Qattiq disklar nimadan yasalgan? Qattiq disk: ishlash printsipi va asosiy xususiyatlari

qattiq disk (qattiq disk, HDD) - magnit yozish printsipiga asoslangan tasodifiy kirish xotirasi (axborotni saqlash qurilmasi). Bu ko'pgina kompyuterlarda asosiy saqlash vositasidir.

"Yoqmadi" Moslashuvchan» disk ( floppi disklar), ma'lumot HDD ferromagnit material qatlami bilan qoplangan qattiq (alyuminiy yoki shisha) plitalarga, ko'pincha xrom dioksidi - magnit disklarga yozilgan. IN HDD bir o'qda bir yoki bir nechta qo'shimchalar ishlatiladi. Ishlash rejimida o'qish boshlari tez aylanish jarayonida yuzaga yaqin joylashgan kelayotgan havo oqimi qatlami tufayli plitalar yuzasiga tegmaydi. Bosh va disk orasidagi masofa bir necha nanometrni tashkil etadi va mexanik aloqaning yo'qligi qurilmaning uzoq xizmat qilish muddatini ta'minlaydi. Diskning aylanishi bo'lmasa, boshlar milda yoki diskdan tashqarida xavfsiz zonada joylashgan bo'lib, bu erda ularning disklar yuzasi bilan g'ayritabiiy aloqasi istisno qilinadi.

Birinchi qattiq disk

IN 1957 firma tomonidan yil IBM birinchi qattiq disk ishlab chiqilgan va u shaxsiy kompyuter yaratilishidan oldin ham ishlab chiqilgan. Uning uchun u "ozod" summani to'lashi kerak edi, garchi u bor edi 5 MB. Keyin sig'imga ega qattiq disk ishlab chiqildi 10 MB shaxsiy kompyuter uchun maxsus IBM Kompyuter XT. Vinchesterda hamma narsa bor edi 30 treklar va boshqalar 30 ta sektor har bir trekda. " Vinchesterlar"- qattiq disklar shunday atala boshlandi, agar qisqartirilsa, keyin" INintami”, Bu kompaniyaning karbini belgisi bilan o'xshashlikdan kelib chiqdi Vinchester - "30/30", bu ko'p zaryadlangan edi.

Aniqlik uchun keling, bir ko'rib chiqaylik 3,5 dyuym SATA disk. Bu Seagate bo'ladi ST31000333AS.

Yashil tekstolit mis izlari, quvvat ulagichlari va SATA elektron plata yoki boshqaruv paneli deb ataladi (P tozalangan elektron plata, PCB). U qattiq diskning ishlashini boshqarish uchun ishlatiladi. Qora alyuminiy korpus va uning tarkibi HDA deb ataladi ( Bosh va disk yig'ilishi, HDA), mutaxassislar buni ham chaqirishadi " banka". Tarkibsiz tana ham deyiladi HDA (asosiy).

Endi bosilgan elektron platani olib tashlaymiz va uning ustiga o'rnatilgan komponentlarni ko'rib chiqamiz.

Sizning e'tiboringizni tortadigan birinchi narsa bu o'rtada joylashgan katta chip - mikrokontroller yoki protsessor (Mikro boshqaruv bloki, MCU) . Zamonaviy qattiq disklarda mikrokontroller ikki qismdan iborat - aslida Markaziy protsessor(Markaziy protsessor, protsessor), barcha hisob-kitoblarni bajaradigan va kanal o'qish/yozish (o'qish/yozish kanali)- o'qish jarayonida boshlardan keladigan analog signalni raqamli ma'lumotlarga aylantiruvchi va yozish jarayonida raqamli ma'lumotlarni analog signalga kodlaydigan maxsus qurilma. Protsessorda portlar mavjud kirish-chiqish (IO portlari) bosilgan elektron platada joylashgan komponentlarning qolgan qismini boshqarish va ma'lumotlarni uzatish orqali SATA interfeysi.

Xotira chipi odatiy hisoblanadi DDR SDRAM xotira. Xotira miqdori qattiq disk keshining hajmini aniqlaydi. Ushbu elektron plataga xotira o'rnatilgan Samsung DDR hajmi 32 MB, bu nazariy jihatdan diskka kesh beradi 32 MB(va bu qattiq diskning texnik xususiyatlarida ko'rsatilgan miqdor), ammo bu mutlaqo to'g'ri emas. Gap shundaki, xotira mantiqan buferga bo'linadi xotira (kesh) va proshivka xotirasi. Mikrodastur modullarini yuklash uchun protsessorga biroz xotira kerak. Ma'lumki, faqat Hitachi/IBM haqiqiy hajmni ko'rsating kesh texnik xususiyatlar tavsifida; boshqa disklarga nisbatan, ovoz balandligi haqida kesh faqat taxmin qilish mumkin.

Keyingi chip - bu dvigatel va bosh blokni boshqarish moslamasi yoki "burilish" (Ovozli bobinli dvigatel boshqaruvchisi, VCM kontrolleri). Bundan tashqari, ushbu chip protsessor quvvatlanadigan va platada joylashgan ikkilamchi quvvat manbalarini boshqaradi. oldindan kuchaytirgich-switcher chipi (old kuchaytirgich, preamp) HDAda joylashgan. Bu bosilgan elektron platada energiyaning asosiy iste'molchisi. U milning aylanishini va boshlarning harakatini boshqaradi. Yadro VCM boshqaruvchisi haroratda ham ishlashi mumkin 100°C.

Disk proshivkasining bir qismi saqlanadi flesh xotira. Diskga quvvat berilganda mikrokontroller flesh-chip tarkibini xotiraga yuklaydi va kodni bajarishni boshlaydi. Kod to'g'ri yuklanmagan bo'lsa, disk hatto aylanmoqchi ham bo'lmaydi. Agar platada flesh chip bo'lmasa, u mikrokontrollerga o'rnatilgan.

Vibratsiya sensori (zarba sensori) disk uchun xavfli silkinishga reaksiyaga kirishadi va bu haqda boshqaruvchiga signal yuboradi VCM. VCM boshqaruvchisi darhol boshlarni to'xtatadi va diskning aylanishini to'xtata oladi. Nazariy jihatdan, bu mexanizm haydovchini keyingi shikastlanishdan himoya qilishi kerak, ammo u amalda ishlamaydi, shuning uchun disklarni tashlamang. Ba'zi disklarda tebranish sensori juda sezgir bo'lib, eng kichik tebranishlarga ta'sir qiladi. Sensordan olingan ma'lumotlar imkon beradi boshqaruvchi VCM to'g'ri bosh harakati. Bunday disklarda kamida ikkita tebranish sensori o'rnatilgan.

Bortda yana bir himoya vositasi mavjud - Vaqtinchalik kuchlanishni bostirish (TVS). Bu platani kuchlanish kuchlanishidan himoya qiladi. Quvvat ko'tarilishi bilan TVS yonib ketadi, erga qisqa tutashuv yaratish. Ushbu kengash ikkitadan iborat TVS, 5 va 12 volt uchun.

Germetik blokni ko'rib chiqing.

Kengash ostida dvigatel va boshlarning kontaktlari joylashgan. Bundan tashqari, disk tanasida kichik, deyarli sezilmaydigan teshik mavjud (nafas teshigi). Bu bosimni tenglashtirishga xizmat qiladi. Ko'pchilik qattiq diskda vakuum bor deb o'ylashadi. Aslida unday emas. Bu teshik diskning ichki va tashqi bosimni tenglashtirishga imkon beradi. Ichkarida teshik bor nafas filtri bilan qoplangan chang va namlik zarralarini ushlab turadigan.

Endi himoyalangan joyning ichiga qaraylik. Disk qopqog'ini olib tashlang.

Qopqoqning o'zi alohida narsa emas. Bu shunchaki chang bo'lmasligi uchun rezina muhrlangan metall parcha.

Himoya maydonini to'ldirishni ko'rib chiqing.

Qimmatbaho ma'lumotlar metall disklarda saqlanadi, ular ham deyiladi krep yoki Pqanotlar (plastinkalar). Suratda siz yuqori plitani ko'rasiz. Plitalar sayqallangan alyuminiy yoki shishadan yasalgan va turli xil kompozitsiyalarning bir necha qatlamlari, jumladan, ferromagnit modda bilan qoplangan, ularda aslida ma'lumotlar saqlanadi. Pancakes o'rtasida, shuningdek, ularning tepasida, biz chaqirilgan maxsus plitalarni ko'ramiz ajratgichlar yoki seperatorlar (damperlar yoki separatorlar). Ular havo oqimlarini tenglashtirish va akustik shovqinni kamaytirish uchun kerak. Qoida tariqasida, ular alyuminiy yoki plastmassadan tayyorlanadi. Alyuminiy ajratgichlar saqlash joyi ichidagi havoni sovutishda muvaffaqiyatliroq.

O'qish-yozish boshlari (boshlar), magnit bosh birligi qavslar uchlari o'rnatilgan, yoki HSA (Head Stack Assembly, HSA). to'xtash zonasi- bu mil to'xtatilgan bo'lsa, sog'lom diskning boshlari bo'lishi kerak bo'lgan maydon. Ushbu disk yordamida to'xtash zonasi fotosuratda ko'rinib turganidek, milga yaqinroq joylashgan.

Ba'zi drayvlarda mashinalar plitalardan tashqarida joylashgan maxsus plastik to'xtash joylarida amalga oshiriladi.

Qattiq disk aniq joylashish mexanizmi bo'lib, to'g'ri ishlashi uchun juda toza havo talab qilinadi. Foydalanish vaqtida qattiq disk ichida metall va yog'ning mikroskopik zarralari paydo bo'lishi mumkin. Disk ichidagi havoni darhol tozalash uchun mavjud sirkulyatsiya filtri. Bu eng kichik zarrachalarni doimiy ravishda to'playdigan va ushlab turadigan yuqori texnologiyali qurilma. Filtr plitalarning aylanishi natijasida hosil bo'lgan havo oqimlari yo'lida joylashgan.

Keling, yuqori magnitni olib tashlaymiz va uning ostida nima yashiringanini ko'ramiz.

Qattiq disklar juda kuchli neodimiy magnitlardan foydalanadi. Ushbu magnitlar shunchalik kuchliki, ular og'irlikni ko'tarishlari mumkin 1300 ularnikidan marta kattaroqdir. Shuning uchun barmog'ingizni magnit va metall yoki boshqa magnit orasiga qo'ymang - zarba juda sezgir bo'ladi. Ushbu fotosuratda cheklovlar ko'rsatilgan. BMG. Ularning vazifasi plastinalar yuzasida qoldirib, boshlarning harakatini cheklashdir. BMG cheklovchilari turli xil modellar boshqacha tarzda joylashtirilgan, lekin har doim ikkitasi bor, ular barcha zamonaviy qattiq disklarda qo'llaniladi. Bizning haydovchimizda ikkinchi cheklovchi pastki magnitda joylashgan.

Mana biz bu erda ko'ramiz lasan (ovozli lasan), bu bosh birlikning bir qismidir. Bobin va magnitlar hosil bo'ladi BMG drayveri (Ovozli bobinli dvigatel, VCM). Drayv va magnit boshlar bloki, shakl joylashtiruvchi- boshlarni harakatga keltiradigan qurilma. Murakkab shakldagi qora plastik bo'lak deyiladi mandal (aktuator mandali). Bu chiqaradigan himoya mexanizmi BMG milya dvigateli ma'lum miqdordagi aylanishlarga erishgandan so'ng. Bu havo oqimining bosimi tufayli sodir bo'ladi. Mandal to'xtash joyida boshlarni kiruvchi harakatlardan himoya qiladi.

