-hez használják. Nagyobb teljesítmény (akár 160 Mb/s sebesség), a csatlakoztatott tárolóeszközök széles választéka.
Az SCSI-vezérlőt a megfelelő meghajtóval együtt kell megvásárolni.

SCSI előnye az IDE-vel szemben – rugalmasság és teljesítmény.
A rugalmasság a csatlakoztatott eszközök nagy számában (7-15), az IDE esetében pedig (legfeljebb 4) a hosszabb kábelhosszban rejlik.
Teljesítmény – Nagy átviteli sebesség és több tranzakció egyidejű feldolgozásának képessége.

1. Ultra SCSI 2/3 (Fast-20) akár 40 Mb/s

2. Egy másik SCSI interfész technológia, az úgynevezett Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) akár 100Mbps csatlakozást tesz lehetővé, a kábel hossza akár 30 méter. Az FC-AL technológia lehetővé teszi a "hot" csatlakozás végrehajtását, azaz. útközben, további sorai vannak a hibaellenőrzéshez és -javításhoz (a technológia drágább, mint a hagyományos SCSI).

4. A modern merevlemezek egyéb jellemzői

A merevlemez-modellek hatalmas választéka megnehezíti a megfelelő kiválasztását.
A szükséges kapacitás mellett nagyon fontos a teljesítmény is, amit elsősorban a fizikai adottságai határoznak meg.
Ilyen jellemzők az átlagos keresési idő, a forgási sebesség, a belső és külső átviteli sebesség, a cache memória mérete.

4.1 Átlagos keresési idő.

A merevlemez eltölt egy kis időt, hogy az aktuális pozíció mágneses fejét egy újba mozgassa, ami a következő információ olvasásához szükséges.
Minden konkrét helyzetben ez az idő eltérő, attól függően, hogy a fejnek mekkora távolságra kell mozognia. A specifikációk jellemzően csak átlagos értékeket adnak meg, és a különböző cégek által használt átlagoló algoritmusok általában eltérőek, így a közvetlen összehasonlítás nehézkes.

Például a Fujitsu, a Western Digital minden lehetséges sávpáron áthalad, a Maxtor és a Quantum a véletlen hozzáférési módszert használja. A kapott eredmény tovább módosítható.

Az írás keresési ideje gyakran valamivel magasabb, mint az olvasásé. Egyes gyártók csak az alacsonyabb értéket (leolvasáshoz) adják meg specifikációiban. Mindenesetre az átlagos értékek mellett hasznos figyelembe venni a maximumot (a teljes lemezen keresztül),
és a minimális (azaz sávról sávra) keresési idő.

4.2 Forgási sebesség

A kívánt rekordrészlethez való hozzáférés sebessége szempontjából a forgási sebesség befolyásolja az úgynevezett rejtett idő értékét, amely ahhoz, hogy a lemez a kívánt szektorral a mágneses fej felé forduljon.

Ennek az időnek az átlagos értéke fél lemezfordulatnak felel meg, és 8,33 ms 3600-as fordulatszámon, 6,67 ms 4500-as fordulaton, 5,56 ms 5400-as fordulaton, 4,17 ms 7200-as fordulaton.

A rejtett idő értéke összevethető az átlagos keresési idővel, így egyes módokban ugyanolyan, ha nem nagyobb hatással lehet a teljesítményre.

4.3 Belső adatátviteli sebesség

Az a sebesség, amellyel az adatokat a lemezre írják vagy olvassák ki. A zóna rögzítés miatt változó értékű - a külső sávokon magasabb, a belsőeken alacsonyabb.
Ha hosszú fájlokkal dolgozik, sok esetben ez a paraméter korlátozza az átviteli sebességet.

4.4 Külső adatátviteli sebesség

- sebesség (csúcs), amellyel az adatátvitel az interfészen keresztül történik.

Az interfész típusától függ, és leggyakrabban rögzített értékei vannak: 8.3; 11,1; 16,7 Mb/s az Enhanced IDE számára (PIO Mode2, 3, 4); 33,3 66,6 100 Ultra DMA esetén; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s szinkron SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bites) esetén.

4.5 A merevlemez gyorsítótárának megléte és mérete (lemezpuffer).

A gyorsítótár (belső puffer) mennyisége és felépítése jelentősen befolyásolhatja a merevlemez teljesítményét. Csakúgy, mint a normál gyorsítótár esetében,
a termelékenység növekedése egy bizonyos mennyiség elérése után meredeken lelassul.

A nagy szegmentált gyorsítótár fontos a többfeladatos környezetekben használt nagy teljesítményű SCSI-meghajtók számára. Minél több a gyorsítótár, annál gyorsabb a merevlemez (128-256 Kb).

Az egyes paraméterek hatását az általános teljesítményre meglehetősen nehéz elkülöníteni.

