Iz česa so narejeni trdi diski? Trdi disk: načelo delovanja in glavne značilnosti

trdi disk (trdi disk, trdi disk) - naprava za shranjevanje z naključnim dostopom (naprava za shranjevanje informacij), ki temelji na principu magnetnega zapisa. Je glavni medij za shranjevanje v večini računalnikov.

Za razliko od " Prilagodljiv» disk ( diskete), informacije v trdi disk posneto na trdih (aluminijastih ali steklenih) ploščah, prevlečenih s plastjo feromagnetnega materiala, najpogosteje kromovega dioksida – magnetne diske. AT trdi disk uporablja se en ali več vložkov na eni osi. Bralne glave v načinu delovanja se ne dotikajo površine plošč zaradi plasti prihajajočega zračnega toka, ki nastane blizu površine med hitrim vrtenjem. Razdalja med glavo in diskom je nekaj nanometrov, odsotnost mehanskega stika pa zagotavlja dolgo življenjsko dobo naprave. V odsotnosti vrtenja diska so glave nameščene na vretenu ali zunaj diska v varnem območju, kjer je izključen njihov nenormalen stik s površino diskov.

Prvi trdi disk

AT 1957 leto s strani podjetja IBM razvit je bil prvi trdi disk, ki je bil razvit že pred nastankom osebnega računalnika. Zanj bi moral plačati »uredno« vsoto, čeprav je imel le 5 MB. Nato je bil razvit trdi disk z zmogljivostjo 10 MB posebej za osebni računalnik IBM osebni računalnik XT. Winchester je imel vse 30 skladbe in še več 30 sektorjev v vsaki skladbi. " Winchesters"- tako so se trdi diski začeli imenovati, če skrajšano, potem" ATintami"To je prišlo iz analogije z oznako karabina podjetja Winchester - "30/30", ki je bil večkrat polnjen.

Zaradi jasnosti si poglejmo 3,5 palca SATA disk. To bo Seagate ST31000333AS.

Zeleni tekstolit z bakrenimi tirnicami, napajalnimi konektorji in SATA imenovana elektronska plošča ali nadzorna plošča (P tiskano vezje, PCB). Uporablja se za upravljanje delovanja trdega diska. Črno aluminijasto ohišje in njegova vsebina se imenujeta HDA ( Sklop glave in diska, HDA), strokovnjaki ga imenujejo tudi " kozarec". Imenuje se tudi telo brez vsebine HDA (osnova).

Zdaj odstranimo tiskano vezje in preučimo komponente, ki so nameščene na njej.

Prva stvar, ki pade v oči, je velik čip, ki se nahaja na sredini - mikrokrmilnik ali procesor (Mikro krmilna enota, MCU) . Na sodobnih trdih diskih je mikrokrmilnik sestavljen iz dveh delov - pravzaprav CPE(centralna procesorska enota, CPU), ki opravi vse izračune, in kanal branje/pisanje (branje/pisanje kanala)- posebna naprava, ki pretvarja analogni signal, ki prihaja iz glav, v digitalne podatke med operacijo branja in kodira digitalne podatke v analogni signal med operacijo zapisovanja. Procesor ima vrata vhod-izhod (IO vrata) za nadzor ostalih komponent, ki se nahajajo na tiskanem vezju, in prenos podatkov preko SATA vmesnik.

Pomnilniški čip je običajno DDR SDRAM spomin. Količina pomnilnika določa velikost predpomnilnika trdega diska. Pomnilnik je nameščen na tem vezju Samsung DDR glasnost 32 MB, ki v teoriji daje disku predpomnilnik 32 MB(in ravno to je znesek, ki je naveden v tehničnih značilnostih trdega diska), vendar to ni povsem res. Dejstvo je, da je pomnilnik logično razdeljen na medpomnilnik spomin (Predpomnilnik) in pomnilnik vdelane programske opreme. Procesor potrebuje nekaj pomnilnika za nalaganje modulov vdelane programske opreme. Kolikor je znano, samo Hitachi/IBM navedite dejansko količino predpomnilnik v opisu tehničnih lastnosti; glede na druge diske, o glasnosti predpomnilnik lahko se le ugiba.

Naslednji čip je krmilnik motorja in glavne enote ali "zasuk" (Krmilnik motorja glasovne tuljave, krmilnik VCM). Poleg tega ta čip nadzoruje sekundarne napajalnike, ki se nahajajo na plošči, iz katerih se napaja procesor in čip predojačevalnik-preklopnik (predojačevalnik, predojačevalnik) ki se nahaja v HDA. To je glavni porabnik energije na tiskanem vezju. Nadzira vrtenje vretena in gibanje glav. Jedro VCM krmilnik lahko deluje tudi pri temperaturi od 100°C.

Del vdelane programske opreme diska je shranjen v flash pomnilnik. Ko se na disk priključi napajanje, mikrokrmilnik naloži vsebino flash čipa v pomnilnik in začne izvajati kodo. Brez pravilno naložene kode se disk niti ne bo želel vrteti. Če na plošči ni flash čipa, je ta vgrajen v mikrokrmilnik.

Senzor vibracij (senzor udarcev) reagira na tresenje, ki je nevarno za disk, in o tem pošlje signal krmilniku VCM. VCM krmilnik takoj parkira glave in lahko ustavi vrtenje diska. Teoretično naj bi ta mehanizem zaščitil pogon pred dodatnimi poškodbami, v praksi pa ne deluje, zato diskov ne spuščajte. Na nekaterih diskih je senzor vibracij zelo občutljiv in se odzove na najmanjše tresljaje. Podatki, prejeti od senzorja, omogočajo krmilnik VCM pravilno gibanje glave. Na takih diskih sta nameščena vsaj dva senzorja vibracij.

Na plošči je še ena zaščitna naprava - Zatiranje prehodne napetosti (TVS). Ščiti ploščo pred prenapetostmi. S prenapetostjo TVS pregori, kar ustvarja kratek stik z zemljo. Ta plošča ima dve TVS, za 5 in 12 voltov.

Razmislite o hermetičnem bloku.

Pod ploščo so kontakti motorja in glave. Poleg tega je na telesu diska majhna, skoraj neopazna luknja (odprtina za sapo). Služi za izravnavo tlaka. Mnogi ljudje mislijo, da je v trdem disku vakuum. Pravzaprav ni. Ta luknja omogoča, da disk izenači tlak znotraj in zunaj zadrževalnega prostora. Na notranji strani je luknja prekrita z dihalnim filtrom ki ujame prah in delce vlage.

Zdaj pa poglejmo v zadrževalni prostor. Odstranite pokrov diska.

Sam pokrov ni nič posebnega. To je samo kos kovine z gumijastim tesnilom, ki preprečuje prah.

Razmislite o polnjenju zadrževalnega območja.

Dragocene informacije so shranjene na kovinskih diskih, imenovanih tudi palačinke oz Pplavuti (krožniki). Na fotografiji vidite zgornjo ploščo. Plošče so izdelane iz poliranega aluminija ali stekla in so prekrite z več plastmi različnih sestav, vključno s feromagnetno snovjo, na kateri so pravzaprav shranjeni podatki. Med palačinkami, pa tudi nad njimi, vidimo posebne krožnike, imenovane ločevalniki oz separatorji (blažilniki ali separatorji). Potrebni so za izenačevanje zračnih tokov in zmanjšanje akustičnega hrupa. Praviloma so izdelani iz aluminija ali plastike. Aluminijasti separatorji so uspešnejši pri hlajenju zraka v prostoru zadrževanja.

Glave za branje in pisanje (glave), nameščen na koncih nosilcev magnetne glave, oz HSA (Sklop glavnega sklada, HSA). parkirna cona- to je območje, v katerem bi morale biti glave zdravega diska, če je vreteno ustavljeno. S tem diskom se parkirno območje nahaja bližje vretenu, kot je razvidno iz fotografije.

Na nekaterih pogonih parkiranje poteka na posebnih plastičnih parkirnih površinah, ki se nahajajo zunaj tablic.

trdi disk je natančen pozicionirni mehanizem in za pravilno delovanje potrebuje zelo čist zrak. Med uporabo se lahko znotraj trdega diska tvorijo mikroskopski delci kovine in maščobe. Za takojšnje čiščenje zraka znotraj diska obstaja recirkulacijski filter. To je visokotehnološka naprava, ki nenehno zbira in ujame najmanjše delce. Filter se nahaja na poti zračnih tokov, ki nastanejo z vrtenjem plošč.

Odstranimo zgornji magnet in poglejmo, kaj se skriva pod njim.

Trdi diski uporabljajo zelo močne neodim magnete. Ti magneti so tako močni, da lahko dvignejo težo 1300 krat večji od lastnega. Zato ne postavljajte prsta med magnet in kovino ali drug magnet - udarec bo zelo občutljiv. Ta fotografija prikazuje omejitve. BMG. Njihova naloga je omejiti gibanje glav in jih pustiti na površini plošč. BMG omejevalniki različni modeli so razporejeni različno, vendar sta vedno dva, uporabljata se na vseh sodobnih trdih diskih. Na našem pogonu se drugi omejevalnik nahaja na spodnjem magnetu.