Endi magnit boshlar blokini olib tashlaymiz.

Aniqlik va silliq harakat BMG nozik rulman tomonidan quvvatlanadi. Eng katta tafsilot BMG, alyuminiy qotishmasidan qilingan, odatda deb ataladi qavs yoki rocker (qo'l). Rokerning oxirida prujina suspenziyasida boshlar mavjud (Gimbal Assambleyasi rahbarlari, HGA). Odatda boshlar va qo'lqoplar turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan etkazib beriladi. Moslashuvchan kabel (moslashuvchan bosma sxema, FPC) boshqaruv paneli bilan o'rnatilib, kontakt paneliga o'tadi.

Komponentlarni ko'rib chiqing BMG Ko'proq.

Kabelga ulangan bobin.

Rulman.

Quyidagi fotosuratda ko'rsatilgan BMG kontaktlari.

Shlangi ulanishning mustahkamligini ta'minlaydi. Shunday qilib, havo disk va bosh blokning ichki qismiga faqat bosimni tenglashtirish teshigi orqali kirishi mumkin. Ushbu diskdagi kontaktlar o'tkazuvchanlikni yaxshilash uchun yupqa oltin qatlami bilan qoplangan.

Bu klassik roker dizayni.

Bahorli ilmoqlarning uchlaridagi kichik qora bo'laklar deyiladi slayderlar. Ko'pgina manbalar slayderlar va boshlar bir va bir xil ekanligini ko'rsatadi. Aslida, slayder boshni pancakes yuzasidan ko'tarib, ma'lumotni o'qish va yozishga yordam beradi. Zamonaviy qattiq disklarda boshlar uzoqdan harakatlanadi 5-10 nanometrlar kreplarning yuzasidan. Taqqoslash uchun, inson sochining diametri taxminan 25000 nanometr. Agar biron bir zarracha slayder ostiga tushib qolsa, bu ishqalanish va ularning ishdan chiqishi tufayli boshlarning haddan tashqari qizib ketishiga olib kelishi mumkin, shuning uchun idishdagi havoning tozaligi juda muhimdir. O'qish va yozish elementlarining o'zi slayderning oxirida joylashgan. Ular shunchalik kichikki, ularni faqat yaxshi mikroskop bilan ko'rish mumkin.

Ko'rib turganingizdek, slayderning yuzasi tekis emas, unda aerodinamik oluklar mavjud. Ular slayderning parvoz balandligini barqarorlashtirishga yordam beradi. Slayder ostidagi havo hosil bo'ladi havo yostig'i (havo rulman yuzasi, ABS). Havo yostig'i slayderning parvozini pancake yuzasiga deyarli parallel ravishda ushlab turadi.

Mana yana bir slayder tasviri

Bu erda bosh kontaktlari aniq ko'rinadi.

Bu yana bir muhim qism. BMG, bu hali muhokama qilinmagan. Bu p deb ataladi oldindan kuchaytirgich (old kuchaytirgich, oldindan kuchaytirgich). oldindan kuchaytirgich- bu boshlarni boshqaradigan va ularga keladigan yoki undan keladigan signalni kuchaytiradigan chip.

oldindan kuchaytirgich ichida joylashgan BMG juda oddiy sababga ko'ra - boshlardan keladigan signal juda zaif. Zamonaviy drayvlarda u taxminan chastotaga ega 1 gigagertsli. Agar siz oldindan kuchaytirgichni saqlash joyidan olib qo'ysangiz, bunday zaif signal boshqaruv paneliga boradigan yo'lda kuchli zaiflashadi.

Oldindan kuchaytirgichdan boshlarga (o'ngga) ko'proq yo'llar tutash joyiga (chapda) olib boradi. Haqiqat shundaki, qattiq disk bir vaqtning o'zida bir nechta bosh bilan (bir juft yozish va o'qish elementlari) ishlay olmaydi. Qattiq disk signallarni oldindan kuchaytirgichga yuboradi va u qattiq disk hozirda foydalanayotgan boshni tanlaydi. Ushbu qattiq diskda har bir boshga olib boradigan oltita trek mavjud. Nega shunchalik? Bitta trek tuproqli, yana ikkitasi o'qish va yozish elementlari uchun. Keyingi ikkita trek mini-aktuatorlarni, slayderni harakatlantirish yoki aylantirishga qodir bo'lgan maxsus piezoelektrik yoki magnit qurilmalarni boshqarish uchun mo'ljallangan. Bu yo'l ustidagi boshlarning holatini aniqroq o'rnatishga yordam beradi. Oxirgi yo'l isitgichga olib boradi. Isitgich boshlarning parvoz balandligini nazorat qilish uchun ishlatiladi. Isitgich issiqlikni slayder va rockerni bog'laydigan suspenziyaga o'tkazadi. Ilmoq turli xil termal kengayish xususiyatlariga ega bo'lgan ikkita qotishmadan qilingan. Qizdirilganda, suspenziya pancake yuzasiga egilib, boshning parvoz balandligini pasaytiradi. Sovutganda suspenziya to'g'rilanadi.

Ushbu maqolada biz faqat qattiq disklar (HDD), ya'ni magnit disklardagi ommaviy axborot vositalari haqida gapiramiz. SSD haqida keyingi maqola bo'ladi.

Qattiq disk nima

An'anaga ko'ra, keling, Vikipediyada qattiq diskning ta'rifini ko'rib chiqaylik:
Qattiq disk (vint, qattiq disk, qattiq disk, HDD, HDD, HMDD) magnit yozish printsipiga asoslangan tasodifiy kirish qurilmasi.
Ular kompyuterlarning aksariyat qismida, shuningdek, ma'lumotlarning zaxira nusxalarini saqlash uchun alohida ulangan qurilmalarda, fayllarni saqlash va boshqalarda qo'llaniladi.
Keling, buni biroz tushunib olaylik. Menga "qattiq disk" atamasi yoqadi. Ushbu besh so'z butun fikrni bildiradi. HDD - bu qurilma bo'lib, uning maqsadi uzoq vaqt davomida saqlangan ma'lumotlarni saqlashdir. Qattiq disklar maxsus qoplamali qattiq (alyuminiy) disklarga asoslangan bo'lib, ularda maxsus kallaklar yordamida ma'lumot yoziladi.
Men yozib olish jarayonining o'zini batafsil ko'rib chiqmayman - aslida bu maktabning so'nggi sinflarining fizikasi va aminmanki, siz buni o'rganishni xohlamaysiz va maqola umuman bu haqda emas.
“Tasodifiy kirish” iborasiga ham e’tibor qaratsak, bu, taxminan, biz (kompyuter) istalgan vaqtda temir yo‘lning istalgan uchastkasidan ma’lumotlarni o‘qiy olishimizni bildiradi.
HDD xotirasi o'zgaruvchan bo'lmasligi muhim, ya'ni quvvat ulanganmi yoki yo'qligi muhim emas, qurilmada yozilgan ma'lumotlar hech qaerda yo'qolmaydi. Bu kompyuterning doimiy xotirasi va vaqtinchalik xotirasi (RAM) o'rtasidagi muhim farqdir.
Haqiqiy hayotda kompyuterning qattiq diskiga qarab, siz hech qanday disk yoki kallalarni ko'rmaysiz, chunki bularning barchasi muhrlangan korpusda (germetik zona) yashiringan. Tashqi tomondan, qattiq disk shunday ko'rinadi.
Menimcha, siz HDD nima ekanligini tushunasiz. Davom etish.

Nima uchun kompyuterga qattiq disk kerak?

Kompyuterda HDD nima ekanligini, ya'ni kompyuterda qanday rol o'ynashini ko'rib chiqing. Ma'lumotni saqlashi aniq, lekin qanday va nima. Bu erda biz HDD ning quyidagi funktsiyalarini ta'kidlaymiz:
- OS, foydalanuvchi dasturiy ta'minoti va ularning sozlamalarini saqlash;
- foydalanuvchi fayllarini saqlash: musiqa, video, tasvirlar, hujjatlar va boshqalar;
- qattiq disk maydonining bir qismini RAMga (peyjing fayli) sig'maydigan ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatish yoki uyqu rejimidan foydalanganda RAM tarkibini saqlash;
- Ko'rib turganingizdek, kompyuterning qattiq diski shunchaki fotosuratlar, musiqa va videolar chiqindisi emas. U butun operatsion tizimni saqlaydi va bundan tashqari, qattiq disk o'zining ba'zi funktsiyalarini o'z zimmasiga olgan holda RAMning ish yukini engishga yordam beradi.

Qattiq disk nimadan yasalgan?

Biz qattiq diskning tarkibiy qismlarini qisman eslatib o'tdik, endi biz bu haqda batafsilroq gaplashamiz. Shunday qilib, HDD ning asosiy komponentlari:
- Korpus - qattiq disk mexanizmlarini chang va namlikdan himoya qiladi. Qoida tariqasida, bir xil namlik va chang ichkariga kirmasligi uchun u havo o'tkazmaydi;
- Disklar (pancakes) - ma'lum bir metall qotishmasidan yasalgan, har ikki tomondan qoplangan, ma'lumotlar yozilgan plitalar. Plitalar soni har xil bo'lishi mumkin - bittadan (byudjet variantlarida) bir nechta;
- Dvigatel - shpindelda krep o'rnatiladi;
- boshlar bloki - o'zaro bog'langan tutqichlardan (roker qo'llari) va boshlardan yasalgan dizayn. Qattiq diskning ma'lumotni o'qish va yozish uchun mo'ljallangan qismi. Bitta krep uchun bir juft bosh ishlatiladi, chunki uning yuqori va pastki qismlari ishlaydi;
- joylashishni aniqlash moslamasi (aktuator) - boshlar blokini harakatga keltiradigan mexanizm. Bir juft doimiy neodim magnitlari va bosh birligining oxirida joylashgan bobindan iborat;
- Controller - HDD ishlashini boshqaruvchi elektron mikrosxema;
- To'xtash zonasi - qattiq disk ichidagi disklar yonidagi yoki ularning ichki qismidagi joy, bu erda kreplarning ishchi yuzasiga zarar bermaslik uchun bo'sh vaqt davomida boshlar tushiriladi (to'xtaydi).
Bunday oddiy qattiq disk qurilmasi. U ko'p yillar oldin shakllangan va uzoq vaqt davomida unga hech qanday tub o'zgarishlar kiritilmagan. Va biz davom etamiz.