Merevlemez követelmények

A lemezekkel szemben támasztott fő követelmény, hogy a működés megbízhatóságát az alkatrészek hosszú, 5-7 éves élettartama garantálja; jó statisztikák, nevezetesen:

A meghibásodások közötti átlagos idő nem kevesebb, mint 500 ezer óra (a legmagasabb osztály 1 millió óra vagy több).
beépített rendszer a lemezcsomópontok állapotának aktív figyelésére SMART /Önfigyelő elemzési és jelentési technológia.

Technológia OKOS. (Önellenőrző elemzési és jelentéskészítési technológia) egy nyílt ipari szabvány, amelyet a Compaq, az IBM és számos más merevlemez-gyártó fejlesztett ki egyszerre.

Ennek a technológiának a lényege a merevlemez belső öndiagnosztikájában rejlik, amely lehetővé teszi a jelenlegi állapot felmérését, és tájékoztatást a lehetséges jövőbeni problémákról, amelyek adatvesztéshez vagy meghajtó meghibásodásához vezethetnek.

A lemez összes létfontosságú elemének állapotát folyamatosan figyelik:
fejek, munkafelületek, orsós villanymotor, elektronikai egység. Például, ha a jel gyengülését észleli, akkor az információ felülíródik, és további megfigyelés történik.
Ha a jel ismét gyengül, akkor az adatok egy másik helyre kerülnek, és ezt a klasztert hibásnak és elérhetetlennek helyezik el, és helyette egy másik fürtöt bocsátanak rendelkezésre a lemeztartalékból.

Ha merevlemezzel dolgozik, ügyeljen arra a hőmérsékleti rendszerre, amelyben a meghajtó működik. A gyártók garantálják a merevlemez problémamentes működését környezeti hőmérsékletükön 0 C és 50 C közötti tartományban, bár elvileg komoly következmények nélkül, mindkét irányban legalább 10 fokkal módosíthatja a határokat.
Nagy hőmérsékleti eltérések esetén előfordulhat, hogy nem alakul ki a szükséges vastagságú légrés, ami a mágneses réteg károsodásához vezet.

Általában véve a HDD-gyártók elég nagy figyelmet fordítanak termékeik megbízhatóságára.

A fő probléma az idegen részecskék bejutása a lemezbe.

Összehasonlításképpen: a dohányfüst részecske távolsága kétszerese a felület és a fej közötti távolság, az emberi haj vastagsága 5-10-szer nagyobb.
A fej számára az ilyen tárgyakkal való találkozás erős ütést, és ennek következtében részleges sérülést vagy teljes meghibásodást eredményez.
Külsőleg ez észrevehető nagyszámú, szabályosan elrendezett használhatatlan fürt megjelenéseként.

Veszélyesek a rövid távú nagy gyorsulások (túlterhelések), amelyek ütések, esések stb. Például egy ütéstől a fej élesen megüti a mágnest
réteget és a megfelelő helyen annak pusztulását okozza. Vagy éppen ellenkezőleg, először az ellenkező irányba mozog, majd rugalmas erő hatására rugószerűen csapódik a felületre.
Ennek eredményeként mágneses bevonat részecskék jelennek meg a tokban, ami ismét károsíthatja a fejet.

Nem szabad azt gondolnia, hogy a centrifugális erő hatására elrepülnek a lemeztől - a mágneses rétegtől
szilárdan behúzza őket. A következmények elvileg nem maga az ütközés (valahogy elviselhető bizonyos számú klaszter elvesztése), hanem az a tény, hogy ebben az esetben részecskék képződnek, amelyek minden bizonnyal további károkat okoznak a lemezen.

Az ilyen nagyon kellemetlen esetek megelőzése érdekében a különböző cégek mindenféle trükkhöz folyamodnak. A lemezelemek egyszerű mechanikai szilárdságának növelése mellett az intelligens S.M.A.R.T. technológiát is alkalmazzák, amely figyeli a rögzítés megbízhatóságát és az adathordozón lévő adatok biztonságát (lásd fent).

Valójában a lemez mindig nincs teljes kapacitásra formázva, van némi margó. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy gyakorlatilag lehetetlen hordozót gyártani
amin abszolút a teljes felület jó minőségű lenne, biztosan lesznek rossz fürtök (hibásak). Egy lemez alacsony szintű formázásakor annak elektronikája úgy van beállítva
így kikerüli ezeket a hibás területeket, és a felhasználó számára teljesen láthatatlan, hogy az adathordozó hibás. De ha láthatóak (például formázás után
a segédprogram nullától eltérő számot jelenít meg), akkor ez már nagyon rossz.

Ha a garancia még nem járt le (és véleményem szerint a legjobb, ha garanciális HDD-t vásárolunk), akkor azonnal vigye a meghajtót az eladóhoz, és követeljen adathordozó cserét vagy visszatérítést.
Az eladó természetesen azonnal elkezdi mondani, hogy néhány rossz rész még nem ad okot aggodalomra, de ne higgy neki. Amint már említettük, ez a pár valószínűleg még sok mást okoz, és ezt követően általában lehetséges a merevlemez teljes meghibásodása.

