HDD: delovni princip in glavne značilnosti

Trdi diski, ali, kot jih imenujejo, trdi diski so eden od najbolj pomembnih komponent računalniškega sistema. O ve vsak. Vendar to ni moderno uporabnik tudi načeloma ugibanja o tem, kako na trdem disku. Princip delovanja, na splošno, za osnovno razumevanje zelo preprost, vendar pa obstaja nekaj odtenkov, ki se bo še razpravljalo.

Vprašanja destinacija in klasifikacija trdih diskov?

Vprašanje okolici, seveda retorično. Vsakdo, tudi najbolj vstop ravni, je takoj odgovoril, da je trdi disk (znan tudi kot trdi disk, alias trdi disk ali trdi disk), je takoj odgovoril, da se je uporabljal za shranjevanje podatkov.

Na splošno velja, res. Ne pozabite, da na trdem disku, razen za operacijski sistem in uporabniške datoteke, ki jih operacijski sistem boot sektorje, po zaslugi katerega je bo začelo, kot tudi nekaterih znamk, ki lahko disk hitro našli želene informacije ustvarili.

Trenutni modeli so zelo različni:, zunanji trdi diski, hitri diski SSD polprevodniški navaden HDD, čeprav je pripisati trde diske in se ne sprejme. Poleg tega se predlaga, da razmisli naprave in princip delovanja trdega diska, če v celoti, pa vsaj v tem, da ni bilo dovolj za razumevanje osnovnih pojmov in procesov.

Prosimo, upoštevajte, da je posebna razvrstitev današnji HDD o nekaterih osnovnih meril, med katerimi so naslednje:

• Postopek za shranjevanje podatkov;
• vrsta medija;
• način organiziranja dostopa do informacij.

Zakaj se je trdi disk, imenovano trdi disk?

Danes mnogi ljudje razmišljajo o tem, zakaj so trdi diski imenovane trde diske, ki pripadajo malega kalibra. Zdi se, da lahko obstajajo podobnosti med dvema napravama?

Izraz je pojavil že leta 1973, ko se je na trgu pojavil prvi na svetu HDD, gradnja, ki je sestavljen iz dveh ločenih oddelkov v nepredušno zaprti posodi. Zmogljivost vsakega predala je 30 MB, zato so inženirji dobili kodno ime za disk "30-30", ki je bila popolnoma v skladu z blagovno znamko priljubljena v času, ko je pištolo "Winchester, 30-30". Vendar pa je v zgodnjih 90-ih letih v Ameriki in Evropi je ime skoraj padel iz uporabe, vendar je še vedno priljubljen v post-sovjetski prostor.

Naprava in načelo delovanja HDD

Vendar smo vstran kreniti. načelo delovanja HDD je mogoče povzeti v procesu branja in pisanja. Ampak kako se je to zgodilo? Da bi razumeli delovanje magnetni disk, morate najprej naučiti, kako to deluje.

Trdi disk sam niz plošč, se je število, ki se razlikujejo od štiri do devet z gredi (osi) med seboj povezani, se imenuje vreteno. Plošče so nameščeni drug nad drugim. V večini primerov je material za njihovo proizvodnjo so aluminij, medenino, keramiko, steklo in podobno. D. Sami tablice imajo posebno magnetno prevleko iz materiala imenovanega krožnik, na osnovi gama ferita oksida, kromovega oksida, barijevega ferita in t. D . Vsak debeline plošče od približno 2 mm.

Za snemanje in branje informacije ustrezajo radialno glavo (eno za vsako ploščo) in plošče se uporabljajo v obeh površinah. Med vretena vrtenja, lahko hitrost, ki je od 3600 do 7200 vrtljajev. / Min, in premikanje glave ustreza dveh elektromotorjev.

V tem primeru je osnovno načelo trdem disku računalnika je, da se podatki zabeležijo ni nikjer, ampak v strogo določenem mestu, ki se imenuje sektorji, ki se nahajajo na koncentričnih skladbe ali skladbe. Da bi se izognili zmedi, se uporabljajo enotna pravila. Obstaja mnenje, da so načela trdih diskov z vidika logično strukturo, univerzalna. Na primer, velikost enega sektorja, za enotno sprejeti standard po vsem svetu, je 512 bajtov. sektorji so razdeljeni v skupine, ki so sekvence v številnih sektorjih, so v zameno. In še posebej trdi disk načela delovanja v zvezi s tem je, da je izmenjava informacij in samo iz celih grozdov (cela sektorji verige).