Tukaj vidimo tukaj tuljava (zvočna tuljava), ki je del glavne enote. Nastanejo tuljava in magneti BMG pogon (motor glasovne tuljave, VCM). Pogon in blok magnetnih glav, oblika pozicioner- naprava, ki premika glave. Imenuje se črni plastični kos zapletene oblike zapah (zapah aktuatorja). Je obrambni mehanizem, ki sprošča BMG potem ko motor vretena doseže določeno število vrtljajev. To se zgodi zaradi pritiska zračnega toka. Zapah ščiti glave pred neželenimi premiki v parkirnem položaju.

Zdaj pa odstranimo blok magnetnih glav.

Natančnost in gladko gibanje BMG podprt s preciznim ležajem. Največja podrobnost BMG, izdelan iz aluminijeve zlitine, običajno imenovan kot nosilec oz zibelka (roka). Na koncu rockerja so glave na vzmetnem vzmetenju (glavni sklop kardanskega sklopa, HGA). Glave in nihajne roke običajno dobavljajo različni proizvajalci. Prilagodljiv kabel (fleksibilno tiskano vezje, FPC) gre na kontaktno ploščico, priklop na nadzorno ploščo.

Razmislite o komponentah BMG več.

Tuljava, povezana s kablom.

Ležaj.

Naslednja fotografija prikazuje BMG kontakti.

Tesnilo zagotavlja tesnost povezave. Tako lahko zrak vstopi v notranjost diska in glavne enote samo skozi luknjo za izravnavo tlaka. Kontakti na tem disku so prevlečeni s tanko plastjo zlata za izboljšanje prevodnosti.

To je klasična zasnova rockerja.

Imenujejo se majhni črni kosi na koncih vzmetnih obešalnikov drsniki. Številni viri kažejo, da so drsniki in glave eno in isto. Pravzaprav drsnik pomaga pri branju in zapisovanju informacij z dvigom glave nad površino palačink. Na sodobnih trdih diskih se glave premikajo na daljavo 5-10 nanometrov s površine palačink. Za primerjavo, človeški las ima premer približno 25000 nanometrov. Če kakšen delec zaide pod drsnik, lahko povzroči pregrevanje glav zaradi trenja in okvare, zato je čistost zraka v zadrževalnem prostoru tako pomembna. Sami elementi za branje in pisanje se nahajajo na koncu drsnika. Tako majhne so, da jih je mogoče videti le z dobrim mikroskopom.

Kot lahko vidite, površina drsnika ni ravna, ima aerodinamične utore. Pomagajo stabilizirati višino leta drsnika. Nastane zrak pod drsnikom zračna blazina (zračna ležajna površina, ABS). Zračna blazina ohranja let drsnika skoraj vzporedno s površino palačinke.

Tukaj je še ena slika drsnika

Tukaj so jasno vidni kontakti glave.

To je še en pomemben del. BMG, o čemer še ni bilo govora. Imenuje se p predojačevalnik (predojačevalnik, predojačevalnik). predojačevalnik- to je čip, ki nadzoruje glave in ojača signal, ki prihaja do ali iz njih.

predojačevalnik nahaja prav v BMG iz zelo preprostega razloga - signal, ki prihaja iz glav, je zelo šibek. Na sodobnih pogonih ima frekvenco približno 1 GHz. Če predojačevalnik vzamemo iz prostora zadrževanja, bo tako šibek signal na poti do krmilne plošče močno oslabljen.

Več sledi vodi od predojačevalnika do glav (desno) kot do zadrževalnega območja (levo). Dejstvo je, da trdi disk ne more hkrati delovati z več kot eno glavo (par zapisovalnih in bralnih elementov). Trdi disk pošilja signale predojačevalniku in ta izbere glavo, do katere trdi disk trenutno dostopa. Ta trdi disk ima šest tirov, ki vodijo do vsake glave. Zakaj toliko? Ena skladba je brušena, še dve sta za elemente za branje in zapisovanje. Naslednji dve stezi sta namenjeni krmiljenju mini aktuatorjev, posebnih piezoelektričnih ali magnetnih naprav, ki lahko premikajo ali obračajo drsnik. To pomaga natančneje nastaviti položaj glav nad progo. Zadnja pot vodi do grelnika. Grelec se uporablja za nadzor višine leta glav. Grelec prenaša toploto na vzmetenje, ki povezuje drsnik in kolebnico. Obešalnik je izdelan iz dveh zlitin z različnimi lastnostmi toplotnega raztezanja. Pri segrevanju se vzmetenje upogne proti površini palačinke in tako zmanjša višino leta glave. Ko se ohladi, se suspenzija zravna.

V tem članku bomo govorili le o trdih diskih (HDD), torej o medijih na magnetnih diskih. O SSD-ju bo naslednji članek.

Kaj je trdi disk

Po tradiciji si oglejmo definicijo trdega diska na Wikipediji:
Trdi disk (vijak, trdi disk, trdi disk, HDD, HDD, HMDD) je naprava za shranjevanje z naključnim dostopom, ki temelji na principu magnetnega snemanja.
Uporabljajo se v veliki večini računalnikov, kot tudi ločeno povezanih naprav za shranjevanje varnostnih kopij podatkov, kot shranjevanje datotek itd.
Dajmo malo ugotoviti. Všeč mi je izraz "trdi disk". Teh pet besed pove vso bistvo. HDD je naprava, katere namen je shranjevanje podatkov, ki so na njem posneti dalj časa. Trdi diski temeljijo na trdih (aluminijastih) diskih s posebno prevleko, na katere se s posebnimi glavami zapisujejo podatki.
Samega postopka snemanja ne bom podrobno obravnaval - pravzaprav je to fizika zadnjih razredov šole in prepričan sem, da se nimate želje poglabljati v to in članek sploh ne govori o tem.
Bodimo pozorni tudi na besedno zvezo: "naključni dostop", kar, grobo rečeno, pomeni, da lahko mi (računalnik) kadarkoli preberemo informacije s katerega koli odseka železnice.
Pomembno je, da pomnilnik HDD ni nestanoviten, torej ni pomembno, ali je napajanje priključeno ali ne, podatki, zabeleženi na napravi, ne bodo nikamor izginili. To je pomembna razlika med trajnim pomnilnikom računalnika in začasnim pomnilnikom (RAM).
Če pogledate trdi disk računalnika v resničnem življenju, ne boste videli nobenih diskov ali glav, saj je vse to skrito v zaprtem ohišju (hermetično območje). Navzven trdi disk izgleda takole.
Mislim, da razumeš, kaj je HDD. Pojdi naprej.

Zakaj računalnik potrebuje trdi disk?

Razmislite, kaj je trdi disk v računalniku, torej kakšno vlogo ima v računalniku. Jasno je, da shranjuje podatke, ampak kako in kaj. Tukaj izpostavljamo naslednje funkcije trdega diska:
- Shranjevanje OS, uporabniške programske opreme in njihovih nastavitev;
- Shranjevanje uporabniških datotek: glasbe, videa, slik, dokumentov itd.;
- Uporaba dela prostora na trdem disku za shranjevanje podatkov, ki ne sodijo v RAM (paging file), ali shranjevanje vsebine RAM-a med uporabo načina mirovanja;
- Kot lahko vidite, trdi disk računalnika ni le odlagališče fotografij, glasbe in videoposnetkov. V njem je shranjen celoten operacijski sistem, poleg tega pa trdi disk pomaga pri soočanju z obremenitvijo RAM-a in prevzame nekatere njegove funkcije.

Iz česa je sestavljen trdi disk?

Delno smo omenili komponente trdega diska, zdaj se bomo s tem ukvarjali podrobneje. Torej, glavne komponente trdega diska:
- Ohišje - ščiti mehanizme trdega diska pred prahom in vlago. Praviloma je nepredušen, tako da enaka vlaga in prah ne prideta v notranjost;
- Diski (palačinke) - plošče iz določene kovinske zlitine, obojestransko prevlečene, na katere se zapisujejo podatki. Število plošč je lahko različno - od ene (v proračunskih možnostih) do več;
- Motor - na vreteno katerega so pritrjene palačinke;
- Blok glav - zasnova iz vzvodov (zibnih ročic), povezanih med seboj, in glav. Del trdega diska, ki nanj bere in zapisuje informacije. Za eno palačinko se uporablja par glav, saj delujeta tako zgornji kot spodnji del;
- Naprava za pozicioniranje (aktivator) - mehanizem, ki poganja blok glav. Sestavljen je iz para trajnih neodim magnetov in tuljave, ki se nahaja na koncu glavne enote;
- Krmilnik - elektronsko mikrovezje, ki nadzoruje delovanje trdega diska;
- Parkirna cona - prostor znotraj trdega diska ob diskih ali na njihovi notranjosti, kjer so glave spuščene (parkirane) v času mirovanja, da ne poškodujejo delovne površine palačink.
Tako preprosta naprava za trdi disk. Nastala je pred mnogimi leti in že dolgo ni bila narejena nobenih bistvenih sprememb. In gremo naprej.