A lemez működés közben különösen érzékeny a sérülésekre, ezért ne helyezze a számítógépet olyan helyre, ahol különféle ütéseknek, rezgéseknek stb.

A merevlemez előkészítése a munkához

Kezdjük a legelejéről. Tegyük fel, hogy a merevlemez-meghajtót és a hozzá csatlakozó kábelt a számítógéptől külön vásárolta meg.
(Az a helyzet, hogy összeszerelt számítógép vásárlásakor egy használatra előkészített lemezt kap).

Néhány szó a kezeléséről. A merevlemez egy nagyon összetett termék, amely az elektronika mellett precíziós mechanikát is tartalmaz.
Ezért gondos kezelést igényel - ütések, leejtések és erős vibráció károsíthatja a mechanikai részét. A meghajtótábla általában sok kis méretű elemet tartalmaz, és nem zárják le erős burkolatokkal. Emiatt ügyelnie kell a biztonságára.
A merevlemez kézhezvételekor az első dolga, hogy elolvassa a hozzá kapott dokumentációt – az biztosan sok hasznos és érdekes információt tartalmaz majd. Ennek során a következő pontokra kell figyelnie:

a lemez beállítását (telepítését) meghatározó jumperek megléte és beállítási lehetőségei, például egy ilyen paraméter meghatározása a lemez fizikai neveként (lehet, hogy vannak, de lehet, hogy nem),
fejek száma, hengerek, szektorok a lemezeken, előkompenzációs szint, valamint a lemez típusa. Ezeket az adatokat a számítógép telepítőprogramjának (setup) kérésére kell megadni.
Mindezekre az információkra szükség lesz a lemez formázásakor és a gép előkészítésekor.
Ha a számítógép nem maga határozza meg a merevlemez paramétereit, akkor nagyobb probléma lesz egy olyan meghajtó telepítése, amelyhez nincs dokumentáció.
A legtöbb merevlemezen megtalálhatók a gyártó nevével, az eszköz típusával (márkájával) ellátott címkék, valamint a nem használható sávok táblázata.
Ezenkívül a meghajtó információkat tartalmazhat a fejek, hengerek és szektorok számáról, valamint az előkompenzáció szintjéről.

Az igazság kedvéért el kell mondanunk, hogy gyakran csak a neve szerepel a lemezen. De ebben az esetben is megtalálhatja a szükséges információkat vagy a címtárban,
vagy hívja fel a cég képviselőjét. Fontos, hogy három kérdésre választ kapjunk:

Hogyan kell beállítani a jumpereket, hogy a meghajtót master/slaveként használhassuk?
hány henger, fej, szektor pályánként, mennyi az előkompenzációs érték?
A ROM BIOS melyik lemeztípusa a legalkalmasabb ehhez a meghajtóhoz?

Ezen információk birtokában folytathatja a merevlemez telepítését.

Ha merevlemezt szeretne telepíteni a számítógépbe, tegye a következőket:

Válassza le a teljes rendszeregységet a tápegységről, távolítsa el a fedelet.
Csatlakoztassa a merevlemez kábelét az alaplapi vezérlőhöz. Ha egy második meghajtót telepít, használhatja az első kábelét, ha annak van további csatlakozója, de emlékeznie kell arra, hogy a különböző merevlemezek sebességét a rendszer lassan hasonlítja össze.
Ha szükséges, kapcsolja át a jumpereket a merevlemez használatának megfelelően.
Helyezze be a meghajtót egy szabad helyre, és csatlakoztassa a kártyán lévő vezérlő kábelét a merevlemez piros csíkkal ellátott csatlakozójához a tápegységhez, a tápkábelhez.
Rögzítse biztonságosan a merevlemezt mindkét oldalon négy csavarral, a kábeleket szépen / takarékosan helyezze el a számítógép belsejében, hogy a burkolat lecsukásakor ne vágja el őket,
Zárja be a rendszerblokkot.
Ha a számítógép maga nem észlelte a merevlemezt, módosítsa a számítógép konfigurációját a Setup segítségével, hogy a számítógép tudja, hogy új eszközt adtak hozzá.

Merevlemez-gyártók

Az azonos kapacitású (de különböző gyártóktól származó) merevlemezek általában többé-kevésbé hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, a különbségek pedig elsősorban a ház kialakításában, a formai tényezőben (más szóval a méretekben) és a jótállási időben nyilvánulnak meg. Sőt, az utóbbit különösen meg kell említeni: a modern merevlemezen lévő információ költsége gyakran sokszorosa a saját árának.

