Iš ko pagaminti standieji diskai? Kietasis diskas: veikimo principas ir pagrindinės charakteristikos

kietasis diskas (kietasis diskas, HDD) – laisvosios prieigos saugojimo įrenginys (informacijos saugojimo įrenginys), pagrįstas magnetinio įrašymo principu. Tai yra pagrindinė daugelio kompiuterių laikmena.

skirtingai nei " Lankstus» diskas ( diskeliai), informaciją rasite HDDįrašomi ant kietų (aliuminio ar stiklo) plokščių, padengtų feromagnetinės medžiagos sluoksniu, dažniausiai chromo dioksidu – magnetiniais diskais. AT HDD naudojamas vienas ar keli įdėklai vienoje ašyje. Skaitymo galvutės darbo režimu neliečia plokščių paviršiaus dėl greito sukimosi metu šalia paviršiaus susidarančio artėjančio oro srauto sluoksnio. Atstumas tarp galvutės ir disko yra keli nanometrai, o mechaninio kontakto nebuvimas užtikrina ilgą įrenginio tarnavimo laiką. Nesant disko sukimosi, galvutės yra prie veleno arba disko išorėje, saugioje zonoje, kur yra pašalintas nenormalus jų kontaktas su diskų paviršiumi.

Pirmasis kietasis diskas

AT 1957 metų įmonė IBM buvo sukurtas pats pirmasis kietasis diskas, kuris buvo sukurtas dar iki asmeninio kompiuterio sukūrimo. Už jį tektų sumokėti „tvarkingą“ sumą, nors turėjo tik 5 MB. Tada buvo sukurtas standusis diskas su talpa 10 MB specialiai asmeniniam kompiuteriui IBM PC XT. Vinčesteris turėjo viską 30 takelius ir dar daugiau 30 sektorių kiekviename takelyje. “ Winchesters"- taip kietieji diskai buvo pradėti vadinti, jei sutrumpinti, tada" ATintami“ Tai kilo iš analogijos su įmonės karabino žymėjimu Winchester - "30/30", kuris buvo kelis kartus įkrautas.

Kad būtų aiškumo, pažiūrėkime 3,5 colio SATA diskas. Tai bus Seagate ST31000333AS.

Žalias tekstolitas su variniais takeliais, maitinimo jungtimis ir SATA vadinama elektronikos plokšte arba valdymo plokšte (P rinted Circuit Board, PCB). Jis naudojamas kietojo disko veikimui valdyti. Juodas aliuminio korpusas ir jo turinys vadinamas HDA ( Galvos ir disko mazgas, HDA), ekspertai tai taip pat vadina stiklainis“. Kūnas be turinio taip pat vadinamas HDA (bazė).

Dabar išimkime spausdintinę plokštę ir patikrinkime ant jos esančius komponentus.

Pirmiausia į akis krenta didelis lustas, esantis viduryje – mikrovaldiklis, arba procesorius (Mikrovaldiklio blokas, MCU) . Šiuolaikiniuose standžiuosiuose diskuose mikrovaldiklis susideda iš dviejų dalių - iš tikrųjų CPU(Centrinis procesorius, CPU), kuris atlieka visus skaičiavimus, ir kanalą skaityti / rašyti (skaitymo / rašymo kanalas)- specialus įrenginys, kuris skaitymo operacijos metu iš galvų ateinantį analoginį signalą paverčia skaitmeniniais duomenimis, o rašymo operacijos metu skaitmeninius duomenis užkoduoja į analoginį signalą. Procesorius turi prievadus įvestis-išvestis (IO prievadai) valdyti likusius komponentus, esančius spausdintinėje plokštėje, ir perduoti duomenis per SATA sąsaja.

Atminties lustas yra įprastas DDR SDRAM atmintis. Atminties kiekis lemia standžiojo disko talpyklos dydį. Šioje plokštėje įdiegta atmintis Samsung DDR apimtis 32 MB, kuri teoriškai suteikia diske talpyklą 32 MB(ir būtent šis tūris nurodytas techninėse standžiojo disko charakteristikose), tačiau tai nėra visiškai tiesa. Faktas yra tas, kad atmintis logiškai padalinta į buferį atmintis (Talpykla) ir programinės įrangos atmintis. Procesoriui reikia šiek tiek atminties, kad būtų galima įkelti programinės įrangos modulius. Kiek žinoma, tik Hitachi / IBM nurodykite tikrąjį tūrį talpykla techninių charakteristikų apraše; apie tūrį, palyginti su kitais diskais talpykla galima tik spėlioti.

Kitas lustas yra variklio ir galvos bloko valdymo valdiklis arba „tvistas“ (Balso ritės variklio valdiklis, VCM valdiklis). Be to, šis lustas valdo antrinius maitinimo šaltinius, esančius ant plokštės, iš kurių maitinamas procesorius ir pirminio stiprintuvo-jungiklio lustas (priešstiprintuvas, pirminis stiprintuvas) esantis HDA. Tai yra pagrindinis spausdintinės plokštės energijos vartotojas. Jis valdo veleno sukimąsi ir galvučių judėjimą. Šerdis VCM valdiklis gali dirbti net esant temperatūrai 100°C.

Dalis disko programinės įrangos yra saugoma „flash“ atmintis. Įjungus disko maitinimą, mikrovaldiklis įkelia „flash“ lusto turinį į atmintį ir pradeda vykdyti kodą. Be tinkamai įkelto kodo, diskas net nenorės suktis. Jei plokštėje nėra „flash“ lusto, jis yra įmontuotas į mikrovaldiklį.

Vibracijos jutiklis (smūgio jutiklis) reaguoja į diskui pavojingą drebėjimą ir siunčia apie tai signalą valdikliui VCM. VCM valdiklis iš karto pastato galvutes ir gali sustabdyti disko sukimąsi. Teoriškai šis mechanizmas turėtų apsaugoti diską nuo papildomų pažeidimų, tačiau praktiškai jis neveikia, todėl nenumeskite diskų. Kai kuriuose diskuose vibracijos jutiklis yra labai jautrus, reaguojantis į menkiausią vibraciją. Iš jutiklio gauti duomenys leidžia valdiklis VCM teisingas galvos judėjimas. Tokiuose diskuose sumontuoti bent du vibracijos jutikliai.

Ant lentos yra dar vienas apsauginis įtaisas - Trumpalaikis įtampos slopinimas (TVS). Jis apsaugo plokštę nuo įtampos šuolių. Su galios antplūdžiu TVS perdega, sukuriant trumpąjį jungimą į žemę. Ši lenta turi dvi televizoriai, 5 ir 12 voltų įtampai.

Apsvarstykite hermetišką bloką.

Po lenta yra variklio ir galvučių kontaktai. Be to, disko korpuse yra nedidelė, beveik nepastebima skylutė (kvėpavimo anga). Jis skirtas slėgiui išlyginti. Daugelis žmonių mano, kad kietajame diske yra vakuumas. Iš tikrųjų taip nėra. Ši skylė leidžia diskui išlyginti slėgį talpyklos viduje ir išorėje. Viduje yra skylė padengtas kvėpavimo filtru kuris sulaiko dulkes ir drėgmės daleles.

Dabar pažiūrėkime į izoliavimo zoną. Nuimkite disko dangtelį.

Pats dangtelis nieko ypatingo. Tai tik metalo gabalas su guminiu sandarikliu, kad nepatektų į dulkes.

Apsvarstykite izoliavimo zonos užpildymą.

Brangi informacija saugoma metaliniuose diskuose, dar vadinamuose blynai arba Ppelekai (lėkštės). Nuotraukoje matote viršutinę plokštę. Plokštės pagamintos iš poliruoto aliuminio arba stiklo ir padengtos keliais įvairių kompozicijų sluoksniais, įskaitant feromagnetinę medžiagą, ant kurios iš tikrųjų saugomi duomenys. Tarp blynų, taip pat virš jų viršaus matome specialias lėkštes, vadinamas separatoriai arba separatoriai (amortizatoriai arba separatoriai). Jie reikalingi oro srautams išlyginti ir akustiniam triukšmui sumažinti. Paprastai jie yra pagaminti iš aliuminio arba plastiko. Aliuminio separatoriai sėkmingiau atvėsina orą izoliavimo zonoje.

Skaitymo ir rašymo galvutės (galvos), sumontuotas ant magnetinio galvos bloko laikiklių galų, arba HSA (Head Stack Assembly, HSA). parkavimo zona- tai yra sritis, kurioje turi būti sveiko disko galvutės, jei velenas sustabdomas. Su šiuo disku parkavimo zona yra arčiau veleno, kaip matyti nuotraukoje.

Kai kuriuose važiavimuose parkavimas atliekamas specialiose plastikinėse stovėjimo aikštelėse, esančiose už plokščių ribų.

HDD yra tikslus padėties nustatymo mechanizmas ir norint tinkamai veikti, reikia labai švaraus oro. Naudojimo metu kietajame diske gali susidaryti mikroskopinių metalo ir riebalų dalelių. Norint nedelsiant išvalyti orą disko viduje, yra recirkuliacijos filtras. Tai aukštųjų technologijų įrenginys, kuris nuolat renka ir sulaiko smulkiausias daleles. Filtras yra oro srautų, susidarančių dėl plokščių sukimosi, kelyje.

Nuimkime viršutinį magnetą ir pažiūrėkime, kas po juo paslėpta.

Kietieji diskai naudoja labai galingus neodimio magnetus. Šie magnetai yra tokie galingi, kad gali pakelti svorį 1300 kartų didesnės nei jų pačių. Taigi nekiškite piršto tarp magneto ir metalo ar kito magneto – smūgis bus labai jautrus. Šioje nuotraukoje pavaizduoti apribojimai. BMG. Jų užduotis yra apriboti galvų judėjimą, paliekant jas plokščių paviršiuje. BMG ribotuvai skirtingi modeliai yra išdėstyti skirtingai, tačiau jų visada yra du, jie naudojami visuose šiuolaikiniuose kietuosiuose diskuose. Mūsų diske antrasis ribotuvas yra apatiniame magnete.

Štai čia matome ritė (balso ritė), kuris yra galvos bloko dalis. Susidaro ritė ir magnetai BMG pavara (balso ritės variklis, VCM). Pavara ir magnetinių galvučių blokas, forma padėties nustatymo priemonė- prietaisas, kuris judina galvas. Sudėtingos formos juodas plastikinis gabalas vadinamas fiksatorius (pavaros fiksatorius). Tai gynybos mechanizmas, kuris atpalaiduoja BMG suklio varikliui pasiekus tam tikrą apsisukimų skaičių. Taip atsitinka dėl oro srauto slėgio. Užraktas apsaugo galvas nuo nepageidaujamų judesių stovėjimo padėtyje.