Qattiq disk qanday ishlaydi

HDD ga quvvat berilgandan so'ng, shpindelda krep o'rnatilgan dvigatel aylana boshlaydi. Disklar yuzasi yaqinida doimiy havo oqimi hosil bo'ladigan tezlikka erishgandan so'ng, boshlar harakatlana boshlaydi.
Ushbu ketma-ketlik (birinchi navbatda disklar aylanadi, so'ngra boshlar ishlay boshlaydi), natijada paydo bo'lgan havo oqimi tufayli boshlar plitalar ustida harakatlanishi uchun kerak. Ha, ular hech qachon disklar yuzasiga tegmaydilar, aks holda ikkinchisi darhol shikastlanadi. Biroq, magnit plastinalar yuzasidan boshlargacha bo'lgan masofa shunchalik kichik (~ 10 nm), uni yalang'och ko'z bilan ko'ra olmaysiz.
Ishga tushgandan so'ng, birinchi navbatda, qattiq diskning holati to'g'risidagi xizmat ma'lumotlari va u haqida nol trek deb ataladigan boshqa kerakli ma'lumotlar o'qiladi. Shundan keyingina ma'lumotlar bilan ishlash boshlanadi.
Kompyuterning qattiq diskidagi ma'lumotlar treklarga yoziladi, ular o'z navbatida sektorlarga bo'linadi (bunday pitsa bo'laklarga bo'linadi). Fayllarni yozish uchun bir nechta sektorlar klasterga birlashtiriladi, bu faylni yozish mumkin bo'lgan eng kichik joy.
Diskning bunday "gorizontal" bo'linishidan tashqari, shartli "vertikal" ham mavjud. Barcha boshlar birlashtirilganligi sababli, ular har doim bir xil trek raqamiga, har biri o'z diskiga joylashtiriladi. Shunday qilib, HDD ishlayotganda, boshlar xuddi silindrni tortadi.
HDD ishlayotganda, aslida u ikkita buyruqni bajaradi: o'qish va yozish. Yozish buyrug'ini bajarish zarur bo'lganda, diskdagi u bajariladigan maydon hisoblab chiqiladi, so'ngra boshlar joylashtiriladi va aslida buyruq bajariladi. Keyin natija tekshiriladi. Ma'lumotni to'g'ridan-to'g'ri diskka yozishdan tashqari, ma'lumotlar ham keshda saqlanadi.
Agar kontroller o'qish buyrug'ini olsa, birinchi navbatda keshda kerakli ma'lumotlar mavjudligini tekshiradi. Agar u yo'q bo'lsa, boshlarni joylashtirish uchun koordinatalar qayta hisoblab chiqiladi, keyin boshlar joylashtiriladi va ma'lumotlarni o'qiydi.
Ish tugagandan so'ng, qattiq diskning quvvat manbai yo'qolganda, kallaklar avtomatik ravishda to'xtash zonasida to'xtaydi.
Umuman olganda, kompyuterning qattiq diski shunday ishlaydi. Aslida, hamma narsa ancha murakkab, ammo oddiy foydalanuvchi, ehtimol, bunday tafsilotlarga muhtoj emas, shuning uchun biz ushbu bo'limni tugatamiz va davom etamiz.

Qattiq disklarning turlari va ularni ishlab chiqaruvchilar

Bugungi kunda bozorda qattiq disklarning uchta asosiy ishlab chiqaruvchisi mavjud: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Ular barcha turdagi va talablardagi qurilmalarga bo'lgan talabni to'liq qoplaydi. Qolgan kompaniyalar yo bankrot bo'lishdi, yoki asosiy uchlikdan kimdir tomonidan qabul qilindi yoki qayta profillandi.
Agar biz HDD turlari haqida gapiradigan bo'lsak, ularni quyidagicha ajratish mumkin:

1. Noutbuklar uchun - asosiy parametr - 2,5 dyuymli qurilma o'lchami. Bu ularni noutbuk korpusiga ixcham joylashtirish imkonini beradi;
2. Kompyuter uchun - bu holda, 2,5 dyuymli qattiq disklardan ham foydalanish mumkin, lekin qoida tariqasida, 3,5 dyuym ishlatiladi;
3. Tashqi qattiq disklar - shaxsiy kompyuter / noutbukga alohida ulangan qurilmalar, ko'pincha fayllarni saqlash vazifasini bajaradi.
Bundan tashqari, qattiq disklarning maxsus turi mavjud - serverlar uchun. Ular an'anaviy shaxsiy kompyuterlar bilan bir xil, biroq ulanish interfeyslari va yuqori ishlashi bilan farq qilishi mumkin.

HDD ning boshqa barcha turlarga bo'linishi ularning xususiyatlaridan kelib chiqadi, shuning uchun biz ularni ko'rib chiqamiz.

Qattiq diskning texnik xususiyatlari

Shunday qilib, kompyuterning qattiq diskining asosiy xususiyatlari:

Hajmi - bu diskka sig'adigan maksimal ma'lumotlar hajmining o'lchovidir. Odatda HDD tanlashda birinchi narsaga e'tibor berishadi. Bu ko'rsatkich 10 TB ga yetishi mumkin, garchi uy kompyuteri uchun 500 GB - 1 TB ko'proq tanlanadi;
- Form faktor - qattiq disk hajmi. Eng keng tarqalgan 3,5 va 2,5 dyuym. Yuqorida aytib o'tilganidek, 2,5 ″ ko'p hollarda noutbuklarga o'rnatiladi. Ular tashqi qattiq disklarda ham qo'llaniladi. 3,5 ″ kompyuterda va serverda o'rnatilgan. Forma omili ovoz balandligiga ham ta'sir qiladi, chunki kattaroq diskda ko'proq ma'lumotlar sig'ishi mumkin;
- Shpindel tezligi - pancakes qanday tezlikda aylanadi. Eng keng tarqalgan 4200, 5400, 7200 va 10000 rpm. Bu xususiyat to'g'ridan-to'g'ri ishlashga, shuningdek, qurilmaning narxiga ta'sir qiladi. Tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, ikkala qiymat ham shunchalik katta bo'ladi;
- Interfeys - HDD ni kompyuterga ulash usuli (ulagich turi). Bugungi kunda ichki qattiq disklar uchun eng mashhur interfeys bu SATA (IDE ishlatilgan eski kompyuterlar). Tashqi qattiq disklar odatda USB yoki FireWire orqali ulanadi. Ro'yxatda keltirilganlarga qo'shimcha ravishda, SCSI, SAS kabi boshqa interfeyslar mavjud;
- Bufer hajmi (kesh xotirasi) - HDD kontrollerida o'rnatilgan tezkor xotira turi (RAM turi bo'yicha), eng ko'p foydalaniladigan ma'lumotlarni vaqtincha saqlash uchun mo'ljallangan. Bufer hajmi 16, 32 yoki 64 MB bo'lishi mumkin;
- Tasodifiy kirish vaqti - HDD diskning istalgan qismidan yozish yoki o'qish kafolatlangan vaqt. U 3 dan 15 ms gacha o'zgarib turadi;

Yuqoridagi xususiyatlarga qo'shimcha ravishda siz quyidagi ko'rsatkichlarni ham topishingiz mumkin:

Ma'lumot uzatish tezligi;
- soniyada kiritish-chiqarish operatsiyalari soni;
- shovqin darajasi;
- ishonchlilik;
- ta'sirlarga chidamlilik va boshqalar;
HDD ning xarakteristikalari hisobiga, bu hammasi.

Qattiq disk (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ qattiq disk (tashuvchi) axborotni saqlashga qodir bo'lgan moddiy ob'ektdir.

Axborot akkumulyatorlarini quyidagi mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin:

axborotni saqlash usuli: magnetoelektrik, optik, magnit-optik;
axborot tashuvchining turi: floppi va qattiq magnit disklardagi drayvlar, optik va magnit-optik disklar, magnit lenta, qattiq holatdagi xotira elementlari;
axborotga kirishni tashkil etish usuli - to'g'ridan-to'g'ri, ketma-ket va blokirovkali kirish drayverlari;
axborotni saqlash qurilmasi turi - o'rnatilgan (ichki), tashqi, avtonom, mobil (kiyiladigan) va boshqalar.

Hozirgi vaqtda foydalanilayotgan axborotni saqlash vositalarining muhim qismi magnit tashuvchilarga asoslangan.

Qattiq disk qurilmasi

Qattiq diskda plitalar to'plami mavjud bo'lib, ular ko'pincha magnit material bilan qoplangan metall disklar - plastinka (gamma ferrit oksidi, bariy ferrit, xrom oksidi ...) va mil (val, o'q) yordamida o'zaro bog'langan.
Disklarning o'zlari (taxminan 2 mm qalinlikda) alyuminiy, guruch, keramika yoki shishadan tayyorlangan. (rasmga qarang)

Yozish uchun disklarning ikkala yuzasi ham ishlatiladi. Ishlatilgan 4-9 plitalar. Mil yuqori doimiy tezlikda aylanadi (3600-7200 rpm)
Disklarning aylanishi va boshlarning radikal harakati 2 yordamida amalga oshiriladi elektr motorlar.
Ma'lumotlar yordamida yoziladi yoki o'qiladi yozish/o'qish boshlari diskning har bir yuzasi uchun bittadan. Boshlar soni barcha disklarning ishchi sirtlari soniga teng.

Diskdagi ma'lumotlarni yozib olish qat'iy belgilangan joylarda amalga oshiriladi - konsentrik treklar (treklar) . Treklar bo'linadi tarmoqlar. Bitta sektorda 512 bayt axborot mavjud.

RAM va NMD o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi ketma-ket butun son (klaster) orqali amalga oshiriladi. klaster- ketma-ket tarmoqlar zanjirlari (1,2,3,4,...)

Maxsus dvigatel qavs yordamida o'qish/yozish boshini berilgan trekka o'rnatadi (uni radial yo'nalishda harakatlantiradi).
Disk aylantirilganda, bosh kerakli sektor ustida joylashgan. Ko'rinib turibdiki, barcha boshlar bir vaqtning o'zida harakatlanadi va ma'lumotlar boshlari bir vaqtning o'zida harakatlanadi va turli disklardagi bir xil treklardan turli xil disklardagi bir xil treklardan ma'lumotlarni o'qiydi.

Turli qattiq disklarda bir xil tartib raqamiga ega bo'lgan qattiq disk treklari chaqiriladi silindr .
O'qish/yozish boshlari plastinka yuzasi bo'ylab harakatlanadi. Bosh disk yuzasiga tegmasdan qanchalik yaqin bo'lsa, ruxsat etilgan yozish zichligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Qattiq disk qurilmasi

Axborotni o'qish va yozishning magnit printsipi

magnit yozish printsipi

Magnit muhitda axborotni yozib olish va qayta ishlab chiqarish jarayonlarining fizik asoslari fiziklar M. Faraday (1791 - 1867) va D. K. Maksvell (1831 - 1879) asarlarida qo'yilgan.

Magnit saqlash vositalarida raqamli yozuv magnit sezgir materialda amalga oshiriladi. Bunday materiallarga temir oksidlarining ba'zi navlari, nikel, kobalt va uning birikmalari, qotishmalari, shuningdek, yopishqoq plastmassa va kauchuk, mikrochang magnit materiallari bilan magnitoplastlar va magnitoelastlar kiradi.

Magnit qoplamaning qalinligi bir necha mikrometrga teng. Qoplama magnit bo'lmagan asosga qo'llaniladi, bu magnit lentalar va floppi disklar uchun turli xil plastmassalar va qattiq disklar uchun alyuminiy qotishmalari va kompozit substrat materiallari. Diskning magnit qoplamasi domen tuzilishiga ega, ya'ni. ko'plab magnitlangan mayda zarrachalardan iborat.

Magnit domen (lotincha dominium - egalik) - bu ferromagnit namunalardagi mikroskopik, bir xil magnitlangan hudud, qo'shni hududlardan nozik o'tish qatlamlari (domen devorlari) bilan ajratilgan.

Tashqi magnit maydon ta'sirida domenlarning ichki magnit maydonlari magnit maydon chiziqlari yo'nalishiga mos ravishda yo'naltiriladi. Tashqi maydonning ta'siri to'xtatilgandan so'ng, domen yuzasida qoldiq magnitlanish zonalari hosil bo'ladi. Ushbu xususiyat tufayli ma'lumotlar magnit maydonda harakat qiladigan magnit tashuvchida saqlanadi.

Ma'lumotni yozib olishda magnit bosh yordamida tashqi magnit maydon yaratiladi. Ma'lumotni o'qish jarayonida qoldiq magnitlanish zonalari magnit boshga qarama-qarshi bo'lib, o'qish paytida unda elektromotor kuchni (EMF) keltirib chiqaradi.

Magnit diskdan yozib olish va o'qish sxemasi 3.1-rasmda keltirilgan.Ma'lum vaqt oralig'ida EMF yo'nalishining o'zgarishi binar birlik bilan aniqlanadi va bu o'zgarishning yo'qligi nol bilan aniqlanadi. Bu vaqt davri deyiladi bit elementi.