Ha a meghajtó meghibásodik, a javítása gyakran csak azt jelenti, hogy adatait további kockázatoknak teszik ki.
Sokkal ésszerűbb módszer a meghibásodott készülék cseréje egy újra.
Az orosz (és nem csak) piacon a merevlemezek oroszlánrészét az IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum termékei teszik ki.

az ilyen típusú meghajtókat gyártó gyártó neve,

Vállalat Quantum (www. quantum. com.) Az 1980-ban alapított cég a lemeztárolók piacának egyik veteránja. A vállalat innovatív műszaki megoldásairól ismert, amelyek célja a merevlemezek megbízhatóságának és teljesítményének, a lemezelérési idő és a lemez olvasási/írási sebességének javítása, valamint a lehetséges jövőbeni problémák tájékoztatása, amelyek adatvesztéshez vagy meghajtó meghibásodásához vezethetnek.

- A Quantum egyik szabadalmaztatott technológiája az SPS (Shock Protection System), amelyet arra terveztek, hogy megvédje a lemezt az ütésektől.

- egy beépített DPS (Data Protection System) program, amely a legdrágább - a rajtuk tárolt adatok mentését szolgálja.

Vállalat Western Digital (www.wdс.com.) egyben az egyik legrégebbi lemezmeghajtót gyártó cég, ismeri története során hullámvölgyeit.
A cég a közelmúltban a legújabb technológiákat is bevezethette meghajtóiba. Közülük érdemes kiemelni saját fejlesztésünket - a Data Lifeguard technológiát, amely az S.M.A.R.T. továbbfejlesztése. Megkísérli logikusan befejezni a láncot.

Ennek a technológiának megfelelően a lemez felületét rendszeresen ellenőrzik, amikor azt a rendszer nem használja. Beolvassa az adatokat és ellenőrzi azok integritását. Ha egy szektorhoz való hozzáférés során problémákat észlel, akkor az adatok egy másik szektorba kerülnek.
Az alacsony minőségű szektorokkal kapcsolatos információk a belső hibalistában kerülnek rögzítésre, amely lehetővé teszi, hogy a jövőben elkerülje a rossz szektorokba való írást.

Cég Seagate (www.seagate.com) nagyon híres a piacunkon. Egyébként ennek a cégnek a merevlemezeit ajánlom, mert megbízhatóak és tartósak.

1998-ban újból visszatért a Medalist Pro lemezsorozat kiadásával.
7200 ford./perc fordulatszámmal, ehhez speciális csapágyakat használva. Korábban ezt a sebességet csak az SCSI interfész meghajtókban használták, ami növelte a teljesítményt. Ugyanez a sorozat a SeaShield System technológiát használja, amelynek célja, hogy javítsa a lemez és a rajta tárolt adatok védelmét az elektrosztatikus és ütési hatásokkal szemben. Ugyanakkor az elektromágneses sugárzás hatása is csökken.

Minden legyártott lemez támogatja az S.M.A.R.T.
A Seagate új meghajtói tartalmazzák a SeaShield rendszer továbbfejlesztett változatát, több funkcióval.
Figyelemre méltó, hogy a Seagate az iparág legmagasabb ütésállóságát szerezte meg a frissített sorozat közül – 300G nem működő állapotban.

Cég IBM (www.storage.ibm.com) bár egészen a közelmúltig nem volt jelentős beszállító az orosz merevlemez-piacon, gyorsan jó hírnevet szerzett gyors és megbízható merevlemezeivel.

Cég Fujitsu (www.fujitsu.com) a lemezmeghajtók nagy és tapasztalt gyártója, nemcsak mágneses, hanem optikai és magneto-optikai is.
Igaz, a cég korántsem vezető szerepet tölt be az IDE interfésszel rendelkező merevlemezek piacán: ennek a piacnak (különböző tanulmányok szerint) mintegy 4%-át ellenőrzi, fő érdeklődési köre pedig az SCSI-eszközök területén van.

Terminológiai szótár

Mivel a hajtás egyes elemeit, amelyek a működésében fontos szerepet játszanak, gyakran absztrakt fogalomként érzékelik, a következőkben a legfontosabb kifejezések magyarázatát adjuk.

Hozzáférési idő az az idő, amely alatt a merevlemez megkeresi az adatokat, és átmásolja a memóriába vagy onnan.
A merevlemez-meghajtók teljesítményét gyakran a hozzáférési (lekérési) idő határozza meg.

Klaszter (Сluster)- a legkisebb helyegység, amellyel az operációs rendszer dolgozik a fájlhelytáblázatban. Általában egy klaszter 2-4-8 vagy több szektorból áll.
A szektorok száma a lemez típusától függ. Az egyes szektorok helyett fürtök keresése idővel csökkenti az operációs rendszer többletköltségét. A nagy klaszterek gyorsabb teljesítményt biztosítanak
meghajtót, mivel a fürtök száma ebben az esetben kevesebb, de a lemezen lévő hely (terület) rosszabbul kihasználható, mivel sok fájl kisebb lehet, mint a fürt, és a fürt többi bájtja nem kerül felhasználásra.