Dabar pašalinkime magnetinių galvučių bloką.

Tikslumas ir sklandus judėjimas BMG paremtas preciziniu guoliu. Didžiausia detalė BMG, pagamintas iš aliuminio lydinio, paprastai vadinamas laikiklis arba rokeris (ranka). Svirties gale yra galvutės ant spyruoklinės pakabos (Heads Gimbal Assembly, HGA). Dažniausiai galvutes ir svirties svirtis tiekia skirtingi gamintojai. Lankstus kabelis (lanksti spausdintinė grandinė, FPC) eina į kontaktinį kilimėlį, prijungiamas prie valdymo plokštės.

Apsvarstykite komponentus BMG daugiau.

Prie kabelio prijungta ritė.

Guolis.

Toliau pateiktoje nuotraukoje parodyta BMG kontaktai.

Tarpiklis užtikrina jungties sandarumą. Taigi oras gali patekti į disko ir galvos bloko vidų tik per slėgio išlyginimo angą. Šio disko kontaktai yra padengti plonu aukso sluoksniu, kad pagerintų laidumą.

Tai klasikinis rokerio dizainas.

Spyruoklinių pakabų galuose esantys maži juodi gabalėliai vadinami slankiklius. Daugelis šaltinių rodo, kad slankikliai ir galvutės yra vienas ir tas pats. Tiesą sakant, slankiklis padeda skaityti ir rašyti informaciją, pakeldamas galvą virš blynų paviršiaus. Šiuolaikiniuose standžiuosiuose diskuose galvutės juda per atstumą 5-10 nanometrai nuo blynų paviršiaus. Palyginimui, žmogaus plauko skersmuo yra apie 25000 nanometrų. Jei po slankikliu pateks kokia nors dalelė, dėl trinties ir jų gedimo gali perkaisti galvutės, todėl izoliacijos viduje esančio oro grynumas yra toks svarbus. Patys skaitymo ir rašymo elementai yra slankiklio gale. Jie tokie maži, kad juos galima pamatyti tik turint gerą mikroskopą.

Kaip matote, slankiklio paviršius nėra plokščias, jame yra aerodinaminiai grioveliai. Jie padeda stabilizuoti slankiklio skrydžio aukštį. Po slankikliu susidaro oras oro pagalvė (oro guolio paviršius, ABS). Oro pagalvė palaiko slankiklį beveik lygiagrečiai blyno paviršiui.

Čia yra dar vienas slankiklio vaizdas

Čia aiškiai matomi galvos kontaktai.

Tai dar viena svarbi dalis. BMG, kuris dar nebuvo aptartas. Jis vadinamas p išankstinis stiprintuvas (priešstiprintuvas, pirminis stiprintuvas). pirminis stiprintuvas- tai lustas, kuris valdo galvutes ir sustiprina į jas ateinantį arba iš jų gaunamą signalą.

pirminis stiprintuvas esantis tiesiai BMG dėl labai paprastos priežasties – iš galvų sklindantis signalas labai silpnas. Šiuolaikiniuose diskuose jo dažnis yra apie 1 GHz. Jei ištrauksite pirminį stiprintuvą iš izoliacinės zonos, toks silpnas signalas bus stipriai susilpnėjęs pakeliui į valdymo plokštę.

Daugiau takelių veda iš pirminio stiprintuvo į galvutes (dešinėje) nei į izoliavimo sritį (kairėje). Faktas yra tas, kad standusis diskas negali vienu metu dirbti su daugiau nei viena galvute (rašymo ir skaitymo elementų pora). Kietasis diskas siunčia signalus į pirminį stiprintuvą ir parenka galvutę, kurią šiuo metu pasiekia standusis diskas. Šiame standžiajame diske yra šeši takeliai, vedantys į kiekvieną galvutę. Kodėl tiek daug? Vienas takelis yra šlifuotas, dar du skirti skaitymo ir rašymo elementams. Kiti du takeliai skirti valdyti mini pavaras, specialius pjezoelektrinius arba magnetinius įtaisus, galinčius perkelti arba pasukti slankiklį. Tai padeda tiksliau nustatyti galvų padėtį virš takelio. Paskutinis kelias veda į šildytuvą. Šildytuvas naudojamas galvų skrydžio aukščiui valdyti. Šildytuvas perduoda šilumą pakabai, jungiančiai slankiklį ir svirtį. Pakaba pagaminta iš dviejų lydinių, turinčių skirtingas šiluminio plėtimosi charakteristikas. Kaitinant pakaba pasilenkia link blyno paviršiaus, todėl sumažėja galvos skrydžio aukštis. Atvėsusi pakaba išsitiesina.

Šiame straipsnyje mes kalbėsime tik apie standžiuosius diskus (HDD), tai yra apie laikmenas magnetiniuose diskuose. Apie SSD bus kitame straipsnyje.

Kas yra kietasis diskas

Pagal tradiciją pažvelkime į standžiojo disko apibrėžimą Vikipedijoje:
Kietasis diskas (varžtas, kietasis diskas, standusis diskas, HDD, HDD, HMDD) yra laisvosios prieigos saugojimo įrenginys, pagrįstas magnetinio įrašymo principu.
Jie naudojami daugumoje kompiuterių, taip pat atskirai prijungtuose įrenginiuose atsarginėms duomenų kopijoms saugoti, kaip failų saugykla ir kt.
Truputį išsiaiškinkime. Man patinka terminas „kietasis diskas“. Šie penki žodžiai perteikia visą esmę. HDD yra įrenginys, kurio paskirtis – ilgą laiką saugoti jame įrašytus duomenis. HDD pagrindą sudaro kietieji (aliuminio) diskai su specialia danga, ant kurių informacija įrašoma naudojant specialias galvutes.
Aš nenagrinėsiu išsamiai paties įrašymo proceso - iš tikrųjų tai yra paskutinių mokyklos klasių fizika, ir esu tikras, kad nenorite į tai gilintis, o straipsnis visai ne apie tai.
Atkreipkime dėmesį ir į frazę: „atsitiktinė prieiga“, kuri, grubiai tariant, reiškia, kad mes (kompiuteris) bet kuriuo metu galime nuskaityti informaciją iš bet kurios geležinkelio atkarpos.
Svarbu, kad HDD atmintis nebūtų nepastovi, tai yra nesvarbu, prijungtas maitinimas ar ne, įrenginyje įrašyta informacija niekur nedings. Tai svarbus skirtumas tarp nuolatinės kompiuterio atminties ir laikinosios atminties (RAM).
Žvelgdami į kompiuterio standųjį diską realiame gyvenime, nematysite jokių diskų ar galvučių, nes visa tai paslėpta sandariame korpuse (hermetiška zona). Išoriškai kietasis diskas atrodo taip.
Manau, jūs suprantate, kas yra HDD. Pirmyn.

Kodėl kompiuteriui reikia standžiojo disko?

Apsvarstykite, kas yra HDD kompiuteryje, tai yra, kokį vaidmenį jis atlieka kompiuteryje. Aišku, kad saugo duomenis, bet kaip ir ką. Čia pabrėžiame šias HDD funkcijas:
- OS, vartotojo programinės įrangos ir jų nustatymų saugojimas;
- Vartotojo failų saugojimas: muzika, vaizdo įrašai, vaizdai, dokumentai ir kt.;
- Dalies vietos standžiajame diske naudojimas duomenims, kurie netelpa į RAM (atmintinė failas), saugoti arba RAM turinio saugojimas naudojant miego režimą;
– Kaip matote, kompiuterio kietasis diskas nėra tik nuotraukų, muzikos ir vaizdo įrašų sąvartynas. Jame saugoma visa operacinė sistema, be to, kietasis diskas padeda susidoroti su RAM apkrova, perimdamas kai kurias jos funkcijas.

Iš ko pagamintas kietasis diskas?

Iš dalies paminėjome kietojo disko komponentus, dabar mes tai aptarsime išsamiau. Taigi, pagrindiniai HDD komponentai:
- Korpusas – apsaugo kietojo disko mechanizmus nuo dulkių ir drėgmės. Paprastai jis yra sandarus, kad į vidų nepatektų ta pati drėgmė ir dulkės;
- Diskai (blynai) – iš tam tikro metalo lydinio pagamintos lėkštės, padengtos iš abiejų pusių, ant kurių įrašomi duomenys. Plokštelių skaičius gali būti skirtingas - nuo vieno (biudžeto variantuose) iki kelių;
- Variklis - ant kurio veleno tvirtinami blynai;
- Galvų blokas - konstrukcija iš svirčių (svirties), sujungtų tarpusavyje, ir galvučių. Kietojo disko dalis, kuri nuskaito ir įrašo į jį informaciją. Vienam blynams naudojama pora galvų, nes veikia ir viršutinė, ir apatinė;
- Padėties nustatymo įtaisas (pavara) - mechanizmas, varantis galvučių bloką. Susideda iš poros nuolatinių neodimio magnetų ir ritės, esančios galvos bloko gale;
- Valdiklis - elektroninė mikroschema, valdanti HDD veikimą;
- Parkavimo zona – vieta kietojo disko viduje prie diskų arba jų viduje, kur tuščiosios eigos metu nuleidžiamos (stovėjo) galvutės, kad nebūtų pažeistas darbinis blynų paviršius.
Toks paprastas kietojo disko įrenginys. Ji susikūrė prieš daug metų, o esminių pakeitimų joje ilgą laiką nebuvo. Ir judame toliau.