Magnit tashuvchining sirti nuqtali pozitsiyalar ketma-ketligi sifatida qaraladi, ularning har biri ma'lumotlarning bir qismi bilan bog'liq. Ushbu pozitsiyalarning joylashuvi aniq belgilanmaganligi sababli, yozib olish uchun kerakli yozuv joylarini aniqlashga yordam beradigan oldindan qo'llaniladigan belgilar kerak bo'ladi. Bunday sinxronizatsiya belgilarini qo'llash uchun diskni treklarga bo'lish kerak.
va tarmoqlar - formatlash.

Diskdagi ma'lumotlarga tezkor kirishni tashkil etish ma'lumotlarni saqlashda muhim qadamdir. Disk sirtining istalgan qismiga onlayn kirish, birinchidan, uni tez aylantirish orqali, ikkinchidan, magnit o'qish/yozish boshini disk radiusi bo'ylab harakatlantirish orqali ta'minlanadi.
Floppy disk 300-360 rpm, qattiq disk esa 3600-7200 rpm tezlikda aylanadi.

Qattiq diskning mantiqiy birligi

Magnit disk dastlab ishlashga tayyor emas. Uni ish holatiga keltirish uchun shunday bo'lishi kerak formatlangan, ya'ni. disk tuzilishi yaratilishi kerak.

Diskning tuzilishi (belgilash) formatlash jarayonida yaratiladi.

Formatlash magnit disklar 2 bosqichni o'z ichiga oladi:

jismoniy formatlash (past daraja)
mantiqiy (yuqori daraja).

Jismoniy formatlash jarayonida diskning ishchi yuzasi chaqirilgan alohida maydonlarga bo'linadi sektorlar, konsentrik doiralar bo'ylab joylashgan - yo'llar.

Bundan tashqari, ma'lumotlarni yozib olish uchun yaroqsiz bo'lgan sektorlar aniqlanadi, ular sifatida belgilanadi yomon ulardan foydalanishning oldini olish uchun. Har bir sektor diskdagi ma'lumotlarning eng kichik birligi bo'lib, unga bevosita kirish uchun o'z manziliga ega. Sektor manzili diskning yon raqamini, trek raqamini va trekdagi sektor raqamini o'z ichiga oladi. Diskning jismoniy parametrlari o'rnatiladi.

Qoida tariqasida, foydalanuvchi jismoniy formatlash bilan shug'ullanishi shart emas, chunki ko'p hollarda qattiq disklar formatlangan holda keladi. Umuman olganda, bu ixtisoslashtirilgan xizmat ko'rsatish markazi tomonidan amalga oshirilishi kerak.

Past darajadagi formatlash quyidagi hollarda amalga oshirilishi kerak:

qattiq diskdan yuklashda muammolarga olib keladigan nol trekda nosozlik bo'lsa, lekin disketdan yuklashda diskning o'zi mavjud bo'lsa;
agar siz ish holatiga qaytsangiz eski disk, masalan, buzilgan kompyuterdan qayta tashkil etilgan.
agar disk boshqa operatsion tizim bilan ishlash uchun formatlangan bo'lsa;
agar disk normal ishlashni to'xtatsa va barcha tiklash usullari ijobiy natijalar bermasa.

Jismoniy formatlash ekanligini unutmang juda kuchli operatsiya.- u bajarilganda diskda saqlangan ma'lumotlar butunlay o'chiriladi va ularni qayta tiklash mutlaqo mumkin bo'lmaydi! Shuning uchun, barcha muhim ma'lumotlarni qattiq diskdan saqlaganingizga ishonchingiz komil bo'lmaguncha, past darajadagi formatlashni boshlamang!

Past darajadagi formatni amalga oshirganingizdan so'ng, keyingi qadam - qattiq diskning bir yoki bir nechta qismini yaratish. mantiqiy drayvlar - disk bo'ylab tarqalgan kataloglar va fayllarning chalkashliklari bilan kurashishning eng yaxshi usuli.

Tizimingizga hech qanday apparat elementlarini qo'shmasdan, siz bir nechta drayvlar kabi bitta qattiq diskning bir nechta qismlari bilan ishlash imkoniyatiga ega bo'lasiz.
Bu diskning hajmini oshirmaydi, lekin siz uning tashkil etilishini sezilarli darajada yaxshilashingiz mumkin. Bundan tashqari, turli xil mantiqiy drayvlar turli xil operatsion tizimlar uchun ishlatilishi mumkin.

Da mantiqiy formatlash ma'lumotlarni saqlash uchun ommaviy axborot vositalarini yakuniy tayyorlash disk maydonini mantiqiy tashkil etish orqali amalga oshiriladi.
Disk past darajadagi formatlash orqali yaratilgan sektorlarga fayllarni yozish uchun tayyorlanmoqda.
Diskni buzish jadvalini yaratgandan so'ng, keyingi qadam - buzilishning alohida qismlarini mantiqiy formatlash, bundan keyin mantiqiy disklar deb ataladi.

mantiqiy haydovchi qattiq diskning alohida disk bilan bir xil tarzda ishlaydigan ma'lum bir qismidir.

Mantiqiy formatlash past darajadagi formatlashdan ancha sodda jarayondir.
Buning uchun FORMAT yordam dasturini o'z ichiga olgan floppi diskdan yuklang.
Agar sizda bir nechta mantiqiy disklar bo'lsa, ularni birma-bir formatlang.

Mantiqiy formatlash jarayonida disk ajratiladi tizim maydoni u 3 qismdan iborat:

yuklash sektori va bo'limlar jadvali (Yuklash yozuvi)
fayllarni taqsimlash jadvallari (FAT), bu fayllarni saqlaydigan treklar va sektorlar sonini yozadi
ildiz katalogi (Root Directory).

Axborotni yozib olish klaster orqali qismlarga bo'linadi. Bitta klasterda 2 xil fayl bo'lishi mumkin emas.
Bundan tashqari, ushbu bosqichda diskga nom berilishi mumkin.

Qattiq diskni bir nechta mantiqiy disklarga bo'lish mumkin va aksincha 2 ta qattiq diskni bitta mantiqiy diskka birlashtirish mumkin.

Qattiq diskda kamida ikkita bo'lim (ikkita mantiqiy disk) yaratish tavsiya etiladi: ulardan biri operatsion tizim va dasturiy ta'minot uchun ajratilgan, ikkinchi disk faqat foydalanuvchi ma'lumotlari uchun ajratilgan. Shunday qilib, ma'lumotlar va tizim fayllari bir-biridan alohida saqlanadi va operatsion tizim ishlamay qolganda, foydalanuvchi ma'lumotlarini saqlash ehtimoli ancha katta.

Qattiq diskning xususiyatlari

Qattiq disklar (qattiq disklar) bir-biridan quyidagi xususiyatlarda farqlanadi:

sig'im
tezlik - ma'lumotlarga kirish vaqti, ma'lumotlarni o'qish va yozish tezligi.
interfeys (ulanish usuli) - qattiq disk ulanishi kerak bo'lgan kontroller turi (ko'pincha IDE / EIDE va turli xil SCSI variantlari).
boshqa xususiyatlar

1. Imkoniyat- diskka mos keladigan ma'lumotlar miqdori (ishlab chiqarish texnologiyasi darajasi bilan belgilanadi).
Bugungi kunda sig'imi 500 -2000 GB yoki undan ko'p. Qattiq diskda hech qachon etarli joy bo'lmaydi.

2. Ish tezligi (bajarish) Disk ikkita ko'rsatkich bilan tavsiflanadi: diskka kirish vaqti Va diskni o'qish / yozish tezligi.

Kirish vaqti - o'qish / yozish boshlarini kerakli trek va sektorga ko'chirish (joylashtirish) uchun zarur bo'lgan vaqt.
Tasodifiy tanlangan ikkita trek o'rtasidagi o'rtacha xarakterli kirish vaqti taxminan 8-12 ms (millisekundlar), tezroq drayvlar 5-7 ms vaqtga ega.
Qo'shni yo'lga (qo'shni tsilindrga) o'tish vaqti 0,5 - 1,5 ms dan kam. To'g'ri sektorga qaytish uchun ham vaqt kerak bo'ladi.
Bugungi qattiq disklar uchun diskning umumiy aylanish vaqti 8 - 16 ms, sektor uchun o'rtacha kutish vaqti 3-8 ms.
Kirish vaqti qanchalik qisqa bo'lsa, haydovchi tezroq ishlaydi.

O'qish / yozish tezligi(I/U tarmoqli kengligi) yoki ma'lumotlar tezligi (uzatish)- ketma-ket ma'lumotlarni uzatish vaqti nafaqat diskka, balki uning boshqaruvchisiga, shina turlariga, protsessor tezligiga ham bog'liq. Sekin disklarning tezligi 1,5-3 Mb / s, tezlar uchun 4-5 Mb / s, oxirgisi uchun 20 Mb / s.
SCSI interfeysiga ega qattiq disklar 10 000 rpm aylanish tezligini qo'llab-quvvatlaydi. va o'rtacha qidiruv vaqti 5ms, ma'lumotlarni uzatish tezligi 40-80 Mb / s.

3.Qattiq disk interfeysi standarti - ya'ni qattiq disk ulanishi kerak bo'lgan kontroller turi. U anakartda joylashgan.
Uchta asosiy ulanish interfeysi mavjud

IDE va uning turli xil variantlari

IDE (Integrated Disk Electronics) yoki (ATA) ilg'or texnologiya ilovasi
Afzalliklari - soddaligi va arzonligi

O'tkazish tezligi: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mbit / s. Ma'lumotlarning rivojlanishi bilan interfeys qurilmalar ro'yxatini kengaytirishni qo'llab-quvvatlaydi: qattiq disk, super-floppi, magnit-optika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Parallellashtirishning ba'zi elementlari kiritiladi (gneuing va uzish / qayta ulash), uzatish paytida ma'lumotlarning yaxlitligini nazorat qilish. IDE ning asosiy kamchiligi - ulangan qurilmalarning oz soni (4 tadan ko'p bo'lmagan), bu yuqori darajadagi shaxsiy kompyuter uchun etarli emasligi aniq.
Bugungi kunda IDE interfeyslari yangi Ultra ATA almashinuv protokollariga o'tdi. O'tkazish qobiliyatini sezilarli darajada oshiring
4 rejimi va DMA (to'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish) 2 rejimi sizga ma'lumotlarni 16,6 Mb / s tezlikda uzatish imkonini beradi, ammo haqiqiy ma'lumotlarni uzatish tezligi ancha past bo'ladi.
Ultra DMA/33 va Ultra DMA/66 standartlari 98-fevralda ishlab chiqilgan. by Quantum 3 ta ish rejimiga ega 0,1,2 va 4 mos ravishda, ikkinchi rejimda media qo'llab-quvvatlaydi
uzatish tezligi 33 Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Bu yuqori tezlikka faqat saqlash buferi bilan almashish orqali erishish mumkin. Foyda olish uchun
Ultra DMA standartlari ikkita shartga javob berishi kerak:

1. anakartda (chipset) va haydovchining o'zida apparat ta'minoti.

2. boshqa DMA (to'g'ridan-to'g'ri xotira Acess-to'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish) kabi Ultra DMA rejimini qo'llab-quvvatlash uchun.

Turli xil chipsetlar uchun maxsus drayverni talab qiladi. Qoida tariqasida, ular tizim platasiga kiritilgan, agar kerak bo'lsa, uni "yuklab olish" mumkin.
internetdan anakart ishlab chiqaruvchisi veb-saytidan.