Vezérlő (CU) (vezérlő)- áramkörök, amelyek általában egy bővítőkártyán helyezkednek el, és amelyek a merevlemez-meghajtó működését vezérlik, beleértve a fejmozgást, valamint az adatok olvasását és írását.

Henger (Сylinder)- A sávok egymással szemben helyezkednek el az összes lemez minden oldalán.

Hajtásfej- olyan mechanizmus, amely a merevlemez felületén mozog, és elektromágneses rögzítést vagy adatolvasást biztosít.

Fájlallokációs táblázat (FAT)- az operációs rendszer által generált rekord, amely nyomon követi az egyes fájlok helyét a lemezen, valamint azt, hogy mely szektorokat használják, és amelyek szabadon írhatnak rájuk új adatokat.

Fejrés a meghajtófej és a lemez felülete közötti távolság.

Interleave- a lemez forgási sebessége és a lemezen lévő szektorok elrendezése közötti kapcsolat. A lemez forgási sebessége általában meghaladja a számítógép azon képességét, hogy adatokat fogadjon a lemezről. Mire a vezérlő beolvassa az adatokat, a következő soros szektor már áthaladt a fejen. Ezért az adatok egy vagy két szektoron keresztül íródnak a lemezre. Speciális szoftver segítségével a lemez formázásakor módosítható a csíkozási sorrend.

Logikai meghajtó- a merevlemez munkafelületének bizonyos részei, amelyek külön meghajtónak minősülnek.
Egyes logikai meghajtók más operációs rendszerekhez, például UNIX-hoz is használhatók.

Parkolás- a meghajtófejek mozgatása egy bizonyos pontra, és álló állapotban rögzítése a lemez nem használt részeihez, hogy minimálisra csökkentse a károsodást, amikor a meghajtó megrázódik, amikor a fejek a lemez felületéhez érnek.

Partícionálás– a merevlemez logikai lemezekre való felosztása. Minden lemez particionálva van, bár a kis lemezeknek csak egy partíciója lehet.

Lemez (tányér)- maga a fémlemez, mágneses anyaggal borítva, amelyre adatok vannak írva. Egy merevlemez általában több meghajtót tartalmaz.

RLL (korlátozott futási hossz) Egyes vezérlők által használt kódolási séma a sávonkénti szektorok számának növelésére több adat befogadása érdekében.

Ágazat- lemezsávok felosztása, amely a meghajtó által használt fő méretegység. Az operációs rendszer szektorai általában 512 bájtosak.

Elhelyezési idő (keresési idő)- az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fej elmozduljon arról a pályáról, amelyre fel van szerelve, egy másik kívánt pályára.

Pálya (Track)- a lemez koncentrikus felosztása. A számok olyanok, mint a számok a lemezen. Ellentétben a lemezen lévő számokkal, amelyek egy folyamatos spirál, a lemezen a számok kör alakúak. A sávok pedig fürtökre és szektorokra vannak osztva.

Pályák közötti keresési idő- a hajtófejnek a szomszédos vágányra való átmenetéhez szükséges idő.

Átviteli sebesség- a lemez és a számítógép között időegységenként továbbított információ mennyisége. Ez magában foglalja a műsorszám keresési idejét is.

Üdvözlök minden blogolvasót. Sok embert érdekel a kérdés - hogyan működik a számítógép merevlemeze. Ezért úgy döntöttem, hogy a mai cikket ennek szentelem.

A számítógép merevlemezére (HDD-re vagy merevlemezre) van szükség az információk tárolására a számítógép kikapcsolása után, ellentétben a RAM-mal () - amely a kikapcsolásig tárolja az információkat (amíg a számítógépet ki nem kapcsolják).

A merevlemez igazából igazi műalkotásnak nevezhető, csak mérnöki alkotás. Igen Igen pontosan. Olyan bonyolult, hogy belül minden el van rendezve. Jelenleg a merevlemez a legnépszerűbb eszköz az információ tárolására az egész világon, egy szinten van az olyan eszközökkel, mint: flash memória (flash meghajtók), SSD. Sokan hallottak már a merevlemez bonyolultságáról, és kíváncsiak, hogyan lehet elhelyezni benne annyi információt, ezért szeretnék tudni, hogyan van elrendezve a számítógép merevlemeze, vagy miből áll. Ma lesz ilyen lehetőség).

A merevlemez öt fő részből áll. És az első közülük - integrált áramkör, amely szinkronizálja a lemez munkáját a számítógéppel és kezeli az összes folyamatot.

A második rész az elektromos motor(orsó), a lemezt körülbelül 7200 ford./perc sebességgel forog, és az integrált áramkör állandóan tartja a forgási sebességet.