Kaip veikia kietasis diskas

Kai maitinimas tiekiamas į HDD, variklis, ant kurio veleno tvirtinami blynai, pradeda suktis. Įgijus greitį, kuriuo prie diskų paviršiaus susidaro pastovus oro srautas, galvos pradeda judėti.
Ši seka (pirmiausia diskai sukasi aukštyn, o tada pradeda veikti galvutės) reikalinga tam, kad dėl susidariusio oro srauto galvutės kiltų virš plokščių. Taip, jie niekada neliečia diskų paviršiaus, kitaip pastarieji būtų akimirksniu pažeisti. Tačiau atstumas nuo magnetinių lėkščių paviršiaus iki galvų yra toks mažas (~10 nm), kad plika akimi to nesimato.
Paleidus, pirmiausia nuskaitoma aptarnavimo informacija apie standžiojo disko būseną ir kita reikalinga informacija apie jį, esanti vadinamajame nuliniame takelyje. Tik tada prasideda darbas su duomenimis.
Informacija kompiuterio kietajame diske įrašoma į takelius, kurie savo ruožtu yra suskirstyti į sektorius (tokia pica supjaustoma į gabalus). Norėdami įrašyti failus, keli sektoriai sujungiami į klasterį, kuris yra mažiausia vieta, kur galima įrašyti failą.
Be tokio „horizontalaus“ disko skaidymo, yra ir sąlyginis „vertikalus“. Kadangi visos galvutės yra sujungtos, jos visada yra ant to paties takelio numerio, kiekviena ant savo disko. Taigi, veikiant HDD, galvutės tarsi nubrėžia cilindrą.
Nors HDD veikia, jis iš tikrųjų atlieka dvi komandas: skaitymą ir rašymą. Kai reikia vykdyti rašymo komandą, apskaičiuojama disko sritis, kurioje ji bus atlikta, tada išdėstomos galvutės ir iš tikrųjų komanda vykdoma. Tada patikrinamas rezultatas. Be duomenų įrašymo tiesiai į diską, informacija taip pat patenka į jo talpyklą.
Jei valdiklis gauna skaitymo komandą, pirmiausia jis patikrina, ar talpykloje yra reikiamos informacijos. Jei jo nėra, dar kartą apskaičiuojamos galvučių padėties koordinatės, tada galvutės išdėstomos ir nuskaitomi duomenys.
Baigus darbus, dingus kietojo disko maitinimo šaltiniui, galvutės automatiškai statomos parkavimo zonoje.
Taip paprastai veikia kompiuterio kietasis diskas. Realiai viskas yra daug sudėtingiau, tačiau paprastam vartotojui, greičiausiai, tokių smulkmenų nereikia, todėl užbaigsime šią skiltį ir judėsime toliau.

Kietųjų diskų tipai ir jų gamintojai

Šiandien rinkoje iš tikrųjų yra trys pagrindiniai kietųjų diskų gamintojai: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Jie visiškai patenkina visų tipų ir reikalavimų įrenginių paklausą. Likusios įmonės arba bankrutavo, arba jas perėmė kažkas iš trijų pagrindinių, arba perprofiliavo.
Jei kalbėsime apie HDD tipus, juos galima suskirstyti taip:

1. Nešiojamiesiems kompiuteriams - pagrindinis parametras yra įrenginio dydis 2,5 colio. Tai leidžia juos kompaktiškai įdėti į nešiojamojo kompiuterio dėklą;
2. Kompiuteriniam kompiuteriui - šiuo atveju taip pat galima naudoti 2,5 colio kietuosius diskus, tačiau paprastai naudojami 3,5 colio;
3. Išoriniai standieji diskai – įrenginiai, kurie atskirai prijungiami prie asmeninio/nešiojamojo kompiuterio, dažniausiai veikiantys kaip failų saugykla.
Taip pat yra specialus standžiųjų diskų tipas - serveriams. Jie yra identiški įprastiems kompiuteriams, tačiau gali skirtis sąsajomis, skirtomis prijungti, ir didesniu našumu.

Visi kiti HDD skirstymai į tipus atsiranda dėl jų savybių, todėl mes juos apsvarstysime.

Kietojo disko specifikacijos

Taigi, pagrindinės kompiuterio standžiojo disko savybės:

Dydis – tai maksimalaus duomenų kiekio, telpančio diske, matas. Pirmas dalykas, į kurį jie dažniausiai atkreipia dėmesį rinkdamiesi HDD. Šis skaičius gali siekti 10 TB, nors namų kompiuteriui dažniau pasirenkama 500 GB – 1 TB;
- Formos veiksnys – standžiojo disko dydis. Labiausiai paplitę yra 3,5 ir 2,5 colio. Kaip minėta pirmiau, 2,5 colio daugeliu atvejų yra įdiegta nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Jie taip pat naudojami išoriniuose HDD. 3,5 colio yra įdiegtas kompiuteryje ir serveryje. Formos veiksnys taip pat turi įtakos garsumui, nes į didesnį diską telpa daugiau duomenų;
- Verpstės greitis – kokiu greičiu sukasi blynai. Labiausiai paplitę yra 4200, 5400, 7200 ir 10 000 aps./min. Ši charakteristika tiesiogiai veikia įrenginio veikimą ir kainą. Kuo didesnis greitis, tuo didesnės abi vertės;
- Sąsaja - HDD prijungimo prie kompiuterio būdas (jungties tipas). Populiariausia vidinių standžiųjų diskų sąsaja šiandien yra SATA (senesni kompiuteriai naudojo IDE). Išoriniai standieji diskai dažniausiai jungiami per USB arba FireWire. Be išvardytų, yra ir kitų sąsajų, tokių kaip SCSI, SAS;
- Buferio dydis (cache atmintis) - HDD valdiklyje įdiegta greitoji atmintis (pagal RAM tipą), skirta laikinai saugoti dažniausiai pasiekiamus duomenis. Buferio dydis gali būti 16, 32 arba 64 MB;
- Atsitiktinės prieigos laikas – laikas, per kurį HDD garantuojamas įrašymas arba skaitymas iš bet kurios disko dalies. Jis svyruoja nuo 3 iki 15 ms;

Be pirmiau minėtų charakteristikų, taip pat galite rasti tokius rodiklius kaip:

Duomenų perdavimo sparta;
- I/O operacijų skaičius per sekundę;
- Triukšmo lygis;
- Patikimumas;
- Atsparumas smūgiams ir kt.;
HDD charakteristikų sąskaita – viskas.

Kietasis diskas (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ kietasis diskas (nešiklis) yra materialus objektas, galintis saugoti informaciją.

Informacijos kaupikliai gali būti klasifikuojami pagal šiuos požymius:

informacijos saugojimo būdas: magnetoelektrinis, optinis, magnetooptinis;
informacijos laikmenos tipas: diskelių ir kietųjų magnetinių diskų įrenginiai, optiniai ir magnetooptiniai diskai, magnetinė juosta, kietojo kūno atminties elementai;
prieigos prie informacijos organizavimo būdas – tiesioginės, nuoseklios ir blokinės prieigos pavaros;
informacijos saugojimo įrenginio tipas – įmontuotas (vidinis), išorinis, autonominis, mobilus (dėvimas) ir kt.

Nemaža dalis šiuo metu naudojamų informacijos laikmenų yra paremtos magnetinėmis laikmenomis.

Kietojo disko įrenginys

Kietajame diske yra plokščių rinkinys, kuris dažniausiai yra metaliniai diskai, padengti magnetine medžiaga - plokštele (gama ferito oksidas, bario feritas, chromo oksidas ...) ir tarpusavyje sujungtos velenu (velenu, ašimi).
Patys diskai (maždaug 2 mm storio) yra pagaminti iš aliuminio, žalvario, keramikos arba stiklo. (žr. paveikslėlį)

Įrašymui naudojami abu diskų paviršiai. Naudotas 4-9 lėkštės. Velenas sukasi dideliu pastoviu greičiu (3600-7200 aps./min.)
Diskų sukimas ir radikalus galvų judėjimas atliekamas naudojant 2 elektros varikliai.
Duomenys rašomi arba nuskaitomi naudojant rašymo/skaitymo galvutės po vieną kiekvienam disko paviršiui. Galvučių skaičius lygus visų diskų darbinių paviršių skaičiui.

Informacija į diską įrašoma griežtai apibrėžtose vietose – koncentriškai takeliai (takeliai) . Trasos skirstomos į sektoriuose. Viename sektoriuje yra 512 baitų informacijos.

Duomenų mainai tarp RAM ir NMD vyksta nuosekliai sveikuoju skaičiumi (klasteriu). klasteris- iš eilės einančių sektorių grandinės (1,2,3,4,…)

Specialusis variklis naudodamas skliaustą, perkelia skaitymo/rašymo galvutę ant nurodyto takelio (perkelia ją radialine kryptimi).
Kai diskas pasukamas, galvutė yra virš norimo sektoriaus. Akivaizdu, kad visos galvutės juda vienu metu, o duomenų skaitymo galvutės juda vienu metu ir nuskaito informaciją iš tų pačių takelių skirtinguose diskuose iš tų pačių takelių skirtinguose diskuose.

Iškviečiami kietojo disko takeliai su tuo pačiu eilės numeriu skirtinguose standžiuosiuose diskuose cilindras .
Skaitymo / rašymo galvutės juda lėkštės paviršiumi. Kuo arčiau galvutė yra prie disko paviršiaus jo neliečiant, tuo didesnis leistinas įrašymo tankis.

Kietojo disko įrenginys

Magnetinis informacijos skaitymo ir rašymo principas

magnetinio įrašymo principas

Fiziniai informacijos įrašymo ir atkūrimo magnetinėse laikmenose procesų pagrindai buvo išdėstyti fizikų M. Faradėjaus (1791 - 1867) ir D. K. Maxwello (1831 - 1879) darbuose.

Magnetinėse laikmenose skaitmeninis įrašas daromas ant magnetiškai jautrios medžiagos. Tokios medžiagos apima kai kurias geležies oksidų, nikelio, kobalto ir jo junginių atmainas, lydinius, taip pat magnetoplastus ir magnetoelastus su klampiu plastiku ir guma, mikromiltelių magnetines medžiagas.

Magnetinė danga yra kelių mikrometrų storio. Danga dedama ant nemagnetinio pagrindo, kuris yra kitoks plastikas magnetinėms juostoms ir diskeliams bei aliuminio lydiniai ir sudėtinės kietųjų diskų pagrindo medžiagos. Disko magnetinė danga turi domeninę struktūrą, t.y. susideda iš daugybės įmagnetintų mažyčių dalelių.

Magnetinis domenas (iš lot. dominium – turėjimas) - tai mikroskopinė, tolygiai įmagnetinta sritis feromagnetiniuose mėginiuose, atskirta nuo gretimų regionų plonais pereinamaisiais sluoksniais (domeno sienelėmis).

Veikiant išoriniam magnetiniam laukui, vidiniai domenų magnetiniai laukai yra orientuoti pagal magnetinio lauko linijų kryptį. Nustojus veikti išoriniam laukui, domeno paviršiuje susidaro liekamojo įmagnetinimo zonos. Dėl šios savybės informacija saugoma ant magnetinio nešiklio, veikiančio magnetiniame lauke.