Kako deluje trdi disk

Po napajanju trdega diska se motor, na katerega vreteno so pritrjene palačinke, začne vrteti. Ko dosežejo hitrost, pri kateri se v bližini površine diskov oblikuje stalen tok zraka, se glave začnejo premikati.
To zaporedje (najprej se diski zavrtijo, nato pa začnejo delovati glave) je potrebno, da glave lebdijo nad ploščami zaradi nastalega zračnega toka. Da, nikoli se ne dotikajo površine diskov, sicer bi se slednji v trenutku poškodovali. Vendar je razdalja od površine magnetnih plošč do glav tako majhna (~10 nm), da je ne morete videti s prostim očesom.
Po zagonu se najprej preberejo servisne informacije o stanju trdega diska in druge potrebne informacije o njem, ki se nahajajo na tako imenovanem ničelnem tiru. Šele nato se začne delo s podatki.
Informacije o trdem disku računalnika so zabeležene na stezah, ki so nato razdeljene na sektorje (takšna pica, razrezana na kose). Za zapisovanje datotek se več sektorjev združi v gručo, ki je najmanjše mesto, kamor je mogoče zapisati datoteko.
Poleg takšne "horizontalne" particije diska obstaja tudi pogojna "navpična". Ker so vse glave združene, so vedno nameščene nad isto številko skladbe, vsaka nad svojim diskom. Tako med delovanjem trdega diska glave tako rekoč narišejo valj.
Medtem ko trdi disk deluje, dejansko izvaja dva ukaza: branje in pisanje. Ko je treba izvesti ukaz za pisanje, se izračuna območje na disku, kjer se bo izvedel, nato se postavijo glave in dejansko se ukaz izvede. Rezultat se nato preveri. Poleg zapisovanja podatkov neposredno na disk, informacije končajo tudi v njegovem predpomnilniku.
Če krmilnik prejme ukaz za branje, najprej preveri prisotnost zahtevanih informacij v predpomnilniku. Če ga ni, se koordinate za pozicioniranje glav ponovno izračunajo, nato se glave postavijo in preberejo podatke.
Po zaključku dela, ko izgine napajanje trdega diska, se glave samodejno parkirajo v parkirni coni.
Tako na splošno deluje trdi disk računalnika. V resnici je vse veliko bolj zapleteno, vendar povprečen uporabnik najverjetneje ne potrebuje takšnih podrobnosti, zato bomo zaključili ta razdelek in nadaljevali.

Vrste trdih diskov in njihovi proizvajalci

Danes so na trgu dejansko trije glavni proizvajalci trdih diskov: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. V celoti pokrivajo povpraševanje po napravah vseh vrst in zahtev. Preostala podjetja so bodisi šla v stečaj, bodisi jih je prevzel nekdo iz glavnih treh ali pa so jih preprofilirali.
Če govorimo o vrstah trdih diskov, jih lahko razdelimo na ta način:

1. Za prenosne računalnike - glavni parameter je velikost naprave 2,5 palca. To omogoča njihovo kompaktno namestitev v ohišje prenosnika;
2. Za osebni računalnik - v tem primeru je možna tudi uporaba 2,5-palčnih trdih diskov, praviloma pa se uporabljajo 3,5-palčni;
3. Zunanji trdi diski - naprave, ki so ločeno povezane z osebnim / prenosnim računalnikom, najpogosteje delujejo kot shramba datotek.
Obstaja tudi posebna vrsta trdih diskov - za strežnike. So enaki običajnim osebnim računalnikom, vendar se lahko razlikujejo po vmesnikih za povezavo in večji zmogljivosti.

Vse druge delitve trdih diskov na vrste izhajajo iz njihovih značilnosti, zato jih bomo upoštevali.

Specifikacije trdega diska

Torej, glavne značilnosti trdega diska računalnika:

Velikost je merilo največje količine podatkov, ki se lahko namesti na disk. Prva stvar, na katero običajno gledajo pri izbiri trdega diska. Ta številka lahko doseže 10 TB, čeprav je za domači računalnik pogosteje izbran 500 GB - 1 TB;
- Faktor oblike - velikost trdega diska. Najpogostejša sta 3,5 in 2,5 palca. Kot že omenjeno, je 2,5″ v večini primerov nameščen v prenosnikih. Uporabljajo se tudi v zunanjih trdih diskih. 3,5″ je nameščen na osebnem računalniku in na strežniku. Faktor oblike vpliva tudi na glasnost, saj se na večji disk lahko namesti več podatkov;
- Hitrost vretena - s kakšno hitrostjo se vrtijo palačinke. Najpogostejši so 4200, 5400, 7200 in 10000 vrt/min. Ta lastnost neposredno vpliva na zmogljivost, pa tudi na ceno naprave. Višja kot je hitrost, večji sta obe vrednosti;
- Vmesnik - način (vrsta priključka) za priključitev trdega diska na računalnik. Najbolj priljubljen vmesnik za notranje trde diske danes je SATA (starejši računalniki uporabljajo IDE). Zunanji trdi diski so običajno povezani prek USB ali FireWire. Poleg naštetih obstajajo še drugi vmesniki, kot so SCSI, SAS;
- Velikost medpomnilnika (cache memory) - vrsta hitrega pomnilnika (po vrsti RAM-a), nameščenega na krmilniku trdega diska, namenjenega začasno shranjevanje podatkov, do katerih se najpogosteje dostopa. Velikost medpomnilnika je lahko 16, 32 ali 64 MB;
- Čas naključnega dostopa - čas, v katerem trdi disk zajamčeno piše ali bere s katerega koli dela diska. Niha od 3 do 15 ms;

Poleg zgornjih značilnosti lahko najdete tudi kazalnike, kot so:

hitrost prenosa podatkov;
- Število V/I operacij na sekundo;
- Stopnja hrupa;
- Zanesljivost;
- odpornost na udarce itd.;
Na račun lastnosti trdega diska je to vse.

Trdi disk (HDD) \ HDD (Trdi disk) \ trdi disk (nosilec) je materialni objekt, ki lahko shranjuje informacije.

Informacijske akumulatorje lahko razvrstimo glede na naslednje značilnosti:

način shranjevanja informacij: magnetoelektrični, optični, magneto-optični;
vrsta nosilca informacij: pogoni na disketnih in trdih magnetnih diskih, optični in magneto-optični diski, magnetni trak, polprevodniški pomnilniški elementi;
način organiziranja dostopa do informacij - pogoni neposrednega, zaporednega in blokovnega dostopa;
vrsta naprave za shranjevanje informacij - vgrajena (notranja), zunanja, avtonomna, mobilna (nosljiva) itd.

Pomemben del medijev za shranjevanje informacij, ki se trenutno uporabljajo, temelji na magnetnih medijih.

Naprava trdega diska

Trdi disk vsebuje komplet plošč, ki so najpogosteje kovinski diski, prevlečeni z magnetnim materialom – ploščo (gama ferit oksid, barijev ferit, kromov oksid ...) in med seboj povezani s pomočjo vretena (gred, os).
Sami diski (debeline približno 2 mm) so izdelani iz aluminija, medenine, keramike ali stekla. (glej sliko)

Za snemanje se uporabljata obe površini diskov. Rabljeno 4-9 plošče. Gred se vrti z visoko konstantno hitrostjo (3600-7200 vrt / min)
Vrtenje diskov in radikalno premikanje glav se izvajata s pomočjo 2 elektromotorji.
Podatki se zapisujejo ali berejo z uporabo pisne/bralne glave eno za vsako površino diska. Število glav je enako številu delovnih površin vseh diskov.

Snemanje informacij na disk se izvaja na strogo določenih mestih - koncentrično skladbe (skladbe) . Skladbe so razdeljene na sektorji. En sektor vsebuje 512 bajtov informacij.

Izmenjava podatkov med RAM-om in NMD poteka zaporedno po celem številu (gruča). grozd- verige zaporednih sektorjev (1,2,3,4,…)

Poseben motor z uporabo oklepaja pozicionira bralno/pisalno glavo nad dano skladbo (premakne jo v radialni smeri).
Ko se disk zavrti, se glava nahaja nad želenim sektorjem. Očitno je, da se vse glave premikajo hkrati, glave za branje podatkov pa se premikajo hkrati in berejo informacije iz istih tirov na različnih pogonih iz istih skladb na različnih diskih.

Skladbe trdega diska z isto zaporedno številko na različnih trdih diskih se imenujejo cilinder .
Glave za branje/pisanje se premikajo vzdolž površine krožnika. Bližje kot je glava površini diska, ne da bi se je dotaknila, večja je dovoljena gostota snemanja.

Naprava trdega diska

Magnetno načelo branja in pisanja informacij

princip magnetnega snemanja

Fizične temelje procesov zapisovanja in reproduciranja informacij na magnetne medije so postavili fiziki M. Faraday (1791 - 1867) in D. K. Maxwell (1831 - 1879).

Pri magnetnih medijih za shranjevanje je digitalno snemanje narejeno na magnetno občutljiv material. Takšni materiali vključujejo nekatere vrste železovih oksidov, niklja, kobalta in njegovih spojin, zlitin, pa tudi magnetoplaste in magnetoelaste z viskozno plastiko in gumo, mikroprašne magnetne materiale.

Magnetna prevleka je debela nekaj mikrometrov. Prevleka je nanesena na nemagnetno podlago, ki je različna plastika za magnetne trakove in diskete ter aluminijeve zlitine in kompozitni substratni materiali za trde diske. Magnetna prevleka diska ima domensko strukturo, t.j. sestoji iz številnih magnetiziranih drobnih delcev.

Magnetna domena (iz latinskega dominium - posest) - to je mikroskopsko, enakomerno magnetizirano območje v feromagnetnih vzorcih, ločeno od sosednjih regij s tankimi prehodnimi plastmi (domenskimi stenami).

Pod vplivom zunanjega magnetnega polja se notranja magnetna polja domen usmerijo v skladu s smerjo črt magnetnega polja. Po prenehanju delovanja zunanjega polja se na površini domene oblikujejo cone preostale magnetizacije. Zaradi te lastnosti so informacije shranjene na magnetnem nosilcu, ki deluje v magnetnem polju.