És most a harmadik a legfontosabb része a rocker, amely információkat ír és olvas is. A rocker vége általában fel van osztva, hogy egyszerre több koronggal lehessen dolgozni. A billenőfej azonban soha nem érintkezik a tárcsákkal. A korong felülete és a fej között rés van, ennek a résnek a mérete körülbelül ötezerszer kisebb, mint egy emberi hajszál vastagsága!

De akkor is nézzük meg, mi történik, ha a rés eltűnik, és a billenőfej érintkezik a forgó tárcsa felületével. Emlékszünk még az iskolából, hogy F = m * a (szerintem Newton második törvénye), amiből az következik, hogy egy kis tömegű és hatalmas gyorsulású tárgy hihetetlenül nehézzé válik. Figyelembe véve magának a lemeznek a hatalmas forgási sebességét, a billenőfej súlya nagyon-nagyon észrevehetővé válik. Természetesen ebben az esetben a lemez sérülése elkerülhetetlen. Egyébként ez történt a lemezzel, amelyen ez a rés valamiért eltűnt:

A súrlódási erő szerepe is fontos, pl. szinte teljes hiánya, amikor a billenő elkezd olvasni az információkat, miközben másodpercenként akár 60-szor vált. De várjunk csak, hol van itt a motor, ami hajtja a rockert, méghozzá ekkora sebességgel? Valójában nem látható, mert ez egy elektromágneses rendszer, amely két természeti erő kölcsönhatásán működik: az elektromosság és a mágnesesség. Ez a kölcsönhatás lehetővé teszi, hogy a billenőt a szó szoros értelmében fénysebességre gyorsítsa fel.

Negyedik rész- maga a merevlemez, ide írják és olvassák az információkat, egyébként több is lehet.

Nos, a merevlemez kialakításának ötödik, utolsó része természetesen az a tok, amelybe az összes többi alkatrész be van szerelve. A felhasznált anyagok a következők: szinte az egész test műanyagból készült, de a felső burkolat mindig fém. Az összeszerelt házat gyakran "elzárási zónának" nevezik. Az a vélemény, hogy nincs levegő a védőterületen belül, vagy inkább vákuum van ott. Ez a vélemény azon alapul, hogy ilyen nagy lemezforgási sebesség mellett egy bekerülő porszem is sok rosszat tud okozni. És ez majdnem igaz, csakhogy ott nincs vákuum - de van tisztított, szárított levegő vagy semleges gáz - nitrogén pl. Bár talán a merevlemezek korábbi verzióiban a levegő tisztítása helyett egyszerűen kiszivattyúzták.

Beszéltünk alkatrészekről, pl. miből készül a merevlemez. Most beszéljünk az adattárolásról.

Hogyan és milyen formában tárolódnak az adatok a számítógép merevlemezén

Az adatok a lemez felületén keskeny sávokban tárolódnak. A gyártás során több mint 200 000 ilyen sávot visznek fel a lemezre. Mindegyik sáv szektorokra van osztva.

A nyomvonal- és szektortérképek lehetővé teszik annak meghatározását, hogy hova írjon vagy olvasson információkat. A szektorokra és sávokra vonatkozó összes információ ismét egy integrált áramkör memóriájában található, amely a merevlemez többi részével ellentétben nem a ház belsejében, hanem kívülről és általában alulról található.

Maga a lemez felülete sima és fényes, de ez csak első ránézésre. Közelebbről megvizsgálva a felület szerkezete bonyolultabbnak bizonyul. A helyzet az, hogy a lemez ferromágneses réteggel bevont fémötvözetből készül. Ez a réteg elvégzi az összes munkát. A ferromágneses réteg minden információra emlékszik, hogyan? Nagyon egyszerű. A billenőfej egy mikroszkopikus területet mágnesez a filmen (ferromágneses réteg), és egy ilyen cella mágneses momentumát a következő állapotok valamelyikére állítja be: o vagy 1. Minden ilyen nullát és egyet biteknek nevezünk. Így a merevlemezre felvett bármely információ valójában egy bizonyos sorozatból és bizonyos számú nullából és egyesből áll. Például egy jó minőségű fénykép ezekből a cellákból körülbelül 29 milliót foglal el, és 12 különböző szektorban van szétszórva. Igen, lenyűgözően hangzik, de a valóságban - ilyen hatalmas számú bit nagyon kis területet foglal el a lemez felületén. A merevlemez felületének minden négyzetcentimétere több tízmilliárd bitet tartalmaz.

Hogyan működik a merevlemez

Az imént megvizsgáltuk a merevlemez-eszközt, annak minden alkatrészét külön-külön. Most azt javaslom, hogy mindent összekapcsoljanak egy bizonyos rendszerrel, aminek köszönhetően a merevlemez működésének elve egyértelmű lesz.