Įrašant informaciją, magnetine galvute sukuriamas išorinis magnetinis laukas. Informacijos skaitymo procese liekamojo įmagnetinimo zonos, esančios priešais magnetinę galvutę, skaitydami indukuoja joje elektrovaros jėgą (EMF).

Įrašymo ir nuskaitymo iš magnetinio disko schema pateikta 3.1 pav.. EML krypties pokytis per tam tikrą laikotarpį identifikuojamas dvejetainiu vienetu, o šio pokyčio nebuvimas – nuliu. Šis laikotarpis vadinamas bitų elementas.

Magnetinio nešiklio paviršius laikomas punktyrinių pozicijų seka, kurių kiekviena yra susijusi su šiek tiek informacijos. Kadangi šių pozicijų vieta nėra tiksliai nustatyta, įrašymui reikia iš anksto uždėti žymas, kurios padėtų nustatyti reikiamas įrašymo vietas. Norint pritaikyti tokius sinchronizavimo ženklus, diskas turi būti padalintas į takelius.
ir sektoriai - formatavimas.

Greitos prieigos prie informacijos diske organizavimas yra svarbus duomenų saugojimo žingsnis. Internetinė prieiga prie bet kurios disko paviršiaus dalies suteikiama, pirma, suteikiant jai greitą sukimąsi ir, antra, judant magnetinę skaitymo/rašymo galvutę disko spinduliu.
Diskelis sukasi 300-360 aps./min., o kietasis - 3600-7200 aps./min.

Kietojo disko loginis blokas

Magnetinis diskas iš pradžių nėra paruoštas darbui. Kad jis būtų darbinis, jis turi būti suformatuotas, t.y. turi būti sukurta disko struktūra.

Disko struktūra (žymėjimas) sukuriama formatavimo proceso metu.

Formatavimas Magnetiniai diskai susideda iš 2 etapų:

fizinis formatavimas (žemas lygis)
loginis (aukštas lygis).

Fizinio formatavimo metu disko darbinis paviršius yra padalintas į atskiras sritis, vadinamas sektoriai, kurie išsidėstę išilgai koncentrinių apskritimų – takų.

Be to, nustatomi duomenims įrašyti netinkami sektoriai, jie žymimi kaip blogai kad būtų išvengta jų naudojimo. Kiekvienas sektorius yra mažiausias duomenų vienetas diske ir turi savo adresą tiesioginei prieigai prie jo. Sektoriaus adresas apima disko šoninį numerį, takelio numerį ir takelio sektoriaus numerį. Nustatomi fiziniai disko parametrai.

Paprastai vartotojui nereikia rūpintis fiziniu formatavimu, nes daugeliu atvejų standieji diskai pristatomi suformatuoti. Paprastai tai turėtų atlikti specializuotas aptarnavimo centras.

Žemo lygio formatavimas turi būti daroma šiais atvejais:

jei nuliniame takelyje yra gedimas, sukeliantis problemų paleidžiant iš standžiojo disko, tačiau pats diskas yra prieinamas paleidžiant iš diskelio;
jei grąžinsite į darbinę būseną seną diską, pavyzdžiui, pertvarkytą iš sugedusio kompiuterio.
jei pasirodė, kad diskas suformatuotas dirbti su kita operacine sistema;
jei diskas nustojo normaliai veikti ir visi atkūrimo metodai nedavė teigiamų rezultatų.

Atminkite, kad fizinis formatavimas yra labai galinga operacija.- kai jis bus vykdomas, diske saugomi duomenys bus visiškai ištrinti ir jų atkurti bus visiškai neįmanoma! Taigi nepradėkite žemo lygio formatavimo, nebent esate tikri, kad visus svarbius duomenis išsaugojote standžiajame diske!

Atlikus žemo lygio formatavimą, seka kitas veiksmas – standžiojo disko skaidinio sukūrimas į vieną ar daugiau loginiai diskai - geriausias būdas išspręsti diske išsibarsčiusių katalogų ir failų painiavą.

Nepridėdami prie sistemos aparatūros elementų, galėsite dirbti su keliomis vieno standžiojo disko dalimis, kaip ir su keliais diskais.
Tai nepadidina disko talpos, tačiau galite žymiai pagerinti jo organizavimą. Be to, skirtingoms operacinėms sistemoms gali būti naudojami skirtingi loginiai diskai.

At loginis formatavimas galutinis laikmenos paruošimas duomenų saugojimui vyksta logiškai sutvarkant vietos diske.
Diskas ruošiamas įrašyti failus į sektorius, sukurtus žemo lygio formatavimu.
Sukūrus disko suskirstymo lentelę, seka kitas žingsnis – atskirų gedimo dalių, toliau vadinamų loginiais diskais, loginis formatavimas.

loginis diskas yra tam tikra standžiojo disko sritis, kuri veikia taip pat kaip atskiras diskas.

Loginis formatavimas yra daug paprastesnis procesas nei žemo lygio formatavimas.
Norėdami tai padaryti, paleiskite iš diskelio, kuriame yra FORMAT programa.
Jei turite kelis loginius diskus, formatuokite juos po vieną.

Loginio formatavimo proceso metu diskas yra paskirstomas sistemos sritis kuri susideda iš 3 dalių:

įkrovos sektorius ir skaidinių lentelė (įkrovos įrašas)
failų paskirstymo lentelės (FAT), kurie įrašo takelių ir sektorių, kuriuose saugomi failai, skaičių
šakninis katalogas (Root Directory).

Informacija įrašoma dalimis per klasterį. Tame pačiame klasteryje negali būti 2 skirtingų failų.
Be to, šiame etape diskui gali būti suteiktas pavadinimas.

Kietąjį diską galima padalyti į kelis loginius diskus ir atvirkščiai 2 kietuosius diskus galima sujungti į vieną loginį diską.

Kietajame diske rekomenduojama sukurti bent du skirsnius (du loginius diskus): vienas iš jų skirtas operacinei sistemai ir programinei įrangai, antrasis diskas išskirtinai skirtas vartotojo duomenims. Taigi duomenys ir sistemos failai yra saugomi atskirai vienas nuo kito ir operacinės sistemos gedimo atveju tikimybė išsaugoti vartotojo duomenis yra daug didesnė.

Kietojo disko charakteristikos

Kietieji diskai (kietieji diskai) skiriasi vienas nuo kito šiomis savybėmis:

talpa
greitis – duomenų prieigos laikas, informacijos skaitymo ir rašymo greitis.
sąsaja (prijungimo būdas) - valdiklio tipas, prie kurio reikia prijungti standųjį diską (dažniausiai IDE / EIDE ir įvairios SCSI parinktys).
kitos funkcijos

1. Talpa- informacijos kiekis, kuris telpa diske (nustatomas pagal gamybos technologijos lygį).
Šiandien talpa yra 500–2000 ar daugiau GB. Vietos standžiajame diske niekada neužtenka.

2. Darbo greitis (našumas) Diskas apibūdinamas dviem indikatoriais: disko prieigos laikas ir disko skaitymo/rašymo greitis.

Prieigos laikas - laikas, reikalingas skaitymo / rašymo galvutėms perkelti (pastatyti) į norimą takelį ir sektorių.
Vidutinis būdingas prieigos tarp dviejų atsitiktinai parinktų takelių laikas yra maždaug 8-12 ms (milisekundžių), greitesnių diskų laikas yra 5-7 ms.
Perėjimo į gretimą takelį (gretimą cilindrą) laikas yra mažesnis nei 0,5–1,5 ms. Taip pat reikia laiko pasukti į tinkamą sektorių.
Bendras šių dienų standžiųjų diskų disko sukimosi laikas yra 8–16 ms, vidutinis sektoriaus laukimo laikas yra 3–8 ms.
Kuo trumpesnis prieigos laikas, tuo greičiau diskas veiks.

Skaitymo / rašymo greitis(I/O pralaidumas) arba duomenų perdavimo sparta (perdavimas)- nuoseklių duomenų perdavimo laikas priklauso ne tik nuo disko, bet ir nuo jo valdiklio, magistralės tipų, procesoriaus greičio. Lėtų diskų greitis yra 1,5-3 Mb / s, greitųjų - 4-5 Mb / s, naujausių - 20 Mb / s.
Kietieji diskai su SCSI sąsaja palaiko 10 000 aps./min. sukimosi greitį. ir vidutinis paieškos laikas 5ms, duomenų perdavimo sparta 40-80 Mb/s.

3.Kietojo disko sąsajos standartas - t.y. valdiklio tipas, prie kurio reikia prijungti standųjį diską. Jis yra pagrindinėje plokštėje.
Yra trys pagrindinės ryšio sąsajos

IDE ir įvairūs jo variantai

IDE (Integrated Disk Electronics) arba (ATA) pažangios technologijos priedas
Privalumai – paprastumas ir maža kaina

Perdavimo sparta: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mbps. Duomenims tobulėjant, sąsaja palaiko įrenginių sąrašo išplėtimą: kietasis diskas, super diskelis, magnetooptika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Įvedami kai kurie lygiagretinimo elementai (jungimas ir atjungimas / pakartotinis prijungimas), duomenų vientisumo kontrolė perdavimo metu. Pagrindinis IDE trūkumas yra nedidelis prijungtų įrenginių skaičius (ne daugiau kaip 4), kurio aukščiausios klasės kompiuteriui akivaizdžiai nepakanka.
Šiandien IDE sąsajos perėjo prie naujų Ultra ATA mainų protokolų. Žymiai padidinkite pralaidumą
4 režimas ir DMA (tiesioginė prieiga prie atminties) 2 režimas leidžia perduoti duomenis 16,6 Mb / s greičiu, tačiau realus duomenų perdavimo greitis būtų daug mažesnis.
Ultra DMA/33 ir Ultra DMA/66 standartai sukurti 98 m. vasario mėn. „Quantum“ turi 3 darbo režimus atitinkamai 0, 1, 2 ir 4, antrajame režime laikmena palaiko
perdavimo greitis 33Mb/s. (Ultra DMA/33 2 režimas) Šį didelį greitį galima pasiekti tik keičiant su saugojimo buferiu. Norėdami pasinaudoti
Ultra DMA standartai turi atitikti 2 sąlygas:

1. aparatūros palaikymas pagrindinėje plokštėje (lustų rinkinyje) ir paties disko šone.