Ultra DMA standarti avvalgi sekinroq kontrollerlar bilan orqaga qarab mos keladi.
Bugungi versiya: Ultra DMA/100 (2000 yil oxiri) va Ultra DMA/133 (2001).

SATA
IDE (ATA) ni boshqa Fireware (IEEE-1394) yuqori tezlikdagi ketma-ket avtobus bilan almashtirish. Yangi texnologiyadan foydalanish uzatish tezligini 100 Mb/s ga oshirish imkonini beradi,
tizimning ishonchliligini oshiradi, bu ATA interfeysida mutlaqo imkonsiz bo'lgan shaxsiy kompyuterni qo'shmasdan qurilmalarni o'rnatish imkonini beradi.

SCSI (Kichik kompyuter tizimi interfeysi)- qurilmalar odatdagidan 2 barobar qimmatroq, ular uchun anakartda maxsus kontroller kerak.
Serverlar, nashriyot tizimlari, SAPR uchun ishlatiladi. Yuqori unumdorlikni (tezlik 160 Mb/s gacha), ulangan xotira qurilmalarining keng assortimentini taqdim eting.
SCSI kontroller mos disk bilan sotib olinishi kerak.

IDE dan SCSI afzalligi - moslashuvchanlik va ishlash.
Moslashuvchanlik ko'p sonli ulangan qurilmalarda (7-15) va IDE uchun (maksimal 4) uzunroq kabel uzunligida yotadi.
Ishlash - Yuqori uzatish tezligi va bir vaqtning o'zida bir nechta tranzaktsiyalarni qayta ishlash qobiliyati.

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

2. Fiber Channel Arbitrated Loop (FC-AL) deb nomlangan yana bir SCSI interfeysi texnologiyasi 100Mbps gacha ulanish imkonini beradi, kabel uzunligi 30 metrgacha. FC-AL texnologiyasi sizga "issiq" ulanishni amalga oshirish imkonini beradi, ya'ni. yo'lda, xatolarni nazorat qilish va tuzatish uchun qo'shimcha liniyalarga ega (texnologiya an'anaviy SCSIga qaraganda qimmatroq).

4. Zamonaviy qattiq disklarning boshqa xususiyatlari

Qattiq disk modellarining xilma-xilligi to'g'ri tanlashni qiyinlashtiradi.
Kerakli imkoniyatlardan tashqari, ishlash ham juda muhim, bu asosan uning jismoniy xususiyatlari bilan belgilanadi.
Bunday xarakteristikalar o'rtacha qidiruv vaqti, aylanish tezligi, ichki va tashqi uzatish tezligi, kesh xotirasi hajmi.

4.1 O'rtacha qidiruv vaqti.

Qattiq disk keyingi ma'lumotni o'qish uchun zarur bo'lgan joriy pozitsiyaning magnit boshini yangisiga o'tkazish uchun biroz vaqt sarflaydi.
Har bir aniq vaziyatda, bu vaqt boshning harakatlanishi kerak bo'lgan masofaga qarab farq qiladi. Odatda, spetsifikatsiyalar faqat o'rtacha qiymatlarni beradi va turli kompaniyalar tomonidan qo'llaniladigan o'rtacha algoritmlar odatda farqlanadi, shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash qiyin.

Masalan, Fujitsu, Western Digital barcha mumkin bo'lgan treklar juftligidan o'tadi, Maxtor va Quantum tasodifiy kirish usulidan foydalanadi. Olingan natija qo'shimcha ravishda sozlanishi mumkin.

Yozish uchun qidiruv vaqti ko'pincha o'qishga qaraganda bir oz yuqoriroqdir. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar o'zlarining texnik xususiyatlarida faqat pastroq qiymatni (o'qish uchun) berishadi. Qanday bo'lmasin, o'rtacha qiymatlarga qo'shimcha ravishda, maksimalni (butun disk orqali) hisobga olish foydalidir.
va minimal (ya'ni trekdan trekka) qidirish vaqti.

4.2 Aylanish tezligi

Yozuvning kerakli bo'lagiga kirish tezligi nuqtai nazaridan, aylanish tezligi diskni kerakli sektor bilan magnit boshga aylantirishi uchun yashirin vaqt deb ataladigan qiymatga ta'sir qiladi.

Bu vaqtning o'rtacha qiymati yarim disk inqilobiga to'g'ri keladi va 3600 rpmda 8,33 ms, 4500 rpmda 6,67 ms, 5400 rpmda 5,56 ms, 7200 rpm da 4,17 ms.

Yashirin vaqt qiymatini o'rtacha qidirish vaqti bilan solishtirish mumkin, shuning uchun ba'zi rejimlarda u bir xil, agar ko'p bo'lmasa, ishlashga ta'sir qilishi mumkin.

4.3 Ichki uzatish tezligi

Diskka ma'lumotlarni yozish yoki diskdan o'qish tezligi. Zona yozuvi tufayli u o'zgaruvchan qiymatga ega - tashqi treklarda yuqoriroq va ichki qismlarda pastroq.
Uzoq fayllar bilan ishlashda ko'p hollarda uzatish tezligini cheklaydigan bu parametr.

4.4 Tashqi uzatish tezligi

- interfeys orqali ma'lumotlar uzatiladigan tezlik (cho'qqi).

Bu interfeys turiga bog'liq va ko'pincha belgilangan qiymatlarga ega: 8.3; 11.1; Kengaytirilgan IDE uchun 16,7 Mb/s (PIO Mode2, 3, 4); Ultra DMA uchun 33,3 66,6 100; Sinxron SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bit) uchun mos ravishda 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s.

4.5 Kesh xotirasining qattiq diskining mavjudligi va uning hajmi (disk buferi).

Kesh xotirasining hajmi va tashkil etilishi (ichki bufer) qattiq diskning ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Oddiy kesh xotirasi kabi,
ma'lum hajmga erishgandan keyin hosildorlikning o'sishi keskin sekinlashadi.

Katta segmentli kesh ko'p vazifali muhitda ishlatiladigan yuqori unumdor SCSI drayverlari uchun tegishli. Kesh qancha ko'p bo'lsa, qattiq disk tezroq ishlaydi (128-256 Kb).

Har bir parametrning umumiy ishlashga ta'sirini ajratib olish juda qiyin.

Qattiq disk talablari

Disklarga qo'yiladigan asosiy talab shundan iboratki, ishlashning ishonchliligi komponentlarning 5-7 yil uzoq xizmat qilish muddati bilan kafolatlanadi; yaxshi statistika, xususan:

nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt 500 ming soatdan kam emas (eng yuqori sinf 1 million soat yoki undan ko'proq).
disk tugunlarining holatini faol monitoring qilishning o'rnatilgan tizimi SMART /O'z-o'zini nazorat qilish tahlili va hisoboti texnologiyasi.

Texnologiya S.M.A.R.T. (O'z-o'zini nazorat qilish tahlili va hisoboti texnologiyasi) Compaq, IBM va boshqa bir qator qattiq disk ishlab chiqaruvchilari tomonidan bir vaqtning o'zida ishlab chiqilgan ochiq sanoat standartidir.

Ushbu texnologiyaning mohiyati qattiq diskning ichki o'z-o'zini diagnostikasida yotadi, bu sizga uning hozirgi holatini baholash va ma'lumotlarning yo'qolishiga yoki diskning ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin bo'lgan kelajakdagi muammolar haqida ma'lumot berishga imkon beradi.

Diskning barcha muhim elementlarining holati doimiy ravishda nazorat qilinadi:
boshlar, ishchi yuzalar, shpindelli elektr motor, elektronika bloki. Misol uchun, agar signalning zaiflashishi aniqlansa, u holda ma'lumot qayta yoziladi va keyingi kuzatuv amalga oshiriladi.
Agar signal yana zaiflashsa, u holda ma'lumotlar boshqa joyga uzatiladi va bu klaster nuqsonli va kirish imkonsiz deb joylashtiriladi va uning o'rniga disk zaxirasidan boshqa klaster mavjud bo'ladi.

Qattiq disk bilan ishlashda siz haydovchi ishlaydigan harorat rejimiga rioya qilishingiz kerak. Ishlab chiqaruvchilar qattiq diskning atrof-muhit haroratida 0C dan 50C gacha bo'lgan diapazonda muammosiz ishlashini kafolatlaydi, garchi printsipial jihatdan jiddiy oqibatlarsiz siz chegaralarni har ikki yo'nalishda kamida 10 darajaga o'zgartirishingiz mumkin.
Katta haroratli og'ishlar bilan kerakli qalinlikdagi havo bo'shlig'i hosil bo'lmasligi mumkin, bu esa magnit qatlamning shikastlanishiga olib keladi.

Umuman olganda, HDD ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlarining ishonchliligiga juda katta e'tibor berishadi.

Asosiy muammo - diskka begona zarralarning kirib borishi.

Taqqoslash uchun: tamaki tutunining zarrasi sirt va bosh o'rtasidagi masofa ikki barobar, inson sochining qalinligi 5-10 baravar ko'p.
Bosh uchun bunday narsalar bilan uchrashuv kuchli zarbaga olib keladi va natijada qisman shikastlanish yoki to'liq muvaffaqiyatsizlikka olib keladi.
Tashqi tomondan, bu juda ko'p muntazam ravishda tashkil etilgan yaroqsiz klasterlarning paydo bo'lishi sifatida seziladi.

Xavfli - qisqa muddatli katta tezlashuvlar (haddan tashqari yuklanishlar) zarbalar, tushishlar va hokazo. Misol uchun, zarbadan bosh magnitga keskin uriladi
qatlam va uning tegishli joyida yo'q qilinishiga olib keladi. Yoki aksincha, avvaliga teskari yo’nalishda harakatlanadi, so’ngra elastik kuch ta’sirida prujinali sirtga uriladi.
Natijada, korpusda magnit qoplama zarralari paydo bo'ladi, bu esa yana boshga zarar etkazishi mumkin.

Siz markazdan qochma kuch ta'sirida ular diskdan - magnit qatlamdan uchib ketadi deb o'ylamasligingiz kerak.
ularni qattiq o‘ziga tortadi. Asosan, oqibatlar ta'sirning o'zi emas (siz qandaydir tarzda ma'lum miqdordagi klasterlarning yo'qolishiga dosh bera olasiz), lekin bu holda zarrachalar hosil bo'lishi, albatta, diskka qo'shimcha zarar etkazadi.

Bunday juda yoqimsiz holatlarning oldini olish uchun turli firmalar har xil hiyla-nayranglarga murojaat qilishadi. Disk tarkibiy qismlarining mexanik kuchini shunchaki oshirishdan tashqari, yozuvning ishonchliligi va ommaviy axborot vositalaridagi ma'lumotlarning xavfsizligini nazorat qiluvchi aqlli S.M.A.R.T. texnologiyasi ham qo'llaniladi (yuqoriga qarang).

Darhaqiqat, disk har doim to'liq hajmda formatlanmaydi, ba'zi bir marj mavjud. Bu, asosan, tashuvchini ishlab chiqarishning amalda mumkin emasligi bilan bog'liq
Agar butun sirt yuqori sifatli bo'lsa, albatta yomon klasterlar (noto'g'ri) bo'ladi. Diskni past darajadagi formatlashda uning elektronikasi shunday tuzilgan
shunday qilib, bu muvaffaqiyatsiz joylarni chetlab o'tadi va ommaviy axborot vositalarida nuqson borligi foydalanuvchi uchun butunlay ko'rinmaydi. Ammo agar ular ko'rinadigan bo'lsa (masalan, formatlashdan keyin
yordamchi dastur ularning sonini noldan boshqa ko'rsatadi), keyin bu allaqachon juda yomon.