Így, hogyan működik a merevlemez Következő: a merevlemez üzembe helyezése azt jelenti, hogy vagy írnak rá, vagy információt olvasnak ki róla, vagy onnan kezd lendületet venni a villanymotor (orsó), és mivel a merevlemezek rögzítve vannak magán az orsón, illetve együtt vannak vele együtt is forogni kezdenek. És amíg a lemez(ek) sebessége el nem éri azt a szintet, hogy légpárna képződjön a billenőfej és a tárcsa között, a billenő egy speciális "parkolózónában" van, hogy elkerülje a sérüléseket. Így néz ki.

Amint a fordulatszám eléri a kívánt szintet, a szervo hajtás (elektromágneses motor) mozgásba hozza a billenőt, amely már azon a helyen van, ahová információt szeretne írni vagy olvasni. Ezt csak egy integrált áramkör segíti elő, amely a billenő minden mozgását vezérli.

Elterjedt az a vélemény, egyfajta mítosz, hogy olyankor, amikor a lemez "tétlen", pl. átmenetileg nem történik olvasási/írási művelet vele, a benne lévő merevlemezek leállnak pörögni. Ez tényleg egy mítosz, mert valójában a ház belsejében lévő merevlemezek folyamatosan pörögnek, még akkor is, ha a merevlemez energiatakarékos módban van, és nem írnak rá semmit.

Nos, itt minden részletben megvizsgáltuk Önnel a számítógép merevlemezének eszközét. Természetesen egy cikk keretein belül lehetetlen mindent elmondani, ami a merevlemezekkel kapcsolatos. Például ebben a cikkben nem volt szó róla - ez egy nagy téma, úgy döntöttem, hogy külön cikket írok róla.

Találtam egy érdekes videót a merevlemez működéséről különböző módokban

Köszönöm mindenkinek a figyelmet, ha még nem iratkozott fel az oldal frissítéseire - erősen ajánlom ezt, hogy ne maradjon le érdekes és hasznos anyagokról. Találkozunk a blog oldalain!

Ha a merevlemezt egészében tekintjük, akkor két fő részből áll: ez az elektronikai kártya, amelyen úgymond a merevlemez „agya” található. A processzor található rajta, van még vezérlőprogram, véletlen elérésű memória, író-olvasó erősítő. A mechanikus rész olyan alkatrészeket tartalmaz, mint a BMG rövidítésű mágneses fejek blokkja, egy motor, amely forgatja a lemezeket, és természetesen maguk a lemezek. Nézzük meg részletesebben az egyes részeket.

HDA.

A hermetikus blokk, más néven merevlemezház, az összes alkatrész rögzítésére szolgál, és a lemezek felületén lévő porszemcsék elleni védelem funkcióját is ellátja. Figyelembe kell venni, hogy a HDA csak erre a célra kialakított helyiségben nyitható, nehogy por és szennyeződés kerüljön a házba.

Integrált áramkör.

Egy integrált áramkör vagy elektronikai kártya szinkronizálja a merevlemez működését a számítógéppel, és vezérli az összes folyamatot, különösen az orsó és ennek megfelelően a lemez állandó forgási sebességét tartja fenn, amelyet a motor hajt végre.

Elektromos motor.

Elektromos motor vagy motor forgatja a lemezeket: kb. 7200 fordulat/másodperc (átlag értéket veszünk, vannak merevlemezek, amelyeken nagyobb a fordulatszám és eléri a 15000 fordulat/másodperc sebességet, és vannak kisebb, kb 5400 fordulatszámúak is, a merevlemezen lévő szükséges információk elérésének sebessége).

Rocker.

A billenőgombot úgy tervezték, hogy információkat írjon és olvasson a merevlemezről. A billenő vége fel van osztva és egy mágnesfej blokk található rajta, ez azért van, hogy több lemezről lehessen információt írni és olvasni.

Mágneses fejek blokkja.

A lengőkar összetétele tartalmaz egy mágneses fejblokkot, amely gyakran meghibásodik, de ez a "gyakran" paraméter nagyon feltételes. Mágneses fejek találhatók a tányérok felett és alatt, és a merevlemezen található platina lemezről történő közvetlen információolvasást szolgálják.

Tányérok.

Az információkat közvetlenül a lemezeken tárolják, olyan anyagokból készülnek, mint az alumínium, üveg és kerámia. Az alumínium a legelterjedtebb, de a másik két anyagból készülnek az úgynevezett "elit kerekek". Az első legyártott lemezeket vas-oxiddal vonták be, de ennek a ferromágnesnek volt egy nagy hátránya. Az ilyen anyaggal bevont lemezek kopásállósága csekély volt. Jelenleg a legtöbb merevlemez-gyártó króm-kobalttal fedi le a lemezeket, ami nagyságrenddel nagyobb biztonsági résszel rendelkezik, mint a vas-oxid. A lemezeket egymástól azonos távolságra rögzítik az orsóhoz, az ilyen kialakítást "csomagnak" nevezik. A tárcsák alatt egy motor vagy villanymotor található.