2. palaikyti Ultra DMA režimą, kaip ir kitus DMA (tiesioginė atmintis – tiesioginė prieiga prie atminties).

Reikalinga speciali tvarkyklė skirtingiems mikroschemų rinkiniams. Paprastai jie pridedami prie sistemos plokštės, jei reikia, ją galima „atsisiųsti“
iš interneto iš pagrindinės plokštės gamintojo svetainės.

Ultra DMA standartas yra suderinamas su ankstesniais lėtesniais valdikliais.
Šiandieninė versija: Ultra DMA/100 (2000 m. pabaiga) ir Ultra DMA/133 (2001 m.).

SATA
IDE (ATA) pakeitimas kita Fireware (IEEE-1394) didelės spartos nuosekliąja magistrale. Naujų technologijų naudojimas leis padidinti perdavimo greitį iki 100 Mb/s,
padidina sistemos patikimumą, tai leis įdiegti įrenginius be kompiuterio, o tai visiškai neįmanoma ATA sąsajoje.

SCSI (mažos kompiuterių sistemos sąsaja)- įrenginiai yra 2 kartus brangesni nei įprasti, jiems reikia specialaus valdiklio pagrindinėje plokštėje.
Naudojamas serveriams, leidybos sistemoms, CAD. Teikti didesnį našumą (greitis iki 160Mb/s), platų prijungtų saugojimo įrenginių asortimentą.
SCSI valdiklį reikia įsigyti su atitinkamu disku.

SCSI pranašumas prieš IDE – lankstumas ir našumas.
Lankstumas yra susijęs su dideliu prijungtų įrenginių skaičiumi (7–15), o IDE (ne daugiau kaip 4) – ilgesniu kabeliu.
Našumas – didelis perdavimo greitis ir galimybė vienu metu apdoroti kelias operacijas.

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

2. Kita SCSI sąsajos technologija vadinama Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) leidžia prisijungti iki 100Mbps, kabelio ilgis iki 30 metrų. FC-AL technologija leidžia atlikti „karštą“ ryšį, t.y. kelyje, turi papildomų linijų klaidų kontrolei ir taisymui (technologija yra brangesnė už įprastą SCSI).

4. Kitos šiuolaikinių standžiųjų diskų savybės

Didelė standžiųjų diskų modelių įvairovė apsunkina tinkamo pasirinkimo.
Be reikalingo pajėgumo, labai svarbus ir našumas, kurį daugiausia lemia jo fizinės savybės.
Tokios charakteristikos yra vidutinis paieškos laikas, sukimosi greitis, vidinis ir išorinis perdavimo greitis, talpyklos dydis.

4.1 Vidutinis paieškos laikas.

Kietasis diskas praleidžia šiek tiek laiko, kad perkeltų dabartinės padėties magnetinę galvutę į naują, reikalingą kitai informacijai perskaityti.
Kiekvienoje konkrečioje situacijoje šis laikas yra skirtingas, priklausomai nuo atstumo, kurį turi judėti galva. Paprastai specifikacijose pateikiamos tik vidutinės reikšmės, o skirtingų įmonių naudojami vidurkinimo algoritmai paprastai skiriasi, todėl tiesioginis palyginimas yra sudėtingas.

Pavyzdžiui, „Fujitsu“, „Western Digital“ praeina per visas įmanomas takelių poras, „Maxtor“ ir „Quantum“ naudoja laisvosios prieigos metodą. Gautas rezultatas gali būti toliau koreguojamas.

Rašymo ieškojimo laiko vertė dažnai yra šiek tiek didesnė nei skaitymo. Kai kurie gamintojai savo specifikacijose nurodo tik mažesnę vertę (skaitymui). Bet kokiu atveju, be vidutinių verčių, naudinga atsižvelgti į maksimalų (per visą diską),
ir minimalus (ty nuo takelio iki takelio) paieškos laikas.

4.2 Sukimosi greitis

Prieigos prie norimo įrašo fragmento greičio požiūriu sukimosi greitis įtakoja vadinamojo paslėpto laiko reikšmę, kurios reikia, kad diskas pasisuktų į magnetinę galvutę su norimu sektoriumi.

Vidutinė šio laiko reikšmė atitinka pusę disko apsisukimo ir yra 8,33 ms esant 3600 aps./min., 6,67 ms esant 4500 aps./min., 5,56 ms esant 5400 aps./min., 4,17 ms esant 7200 aps./min.

Paslėpto laiko reikšmė yra panaši į vidutinį paieškos laiką, todėl kai kuriais režimais ji gali turėti tokį patį, jei ne didesnį poveikį našumui.

4.3 Vidinis perdavimo sparta

Greitis, kuriuo duomenys įrašomi į diską arba nuskaitomi iš jo. Dėl zoninio įrašymo jis turi kintamą reikšmę – didesnę išoriniuose takeliuose ir mažesnę vidiniuose.
Kai dirbate su ilgais failais, daugeliu atvejų būtent šis parametras riboja perdavimo spartą.

4.4 Išorinis perdavimo sparta

- greitis (pikas), kuriuo duomenys perduodami per sąsają.

Tai priklauso nuo sąsajos tipo ir dažniausiai turi fiksuotas reikšmes: 8.3; 11.1; 16,7 Mb/s patobulintam IDE (PIO Mode2, 3, 4); 33,3 66,6 100 Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s atitinkamai sinchroniniam SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bitų).

4.5 Talpyklos atminties standžiojo disko buvimas ir jo dydis (disko buferis).

Talpyklos atminties (vidinio buferio) tūris ir struktūra gali labai paveikti standžiojo disko veikimą. Kaip ir įprastai talpyklai,
produktyvumo didėjimas pasiekus tam tikrą apimtį smarkiai sulėtėja.

Didelė segmentuota talpykla yra svarbi didelio našumo SCSI diskams, naudojamiems daugiafunkcinėse aplinkose. Kuo daugiau talpyklos, tuo greitesnis standusis diskas (128–256 Kb).

Gana sunku atskirti kiekvieno parametro įtaką bendram veikimui.

Reikalavimai standžiajam diskui

Pagrindinis reikalavimas diskams – veikimo patikimumą garantuoja ilgas 5-7 metų komponentų tarnavimo laikas; gera statistika, būtent:

vidutinis laikas tarp gedimų yra ne mažesnis kaip 500 tūkstančių valandų (aukščiausia klasė yra 1 milijonas valandų ar daugiau).
įmontuota aktyvaus disko mazgų būklės stebėjimo sistema SMART /Savęs stebėjimo analizė ir ataskaitų technologija.

Technologijos S.M.A.R.T. (Savikontrolės analizės ir ataskaitų teikimo technologija) yra atviras pramonės standartas, kurį vienu metu sukūrė Compaq, IBM ir daugelis kitų standžiųjų diskų gamintojų.

Šios technologijos esmė slypi vidinėje standžiojo disko savidiagnostikoje, kuri leidžia įvertinti esamą jo būklę ir informuoti apie galimas ateities problemas, dėl kurių gali dingti duomenys ar sugesti diskas.

Nuolat stebima visų gyvybiškai svarbių disko elementų būsena:
galvutės, darbiniai paviršiai, elektros variklis su velenu, elektronikos mazgas. Pavyzdžiui, jei nustatomas signalo susilpnėjimas, tada informacija perrašoma ir vyksta tolesnis stebėjimas.
Jei signalas vėl susilpnėja, duomenys perkeliami į kitą vietą, o ši grupė yra sugedusi ir nepasiekiama, o vietoj jos pasiekiama kita grupė iš disko rezervo.

Dirbdami su standžiuoju disku, turėtumėte laikytis temperatūros režimo, kuriame diskas veikia. Gamintojai garantuoja be rūpesčių kietojo disko veikimą esant jų aplinkos temperatūrai nuo 0C iki 50C, nors iš esmės be rimtų pasekmių ribas galima keisti bent 10 laipsnių į abi puses.
Esant dideliems temperatūros nuokrypiams, gali nesusiformuoti reikiamo storio oro tarpas, dėl kurio bus pažeistas magnetinis sluoksnis.

Apskritai HDD gamintojai gana daug dėmesio skiria savo gaminių patikimumui.

Pagrindinė problema yra pašalinių dalelių patekimas į diską.

Palyginimui: tabako dūmų dalelė yra dvigubai didesnė už atstumą tarp paviršiaus ir galvos, žmogaus plauko storis 5-10 kartų didesnis.
Galvai susidūrimas su tokiais objektais sukels stiprų smūgį ir dėl to dalinį pažeidimą arba visišką gedimą.
Išoriškai tai pastebima kaip daugybės reguliariai išdėstytų netinkamų naudoti grupių atsiradimas.

Pavojingi yra trumpalaikiai dideli pagreičiai (perkrovos), atsirandantys smūgių, kritimų ir pan. Pavyzdžiui, nuo smūgio galva smarkiai atsitrenkia į magnetinį
sluoksnį ir sukelia jo sunaikinimą atitinkamoje vietoje. Arba, priešingai, iš pradžių pasislenka priešinga kryptimi, o tada, veikiamas tamprumo jėgos, kaip spyruoklė atsitrenkia į paviršių.
Dėl to korpuse atsiranda magnetinės dangos dalelės, kurios vėl gali pažeisti galvą.

Jūs neturėtumėte galvoti, kad veikiami išcentrinės jėgos jie nuskris nuo disko - magnetinio sluoksnio
tvirtai juos įtraukia. Iš esmės pasekmės yra ne pats smūgis (galite kažkaip susitaikyti su tam tikro klasterių skaičiaus praradimu), o tai, kad tokiu atveju susidaro dalelės, kurios tikrai dar labiau sugadins diską.

Siekdamos išvengti tokių labai nemalonių atvejų, įvairios firmos griebiasi įvairiausių gudrybių. Be to, kad paprasčiausiai padidinamas disko komponentų mechaninis stiprumas, naudojama ir išmani S.M.A.R.T. technologija, kuri stebi įrašymo patikimumą ir duomenų laikmenoje saugumą (žr. aukščiau).

Tiesą sakant, diskas visada nėra suformatuotas iki galo, yra tam tikra paraštė. Taip yra daugiausia dėl to, kad praktiškai neįmanoma pagaminti laikiklio
ant kurių absoliučiai visas paviršius būtų kokybiškas, tikrai bus blogų klasterių (gedusių). Žemo lygio formatuojant diską, jo elektronika sukonfigūruojama taip
kad jis aplenktų šias sugedusias sritis ir vartotojui visiškai nepastebėtų, kad laikmena turi defektą. Bet jei jie matomi (pavyzdžiui, po formatavimo
paslaugų programa rodo jų skaičių kitokį nei nulis), tada tai jau labai blogai.