Pri zapisovanju informacij se z magnetno glavo ustvari zunanje magnetno polje. V procesu branja informacij cone preostale magnetizacije, ki so nasproti magnetne glave, pri branju v njej inducirajo elektromotorno silo (EMF).

Shema snemanja in branja z magnetnega diska je prikazana na sliki 3.1 Sprememba smeri EMF v določenem časovnem obdobju je označena z binarno enoto, odsotnost te spremembe pa z nič. To obdobje se imenuje bitni element.

Površina magnetnega nosilca se obravnava kot zaporedje pikčastih pozicij, od katerih je vsak povezan z bitom informacij. Ker lokacija teh položajev ni natančno določena, so za snemanje potrebne vnaprej nameščene oznake, ki pomagajo locirati zahtevane položaje snemanja. Za uporabo takšnih sinhronizacijskih oznak je treba disk razdeliti na skladbe.
in sektorji - oblikovanje .

Organizacija hitrega dostopa do informacij na disku je pomemben korak pri shranjevanju podatkov. Spletni dostop do katerega koli dela površine diska je zagotovljen, prvič, s hitrim vrtenjem in, drugič, s premikanjem magnetne bralno/pisalne glave vzdolž polmera diska.
Disketa se vrti s hitrostjo 300-360 vrt / min, trdi disk pa 3600-7200 vrt / min.

Logična enota trdega diska

Magnetni disk sprva ni pripravljen za delovanje. Da ga spravimo v delovno stanje, mora biti oblikovano, tj. treba je ustvariti strukturo diska.

Struktura (označevanje) diska se ustvari med postopkom formatiranja.

Oblikovanje magnetni diski vključujejo 2 stopnji:

fizično oblikovanje (nizka raven)
logično (visoko raven).

Med fizičnim formatiranjem je delovna površina diska razdeljena na ločena področja, imenovana sektorji, ki se nahajajo vzdolž koncentričnih krogov – poti.

Poleg tega so določeni sektorji, neprimerni za zapisovanje podatkov, označeni kot slab da bi se izognili njihovi uporabi. Vsak sektor je najmanjša enota podatkov na disku in ima svoj naslov za neposreden dostop do njega. Naslov sektorja vključuje stransko številko diska, številko posnetka in številko sektorja na posnetku. Fizični parametri diska so nastavljeni.

Praviloma se uporabniku ni treba ukvarjati s fizičnim oblikovanjem, saj trdi diski v večini primerov prispejo formatirani. Na splošno bi to moral opraviti specializiran servisni center.

Nizkonivojsko formatiranje je treba opraviti v naslednjih primerih:

če pride do napake v ničelnem tiru, ki povzroča težave pri zagonu s trdega diska, vendar je disk sam na voljo pri zagonu z diskete;
če vrnete v delovno stanje stari disk, na primer preurejen iz pokvarjenega računalnika.
če se je izkazalo, da je disk formatiran za delo z drugim operacijskim sistemom;
če je disk prenehal delovati normalno in vse metode obnovitve niso dale pozitivnih rezultatov.

Upoštevajte, da je fizično oblikovanje zelo zmogljivo delovanje.- ko se izvede, bodo podatki, shranjeni na disku, popolnoma izbrisani in jih bo popolnoma nemogoče obnoviti! Zato ne začnite s formatiranjem na nizki ravni, razen če ste prepričani, da ste vse svoje pomembne podatke shranili s trdega diska!

Ko izvedete nizkonivojsko formatiranje, sledi naslednji korak - ustvarjanje particije trdega diska na enega ali več logični pogoni - najboljši način za reševanje zmede imenikov in datotek, raztresenih po disku.

Brez dodajanja kakršnih koli elementov strojne opreme v vaš sistem, dobite možnost dela z več deli enega trdega diska, kot z več pogoni.
To ne poveča zmogljivosti diska, lahko pa močno izboljšate njegovo organizacijo. Poleg tega se lahko za različne operacijske sisteme uporabljajo različni logični pogoni.

Pri logično oblikovanje dokončna priprava medija za shranjevanje podatkov poteka preko logične organizacije diskovnega prostora.
Disk se pripravlja za zapisovanje datotek v sektorje, ki so ustvarjeni z nizkostopenjskim formatiranjem.
Po izdelavi tabele razčlenitve diskov sledi naslednji korak – logično oblikovanje posameznih delov razčlenitve, v nadaljevanju logični diski.

logični pogon je določeno področje trdega diska, ki deluje na enak način kot ločen pogon.

Logično oblikovanje je veliko enostavnejši postopek od oblikovanja na nizki ravni.
To naredite tako, da se zaženete z diskete, ki vsebuje pripomoček FORMAT.
Če imate več logičnih pogonov, jih formatirajte enega za drugim.

Med postopkom logičnega formatiranja se disk dodeli sistemsko območje ki je sestavljen iz 3 delov:

zagonski sektor in tabela particij (zagonski zapis)
tabele za dodelitev datotek (FAT), ki beleži število skladb in sektorjev, v katerih so shranjene datoteke
korenski imenik (Root Directory).

Snemanje informacij se izvaja po delih prek grozda. V isti gruči ne moreta biti 2 različni datoteki.
Poleg tega lahko na tej stopnji disku dodelite ime.

Trdi disk je mogoče razdeliti na več logičnih diskov in obratno 2 trda diska lahko združite v en logični disk.

Priporočljivo je, da na trdem disku ustvarite vsaj dve particiji (dva logična diska): ena je rezervirana za operacijski sistem in programsko opremo, druga diska je namenjena izključno za uporabniške podatke. Tako so podatki in sistemske datoteke shranjene ločeno ena od druge, v primeru izpada operacijskega sistema pa je verjetnost shranjevanja uporabniških podatkov veliko večja.

Lastnosti trdega diska

Trdi diski (trdi diski) se med seboj razlikujejo po naslednjih značilnostih:

zmogljivost
hitrost - čas dostopa do podatkov, hitrost branja in pisanja informacij.
vmesnik (način povezave) - vrsta krmilnika, na katerega naj bo priključen trdi disk (najpogosteje IDE / EIDE in različne možnosti SCSI).
druge funkcije

1. Zmogljivost- količina informacij, ki se prilega disku (določena s stopnjo proizvodne tehnologije).
Danes je zmogljivost 500 -2000 GB ali več. Na trdem disku nikoli ni dovolj prostora.

2. Hitrost dela (zmogljivost) Za disk sta značilna dva indikatorja: čas dostopa do diska in hitrost branja/pisanja diska.

Čas dostopa - čas, potreben za premikanje (pozicioniranje) bralnih/pisalnih glav na želeni tir in sektor.
Povprečni karakteristični dostopni čas med dvema naključno izbranima skladbama je približno 8-12 ms (milisekund), hitrejši pogoni imajo čas 5-7 ms.
Čas prehoda na sosednji tir (sosednji cilinder) je manjši od 0,5 - 1,5 ms. Potreben je tudi čas, da zavijete v desni sektor.
Skupni čas vrtenja diska za današnje trde diske je 8 - 16 ms, povprečna čakalna doba za sektor je 3-8 ms.
Krajši kot je čas dostopa, hitreje bo deloval pogon.

Hitrost branja/pisanja(V/I pasovna širina) ali hitrost podatkov (prenos)- čas prenosa zaporednih podatkov ni odvisen samo od diska, temveč tudi od njegovega krmilnika, vrste vodil, hitrosti procesorja. Hitrost počasnih diskov je 1,5-3 Mb / s, hitrih 4-5 Mb / s, najnovejših 20 Mb / s.
Trdi diski z vmesnikom SCSI podpirajo hitrost vrtenja 10.000 vrt/min. in povprečni čas iskanja 5ms, hitrost prenosa podatkov 40-80 Mb/s.

3.Standardni vmesnik trdega diska — tj. vrsta krmilnika, na katerega je treba priključiti trdi disk. Nahaja se na matični plošči.
Obstajajo trije glavni povezovalni vmesniki

IDE in njegove različne različice

IDE (Integrated Disk Electronics) ali (ATA) Advanced Technology Attachment
Prednosti - preprostost in nizki stroški

Hitrost prenosa: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mbps. Ko se podatki razvijajo, vmesnik podpira razširitev seznama naprav: trdi disk, super-floppy, magneto-optika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Uvedeni so nekateri elementi paralelizacije (gneuing in disconnect/reconnect), nadzor nad celovitostjo podatkov med prenosom. Glavna pomanjkljivost IDE je majhno število povezanih naprav (ne več kot 4), kar očitno ni dovolj za vrhunski računalnik.
Danes so vmesniki IDE prešli na nove protokole izmenjave Ultra ATA. Bistveno povečajte svojo prepustnost
Način 4 in DMA (neposreden dostop do pomnilnika) Način 2 omogoča prenos podatkov s hitrostjo 16,6 Mb / s, vendar bi bila dejanska hitrost prenosa podatkov veliko manjša.
Standarda Ultra DMA/33 in Ultra DMA/66 sta bila razvita februarja 98. Quantum ima 3 načine delovanja 0,1,2 oziroma 4, v drugem načinu pa mediji podpirajo
hitrost prenosa 33Mb/s. (Način Ultra DMA/33 2) To visoko hitrost je mogoče doseči le z izmenjavo s pomnilnikom. Da bi izkoristili
Standardi Ultra DMA morajo izpolnjevati dva pogoja:

1. strojna podpora na matični plošči (nabor čipov) in na strani samega pogona.