Toda kako se bere podatke? pogon deluje: trdi disk, kot sledi: Z uporabo posebno glavo nosilec branja v radialni (vijačna) smeri premakne na želeno progi in na drugi strani je nameščen v določenem področju, lahko vse glave istočasno premika z branjem iste podatke, ne samo iz različnih prog vendar z različnimi koluti (rezin). Vse skladbe z istimi zaporednimi številkami se imenujejo valjev.

Možno je, da izberete drug operacijski načelo trdi disk: bralna glava bližje magnetno površino (vendar se ga ne dotakne), večja je gostota snemanje.

Kako je pisanje in branje podatkov?

Trdi diski ali trdih diskov, in zato so bili imenovani magnetna, ki jih uporabljajo zakone magnetizma fizike, ki ga Faraday in Maxwell oblikovana.

Kot smo že omenili, se plošče nemagnitochuvstvitelnogo magnetnega materiala prevleke nanesemo na debelino nekaj mikrometrov. V operaciji, magnetno polje, ki ima tako imenovano domene strukturo.

Magnetno domena je strogo omejen magnetizirani regiji meje ferroalloy. Dodatne HDD načelo delovanja je mogoče povzeti na naslednji način: v primeru zunanjega magnetnega polja, pravilno pogon polje začne voditi natančno vzdolž magnetnih linij in na koncu vpliva na diskih pojavijo remanenca cono, v kateri je shranjena informacija že vsebovana v glavnem področju .

Za ustvarjanje zunanjega polja je odgovoren za snemanje bralno glavo in remanenco branje območja, pri čemer nasproti vodja ustvarja elektromotorne sile ali EMF. Potem je vse, kar je preprosta: spremeniti EMF ustreza eni binarno, in njena odsotnost ali prekinitev - nič. Čas spreminja EMF imenuje bit celice.

Nadalje lahko magnetna površina povsem informatiko ugotovitev se jih kot neke vrste točkovnih podatkovnih bitov. Vendar, ker je lokacija teh točk absolutno nemogoče natančno izračunati, na pogon, ki ga želite namestiti neko vnaprej določeno oznako, ki je pomagal definirati želeno lokacijo. Oblikovanje teh oznak se imenuje oblikovanje (v grobem razdeljen disk na poti in sektorjev, v skupinah).

Logična struktura in princip delovanja trdega diska v smislu oblikovanja

Glede na logične organizacije HDD tukaj na prvem mestu pa je oblikovanje, v katerem sta dve glavni vrsti: nizke ravni (fizično) in na visoki ravni (logika). Brez teh korakov, prinašajo koli trdega diska v stanje delovanja ne moremo govoriti. Za informacije o tem, kako se zažene nov trdi disk, bo treba obravnavati ločeno.

Nizko stopnjo oblikovanje zahteva fizični učinek na površini HDD, v katerem so sektorji, ki se nahajajo vzdolž poti. Zanimivo je, da je načelo trdega diska, tako da je vsak sektor ustvaril svoj edinstven naslov, ki vključuje številne zelo sektorja, sledenje številko, na kateri se nahaja, in registrsko tablico. Tako je organizacija neposrednega dostopa isti pomnilnik obravnava neposredno na določenem naslovu, namesto da iščejo prave informacije po vsej površini, zaradi katerih je dosežena hitrost (čeprav to ni najbolj pomembno). Upoštevajte, da ko je oblikovanje nizko raven popolnoma izbriše vse podatke in obnovo v večini primerov ne more biti.

Še ena stvar - logična oblika (v sistemih z operacijskim sistemom Windows je hitro format ali Quick format). Poleg tega so ti procesi, ki se uporablja za ustvarjanje logične particije, ki predstavljajo določeno območje primarnega trdega diska, ki deluje na enakih načelih.

Logično oblikovanje nanaša predvsem na področje sistema, ki je sestavljen iz zagonskega sektorja in tabele razdelkov (zagonski zapis MBR) je, izkaz dodelitev datotek (FAT, NTFS, in tako naprej. D.) in korenski imenik (Root Directory).

Snemanje informacije v sektorjih grozda se je skozi več delov, pri čemer je v eni skupini ne more vsebovati dveh enakih predmetov (datoteke). Pravzaprav, oblikovanje logično particijo, saj ga loči od glavnega sistemski particiji, tako da so podatki shranjeni na njej, če ne bi bilo napak in napak za spremembo ali odstranitev ne vpliva.

Glavni značilnosti HDD

Mislim, da je v splošnem načelu HDD obratovalnim malo razume. Zdaj obrnejo na glavnih značilnosti, ki dajejo popolne slike vseh možnosti (ali slabosti) sodobnih trdih diskov.