Jei garantija nepasibaigusi (o, mano nuomone, geriausia pirkti HDD su garantija), tai nedelsdami važiuokite pas pardavėją ir reikalaukite pakeisti laikmeną arba grąžinti pinigus.
Pardavėjas, žinoma, iš karto pradės sakyti, kad pora blogų skyrių dar nekelia nerimo, bet netikėkite juo. Kaip jau minėta, ši pora greičiausiai sukels daug kitų, o vėliau apskritai įmanomas visiškas standžiojo disko gedimas.

Diskas yra ypač jautrus pažeidimams darbinės būklės, todėl nereikėtų statyti kompiuterio tokioje vietoje, kur jį gali patirti įvairūs smūgiai, vibracija ir pan.

Kietojo disko paruošimas darbui

Pradėkime nuo pat pradžių. Tarkime, kad standųjį diską ir laidą prie jo įsigijote atskirai nuo kompiuterio.
(Faktas tas, kad pirkdami surinktą kompiuterį gausite naudojimui paruoštą diską).

Keletas žodžių apie tai, kaip elgtis. Kietasis diskas yra labai sudėtingas produktas, kuriame, be elektronikos, yra ir tikslioji mechanika.
Todėl su juo reikia elgtis atsargiai – smūgiai, kritimai ir stipri vibracija gali pažeisti jo mechaninę dalį. Paprastai pavaros plokštėje yra daug mažo dydžio elementų ir ji nėra uždaryta tvirtais dangčiais. Dėl šios priežasties turėtumėte pasirūpinti jo saugumu.
Pirmas dalykas, kurį reikia padaryti gavus standųjį diską, yra perskaityti su juo gautą dokumentaciją – joje tikrai bus daug naudingos ir įdomios informacijos. Tai darydami turėtumėte atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:

trumpiklių, kurie nustato disko nustatymą (diegimą), buvimas ir parinktys, pavyzdžiui, apibrėžiant tokį parametrą kaip fizinį disko pavadinimą (jie gali būti, bet gali ir nebūti),
galvučių, cilindrų, sektorių skaičius diskuose, išankstinio kompensavimo lygis, taip pat disko tipas. Šie duomenys turi būti įvesti atsakant į kompiuterio sąrankos programos (sąrankos) raginimą.
Visa ši informacija bus reikalinga formatuojant diską ir ruošiant aparatą dirbti su juo.
Jei kompiuteris pats nenustato jūsų standžiojo disko parametrų, diegti diską, kuriam nėra dokumentacijos, taps didesne problema.
Daugumoje standžiųjų diskų galite rasti etiketes su gamintojo pavadinimu, įrenginio tipu (prekės ženklu), taip pat takelių, kurių naudoti neleidžiama, lentelę.
Be to, pavaroje gali būti informacijos apie galvučių, cilindrų ir sektorių skaičių bei išankstinio kompensavimo lygį.

Teisybės dėlei reikia pasakyti, kad dažnai ant disko užrašomas tik jo pavadinimas. Tačiau net ir šiuo atveju reikiamą informaciją galite rasti kataloge,
arba paskambinę įmonės atstovui. Svarbu gauti atsakymus į tris klausimus:

Kaip turėtų būti nustatyti trumpikliai, kad diską būtų galima naudoti kaip pagrindinį / pavaldinį?
kiek cilindrų, galvučių, sektorių viename takelyje, kokia išankstinio kompensavimo vertė?
Kurio tipo diskas iš ROM BIOS geriausiai tinka šiam įrenginiui?

Turėdami šią informaciją galite tęsti standžiojo disko diegimą.

Norėdami kompiuteryje įdiegti standųjį diską, atlikite šiuos veiksmus:

Atjunkite visą sistemos bloką nuo maitinimo šaltinio, nuimkite dangtelį.
Prijunkite standžiojo disko kabelį prie pagrindinės plokštės valdiklio. Jei įdiegiate antrąjį diską, galite naudoti kabelį iš pirmojo, jei jis turi papildomą jungtį, tačiau reikia atsiminti, kad skirtingų standžiųjų diskų greitis bus lyginamas lėtai.
Jei reikia, perjunkite trumpiklius pagal tai, kaip naudojamas standusis diskas.
Įstatykite diską į laisvą vietą ir prijunkite laidą nuo valdiklio plokštėje prie standžiojo disko jungties su raudona juostele prie maitinimo šaltinio, maitinimo kabelio.
Saugiai pritvirtinkite standųjį diską keturiais varžtais iš abiejų pusių, kabelius tvarkingai/taupiai įkiškite į kompiuterio vidų, kad uždarant dangtelį jų nenupjautumėte,
Uždarykite sistemos bloką.
Jei kompiuteris pats neaptiko standžiojo disko, pakeiskite kompiuterio konfigūraciją naudodami sąranką, kad kompiuteris žinotų, jog prie jo pridėtas naujas įrenginys.

Kietųjų diskų gamintojai

Tokios pat talpos (bet skirtingų gamintojų) kietieji diskai dažniausiai turi daugmaž panašias charakteristikas, o skirtumai daugiausia išreiškiami korpuso dizainu, formos koeficientu (kitaip tariant, matmenimis) ir garantiniu laikotarpiu. Be to, apie pastarąjį reikėtų pasakyti ypač: informacijos kaina šiuolaikiniame kietajame diske dažnai yra daug kartų didesnė už jo paties kainą.

Jei jūsų diskas sugenda, bandymas jį taisyti dažnai reiškia tik papildomą jūsų duomenų pavojų.
Daug racionalesnis būdas yra pakeisti sugedusį įrenginį nauju.
Liūto dalį kietųjų diskų Rusijos (ir ne tik) rinkoje sudaro IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum produktai.

gamintojo, gaminančio tokio tipo pavarą, pavadinimas,

Korporacija Quantum (www. quantum. com.), įkurta 1980 m., yra viena iš veteranų diskų saugyklų rinkoje. Įmonė garsėja savo novatoriškais techniniais sprendimais, kuriais siekiama pagerinti standžiųjų diskų patikimumą ir našumą, disko prieigos laiką ir disko skaitymo/rašymo greitį, galimybę informuoti apie galimas ateities problemas, dėl kurių gali prarasti duomenys ar gedimas diskas.

- Viena iš Quantum patentuotų technologijų yra SPS (Shock Protection System), skirta apsaugoti diską nuo smūgių.

- integruota DPS (Data Protection System) programa, skirta išsaugoti brangiausius - juose saugomus duomenis.

Korporacija Western Digital (www.wdс.com.) taip pat yra viena iš seniausių diskų įrenginius gaminančių įmonių, per savo istoriją ji žinojo savo pakilimus ir nuosmukius.
Neseniai bendrovė savo diskuose galėjo įdiegti naujausias technologijas. Tarp jų verta paminėti mūsų pačių sukurtą technologiją „Data Lifeguard“, kuri yra tolimesnė S.M.A.R.T. Ji bando logiškai užbaigti grandinę.

Pagal šią technologiją disko paviršius yra reguliariai nuskaitomas tuo laikotarpiu, kai jo nenaudoja sistema. Jis nuskaito duomenis ir patikrina jų vientisumą. Jei pasiekiant sektorių pastebimos problemos, duomenys perduodami į kitą sektorių.
Informacija apie nekokybiškus sektorius įrašoma į vidinių defektų sąrašą, o tai leidžia ateityje nerašyti į blogus sektorius.

Firma „Seagate“ (www.seagate.com) labai žinomas mūsų rinkoje. Beje, rekomenduoju būtent šios firmos kietuosius diskus, nes jie yra patikimi ir patvarūs.

1998 m. ji vėl sugrįžo išleisdama Medalist Pro diskų seriją.
kurių sukimosi greitis yra 7200 aps./min., naudojant tam specialius guolius. Anksčiau šis greitis buvo naudojamas tik SCSI sąsajos diskuose, o tai padidino našumą. Toje pačioje serijoje naudojama SeaShield System technologija, skirta pagerinti disko ir jame saugomų duomenų apsaugą nuo elektrostatinio ir smūgio poveikio. Kartu sumažėja ir elektromagnetinės spinduliuotės poveikis.

Visi pagaminti diskai palaiko S.M.A.R.T.
Naujuose „Seagate“ diskuose yra patobulinta „SeaShield“ sistemos versija su daugiau funkcijų.
Svarbu tai, kad „Seagate“ paskelbė apie didžiausią atnaujintos serijos atsparumą smūgiams – 300G neveikiančioje būsenoje.

Firma IBM (www.storage.ibm.com) nors dar visai neseniai jis nebuvo pagrindinis tiekėjas Rusijos kietųjų diskų rinkoje, jis greitai įgijo gerą reputaciją dėl greitų ir patikimų standžiųjų diskų.

Firma „Fujitsu“ (www.fujitsu.com) yra didelis ir patyręs ne tik magnetinių, bet ir optinių bei magnetooptinių diskų įrenginių gamintojas.
Tiesa, kietųjų diskų su IDE sąsaja rinkoje įmonė anaiptol nėra lyderė: ji valdo (įvairių tyrimų duomenimis) apie 4% šios rinkos, o pagrindiniai jos interesai slypi SCSI įrenginių srityje.

Terminų žodynas

Kadangi kai kurie pavaros elementai, kurie vaidina svarbų vaidmenį jos veikime, dažnai suvokiami kaip abstrakčios sąvokos, toliau pateikiami svarbiausių terminų paaiškinimai.

Prieigos laikas yra laikas, kurio reikia, kol standusis diskas ieško ir perkelia duomenis į atmintį arba iš jos.
Kietųjų diskų našumą dažnai lemia prieigos (paleidimo) laikas.

Klasteris (Сluster)- mažiausias vietos vienetas, su kuriuo OS dirba failų vietos lentelėje. Paprastai klasterį sudaro 2-4-8 ar daugiau sektorių.
Sektorių skaičius priklauso nuo disko tipo. Ieškant grupių, o ne atskirų sektorių, laikui bėgant sumažėja OS išlaidos. Didelės grupės užtikrina greitesnį veikimą
diską, nes klasterių skaičius šiuo atveju yra mažesnis, tačiau diske esanti vieta (vieta) išnaudojama blogiau, nes daugelis failų gali būti mažesni už klasterį ir likę klasterio baitai nenaudojami.