2. podpirati način Ultra DMA, tako kot drugi DMA (neposreden dostop do pomnilnika, neposredni dostop do pomnilnika).

Zahteva poseben gonilnik za različne nabore čipov. Praviloma so priloženi sistemski plošči, po potrebi jo je mogoče "prenesti"
z interneta s spletnega mesta proizvajalca matične plošče.

Standard Ultra DMA je nazaj združljiv s prejšnjimi počasnejšimi krmilniki.
Današnja različica: Ultra DMA/100 (pozno 2000) in Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Zamenjava IDE (ATA) z drugim hitrim serijskim vodilom Fireware (IEEE-1394). Uporaba nove tehnologije bo omogočila povečanje hitrosti prenosa na 100Mb/s,
poveča zanesljivost sistema, to vam bo omogočilo namestitev naprav brez vključitve osebnega računalnika, kar je v vmesniku ATA popolnoma nemogoče.

SCSI (vmesnik za majhen računalniški sistem)- naprave so 2-krat dražje od običajnih, zahtevajo poseben krmilnik na matični plošči.
Uporablja se za strežnike, založniške sisteme, CAD. Zagotavljajo večjo zmogljivost (hitrost do 160 Mb/s), širok nabor povezanih naprav za shranjevanje.
Krmilnik SCSI je treba kupiti z ustreznim pogonom.

Prednost SCSI pred IDE - prilagodljivost in zmogljivost.
Prilagodljivost je v velikem številu povezanih naprav (7-15), pri IDE (največ 4) pa daljši dolžini kabla.
Zmogljivost - visoka hitrost prenosa in zmožnost obdelave več transakcij hkrati.

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

2. Druga tehnologija vmesnika SCSI, imenovana Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL), omogoča povezavo do 100Mbps, dolžina kabla je do 30 metrov. Tehnologija FC-AL omogoča izvedbo "vroče" povezave, t.j. na poti, ima dodatne linije za nadzor in popravljanje napak (tehnologija je dražja od običajnega SCSI).

4. Druge značilnosti sodobnih trdih diskov

Ogromna raznolikost modelov trdih diskov otežuje izbiro pravega.
Poleg zahtevane zmogljivosti je zelo pomembna tudi zmogljivost, ki jo določajo predvsem njene fizične lastnosti.
Takšne značilnosti so povprečni čas iskanja, hitrost vrtenja, notranja in zunanja hitrost prenosa, velikost predpomnilnika.

4.1 Povprečni čas iskanja.

Trdi disk porabi nekaj časa, da premakne magnetno glavo trenutnega položaja na novo, ki je potrebna za branje naslednjega podatka.
V vsaki konkretni situaciji je ta čas drugačen, odvisno od razdalje, na katero se mora glava premakniti. Običajno so v specifikacijah podane samo povprečne vrednosti, algoritmi povprečenja, ki jih uporabljajo različna podjetja, pa se na splošno razlikujejo, zato je neposredna primerjava težka.

Na primer, Fujitsu, Western Digital gredo skozi vse možne pare tirov, Maxtor in Quantum uporabljata metodo naključnega dostopa. Dobljeni rezultat je mogoče dodatno prilagoditi.

Vrednost časa iskanja za pisanje je pogosto nekoliko višja kot za branje. Nekateri proizvajalci v svojih specifikacijah navajajo le nižjo vrednost (za branje). Vsekakor je poleg povprečnih vrednosti koristno upoštevati največje (skozi celoten disk),
in najmanjši čas iskanja (to je od skladbe do skladbe).

4.2 Hitrost vrtenja

Z vidika hitrosti dostopa do želenega fragmenta zapisa hitrost vrtenja vpliva na vrednost tako imenovanega skritega časa, ki da se disk obrne na magnetno glavo z želenim sektorjem.

Povprečna vrednost tega časa ustreza polovici vrtljaja diska in je 8,33 ms pri 3600 vrt/min, 6,67 ms pri 4500 vrt/min, 5,56 ms pri 5400 vrt/min, 4,17 ms pri 7200 vrt/min.

Vrednost skritega časa je primerljiva s povprečnim časom iskanja, zato ima lahko v nekaterih načinih enak, če ne več, vpliv na zmogljivost.

4.3 Notranja hitrost prenosa

Hitrost, s katero se podatki zapisujejo ali berejo z diska. Zaradi conskega snemanja ima spremenljivo vrednost - višjo na zunanjih tirnicah in nižjo na notranjih.
Pri delu z dolgimi datotekami v mnogih primerih prav ta parameter omejuje hitrost prenosa.

4.4 Zunanja hitrost prenosa

- hitrost (vrh), s katero se podatki prenašajo preko vmesnika.

Odvisno je od tipa vmesnika in ima najpogosteje fiksne vrednosti: 8,3; 11.1; 16,7 Mb/s za izboljšan IDE (način PIO2, 3, 4); 33,3 66,6 100 za Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s za sinhroni SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bitov).

4.5 Prisotnost predpomnilnika trdega diska in njegova velikost (medpomnilnik diska).

Obseg in organizacija predpomnilnika (notranji medpomnilnik) lahko bistveno vplivata na delovanje trdega diska. Tako kot pri običajnem predpomnilniku,
povečanje produktivnosti po doseganju določene količine se močno upočasni.

Velik segmentirani predpomnilnik je pomemben za visoko zmogljive pogone SCSI, ki se uporabljajo v večopravilnih okoljih. Več kot je predpomnilnika, hitrejši je trdi disk (128-256Kb).

Vpliv vsakega od parametrov na celotno zmogljivost je precej težko ločiti.

Zahteve za trdi disk

Glavna zahteva za diske je, da je zanesljivost delovanja zagotovljena z dolgo življenjsko dobo komponent 5-7 let; dobra statistika, in sicer:

srednji čas med okvarami ni krajši od 500 tisoč ur (najvišji razred je 1 milijon ur ali več).
vgrajen sistem aktivnega spremljanja stanja diskovnih vozlišč SMART/Tehnologija samonadzorne analize in poročanja.

Tehnologija S.M.A.R.T. (Tehnologija samonadzorne analize in poročanja) je odprt industrijski standard, ki so ga nekoč razvili Compaq, IBM in številni drugi proizvajalci trdih diskov.

Bistvo te tehnologije je v notranji samodiagnostiki trdega diska, ki omogoča oceno njegovega trenutnega stanja in obveščanje o morebitnih prihodnjih težavah, ki bi lahko vodile do izgube podatkov ali okvare pogona.

Stanje vseh vitalnih elementov diska se nenehno spremlja:
glave, delovne površine, elektromotor z vretenom, elektronska enota. Na primer, če se zazna oslabitev signala, se informacije prepišejo in poteka nadaljnje opazovanje.
Če signal ponovno oslabi, se podatki prenesejo na drugo lokacijo in ta gruča se postavi kot pokvarjena in nedostopna, namesto tega pa je na voljo druga gruča iz diskovne rezerve.

Pri delu s trdim diskom morate upoštevati temperaturni režim, v katerem pogon deluje. Proizvajalci zagotavljajo nemoteno delovanje trdega diska pri temperaturi okolice v območju od 0C do 50C, čeprav lahko načeloma brez resnih posledic spremenite meje za vsaj 10 stopinj v obe smeri.
Pri velikih temperaturnih odstopanjih se morda ne oblikuje zračna reža zahtevane debeline, kar bo povzročilo poškodbe magnetne plasti.

Na splošno proizvajalci trdih diskov posvečajo precej pozornosti zanesljivosti svojih izdelkov.

Glavna težava je vdor tujih delcev v disk.

Za primerjavo: delček tobačnega dima je dvakrat večji od razdalje med površino in glavo, debelina človeškega lasu je 5-10-krat večja.
Za glavo bo srečanje s takšnimi predmeti povzročilo močan udarec in posledično delno poškodbo ali popolno odpoved.
Navzven je to opazno kot pojav velikega števila redno razporejenih neuporabnih grozdov.

Nevarni so kratkotrajni veliki pospeški (preobremenitve), ki nastanejo pri sunkih, padcih ipd. Na primer, od udarca glava močno zadene magnet
plast in povzroči njeno uničenje na ustreznem mestu. Ali, nasprotno, najprej se premakne v nasprotno smer, nato pa pod delovanjem elastične sile udari na površino kot vzmet.
Posledično se v ohišju pojavijo delci magnetne prevleke, ki lahko spet poškodujejo glavo.

Ne smete misliti, da bodo pod delovanjem centrifugalne sile odleteli od diska - magnetne plasti
jih trdno potegne vase. Načeloma posledice niso sam udarec (z izgubo določenega števila grozdov se lahko nekako sprijazniš), ampak dejstvo, da v tem primeru nastanejo delci, ki bodo zagotovo še dodatno poškodovali disk.

Da bi preprečili tako zelo neprijetne primere, se različna podjetja zatekajo k najrazličnejšim zvijačem. Poleg preprostega povečanja mehanske trdnosti komponent diska se uporablja tudi inteligentna tehnologija S.M.A.R.T., ki spremlja zanesljivost snemanja in varnost podatkov na nosilcu (glej zgoraj).