Agar kafolat muddati tugamagan bo'lsa (va, mening fikrimcha, kafolatli HDD sotib olish yaxshidir), darhol drayverni sotuvchiga olib boring va vositani almashtirish yoki pulni qaytarishni talab qiling.
Sotuvchi, albatta, darhol bir nechta yomon bo'limlar hali tashvishga sabab emasligini aytishni boshlaydi, lekin unga ishonmaydi. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu juftlik, ehtimol, boshqa ko'p narsalarni keltirib chiqaradi va keyinchalik qattiq diskning to'liq ishdan chiqishi odatda mumkin.

Disk ish holatida shikastlanishga ayniqsa sezgir, shuning uchun kompyuterni turli xil zarbalar, tebranishlar va hokazolarga duchor bo'lishi mumkin bo'lgan joyga qo'ymaslik kerak.

Qattiq diskni ishga tayyorlash

Eng boshidan boshlaylik. Faraz qilaylik, siz qattiq disk va unga kabelni kompyuterdan alohida sotib oldingiz.
(Haqiqat shundaki, siz yig'ilgan kompyuterni sotib olganingizda, foydalanish uchun tayyorlangan disk olasiz).

Uni boshqarish haqida bir necha so'z. Qattiq disk - bu elektronikaga qo'shimcha ravishda nozik mexanikani o'z ichiga olgan juda murakkab mahsulot.
Shuning uchun u ehtiyotkorlik bilan ishlashni talab qiladi - zarbalar, tomchilar va kuchli tebranish uning mexanik qismiga zarar etkazishi mumkin. Qoida tariqasida, haydovchi platada ko'plab kichik o'lchamli elementlar mavjud va kuchli qopqoqlar bilan yopilmaydi. Shuning uchun siz uning xavfsizligiga e'tibor berishingiz kerak.
Qattiq diskni olganingizda qilish kerak bo'lgan birinchi narsa - u bilan birga kelgan hujjatlarni o'qish - unda juda ko'p foydali va qiziqarli ma'lumotlar bo'lishi aniq. Buni amalga oshirishda siz quyidagi jihatlarga e'tibor berishingiz kerak:

diskni sozlashni (o'rnatishni) aniqlaydigan jumperlarni o'rnatishning mavjudligi va imkoniyatlari, masalan, diskning jismoniy nomi kabi parametrni aniqlash (ular bo'lishi mumkin, lekin ular bo'lmasligi mumkin),
disklardagi boshlar, tsilindrlar, sektorlar soni, oldindan kompensatsiya darajasi, shuningdek disk turi. Ushbu ma'lumotlar kompyuterni o'rnatish dasturining (sozlash) so'roviga javoban kiritilishi kerak.
Ushbu ma'lumotlarning barchasi diskni formatlashda va mashinani u bilan ishlashga tayyorlashda kerak bo'ladi.
Agar kompyuterning o'zi qattiq diskingizning parametrlarini aniqlamasa, hujjati bo'lmagan drayverni o'rnatish katta muammoga aylanadi.
Ko'pgina qattiq disklarda siz ishlab chiqaruvchining nomi, qurilma turi (brend) ko'rsatilgan teglarni, shuningdek foydalanishga ruxsat etilmagan treklar jadvalini topishingiz mumkin.
Bundan tashqari, haydovchi boshlar, tsilindrlar va sektorlar soni va oldindan tovon darajasi haqida ma'lumotni o'z ichiga olishi mumkin.

Adolat uchun shuni aytish kerakki, ko'pincha diskda faqat uning nomi yozilgan. Ammo bu holatda ham siz kerakli ma'lumotlarni katalogdan topishingiz mumkin,
yoki kompaniya vakilini chaqirish orqali. Uchta savolga javob olish muhim:

Drayvni master/slave sifatida ishlatish uchun jumperlarni qanday sozlash kerak?
Har bir trekka qancha silindr, bosh, sektor, oldindan kompensatsiya qiymati qanday?
Ushbu disk uchun ROM BIOS-dan qaysi turdagi disk eng mos keladi?

Ushbu ma'lumotlar bilan siz qattiq diskni o'rnatishni davom ettirishingiz mumkin.

Kompyuteringizga qattiq diskni o'rnatish uchun quyidagilarni bajaring:

Butun tizim blokini quvvat manbaidan uzing, qopqoqni echib oling.
Qattiq disk simini anakart boshqaruvchisiga ulang. Agar siz ikkinchi drayverni o'rnatsangiz, qo'shimcha ulagichga ega bo'lsa, birinchisidan kabeldan foydalanishingiz mumkin, ammo esda tutishingiz kerakki, turli qattiq disklarning tezligi yo'nalish bo'yicha sekin taqqoslanadi.
Agar kerak bo'lsa, o'tish moslamalarini qattiq disk qanday ishlatilishiga qarab o'zgartiring.
Drayvni bo'sh joyga o'rnating va platadagi tekshirgichdan kabelni qizil chiziq bilan qattiq disk ulagichiga quvvat manbaiga, quvvat manbai kabeliga ulang.
Qattiq diskni ikkala tomondan to'rtta murvat bilan mahkam bog'lab qo'ying, kabellarni kompyuterning ichiga yaxshilab / tejamkorlik bilan joylashtiring, shunda qopqoqni yopayotganda ularni kesmang,
Tizim blokini yoping.
Agar kompyuterning o'zi qattiq diskni aniqlamagan bo'lsa, kompyuter unga yangi qurilma qo'shilganligini bilishi uchun o'rnatish orqali kompyuter konfiguratsiyasini o'zgartiring.

Qattiq disk ishlab chiqaruvchilari

Bir xil quvvatga ega (lekin turli ishlab chiqaruvchilarning) qattiq disklari odatda ko'proq yoki kamroq o'xshash xususiyatlarga ega va farqlar asosan korpus dizaynida, shakl faktorida (boshqacha aytganda, o'lchamlarda) va kafolat muddatida ifodalanadi. Bundan tashqari, ikkinchisini alohida ta'kidlash kerak: zamonaviy qattiq diskdagi ma'lumotlarning narxi ko'pincha o'z narxidan bir necha baravar yuqori.

Agar drayveringiz ishlamay qolsa, uni tuzatishga urinish ko'pincha ma'lumotlaringizni qo'shimcha xavf ostida qoldirishni anglatadi.
Muvaffaqiyatsiz qurilmani yangisiga almashtirish ancha oqilona yo'ldir.
Rossiya (va nafaqat) bozorida qattiq disklarning asosiy ulushi IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum mahsulotlaridan iborat.

ushbu turdagi diskni ishlab chiqaruvchi ishlab chiqaruvchining nomi,

Korporatsiya Kvant (www. quantum. com.), 1980-yilda tashkil etilgan, diskni saqlash bozorining faxriylaridan biri. Kompaniya qattiq disklarning ishonchliligi va unumdorligini oshirishga qaratilgan innovatsion texnik yechimlari, diskdan foydalanish vaqti va diskni o'qish/yozish tezligi, ma'lumotlar yo'qolishiga yoki diskning ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin bo'lgan kelajakdagi muammolar haqida xabardor qilish qobiliyati bilan mashhur.

- Quantum kompaniyasining xususiy texnologiyalaridan biri diskni zarbadan himoya qilish uchun mo'ljallangan SPS (Shock Protection System) hisoblanadi.

- o'rnatilgan DPS (Ma'lumotlarni himoya qilish tizimi) dasturi eng qimmatli narsalarni - ularda saqlangan ma'lumotlarni saqlash uchun mo'ljallangan.

Korporatsiya Western Digital (www.wds.com.) shuningdek, disklarni ishlab chiqaruvchi eng qadimgi kompaniyalardan biri bo'lib, u o'z tarixida o'zining ko'tarilish va pasayishlarini bilgan.
Kompaniya yaqinda o'z disklariga eng yangi texnologiyalarni joriy etishga muvaffaq bo'ldi. Ular orasida S.M.A.R.T.ning keyingi rivojlanishi bo'lgan o'zimizning ishlanmamiz - Data Lifeguard texnologiyasini ta'kidlash joiz. Bu zanjirni mantiqiy ravishda yakunlashga harakat qiladi.

Ushbu texnologiyaga ko'ra, tizim tomonidan foydalanilmaydigan davrda disk yuzasi muntazam ravishda skanerdan o'tkaziladi. U ma'lumotlarni o'qiydi va uning yaxlitligini tekshiradi. Agar tarmoqqa kirish jarayonida muammolar qayd etilsa, u holda ma'lumotlar boshqa sektorga uzatiladi.
Past sifatli tarmoqlar to'g'risidagi ma'lumotlar ichki nuqsonlar ro'yxatida qayd etiladi, bu esa kelajakda yomon sektorlarga yozishdan qochish imkonini beradi.

Qattiq Seagate (www.seagate.com) bozorimizda juda mashhur. Aytgancha, men ushbu kompaniyaning qattiq disklarini tavsiya qilaman, chunki ular ishonchli va bardoshli.

1998 yilda u Medalist Pro disklar seriyasini chiqarish bilan yangi qaytdi.
aylanish tezligi 7200 rpm, buning uchun maxsus podshipniklar yordamida. Ilgari bu tezlik faqat SCSI interfeysi drayverlarida ishlatilgan, bu esa unumdorlikni oshirgan. Xuddi shu seriya diskni va unda saqlangan ma'lumotlarni elektrostatik va zarba ta'siridan himoya qilishni yaxshilash uchun mo'ljallangan SeaShield System texnologiyasidan foydalanadi. Shu bilan birga, elektromagnit nurlanishning ta'siri ham kamayadi.

Barcha ishlab chiqarilgan disklar S.M.A.R.T.
Seagate-ning yangi disklari ko'proq funksiyalarga ega SeaShield tizimining takomillashtirilgan versiyasini o'z ichiga oladi.
Shunisi e'tiborga loyiqki, Seagate yangilangan seriyadagi sanoatning eng yuqori zarba qarshiligini da'vo qildi - ishlamaydigan holatda 300G.

Qattiq IBM (www.storage.ibm.com) yaqin vaqtgacha Rossiya qattiq disk bozorida asosiy yetkazib beruvchi bo'lmagan bo'lsa-da, u tez va ishonchli qattiq disklar uchun tezda yaxshi obro'ga ega bo'ldi.

Qattiq Fujitsu (www.fujitsu.com) nafaqat magnit, balki optik va magnit-optik disklarni ishlab chiqaruvchi yirik va tajribali ishlab chiqaruvchidir.
To'g'ri, kompaniya IDE interfeysiga ega qattiq disklar bozorida hech qachon etakchi emas: u (turli tadqiqotlarga ko'ra) ushbu bozorning taxminan 4 foizini boshqaradi va uning asosiy manfaatlari SCSI qurilmalari sohasida yotadi.

Terminologik lug'at

Drayvning ishlashida muhim rol o'ynaydigan ba'zi elementlari ko'pincha mavhum tushunchalar sifatida qabul qilinganligi sababli, quyida eng muhim atamalarning izohi keltirilgan.

Kirish vaqti qattiq diskdan ma'lumotlarni qidirish va xotiradan yoki xotiradan uzatish uchun ketadigan vaqt miqdori.
Qattiq disklarning ishlashi ko'pincha kirish (olish) vaqti bilan belgilanadi.

Klaster (klaster)- fayl joylashuvi jadvalida OT ishlaydigan eng kichik joy birligi. Odatda klaster 2-4-8 yoki undan ortiq sektorlardan iborat.
Sektorlar soni disk turiga bog'liq. Alohida sektorlar o'rniga klasterlarni qidirish vaqt o'tishi bilan OT xarajatlarini kamaytiradi. Katta klasterlar tezroq ishlashni ta'minlaydi
haydovchi, chunki bu holda klasterlar soni kamroq, lekin diskdagi bo'sh joy (bo'sh joy) yomonroq ishlatiladi, chunki ko'p fayllar klasterdan kichikroq bo'lishi mumkin va klasterning qolgan baytlari ishlatilmaydi.