Valdiklis (CU) (valdiklis)- grandinės, paprastai esančios išplėtimo plokštėje, valdančios standžiojo disko veikimą, įskaitant galvos judėjimą ir duomenų skaitymą bei rašymą.

Cilindras (Cylinder)- Takeliai, esantys vienas priešais kitą, visose visų diskų pusėse.

Vairavimo galvutė- mechanizmas, judantis išilgai standžiojo disko paviršiaus ir užtikrinantis elektromagnetinį duomenų įrašymą arba nuskaitymą.

Failų paskirstymo lentelė (FAT)- OS sugeneruotas įrašas, kuris seka kiekvieno failo vietą diske ir kurie sektoriai yra naudojami ir kurie gali laisvai įrašyti į juos naujus duomenis.

Galvos tarpas yra atstumas tarp disko galvutės ir disko paviršiaus.

Interleave- ryšys tarp disko sukimosi greičio ir sektorių organizavimo diske. Paprastai disko sukimosi greitis viršija kompiuterio galimybę priimti duomenis iš disko. Kol valdiklis nuskaito duomenis, kitas serijinis sektorius jau praėjo galvą. Todėl duomenys į diską įrašomi per vieną ar du sektorius. Naudodami specialią programinę įrangą formatuodami diską galite pakeisti juostelių išdėstymo tvarką.

Loginis diskas- tam tikros standžiojo disko darbinio paviršiaus dalys, kurios laikomos atskirais įrenginiais.
Kai kurie loginiai diskai gali būti naudojami kitoms operacinėms sistemoms, pvz., UNIX.

Parkavimas- diskų galvučių perkėlimas į tam tikrą tašką ir fiksavimas nejudančioje būsenoje virš nenaudojamų disko dalių, kad būtų sumažinta žala, kai diskas kratomas, kai galvutės atsitrenkia į disko paviršių.

Skirstymas– kietojo disko padalijimo į loginius diskus operacija. Visi diskai yra skaidomi, nors maži diskai gali turėti tik vieną skaidinį.

Diskas (lėkštė)- pats metalinis diskas, padengtas magnetine medžiaga, ant kurio surašomi duomenys. Kietajame diske paprastai yra daugiau nei vienas diskas.

RLL (riboto veikimo trukmė) Kai kurių valdiklių naudojama kodavimo schema, skirta padidinti sektorių skaičių viename takelyje, kad tilptų daugiau duomenų.

Sektorius- disko takelių padalijimas, kuris yra pagrindinis disko naudojamas dydžio vienetas. OS sektoriai paprastai yra 512 baitų.

Padėties nustatymo laikas (ieškojimo laikas)- laikas, per kurį galva pajudėtų iš takelio, kuriame ji sumontuota, į kitą norimą takelį.

Takelis (Track)- koncentrinis disko padalijimas. Takeliai yra kaip takeliai įraše. Skirtingai nuo įrašo takelių, kurie yra ištisinė spiralė, disko takeliai yra apskriti. Savo ruožtu takeliai skirstomi į grupes ir sektorius.

Paieškos laikas nuo takelio iki takelio- laikas, reikalingas pavaros galvutės perėjimui į gretimą vėžę.

Perdavimo sparta- informacijos kiekis, perduodamas tarp disko ir kompiuterio per laiko vienetą. Tai taip pat apima takelio paieškos laiką.

Sveikinimai visiems tinklaraščio skaitytojams. Daugelis žmonių domisi klausimu - kaip veikia kompiuterio kietasis diskas. Todėl nusprendžiau šiandieninį straipsnį skirti tam.

Kompiuterio standusis diskas (HDD arba kietasis diskas) reikalingas informacijai saugoti išjungus kompiuterį, kitaip nei RAM () – kuriame informacija saugoma tol, kol išjungiamas maitinimas (kol išjungiamas kompiuteris).

Kietasis diskas, tiesa, gali būti vadinamas tikru meno kūriniu, tik inžinerija. Taip Taip tiksliai. Taip sudėtinga viduje viskas sutvarkyta. Šiuo metu kietasis diskas yra populiariausias informacijos saugojimo įrenginys visame pasaulyje, jis prilygsta tokiems prietaisams kaip: „flash drive“ (flash drives), SSD. Daugelis žmonių yra girdėję apie standžiojo disko įrenginio sudėtingumą ir stebisi, kaip į jį talpinama tiek daug informacijos, todėl norėtų sužinoti, kaip yra išdėstytas kompiuterio standusis diskas arba iš ko jis susideda. Šiandien tokia galimybė bus).

Kietasis diskas susideda iš penkių pagrindinių dalių. Ir pirmasis iš jų - integrinis grandynas, kuri sinchronizuoja disko darbą su kompiuteriu ir valdo visus procesus.

Antroji dalis yra elektros variklis(špindelis), diskas sukasi maždaug 7200 aps./min. greičiu, o integrinis grandynas palaiko pastovų sukimosi greitį.

O dabar trečias svarbiausia dalis yra rokeris, kuris gali ir rašyti, ir skaityti informaciją. Svirties galas dažniausiai padalinamas taip, kad galėtumėte dirbti su keliais diskais vienu metu. Tačiau svirties galvutė niekada nesiliečia su diskais. Tarp disko paviršiaus ir galvos yra tarpas, šio tarpo dydis yra maždaug penkis tūkstančius kartų mažesnis nei žmogaus plauko storis!

Bet vis tiek pažiūrėkime, kas atsitiks, jei tarpas išnyks ir svirties galvutė susilies su besisukančio disko paviršiumi. Dar iš mokyklos prisimename, kad F = m * a (mano nuomone, antrasis Niutono dėsnis), iš kurio išplaukia, kad objektas, turintis mažą masę ir didžiulį pagreitį, tampa neįtikėtinai sunkus. Atsižvelgiant į didžiulį paties disko sukimosi greitį, svirties galvutės svoris tampa labai, labai pastebimas. Natūralu, kad šiuo atveju disko pažeidimas yra neišvengiamas. Beje, taip atsitiko su disku, kuriame ši spraga dėl tam tikrų priežasčių išnyko:

Svarbus ir trinties jėgos vaidmuo, t.y. beveik visiškas jo nebuvimas, kai svirtis pradeda skaityti informaciją, perjungdama iki 60 kartų per sekundę. Bet palaukite, kur čia variklis, kuris varo rokerį ir net tokiu greičiu? Tiesą sakant, tai nematoma, nes tai elektromagnetinė sistema, kuri veikia sąveikaujant 2 gamtos jėgoms: elektros ir magnetizmo. Tokia sąveika leidžia pagreitinti rokerį iki šviesos greičio, tiesiogine prasme.

Ketvirtoji dalis- pats kietasis diskas, čia informacija rašoma ir skaitoma, beje, jų gali būti keletas.

Na, o penktoji, paskutinė standžiojo disko dizaino dalis, žinoma, yra tas dėklas, kuriame yra sumontuoti visi kiti komponentai. Naudojamos tokios medžiagos: beveik visas korpusas pagamintas iš plastiko, tačiau viršutinis dangtelis visada metalinis. Surinktas korpusas dažnai vadinamas „sulaikymo zona“. Yra nuomonė, kad izoliavimo zonoje nėra oro, tiksliau, kad ten yra vakuumas. Tokia nuomonė pagrįsta tuo, kad esant tokiam dideliam disko sukimosi greičiui, net dulkių dėmė, patekusi į vidų, gali padaryti daug blogų dalykų. Ir tai beveik tiesa, išskyrus tai, kad ten nėra vakuumo – bet yra išgrynintas, išdžiovintas oras arba neutralios dujos – pavyzdžiui, azotas. Nors galbūt ankstesnėse standžiųjų diskų versijose, užuot valęs orą, jis buvo tiesiog išpumpuojamas.

Kalbėjomės apie komponentus, t.y. iš ko pagamintas kietasis diskas. Dabar pakalbėkime apie duomenų saugojimą.

Kaip ir kokia forma duomenys saugomi kompiuterio standžiajame diske

Duomenys saugomi siauruose takeliuose disko paviršiuje. Gamybos metu į diską pritaikoma daugiau nei 200 000 tokių takelių. Kiekvienas takelis yra padalintas į sektorius.

Trasos ir sektorių žemėlapiai leidžia nustatyti, kur rašyti arba kur skaityti informaciją. Vėlgi, visa informacija apie sektorius ir takelius yra integruotos grandinės atmintyje, kuri, skirtingai nei kiti kietojo disko komponentai, yra ne korpuso viduje, o išorėje ir dažniausiai iš apačios.

Pats disko paviršius lygus ir blizgus, bet tai tik iš pirmo žvilgsnio. Atidžiau panagrinėjus, paviršiaus struktūra yra sudėtingesnė. Faktas yra tas, kad diskas pagamintas iš metalo lydinio, padengto feromagnetiniu sluoksniu. Šis sluoksnis atlieka visą darbą. Kaip feromagnetinis sluoksnis atsimena visą informaciją? Labai paprasta. Svirties galvutė įmagnetina mikroskopinį plotą ant plėvelės (feromagnetinio sluoksnio), nustatydama tokios ląstelės magnetinį momentą į vieną iš būsenų: 0 arba 1. Kiekvienas toks nulis ir vienetas vadinami bitais. Taigi bet kokia informacija, įrašyta į standųjį diską, iš tikrųjų yra tam tikra seka ir tam tikras nulių bei vienetų skaičius. Pavyzdžiui, geros kokybės nuotrauka užima apie 29 milijonus šių langelių ir yra išsklaidyta 12 skirtingų sektorių. Taip, skamba įspūdingai, bet iš tikrųjų – toks didžiulis bitų skaičius užima labai mažą plotą disko paviršiuje. Kiekviename kietojo disko paviršiaus kvadratiniame centimetre yra kelios dešimtys milijardų bitų.

Kaip veikia kietasis diskas

Ką tik išnagrinėjome standžiojo disko įrenginį, kiekvieną jo komponentą atskirai. Dabar siūlau susieti viską į tam tikrą sistemą, kurios dėka bus aiškus pats standžiojo disko veikimo principas.