Pravzaprav disk vedno ni formatiran do svoje polne zmogljivosti, obstaja nekaj rezerve. To je predvsem posledica dejstva, da je izdelava nosilca praktično nemogoča
na katerih bi bila absolutno cela površina kvalitetna, bodo zagotovo slabe gruče (pokvarjene). Pri nizkostopenjskem formatiranju diska je njegova elektronika konfigurirana tako, da
tako da zaobide ta neuspešna področja, uporabniku pa je popolnoma nevidno, da ima medij napako. Če pa so vidni (na primer po formatiranju
pripomoček prikaže njihovo število, ki ni nič), potem je to že zelo slabo.

Če garancija ni potekla (in po mojem mnenju je najbolje kupiti HDD z garancijo), potem takoj odnesite disk k prodajalcu in zahtevajte nadomestni medij ali vračilo denarja.
Prodajalec bo seveda takoj začel govoriti, da nekaj slabih odsekov še ni razlog za skrb, vendar mu ne verjemite. Kot smo že omenili, bo ta par najverjetneje povzročil še veliko drugih, nato pa je na splošno mogoča popolna okvara trdega diska.

Disk je v delovnem stanju še posebej občutljiv na poškodbe, zato računalnika ne postavljajte na mesto, kjer je lahko izpostavljen različnim udarcem, tresljajem ipd.

Priprava trdega diska za delo

Začnimo od samega začetka. Recimo, da ste trdi disk in kabel do njega kupili ločeno od računalnika.
(Dejstvo je, da ob nakupu sestavljenega računalnika prejmete disk, pripravljen za uporabo).

Nekaj besed o ravnanju z njim. Trdi disk je zelo kompleksen izdelek, ki poleg elektronike vsebuje tudi natančno mehaniko.
Zato zahteva previdno ravnanje - udarci, padci in močne vibracije lahko poškodujejo njegov mehanski del. Pogonska plošča praviloma vsebuje veliko majhnih elementov in ni zaprta z močnimi pokrovi. Zato morate skrbeti za njegovo varnost.
Prva stvar, ki jo morate storiti, ko prejmete trdi disk, je, da preberete priloženo dokumentacijo – zagotovo bo vsebovala veliko koristnih in zanimivih informacij. Pri tem bodite pozorni na naslednje točke:

prisotnost in možnosti za nastavitev skakalcev, ki določajo nastavitev (namestitev) diska, na primer definiranje takega parametra kot fizično ime diska (lahko so, morda pa ne),
število glav, cilindrov, sektorjev na diskih, raven predkompenzacije, pa tudi vrsta diska. Te podatke je treba vnesti kot odgovor na poziv računalniškega programa za namestitev (nastavitev).
Vse te informacije bodo potrebne pri formatiranju diska in pripravi stroja za delo z njim.
Če računalnik sam ne določi parametrov vašega trdega diska, bo namestitev pogona, za katerega ni dokumentacije, postala večja težava.
Na večini trdih diskov lahko najdete nalepke z imenom proizvajalca, vrsto (blagovno znamko) naprave, pa tudi tabelo skladb, ki jih ni dovoljeno uporabljati.
Poleg tega lahko pogon vsebuje informacije o številu glav, cilindrov in sektorjev ter o ravni predkompenzacije.

Po pravici povedano je treba povedati, da je na disku pogosto napisano samo njegovo ime. Toda tudi v tem primeru lahko najdete zahtevane podatke bodisi v imeniku,
ali pokličite predstavnika podjetja. Pomembno je dobiti odgovore na tri vprašanja:

Kako naj bodo skakalci nastavljeni, da se pogon uporablja kot glavni/podrejeni?
koliko cilindrov, glav, sektorjev na tir, kakšna je vrednost predkompenzacije?
Katera vrsta diska iz ROM BIOS-a je najbolj primerna za ta pogon?

S temi informacijami lahko nadaljujete z namestitvijo trdega diska.

Če želite namestiti trdi disk v računalnik, naredite naslednje:

Odklopite celotno sistemsko enoto iz napajanja, odstranite pokrov.
Priključite kabel trdega diska na krmilnik matične plošče. Če namestite drugi pogon, lahko uporabite kabel prvega, če ima dodaten priključek, vendar se morate spomniti, da se bo hitrost različnih trdih diskov počasi primerjala v smeri.
Po potrebi zamenjajte mostičke glede na način uporabe trdega diska.
Pogon namestite v prosti prostor in priključite kabel od krmilnika na plošči na priključek trdega diska z rdečo črto na napajalnik, napajalni kabel.
Trdi disk varno pritrdite s štirimi vijaki na obeh straneh, kable lepo / zmerno razporedite v notranjost računalnika, tako da jih pri zapiranju pokrova ne prerežite,
Zaprite sistemski blok.
Če računalnik sam ni zaznal trdega diska, spremenite konfiguracijo računalnika z nastavitvijo, tako da bo računalnik vedel, da mu je bila dodana nova naprava.

Proizvajalci trdih diskov

Trdi diski enake kapacitete (vendar različnih proizvajalcev) imajo običajno bolj ali manj podobne lastnosti, razlike pa se izražajo predvsem v zasnovi ohišja, faktorju oblike (se pravi, dimenzijah) in garancijski dobi. Poleg tega je treba posebej povedati slednje: stroški informacij na sodobnem trdem disku so pogosto večkrat višji od njegove lastne cene.

Če vaš pogon ne deluje, ga poskušate popraviti pogosto pomeni le izpostavljanje vaših podatkov dodatnemu tveganju.
Veliko bolj razumen način je zamenjava okvarjene naprave z novo.
Levji delež trdih diskov na ruskem (in ne samo) trgu predstavljajo izdelki IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

ime proizvajalca, ki proizvaja to vrsto pogona,

korporacije Quantum (www. quantum. com.), ustanovljeno leta 1980, je eden izmed veteranov na trgu diskovnih pomnilnikov. Podjetje je znano po svojih inovativnih tehničnih rešitvah za izboljšanje zanesljivosti in zmogljivosti trdih diskov, časa dostopa do diska in hitrosti branja/pisanja diska, zmožnosti obveščanja o morebitnih prihodnjih težavah, ki bi lahko vodile do izgube podatkov ali odpovedi pogona.

- Ena od Quantumovih lastniških tehnologij je SPS (Shock Protection System), zasnovana za zaščito diska pred udarci.

- vgrajen program DPS (Data Protection System), zasnovan za shranjevanje najdražjih - podatkov, shranjenih na njih.

korporacije Western Digital (www.wdс.com.) je tudi eno najstarejših podjetij za proizvodnjo diskovnih pogonov, v svoji zgodovini pozna svoje vzpone in padce.
Podjetje je pred kratkim lahko uvedlo najnovejše tehnologije v svoje pogone. Med njimi velja izpostaviti lasten razvoj – tehnologijo Data Lifeguard, ki je nadaljnji razvoj S.M.A.R.T. Poskuša logično dokončati verigo.

Po tej tehnologiji se površina diska redno skenira v obdobju, ko je sistem ne uporablja. Prebere podatke in preveri njihovo celovitost. Če se pri dostopu do sektorja opazijo težave, se podatki prenesejo v drug sektor.
Podatki o sektorjih nizke kakovosti so zabeleženi na notranjem seznamu napak, kar vam omogoča, da se v prihodnosti izognete pisanju v slabe sektorje.

Trdno Seagate (www.seagate.com) zelo poznan na našem trgu. Mimogrede, priporočam trde diske tega podjetja, saj so zanesljivi in vzdržljivi.

Leta 1998 se je ponovno vrnila z izdajo serije diskov Medalist Pro.
s hitrostjo vrtenja 7200 vrt/min, pri čemer se za to uporabljajo posebni ležaji. Prej je bila ta hitrost uporabljena samo v vmesniških pogonih SCSI, kar je povečalo zmogljivost. Ista serija uporablja tehnologijo SeaShield System, ki je zasnovana za izboljšanje zaščite diska in podatkov, shranjenih na njem, pred učinki elektrostatike in udarcev. Hkrati se zmanjša tudi učinek elektromagnetnega sevanja.

Vsi proizvedeni diski podpirajo S.M.A.R.T.
Seagateovi novi pogoni vključujejo izboljšano različico sistema SeaShield z več funkcijami.
Pomembno je, da je Seagate zahteval najvišjo odpornost na udarce v posodobljeni seriji - 300G v nedelujočem stanju.

Trdno IBM (www.storage.ibm.com)čeprav do nedavnega ni bil glavni dobavitelj na ruskem trgu trdih diskov, je hitro pridobil dober ugled zaradi svojih hitrih in zanesljivih trdih diskov.

Trdno Fujitsu (www.fujitsu.com) je velik in izkušen proizvajalec diskovnih pogonov, ne samo magnetnih, ampak tudi optičnih in magneto-optičnih.
Res je, da podjetje nikakor ni vodilno na trgu trdih diskov z vmesnikom IDE: obvladuje (po različnih študijah) približno 4% tega trga, njegovi glavni interesi pa so na področju naprav SCSI.

Terminološki slovar

Ker nekatere elemente pogona, ki igrajo pomembno vlogo pri njegovem delovanju, pogosto dojemamo kot abstraktne pojme, je v nadaljevanju razlaga najpomembnejših izrazov.

Čas dostopa je čas, ki ga trdi disk potrebuje za iskanje in prenos podatkov v ali iz pomnilnika.
Učinkovitost trdih diskov je pogosto določena s časom dostopa (pridobitve).