Controller (CU) (Controller)- odatda kengaytirish platasida joylashgan, qattiq diskning ishlashini, shu jumladan boshning harakatlanishini va ma'lumotlarni o'qish va yozishni boshqaradigan sxemalar.

Silindr (silindr)- Barcha disklarning barcha tomonlarida bir-biriga qarama-qarshi joylashgan treklar.

Haydash boshi- qattiq disk yuzasi bo'ylab harakatlanuvchi va ma'lumotlarni elektromagnit yozish yoki o'qishni ta'minlaydigan mexanizm.

Fayllarni taqsimlash jadvali (FAT)- OS tomonidan yaratilgan, diskdagi har bir faylning joylashishini va qaysi sektorlardan foydalanilganligini va ularga yangi ma'lumotlarni yozish uchun bepul bo'lgan yozuv.

Bosh bo'shlig'i haydovchi boshi va disk yuzasi orasidagi masofa.

Inter-leave- diskning aylanish tezligi va diskdagi sektorlarni tashkil qilish o'rtasidagi bog'liqlik. Odatda, diskning aylanish tezligi kompyuterning diskdan ma'lumot olish qobiliyatidan oshib ketadi. Tekshirish moslamasi ma'lumotlarni o'qiyotganda, keyingi seriyali sektor allaqachon boshdan o'tib ketgan. Shuning uchun ma'lumotlar diskka bir yoki ikkita sektor orqali yoziladi. Maxsus dasturiy ta'minot yordamida diskni formatlashda siz chiziqlar tartibini o'zgartirishingiz mumkin.

Mantiqiy haydovchi- qattiq diskning ish yuzasining alohida drayvlar sifatida qaraladigan ayrim qismlari.
Ba'zi mantiqiy disklar UNIX kabi boshqa operatsion tizimlar uchun ishlatilishi mumkin.

Avtoturargoh- haydovchi kallaklarini ma'lum bir nuqtaga siljitish va diskning foydalanilmagan qismlari ustida ularni statsionar holatda mahkamlash, diskning boshlari disk yuzasiga urilganda chayqalganda shikastlanishni minimallashtirish uchun.

Bo'lish- qattiq diskni mantiqiy disklarga bo'lish operatsiyasi. Kichik disklarda faqat bitta bo'lim bo'lishi mumkin bo'lsa-da, barcha disklar qismlarga bo'lingan.

Disk (plastinka)- magnit material bilan qoplangan, ma'lumotlar yozilgan metall diskning o'zi. Qattiq diskda odatda bir nechta disk mavjud.

RLL (ishlash uzunligi cheklangan) Ko'proq ma'lumotlarni joylashtirish uchun har bir trekdagi sektorlar sonini oshirish uchun ba'zi kontrollerlar tomonidan ishlatiladigan kodlash sxemasi.

Sektor- haydovchi tomonidan ishlatiladigan asosiy o'lcham birligi bo'lgan disk treklarini bo'linish. OS sektorlari odatda 512 baytni tashkil qiladi.

Joylashuv vaqti (Izlash vaqti)- bosh o'rnatilgan yo'ldan boshqa istalgan yo'lga o'tishi uchun zarur bo'lgan vaqt.

Trek (trek)- diskning konsentrik bo'linishi. Treklar yozuvdagi trekka o'xshaydi. Doimiy spiral bo'lgan yozuvdagi treklardan farqli o'laroq, diskdagi treklar aylana shaklida bo'ladi. Treklar, o'z navbatida, klaster va sektorlarga bo'linadi.

Track-to-track qidiruv vaqti- haydovchi boshini qo'shni yo'lga o'tkazish uchun zarur bo'lgan vaqt.

Transfer tezligi- disk va kompyuter o'rtasida vaqt birligida uzatiladigan axborot miqdori. Shuningdek, u trekni qidirish vaqtini ham o'z ichiga oladi.

Barcha blog o'quvchilariga salom. Ko'pchilikni savol qiziqtiradi - kompyuterning qattiq diski qanday ishlaydi. Shuning uchun men bugungi maqolani bunga bag'ishlashga qaror qildim.

Kompyuterning qattiq diski (HDD yoki qattiq disk) kompyuter o'chirilgandan so'ng ma'lumotni saqlash uchun kerak, RAM () dan farqli o'laroq - bu ma'lumotni quvvat o'chirilguncha (kompyuter o'chirilguncha) saqlaydi.

Qattiq diskni, to'g'ri, haqiqiy san'at asari deb atash mumkin, faqat muhandislik. Ha Ha aniq. Ichida hamma narsa tartibga solingan juda murakkab. Hozirgi vaqtda qattiq disk butun dunyoda ma'lumotlarni saqlash uchun eng mashhur qurilma bo'lib, u flesh-xotira (flesh-disklar), SSD kabi qurilmalar bilan bir qatorda. Ko'pchilik qattiq disk qurilmasining murakkabligi haqida eshitgan va unda qancha ma'lumot joylashtirilganligi haqida hayron bo'lishadi va shuning uchun kompyuterning qattiq diski qanday tashkil etilganligini yoki u nimadan iboratligini bilishni xohlashadi. Bugun shunday imkoniyat bo'ladi).

Qattiq disk beshta asosiy qismdan iborat. Va ulardan birinchisi - integral sxema, bu diskning ishini kompyuter bilan sinxronlashtiradi va barcha jarayonlarni boshqaradi.

Ikkinchi qism - elektr motor(mil), diskning taxminan 7200 rpm tezlikda aylanishiga olib keladi va o'rnatilgan sxema aylanish tezligini doimiy ushlab turadi.

Va endi uchinchisi eng muhim qismi roker hisoblanadi, bu ham ma'lumotni yozishi, ham o'qishi mumkin. Rokerning uchi odatda bo'linadi, shunda siz bir vaqtning o'zida bir nechta disklar bilan ishlashingiz mumkin. Biroq, rocker boshi hech qachon disklar bilan aloqa qilmaydi. Disk yuzasi va bosh o'rtasida bo'shliq bor, bu bo'shliqning o'lchami inson sochining qalinligidan taxminan besh ming marta kichikdir!

Ammo keling, agar bo'shliq yo'qolsa va roker boshi aylanadigan disk yuzasi bilan aloqa qilsa nima bo'lishini ko'rib chiqaylik. Biz hali ham maktabdan F = m * a (Nyutonning ikkinchi qonuni, mening fikrimcha) ekanligini eslaymiz, shundan kelib chiqadiki, kichik massa va katta tezlashuvga ega bo'lgan jism nihoyatda og'irlashadi. Diskning aylanish tezligi juda katta ekanligini hisobga olsak, roker boshining og'irligi juda sezilarli bo'ladi. Tabiiyki, bu holda diskning shikastlanishi muqarrar. Aytgancha, disk bilan nima sodir bo'ldi, unda bu bo'shliq negadir yo'qoldi:

Ishqalanish kuchining roli ham muhim, ya'ni. uning deyarli to'liq yo'qligi, roker sekundiga 60 martagacha siljish paytida ma'lumotni o'qishni boshlaganda. Lekin kuting, bu erda rokerni boshqaradigan vosita qayerda va hatto bunday tezlikda? Aslida, u ko'rinmaydi, chunki u tabiatning 2 ta kuchi: elektr va magnitlanishning o'zaro ta'sirida ishlaydigan elektromagnit tizimdir. Bunday o'zaro ta'sir rokerni tom ma'noda yorug'lik tezligiga tezlashtirishga imkon beradi.

To'rtinchi qism- qattiq diskning o'zi, bu erda ma'lumot yoziladi va o'qiladi, aytmoqchi, ularning bir nechtasi bo'lishi mumkin.

Xo'sh, qattiq disk dizaynining beshinchi, yakuniy qismi, albatta, boshqa barcha komponentlar o'rnatilgan holat. Amaldagi materiallar quyidagilar: deyarli butun tanasi plastmassadan yasalgan, lekin yuqori qopqoq har doim metalldir. Yig'ilgan korpus ko'pincha "himoya zonasi" deb ataladi. Himoya zonasida havo yo'q, aniqrog'i, u erda vakuum bor degan fikr bor. Bu fikr, diskning bunday yuqori aylanish tezligida, hatto ichkariga kirgan chang ham juda ko'p yomon ishlarni qilishi mumkinligiga asoslanadi. Va bu deyarli to'g'ri, faqat u erda vakuum yo'q - masalan, tozalangan, quritilgan havo yoki neytral gaz - azot bor. Garchi, ehtimol, qattiq disklarning oldingi versiyalarida havoni tozalash o'rniga, u shunchaki pompalanardi.

Biz komponentlar haqida gapirdik, ya'ni. qattiq disk nimadan yasalgan. Endi ma'lumotlarni saqlash haqida gapiraylik.

Kompyuterning qattiq diskida ma'lumotlar qanday va qanday shaklda saqlanadi

Ma'lumotlar disk yuzasida tor yo'llarda saqlanadi. Ishlab chiqarish jarayonida diskka 200 000 dan ortiq bunday treklar qo'llaniladi. Har bir trek sektorlarga bo'lingan.

Trek va sektor xaritalari ma'lumotni qayerda yozish yoki qayerda o'qish kerakligini aniqlash imkonini beradi. Shunga qaramay, sektorlar va treklar haqidagi barcha ma'lumotlar integral mikrosxemaning xotirasida joylashgan bo'lib, u qattiq diskning boshqa komponentlaridan farqli o'laroq, korpus ichida emas, balki tashqarida va odatda pastdan joylashgan.

Diskning o'zi silliq va porloq, ammo bu faqat birinchi qarashda. Yaqinroq tekshirilganda, sirt tuzilishi yanada murakkab bo'lib chiqadi. Gap shundaki, disk ferromagnit qatlam bilan qoplangan metall qotishmasidan qilingan. Bu qatlam barcha ishlarni bajaradi. Ferromagnit qatlam barcha ma'lumotlarni eslab qoladi, qanday qilib? Juda onson. Roker boshi plyonkadagi mikroskopik maydonni (ferromagnit qatlam) magnitlaydi, bunday hujayraning magnit momentini holatlardan biriga o'rnatadi: 0 yoki 1. Har bir bunday nol va bitta bit deb ataladi. Shunday qilib, qattiq diskda yozilgan har qanday ma'lumot, aslida, ma'lum bir ketma-ketlik va ma'lum miqdordagi nollar va birliklardir. Misol uchun, yaxshi sifatli fotosurat ushbu hujayralarning taxminan 29 millionini egallaydi va 12 ta turli sektorlar bo'ylab tarqalgan. Ha, bu ta'sirli ko'rinadi, lekin aslida - bunday juda ko'p sonli bitlar disk yuzasida juda kichik maydonni egallaydi. Qattiq disk yuzasining har bir kvadrat santimetri bir necha o'n milliardlab bitlarni o'z ichiga oladi.

Qattiq disk qanday ishlaydi

Biz hozirgina qattiq disk qurilmasini, uning har bir komponentini alohida ko'rib chiqdik. Endi men hamma narsani ma'lum bir tizimga ulashni taklif qilaman, buning yordamida qattiq diskning ishlash printsipi aniq bo'ladi.