A lemez minden oldala pályákra van osztva, ezek viszont más módon vannak felosztva szektorokra vagy blokkokra, minden azonos átmérőjű pálya henger.

Minden modern merevlemeznek van egy úgynevezett "mérnöki hengere", amely szervizinformációkat tárol, mint például a hdd modellje, sorozatszáma stb. Ezeket az információkat úgy tervezték, hogy a számítógép elolvassa.

Hogyan működik a merevlemez

A merevlemez működésének alapelvei alig változtak a kezdetek óta. A merevlemez eszköze nagyon hasonlít egy közönséges lemezjátszóhoz. Csak a karosszéria alatt lehet több lemez is közös tengelyre szerelve, és a fejek mindegyik lemez mindkét oldaláról egyszerre tudnak információt olvasni. A lemezek forgási sebessége állandó, és ez az egyik fő jellemző. A fej a lemez mentén mozog bizonyos távolságra a felülettől. Minél kisebb ez a távolság, annál nagyobb az információolvasás pontossága, és annál nagyobb az információrögzítés sűrűsége.

A merevlemezre nézve csak egy tömör fémházat látunk. Teljesen tömített és védi a meghajtót a porszemcséktől, amelyek ha bejutnak a fej és a lemez felülete közötti szűk résbe, károsíthatják az érzékeny mágneses réteget és letilthatják a lemezt. Ezenkívül a ház védi a meghajtót az elektromágneses interferencia ellen. A ház belsejében található az összes mechanizmus és néhány elektronikus alkatrész. A mechanizmusok maguk a lemezek, amelyeken az információ tárolódik, a fejek, amelyek információkat írnak és olvasnak a lemezekről, valamint a motorok, amelyek mindezt mozgásba hozzák.

A korong egy nagyon lapos felületű kerek lemez, gyakran alumíniumból, ritkábban kerámiából vagy üvegből, vékony ferromágneses réteggel bevonva. Sok meghajtó vas-oxid réteget használ (ez a hagyományos mágnesszalag bevonata), de a legújabb merevlemezek körülbelül tíz mikron vastagságú kobaltréteggel dolgoznak. Az ilyen bevonat tartósabb, és emellett jelentősen növelheti a rögzítési sűrűséget. Alkalmazási technológiája közel áll az integrált áramkörök gyártásánál használthoz.

A lemezek száma eltérő lehet - egytől ötig, a munkafelületek száma kétszer annyi (kettő minden lemezen). Ez utóbbi (valamint a mágneses bevonathoz használt anyag) határozza meg a merevlemez kapacitását. Néha a legkülső lemezek (vagy egyikük) külső felületét nem használják, ami lehetővé teszi a meghajtó magasságának csökkentését, de a munkafelületek száma csökken, és furcsa lehet.

A mágneses fejek információkat olvasnak és írnak lemezekre. A felvétel elve általában hasonló a hagyományos magnónál használthoz. A digitális információt a mágneses fejbe juttatott váltakozó elektromos árammá alakítják, majd a mágneses lemezre továbbítják, de mágneses mező formájában, amelyet a lemez képes érzékelni és "emlékezni".

A lemez mágneses bevonata spontán (spontán) mágnesezettség apró területek halmaza. Az érthetőség kedvéért képzeljük el, hogy a lemezt nagyon kicsi, különböző irányokba mutató iránytű nyilak rétege borítja. Az ilyen nyílrészecskéket doméneknek nevezzük. Külső mágneses tér hatására a domének saját mágneses tere az irányának megfelelően orientálódik. A külső tér hatásának megszűnése után a lemez felületén maradék mágnesezettségi zónák képződnek. Ily módon a lemezre írt információk megmaradnak. A maradék mágnesezettség területei, amikor a korong a mágnesfej résével szemben forog, elektromotoros erőt indukálnak benne, amely a mágnesezettség nagyságától függően változik.

Az orsótengelyre szerelt tárcsacsomagot az alatta kompaktan elhelyezett speciális motor hajtja. Annak érdekében, hogy csökkentse a hajtás működési állapotba lépéséhez szükséges időt, a motor egy ideig kényszer üzemmódban működik, amikor be van kapcsolva. Ezért a számítógép tápegységének tartalékkal kell rendelkeznie a csúcsteljesítményre. Most a fejek munkájáról. Léptetőmotor segítségével mozognak, és mintegy mikron töredéknyi távolságra "lebegnek" a lemez felületétől, anélkül, hogy hozzáérnének. Az információrögzítés hatására a lemezek felületén mágnesezett területek képződnek, koncentrikus körök formájában.

Ezeket mágneses pályáknak hívják. Mozgás közben a fejek megállnak minden következő szám felett. Az összes felületen egymás alatt elhelyezkedő pályák halmazát hengernek nevezzük. Az összes meghajtófej egyidejűleg mozog, és az azonos nevű hengerekhez ugyanazzal a számmal hozzáférnek.