Grozd (Sluster)- najmanjša enota prostora, s katero deluje OS v tabeli lokacij datoteke. Običajno je grozd sestavljen iz 2-4-8 ali več sektorjev.
Število sektorjev je odvisno od vrste diska. Iskanje grozdov namesto posameznih sektorjev sčasoma zmanjša stroške operacijskega sistema. Velike skupine zagotavljajo hitrejše delovanje
pogon, saj je število grozdov v tem primeru manjše, vendar je prostor (prostor) na disku izkoriščen slabše, saj je veliko datotek lahko manjših od gruče in preostali bajti gruče niso porabljeni.

Krmilnik (CU) (Krmilnik)- vezja, običajno nameščena na razširitveni plošči, ki nadzorujejo delovanje trdega diska, vključno s premikanjem glave ter branjem in zapisovanjem podatkov.

Cilinder (Cylinder)- Skladbe, ki se nahajajo ena nasproti druge na vseh straneh vseh diskov.

Pogonska glava- mehanizem, ki se premika po površini trdega diska in zagotavlja elektromagnetno snemanje ali branje podatkov.

Tabela dodelitve datotek (FAT)- zapis, ki ga ustvari OS, ki spremlja lokacijo posamezne datoteke na disku in kateri sektorji so uporabljeni in kateri lahko vanje pišejo nove podatke.

Vrzel glave je razdalja med pogonsko glavo in površino diska.

Prepletajte- razmerje med hitrostjo vrtenja diska in organizacijo sektorjev na disku. Običajno hitrost vrtenja diska presega zmožnost računalnika, da sprejme podatke z diska. V času, ko krmilnik prebere podatke, je naslednji serijski sektor že mimo glave. Zato se podatki na disk zapisujejo prek enega ali dveh sektorjev. S pomočjo posebne programske opreme lahko pri formatiranju diska spremenite vrstni red črt.

Logični pogon- določene dele delovne površine trdega diska, ki se obravnavajo kot ločeni pogoni.
Nekateri logični pogoni se lahko uporabljajo za druge operacijske sisteme, kot je UNIX.

Parkirišče- premikanje glav pogona na določeno točko in njihovo fiksiranje v mirujočem stanju nad neuporabljenimi deli diska, da se čim bolj zmanjšajo poškodbe pri tresanju pogona, ko glave udarijo o površino diska.

Particioniranje– postopek delitve trdega diska na logične diske. Vsi diski so razdeljeni, čeprav imajo majhni diski lahko samo eno particijo.

disk (krožnik)- sam kovinski disk, prekrit z magnetnim materialom, na katerem so zapisani podatki. Trdi disk ima običajno več pogonov.

RLL (omejena dolžina teka) Shema kodiranja, ki jo uporabljajo nekateri krmilniki za povečanje števila sektorjev na skladbo, da se sprejme več podatkov.

sektor- delitev diskovnih sledi, ki je glavna enota velikosti, ki jo uporablja pogon. Sektorji OS so običajno 512 bajtov.

Čas pozicioniranja (čas iskanja)- čas, potreben, da se glava premakne s tirnice, na kateri je nameščena, na drugo želeno tirnico.

Skladba (skladba)- koncentrična delitev diska. Skladbe so kot skladbe na plošči. Za razliko od skladb na plošči, ki so neprekinjena spirala, so skladbe na plošči krožne. Proge pa so razdeljene na grozde in sektorje.

Čas iskanja od skladbe do skladbe- čas, potreben za prehod pogonske glave na sosednji tir.

Hitrost prenosa- količina informacij, ki se prenašajo med diskom in računalnikom na enoto časa. Vključuje tudi čas iskanja skladb.

Lep pozdrav vsem bralcem bloga. Veliko ljudi zanima vprašanje - kako deluje trdi disk računalnika. Zato sem se odločil, da današnji članek posvetim temu.

Trdi disk računalnika (HDD ali trdi disk) je potreben za shranjevanje informacij po izklopu računalnika, za razliko od RAM-a () - ki shranjuje informacije, dokler se napajanje ne izklopi (dokler se računalnik ne izklopi).

Trdi disk po pravici lahko imenujemo pravo umetniško delo, le inženirstvo. Da Da točno. Notri je tako zapleteno, da je vse urejeno. Trenutno je trdi disk najbolj priljubljena naprava za shranjevanje informacij po vsem svetu, enakovreden je napravam, kot so: flash pomnilnik (flash diski), SSD. Mnogi ljudje so že slišali za kompleksnost naprave trdega diska in se sprašujejo, kako je vanj nameščenih toliko informacij, zato bi radi izvedeli, kako je urejen trdi disk računalnika oziroma iz česa je sestavljen. Danes bo takšna priložnost).

Trdi disk je sestavljen iz petih glavnih delov. In prvi od njih - integrirano vezje, ki sinhronizira delo diska z računalnikom in upravlja vse procese.

Drugi del je elektromotor(vreteno), povzroči, da se disk vrti s hitrostjo približno 7200 vrt/min, integrirano vezje pa ohranja konstantno hitrost vrtenja.

In zdaj še tretji najpomembnejši del je rocker, ki lahko piše in bere informacije. Konec stikala je običajno razdeljen, tako da lahko delate z več diski hkrati. Vendar pa nihajna glava nikoli ne pride v stik z diski. Med površino diska in glavo je reža, velikost te reže je približno pet tisočkrat manjša od debeline človeškega lasu!

Toda poglejmo, kaj se zgodi, če vrzel izgine in nihajna glava pride v stik s površino vrtljivega diska. Iz šole se še spominjamo, da je F = m * a (po mojem mnenju Newtonov drugi zakon), iz česar sledi, da objekt z majhno maso in velikim pospeškom postane neverjetno težak. Glede na ogromno hitrost vrtenja samega diska postane teža nihajne glave zelo, zelo opazna. Seveda je poškodba diska v tem primeru neizogibna. Mimogrede, to se je zgodilo z diskom, v katerem je ta vrzel iz neznanega razloga izginila:

Pomembna je tudi vloga sile trenja, t.j. skoraj popolna odsotnost, ko zibalec začne brati informacije, medtem ko se prestavlja do 60-krat na sekundo. Ampak počakaj, kje je tukaj motor, ki poganja zibelko, pa še pri takšni hitrosti? Pravzaprav ni viden, saj gre za elektromagnetni sistem, ki deluje na interakciji 2 sil narave: elektrike in magnetizma. Takšna interakcija omogoča pospeševanje rockerja do svetlobne hitrosti v dobesednem pomenu.

Četrti del- sam trdi disk, tukaj se zapisujejo in berejo informacije, mimogrede, morda jih je več.

No, peti, zadnji del zasnove trdega diska je seveda primer, v katerem so nameščene vse ostale komponente. Uporabljeni materiali so naslednji: skoraj celotno telo je izdelano iz plastike, vendar je zgornji pokrov vedno kovinski. Sestavljeno ohišje se pogosto imenuje "zadrževalno območje". Obstaja mnenje, da v prostoru zadrževanja ni zraka, oziroma da je tam vakuum. To mnenje temelji na dejstvu, da lahko pri tako visokih hitrostih vrtenja diska celo drobec prahu, ki pride v notranjost, naredi veliko slabega. In to skoraj drži, le da tam ni vakuuma – ampak je prečiščen, posušen zrak ali nevtralni plin – na primer dušik. Čeprav je bil morda v prejšnjih različicah trdih diskov namesto čiščenja zraka preprosto izčrpan.

Govorili smo o komponentah, tj. iz česa je sestavljen trdi disk. Zdaj pa se pogovorimo o shranjevanju podatkov.

Kako in v kakšni obliki so podatki shranjeni na trdem disku računalnika

Podatki so shranjeni v ozkih tirih na površini diska. Med produkcijo je na ploščo uporabljenih več kot 200.000 takih skladb. Vsaka od prog je razdeljena na sektorje.

Zemljevidi poti in sektorjev vam omogočajo, da določite, kam pisati ali kje brati informacije. Ponovno se vse informacije o sektorjih in stezah nahajajo v pomnilniku integriranega vezja, ki se za razliko od drugih komponent trdega diska ne nahaja znotraj ohišja, ampak zunaj in običajno od spodaj.

Sama površina diska je gladka in sijoča, a to je le na prvi pogled. Pri natančnejšem pregledu se izkaže, da je površinska struktura bolj zapletena. Dejstvo je, da je disk izdelan iz kovinske zlitine, prevlečene s feromagnetno plastjo. Ta plast opravi vse delo. Feromagnetna plast si zapomni vse informacije, kako? Zelo preprosto. Nagibna glava magnetizira mikroskopsko območje na filmu (feromagnetni sloj), pri čemer magnetni moment takšne celice nastavi v eno od stanj: 0 ali 1. Vsaka taka ničla in ena se imenujeta bita. Tako je vsaka informacija, zapisana na trdi disk, pravzaprav določeno zaporedje in določeno število ničel in enic. Na primer, kakovostna fotografija zavzema približno 29 milijonov teh celic in je razpršena po 12 različnih sektorjih. Da, sliši se impresivno, a v resnici - tako ogromno število bitov zavzame zelo majhno površino na površini diska. Vsak kvadratni centimeter površine trdega diska vsebuje nekaj deset milijard bitov.