Shunday qilib, qattiq disk qanday ishlaydi keyingi: qattiq disk ishga tushirilganda, bu uning yozilishini yoki undan ma'lumot o'qilishini yoki undan elektr motorining (mil) kuchayishini anglatadi va qattiq disklar mahkamlanganligi sababli. milning o'zida, mos ravishda, ular u bilan birga aylana boshlaydi. Va disk(lar) ning tezligi roker boshi va disk o'rtasida havo yostig'i hosil bo'ladigan darajaga yetguncha, shikastlanmaslik uchun rocker maxsus "to'xtash zonasida" bo'ladi. Bu qanday ko'rinishga ega.

Tezlik kerakli darajaga yetgandan so'ng, servo haydovchi (elektromagnit dvigatel) siz yozmoqchi bo'lgan yoki ma'lumotni o'qimoqchi bo'lgan joyda allaqachon joylashtirilgan rokni harakatga keltiradi. Bunga faqat rokerning barcha harakatlarini boshqaradigan integral sxema yordam beradi.

Disk "bo'sh" bo'lgan paytlarda, ya'ni, keng tarqalgan fikr, o'ziga xos afsona bor. u bilan vaqtincha hech qanday o'qish / yozish operatsiyalari bajarilmaydi, ichidagi qattiq disklar aylanishni to'xtatadi. Bu haqiqatan ham afsonadir, chunki aslida qattiq disk quvvatni tejash rejimida bo'lsa ham, unga hech narsa yozilmagan bo'lsa ham, korpus ichidagi qattiq disklar doimiy ravishda aylanadi.

Xo'sh, biz siz bilan kompyuterning qattiq diskini barcha tafsilotlari bilan ko'rib chiqdik. Albatta, bitta maqola doirasida qattiq disklar bilan bog'liq hamma narsa haqida gapirish mumkin emas. Misol uchun, ushbu maqolada bu haqda aytilmagan - bu katta mavzu, men bu haqda alohida maqola yozishga qaror qildim.

Qattiq disk turli rejimlarda qanday ishlashi haqida qiziqarli video topdim

E'tiboringiz uchun barchangizga rahmat, agar siz hali ushbu sayt yangilanishlariga obuna bo'lmagan bo'lsangiz - qiziqarli va foydali materiallarni o'tkazib yubormaslik uchun buni qilishni tavsiya qilaman. Blog sahifalarida ko'rishguncha!

Agar biz qattiq diskni bir butun sifatida ko'rib chiqsak, u ikkita asosiy qismdan iborat: bu qattiq diskning "miyasi" joylashgan elektron plata. Unda protsessor joylashgan, shuningdek, boshqaruv dasturi, tasodifiy kirish xotirasi, yozish va o'qish kuchaytirgichi mavjud. Mexanik qismga BMG qisqartmasi bo'lgan magnit boshlar bloki, plitalarga aylanishni ta'minlaydigan dvigatel va, albatta, plitalarning o'zlari kabi qismlar kiradi. Keling, har bir qismni batafsil ko'rib chiqaylik.

HDA.

Qattiq disk korpusi sifatida ham tanilgan germetik blok barcha qismlarni mahkamlash uchun mo'ljallangan, shuningdek, plitalar yuzasida chang zarralaridan himoya qilish funktsiyasini bajaradi. Shuni ta'kidlash kerakki, HDA faqat buning uchun maxsus tayyorlangan xonada, chang va axloqsizlikning korpus ichiga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun ochilishi mumkin.

Integratsiyalashgan sxema.

Integral mikrosxemalar yoki elektron plata qattiq diskning ishlashini kompyuter bilan sinxronlashtiradi va barcha jarayonlarni boshqaradi, xususan, shpindelning doimiy aylanish tezligini va shunga mos ravishda dvigatel tomonidan amalga oshiriladigan plastinkani ushlab turadi.

Elektr dvigateli.

Elektr dvigatel yoki dvigatel plitalarni aylantiradi: sekundiga taxminan 7200 aylanish (o'rtacha qiymat olinadi, tezligi yuqoriroq va sekundiga 15000 aylanishga yetadigan qattiq disklar mavjud, shuningdek, taxminan 5400 ga yaqin past tezlikda, qattiq diskdagi kerakli ma'lumotlarga kirish tezligi).

Roker.

Roker qattiq disk platalaridan ma'lumotlarni yozish va o'qish uchun mo'ljallangan. Rokerning uchi bo'lingan va uning ustida magnit boshlar bloki mavjud, bu bir nechta plitalardan ma'lumotlarni yozish va o'qish imkoniyatiga ega bo'lish uchun amalga oshiriladi.

Magnit boshlar bloki.

Roker qo'lning tarkibi magnit boshlar blokini o'z ichiga oladi, bu juda tez-tez muvaffaqiyatsiz bo'ladi, ammo bu "ko'pincha" parametr juda shartli. Magnit boshlar plastinalar ustida va pastda joylashgan bo'lib, qattiq diskda joylashgan platina ma'lumotlarini to'g'ridan-to'g'ri o'qish uchun xizmat qiladi.

Plitalar.

Ma'lumotlar to'g'ridan-to'g'ri plitalarda saqlanadi; ular alyuminiy, shisha va keramika kabi materiallardan tayyorlanadi. Alyuminiy eng keng tarqalgan, ammo "elita g'ildiraklar" deb ataladigan boshqa ikkita materialdan tayyorlangan. Birinchi ishlab chiqarilgan plitalar temir oksidi bilan qoplangan, ammo bu ferromagnit katta kamchilikka ega edi. Bunday modda bilan qoplangan disklar kam aşınma qarshilikka ega edi. Hozirgi vaqtda qattiq disk ishlab chiqaruvchilarining ko'pchiligi plitalarni xrom kobalt bilan qoplaydi, bu temir oksidiga qaraganda ancha yuqori xavfsizlik chegarasiga ega. Plitalar bir-biridan bir xil masofada milga biriktirilgan, bunday dizayn "paket" deb ataladi. Disklar ostida dvigatel yoki elektr motor mavjud.

Plitaning har bir tomoni yo'llarga bo'linadi, ular, o'z navbatida, boshqa yo'l bilan sektorlarga yoki bloklarga bo'linadi, bir xil diametrdagi barcha yo'llar silindrdir.

Barcha zamonaviy qattiq disklar "muhandislik tsilindri" deb ataladigan narsaga ega, u hdd modeli, seriya raqami va boshqalar kabi xizmat ma'lumotlarini saqlaydi. Ushbu ma'lumot kompyuter tomonidan o'qish uchun mo'ljallangan.

Qattiq disk qanday ishlaydi

Qattiq diskning asosiy printsiplari yaratilganidan beri deyarli o'zgarmadi. Qattiq diskning qurilmasi oddiy magnitafonga juda o'xshaydi. Faqat tananing ostida umumiy o'qga o'rnatilgan bir nechta plitalar bo'lishi mumkin va boshlar har bir plastinkaning har ikki tomonidan bir vaqtning o'zida ma'lumotni o'qiy oladi. Plitalarning aylanish tezligi doimiy va asosiy xususiyatlardan biridir. Bosh plastinka bo'ylab sirtdan ma'lum masofada harakat qiladi. Bu masofa qanchalik kichik bo'lsa, ma'lumotni o'qishning aniqligi shunchalik yuqori bo'ladi va axborotni yozib olish zichligi qanchalik katta bo'lishi mumkin.

Qattiq diskka qarasangiz, faqat qattiq metall korpusni ko'rasiz. U butunlay muhrlangan va haydovchini chang zarralaridan himoya qiladi, agar ular bosh va disk yuzasi orasidagi tor bo'shliqqa kirsa, sezgir magnit qatlamga zarar etkazishi va diskni o'chirib qo'yishi mumkin. Bundan tashqari, korpus drayverni elektromagnit parazitlardan himoya qiladi. Korpus ichida barcha mexanizmlar va ba'zi elektron komponentlar mavjud. Mexanizmlar disklarning o'zlari bo'lib, ularda ma'lumotlar saqlanadi, disklardan ma'lumotlarni yozuvchi va o'qiydigan boshlar, shuningdek, ularning barchasini harakatga keltiradigan dvigatellar.

Disk juda tekis yuzaga ega yumaloq plastinka bo'lib, ko'pincha alyuminiydan yasalgan, kamroq keramika yoki shishadan yasalgan, yupqa ferromagnit qatlam bilan qoplangan. Ko'pgina drayvlar temir oksidi qatlamidan foydalanadi (bu an'anaviy magnit lentaning qoplamasi), ammo eng yangi qattiq disklar qalinligi taxminan o'n mikron bo'lgan kobalt qatlami bilan ishlaydi. Bunday qoplama yanada bardoshli va qo'shimcha ravishda, ro'yxatga olish zichligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Uni qo'llash texnologiyasi integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llaniladigan texnologiyaga yaqin.

Disklar soni har xil bo'lishi mumkin - birdan beshgacha, ishchi yuzalar soni mos ravishda ikki baravar ko'p (har bir diskda ikkitadan). Ikkinchisi (shuningdek, magnit qoplama uchun ishlatiladigan material) qattiq diskning hajmini aniqlaydi. Ba'zan eng tashqi disklarning (yoki ulardan biri) tashqi sirtlari ishlatilmaydi, bu haydovchining balandligini kamaytirishga imkon beradi, lekin ishlaydigan sirtlarning soni kamayadi va g'alati bo'lib chiqishi mumkin.

Magnit boshlar disklarga ma'lumotlarni o'qiydi va yozadi. Yozish printsipi odatda an'anaviy magnitafonda ishlatiladiganga o'xshaydi. Raqamli ma'lumotlar magnit boshga beriladigan o'zgaruvchan elektr tokiga aylantiriladi va keyin magnit diskga o'tkaziladi, lekin disk idrok etishi va "eslab qolishi" mumkin bo'lgan magnit maydon shaklida.

Diskning magnit qoplamasi - bu o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) magnitlanishning kichik joylari to'plami. Aniqlik uchun disk turli yo'nalishlarga ishora qiluvchi juda kichik kompas o'qlari qatlami bilan qoplanganligini tasavvur qiling. Bunday o'q zarralari domenlar deb ataladi. Tashqi magnit maydon ta'sirida domenlarning o'z magnit maydonlari uning yo'nalishiga mos ravishda yo'naltiriladi. Tashqi maydon ta'siri tugagandan so'ng, disk yuzasida qoldiq magnitlanish zonalari hosil bo'ladi. Shunday qilib, diskga yozilgan ma'lumotlar saqlanadi. Qoldiq magnitlanish joylari, disk magnit boshning bo'shlig'iga qarama-qarshi aylanganda, unda magnitlanishning kattaligiga qarab o'zgarib turadigan elektromotor kuchni keltirib chiqaradi.

Shpindel o'qiga o'rnatilgan disk to'plami, ixchamgina ostida joylashgan maxsus dvigatel tomonidan boshqariladi. Drayvning ish holatiga kirish vaqtini qisqartirish uchun vosita yoqilganda bir muncha vaqt majburiy rejimda ishlaydi. Shuning uchun, kompyuter quvvat manbai eng yuqori quvvat uchun marjaga ega bo'lishi kerak. Endi boshlarning ishi haqida. Ular pog'onali dvigatel yordamida harakatlanadi va xuddi disk yuzasidan mikronning bir qismi masofada, unga tegmasdan "suzadi". Axborotni yozib olish natijasida disklar yuzasida konsentrik doiralar shaklida magnitlangan maydonlar hosil bo'ladi.

Ular magnit izlar deb ataladi. Harakatlanayotganda, boshlar har bir keyingi trekka to'xtaydi. Barcha sirtlarda bir-birining ostida joylashgan yo'llar to'plami silindr deb ataladi. Barcha haydovchi boshlari bir vaqtning o'zida harakatlanadi, bir xil nomdagi silindrlarga bir xil raqamlar bilan kirishadi.