Taigi, kaip veikia kietasis diskas sekantis: pradėjus eksploatuoti kietąjį diską, reiškia arba į jį rašoma, arba iš jo skaitoma informacija, arba iš jo pradeda įsibėgėti elektros variklis (špindelis), o kadangi kietieji diskai sutvarkyti ant paties veleno, atitinkamai, jie kartu su juo taip pat pradeda suktis. Ir kol disko (-ų) greitis nepasiekia tokio lygio, kad tarp svirties galvutės ir disko susidaro oro pagalvė, svirtis yra specialioje „parkavimo zonoje“, kad būtų išvengta žalos. Štai kaip tai atrodo.

Kai tik greitis pasiekia norimą lygį, servo pavara (elektromagnetinis variklis) paleidžia svirtį, kuri jau yra toje vietoje, kur norima rašyti ar kur skaityti informaciją. Tai tik palengvina integruota grandinė, kuri valdo visus rokerio judesius.

Egzistuoja plačiai paplitusi nuomonė, savotiškas mitas, kad tais laikais, kai diskas „neveikia“, t.y. su juo laikinai neatliekamos skaitymo / rašymo operacijos, viduje esantys kietieji diskai nustoja suktis. Tai tikrai mitas, nes iš tikrųjų kietieji diskai korpuso viduje nuolat sukasi net tada, kai kietasis diskas veikia energijos taupymo režimu ir į jį nieko nerašoma.

Na, čia mes su jumis išsamiai išnagrinėjome kompiuterio standžiojo disko įrenginį. Žinoma, viename straipsnyje neįmanoma papasakoti apie viską, kas susiję su standžiaisiais diskais. Pavyzdžiui, šiame straipsnyje apie tai nebuvo pasakyta – tai didelė tema, nusprendžiau apie tai parašyti atskirą straipsnį.

Radau įdomų vaizdo įrašą apie tai, kaip kietasis diskas veikia skirtingais režimais

Dėkoju visiems už dėmesį, jei dar nesate užsiprenumeravę šios svetainės atnaujinimų – labai rekomenduoju tai padaryti, kad nepraleistumėte įdomios ir naudingos medžiagos. Iki pasimatymo tinklaraščio puslapiuose!

Jei vertinsime kietąjį diską kaip visumą, tada jį sudaro dvi pagrindinės dalys: tai yra elektronikos plokštė, ant kurios, taip sakant, yra standžiojo disko „smegenys“. Jame yra procesorius, taip pat yra valdymo programa, laisvosios kreipties atmintis, rašymo ir skaitymo stiprintuvas. Mechaninė dalis apima tokias dalis kaip magnetinių galvučių blokas su santrumpa BMG, variklis, kuris suteikia sukimąsi plokštėms ir, žinoma, pačios plokštės. Pažvelkime į kiekvieną dalį išsamiau.

HDA.

Hermetiškas blokas, dar vadinamas kietojo disko dėklu, skirtas tvirtinti visas detales, taip pat atlieka apsaugos nuo dulkių dalelių ant plokščių paviršiaus funkciją. Pažymėtina, kad HDA galima atidaryti tik specialiai tam paruoštoje patalpoje, kad į korpuso vidų nepatektų dulkių ir nešvarumų.

Integrinis grandynas.

Integrinė grandinė arba elektronikos plokštė sinchronizuoja kietojo disko veikimą su kompiuteriu ir kontroliuoja visus procesus, ypač palaiko pastovų veleno ir atitinkamai plokštės sukimosi greitį, kurį atlieka variklis.

Elektrinis variklis.

Elektros variklis ar variklis sukasi plokštes: apie 7200 apsisukimų per sekundę (imama vidutinė vertė, yra kietųjų diskų, kuriuose greitis didesnis ir siekia 15000 apsisukimų per sekundę, taip pat yra ir mažesniu greičiu apie 5400, prieigos prie reikiamos informacijos standžiajame diske greitis).

Rokeris.

Svirtis skirta rašyti ir skaityti informaciją iš standžiojo disko plokštelių. Svirties galas padalintas ir ant jo yra magnetinių galvučių blokas, tai daroma tam, kad būtų galima rašyti ir skaityti informaciją iš kelių plokštelių.

Magnetinių galvučių blokas.

Svirties svirties sudėtis apima magnetinių galvučių bloką, kuris gana dažnai sugenda, tačiau šis „dažnai“ parametras yra labai sąlyginis. Magnetinės galvutės yra virš ir po lėkštėmis ir skirtos tiesioginiam informacijos nuskaitymui iš platinos, esančios standžiajame diske.

Lėkštės.

Informacija saugoma tiesiai ant plokštelių, jos pagamintos iš tokių medžiagų kaip aliuminis, stiklas ir keramika. Labiausiai paplitęs aliuminis, tačiau vadinamieji „elitiniai ratai“ gaminami iš kitų dviejų medžiagų. Pirmosios pagamintos plokštės buvo padengtos geležies oksidu, tačiau šis feromagnetas turėjo didelį trūkumą. Tokia medžiaga padengti diskai buvo mažai atsparūs dilimui. Šiuo metu dauguma kietųjų diskų gamintojų plokštes dengia chromo kobaltu, kurio saugumo riba yra daug didesnė nei geležies oksido. Plokštės prie veleno tvirtinamos tokiu pat atstumu viena nuo kitos, tokia konstrukcija vadinama „paketu“. Po diskais yra variklis arba elektros variklis.

Kiekviena plokštės pusė yra padalinta į vikšrus, jie savo ruožtu skirstomi į sektorius arba blokus kitaip, visi vienodo skersmens vikšrai yra cilindriniai.

Visi šiuolaikiniai kietieji diskai turi taip vadinamą „inžinerinį cilindrą“, jame saugoma serviso informacija, tokia kaip hdd modelis, serijos numeris ir t.t.. Ši informacija skirta skaityti kompiuteriu.

Kaip veikia kietasis diskas

Pagrindiniai standžiojo disko veikimo principai mažai pasikeitė nuo pat jo atsiradimo. Kietojo disko įrenginys labai panašus į įprastą grotuvą. Tik po korpusu gali būti kelios plokštės, sumontuotos ant bendros ašies, o galvutės gali nuskaityti informaciją iš abiejų kiekvienos plokštės pusių vienu metu. Plokščių sukimosi greitis yra pastovus ir yra viena iš pagrindinių charakteristikų. Galva juda išilgai plokštės tam tikru fiksuotu atstumu nuo paviršiaus. Kuo mažesnis šis atstumas, tuo didesnis informacijos nuskaitymo tikslumas ir didesnis informacijos įrašymo tankis.

Žiūrint į kietąjį diską matosi tik tvirtas metalinis korpusas. Jis yra visiškai sandarus ir apsaugo diską nuo dulkių dalelių, kurios, patekusios į siaurą tarpą tarp galvutės ir disko paviršiaus, gali pažeisti jautrų magnetinį sluoksnį ir išjungti diską. Be to, korpusas apsaugo diską nuo elektromagnetinių trukdžių. Korpuso viduje yra visi mechanizmai ir kai kurie elektroniniai komponentai. Mechanizmai yra patys diskai, kuriuose saugoma informacija, galvutės, kurios rašo ir nuskaito informaciją iš diskų, taip pat varikliai, kurie visa tai paleidžia.

Diskas yra apvali plokštelė labai plokščiu paviršiumi, dažnai pagaminta iš aliuminio, rečiau iš keramikos ar stiklo, padengta plonu feromagnetiniu sluoksniu. Daugelis diskų naudoja geležies oksido sluoksnį (tai yra įprastinės magnetinės juostos danga), tačiau naujausi standieji diskai veikia su maždaug dešimties mikronų storio kobalto sluoksniu. Tokia danga yra patvaresnė ir, be to, gali žymiai padidinti įrašymo tankį. Jo taikymo technologija yra artima tai, kuri naudojama integrinių grandynų gamyboje.

Diskų skaičius gali būti skirtingas - nuo vieno iki penkių, darbinių paviršių skaičius atitinkamai yra dvigubai didesnis (po du kiekviename diske). Pastaroji (kaip ir magnetinei dangai naudojama medžiaga) lemia kietojo disko talpą. Kartais nenaudojami išorinių diskų (arba vieno iš jų) paviršiai, todėl galima sumažinti pavaros aukštį, tačiau sumažėja darbinių paviršių skaičius ir gali pasirodyti keista.

Magnetinės galvutės nuskaito ir įrašo informaciją į diskus. Įrašymo principas paprastai yra panašus į naudojamą įprastuose magnetofonuose. Skaitmeninė informacija paverčiama kintama elektros srove, tiekiama į magnetinę galvutę, o po to perduodama į magnetinį diską, tačiau magnetinio lauko pavidalu, kurį diskas gali suvokti ir „atsiminti“.

Magnetinė disko danga yra mažų spontaniško (spontaniško) įmagnetinimo sričių rinkinys. Aiškumo dėlei įsivaizduokite, kad diskas yra padengtas labai mažų kompaso strėlių, nukreiptų į skirtingas puses, sluoksniu. Tokios rodyklės dalelės vadinamos domenais. Veikiant išoriniam magnetiniam laukui, domenų savi magnetiniai laukai yra orientuoti pagal jo kryptį. Pasibaigus išorinio lauko veikimui, disko paviršiuje susidaro liekamojo įmagnetinimo zonos. Tokiu būdu išsaugoma į diską įrašyta informacija. Liekamojo įmagnetinimo sritys, kai diskas sukasi priešais magnetinės galvutės tarpą, jame indukuoja elektrovaros jėgą, kuri kinta priklausomai nuo įmagnetinimo dydžio.

Ant veleno ašies sumontuotą diskų paketą varo specialus variklis, kompaktiškai išdėstytas apačioje. Siekiant sutrumpinti laiką, per kurį pavara pereina į darbinę būseną, įjungus variklis kurį laiką veikia priverstiniu režimu. Todėl kompiuterio maitinimo šaltinis turi turėti didžiausios galios atsargą. Dabar apie galvų darbą. Jie juda žingsninio variklio pagalba ir tarsi „plaukia“ mikrono dalies atstumu nuo disko paviršiaus, jo neliesdami. Įrašant informaciją, diskų paviršiuje susidaro įmagnetintos sritys koncentrinių apskritimų pavidalu.

Jie vadinami magnetiniais takeliais. Judant, galvos sustoja prie kiekvieno kito takelio. Vikšrų rinkinys, esantis vienas po kito visuose paviršiuose, vadinamas cilindru. Visos pavaros galvutės juda vienu metu ir pasiekia to paties pavadinimo cilindrus su tais pačiais numeriais.