Kako deluje trdi disk

Pravkar smo pregledali napravo trdega diska, vsako njeno komponento posebej. Zdaj predlagam, da vse povežete v določen sistem, zahvaljujoč kateremu bo jasno samo načelo delovanja trdega diska.

torej kako deluje trdi disk naslednji: ko se trdi disk zažene, to pomeni, da se nanj zapisuje, ali se z njega berejo informacije ali pa z njega začne elektromotor (vreteno) pridobivati zagon in ker so trdi diski fiksni na samem vretenu oziroma se skupaj z njim tudi začnejo vrteti. In dokler hitrost diska(-ov) ne doseže nivoja, da se med nihajno glavo in diskom oblikuje zračna blazina, je zibalec v posebnem "parkirnem območju", da se izogne poškodbam. Tukaj je videti.

Takoj, ko hitrost doseže želeno raven, servo pogon (elektromagnetni motor) sproži zibalo, ki je že nameščeno na mestu, kamor želite pisati oziroma prebrati informacije. To le olajša integrirano vezje, ki nadzoruje vse premike zibalnika.

Razširjeno je mnenje, nekakšen mit, da v trenutkih, ko disk "miruje", t.j. z njim se začasno ne izvajajo nobene operacije branja/pisanja, trdi diski v notranjosti se nehajo vrteti. To je res mit, saj se v resnici trdi diski v ohišju nenehno vrtijo, tudi ko je trdi disk v načinu varčevanja z energijo in se nanj nič ne piše.

No, tukaj smo z vami preučili napravo trdega diska računalnika v vseh podrobnostih. Seveda je v okviru enega članka nemogoče povedati o vsem, kar je povezano s trdimi diski. Na primer, v tem članku ni bilo rečeno - to je velika tema, odločil sem se, da o tem napišem ločen članek.

Našel sem zanimiv video o tem, kako trdi disk deluje v različnih načinih

Hvala vsem za vašo pozornost, če se še niste naročili na posodobitve tega spletnega mesta - toplo priporočam, da to storite, da ne zamudite zanimivih in uporabnih materialov. Se vidimo na straneh bloga!

Če trdi disk obravnavamo kot celoto, je sestavljen iz dveh glavnih delov: to je elektronska plošča, na kateri se tako rekoč nahajajo "možgani" trdega diska. Na njem se nahaja procesor, tam je tudi kontrolni program, pomnilnik z naključnim dostopom, ojačevalnik za zapisovanje in branje. Mehanski del vključuje dele, kot so blok magnetnih glav z okrajšavo BMG, motor, ki omogoča vrtenje plošč, in seveda same plošče. Oglejmo si vsak del podrobneje.

HDA.

Hermetični blok, znan tudi kot ohišje trdega diska, je zasnovan za pritrditev vseh delov, opravlja pa tudi funkcijo zaščite pred prašnimi delci na površini plošč. Upoštevati je treba, da je HDA mogoče odpreti le v posebej za to pripravljenem prostoru, da preprečite vdor prahu in umazanije v ohišje.

Integrirano vezje.

Integrirano vezje ali elektronska plošča sinhronizira delovanje trdega diska z računalnikom in nadzoruje vse procese, zlasti vzdržuje konstantno hitrost vrtenja vretena in s tem plošče, ki jo izvaja motor.

Električni motor.

Elektromotor ali motor vrti plošče: približno 7200 vrtljajev na sekundo (vzame se povprečna vrednost, obstajajo trdi diski, na katerih je hitrost višja in doseže 15000 vrtljajev na sekundo, obstajajo pa tudi pri nižji hitrosti približno 5400, hitrost dostopa do potrebnih informacij na trdem disku).

Rocker.

Rocker je zasnovan za zapisovanje in branje informacij s plošč trdega diska. Konec zibalnika je razdeljen in na njem je blok magnetnih glav, to je storjeno, da bi lahko zapisovali in brali informacije z več plošč.

Blok magnetnih glav.

Sestava nihajne roke vključuje blok magnetnih glav, ki pogosto odpove, vendar je ta "pogosto" parameter zelo pogojen. Magnetne glave so nameščene nad in pod ploščami in služijo za neposredno branje informacij s platine, ki se nahaja na trdem disku.

Plošče.

Informacije so shranjene neposredno na ploščah, izdelane so iz materialov, kot so aluminij, steklo in keramika. Najbolj razširjen je aluminij, vendar so tako imenovana "elitna kolesa" izdelana iz drugih dveh materialov. Prve izdelane plošče so bile prevlečene z železovim oksidom, vendar je imel ta feromagnet veliko pomanjkljivost. Diski, prevlečeni s takšno snovjo, so imeli malo odpornosti proti obrabi. Trenutno večina proizvajalcev trdih diskov pokriva plošče s krom-kobaltom, ki ima za red višjo mejo varnosti kot železov oksid. Plošče so pritrjene na vreteno na enaki razdalji drug od drugega, takšna zasnova se imenuje "paket". Pod diski je motor ali elektromotor.

Vsaka stran plošče je razdeljena na tire, ti pa so na drug način razdeljeni na sektorje ali bloke, vsi tiri enakega premera so valj.

Vsi sodobni trdi diski imajo tako imenovani "inženirski cilinder", na njem so shranjeni servisni podatki, kot so model hdd, serijska številka itd. Te informacije so zasnovane tako, da jih lahko bere računalnik.

Kako deluje trdi disk

Osnovna načela delovanja trdega diska so se od njegovega začetka malo spremenila. Naprava trdega diska je zelo podobna običajnemu predvajalniku plošč. Samo pod ohišjem je lahko več plošč, nameščenih na skupno os, glave pa lahko berejo informacije z obeh strani vsake plošče hkrati. Hitrost vrtenja plošč je konstantna in je ena glavnih značilnosti. Glava se premika vzdolž plošče na določeni razdalji od površine. Manjša kot je ta razdalja, večja je natančnost branja informacij in večja je lahko gostota zapisovanja informacij.

Če pogledate trdi disk, vidite le trdno kovinsko ohišje. Je popolnoma zatesnjen in ščiti pogon pred prašnimi delci, ki lahko ob vstopu v ozko režo med glavo in površino diska poškodujejo občutljivo magnetno plast in disk onemogočijo. Poleg tega ohišje ščiti pogon pred elektromagnetnimi motnjami. V notranjosti ohišja so vsi mehanizmi in nekatere elektronske komponente. Mehanizmi so sami diski, na katerih so shranjene informacije, glave, ki zapisujejo in berejo informacije z diskov, pa tudi motorji, ki vse to spravljajo v gibanje.

Disk je okrogla plošča z zelo ravno površino, pogosto iz aluminija, redkeje iz keramike ali stekla, prevlečena s tanko feromagnetno plastjo. Številni pogoni uporabljajo plast železovega oksida (ki je prevleka na običajnem magnetnem traku), vendar najnovejši trdi diski delujejo s plastjo kobalta, debelo približno deset mikronov. Takšen premaz je bolj trpežen, poleg tega pa lahko znatno poveča gostoto snemanja. Tehnologija njegove uporabe je blizu tisti, ki se uporablja pri proizvodnji integriranih vezij.

Število diskov je lahko različno - od enega do pet, število delovnih površin je dvakrat večje (dva na vsakem disku). Slednji (kot tudi material, uporabljen za magnetno prevleko) določa zmogljivost trdega diska. Včasih se zunanje površine najbolj zunanjih diskov (ali enega od njih) ne uporabljajo, kar omogoča zmanjšanje višine pogona, vendar se število delovnih površin zmanjša in se lahko izkaže za čudno.

Magnetne glave berejo in zapisujejo informacije na diske. Načelo snemanja je na splošno podobno kot pri običajnem magnetofonu. Digitalna informacija se pretvori v izmenični električni tok, ki se dovaja na magnetno glavo, nato pa se prenese na magnetni disk, vendar v obliki magnetnega polja, ki ga disk lahko zazna in »zapomni«.

Magnetna prevleka diska je niz drobnih področij spontane (spontane) magnetizacije. Zaradi jasnosti si predstavljajte, da je disk prekrit s plastjo zelo majhnih puščic kompasa, ki kažejo v različne smeri. Takšni puščični delci se imenujejo domene. Pod vplivom zunanjega magnetnega polja se lastna magnetna polja domen usmerijo v skladu z njegovo smerjo. Po prenehanju delovanja zunanjega polja se na površini diska oblikujejo cone preostale magnetizacije. Na ta način se informacije, zapisane na disk, ohranijo. Območja preostale magnetizacije, ko se disk vrti nasproti reže magnetne glave, v njej inducira elektromotorno silo, ki se spreminja glede na velikost magnetizacije.

Paket diskov, nameščen na os vretena, poganja poseben motor, ki je kompaktno nameščen spodaj. Da bi skrajšali čas, ki je potreben, da pogon preide v delovno stanje, motor ob vklopu nekaj časa deluje v prisilnem načinu. Zato mora imeti napajalnik računalnika rezervo za konično moč. Zdaj o delu predstojnikov. Premikajo se s pomočjo koračnega motorja in tako rekoč "plavajo" na razdalji delčka mikrona od površine diska, ne da bi se ga dotaknili. Kot rezultat zapisovanja informacij se na površini diskov oblikujejo magnetizirana območja v obliki koncentričnih krogov.

Imenujejo se magnetne sledi. Ko se premikajo, se glave ustavijo nad vsako naslednjo skladbo. Niz tirov, ki se nahajajo ena pod drugo na vseh površinah, se imenuje cilinder. Vse pogonske glave se premikajo hkrati in dostopajo do cilindrov z istim imenom z enakimi številkami.