Načelo trdih diskov in glavnih značilnostih lahko povsem drugačna. Da bi razumeli, kaj je na kocki, smo izbrali najbolj osnovne parametre, ki so značilni za vse do sedaj znanih informacijah trgovin:

• Zmogljivost (volumen);
• zmogljivost (podatki branje hitrosti dostopa in pisanje podatkov);
• vmesnik (način povezave, tip krmilnik).

Zmogljivost je skupna količina informacij, ki se lahko zabeleži in shrani na trdem disku. dne je HDD predelovalne industrije, tako hitro narašča je, da je danes stopil v uporabo trdih diskov z obsegom reda 2 TB ali več. In, ker je verjel, da to ni omejitev.

Vmesnik - najpomembnejša značilnost. To določa, v katero smer je naprava povezana z matično ploščo, ki krmilnik se uporablja kot branje in pisanje se izvaja, in tako naprej. D. Glavni in najbolj pogosti vmesniki šteje IDE, SATA in SCSI.

Diski z IDE vmesnika različnih nizki ceni, vendar, med glavnimi slabostmi lahko razlikuje omejeno število istočasno povezanih naprav (največ štirih) in nizko hitrostjo prenosa podatkov (in celo s podporo neposredni dostop do pomnilnika Ultra DMA ali protokolov Ultra ATA (način 2 in načinu 4). Čeprav se domneva njihova uporaba lahko poveča stopnjo hitrosti branja / pisanja 16 Mb / s, vendar pa je hitrost je precej nižja kot v resnici. Poleg tega, da način UDMA zahteva namestitev posebnih gonilnikov, ki v teoriji, bi bilo treba predložiti z matično ploščo.

Govorimo o tem, kaj je načelo trdega diska in funkcije, ki jih ni mogoče prezreti SATA vmesnik, ki je različica naslednik IDE ATA. Prednost te tehnologije je, da je branje / pisanje hitrosti se lahko poveča do 100 Mb / s, z uporabo visoke hitrosti avtobusa Fireware IEEE-1394.

Končno, SCSI vmesnik v primerjavi s prejšnjih dveh je najbolj prilagodljiva in najvišje hitrosti (branje / pisanje hitrosti do 160 MB / s in več). Vendar pa obstajajo tudi takšni trdih diskov je skoraj dvakrat dražje. Toda število istočasno povezanih naprav za shranjevanje, od sedem do petnajst, lahko povezavo izvesti brez de-spodbuden računalnik, dolžina kabla je lahko v redu 15-30 metrov. Pravzaprav, ta vrsta HDD večinoma ne velja za uporabniške osebne računalnike in strežnike.

Uspešnost označuje hitrost prenosa in proizvodnje / I zmogljivosti, navadno izražena oddajnega časa in količino podatkov, poslanih v seriji, in je izražena v MB / s.

Nekatere dodatne možnosti

Govorimo o tem, kaj je trdi disk način delovanja in kaj parametri vplivajo na njegovo delovanje, se ni mogoče izogniti, in nekatere dodatne funkcije, ki lahko vplivajo na uspešnost ali življenjsko dobo naprave.

Tukaj, na prvem mestu je hitrost vrtenja, ki neposredno vpliva na čas iskanja in inicializacijo (prepoznavanje) želenega sektorja. Ta tako imenovani latentni čas iskanja - interval, v katerem je treba za sektor obrne na bralne glave. Je danes sprejela več standardov za vretena hitrost, izraženo v vrtljajih na minuto s časovnim zamikom v milisekundah:

• 3600-8,33;
• 4500-6,67;
• 5400-5,56;
• 7200-4,17.

To se lahko vidi, da je večja hitrost je manj časa v iskalnem sektorju, in fizični ravni - po vrtenja diska na namestitev glave točki želji pozicionirni plošči.

Še en parameter - notranja hitrost prenosa. Na zunanjih prog je minimalen, vendar se povečuje s postopnim prehodom na notranji progi. Tako isti defragmentiranje proces, ki predstavlja gibanje pogosto uporabljajo podatke v najhitrejši območju diska - ne samo prenos na notranji progi z večjo branje hitrosti. Zunanji hitrost ima fiksno vrednost in je odvisna od vmesnika, ki se uporablja.

Končno, ena od pomembnih točk, povezanih s prisotnostjo lastnega predpomnilnika ali buffer na trdi disk. Dejstvo je, trdi disk deluje v smislu načela nekaj buffer uporabe podobno operativno ali navideznega pomnilnika. Večja velikost predpomnilnika (128-256 kb), hitrejši trdi disk.

Glavne zahteve za HDD

Osnovne zahteve, ki so v večini primerov predstavljeni trdih diskov, ne toliko. Glavna stvar - dolga življenjska doba in zanesljivost.

Osnovni standard za večino HDD se šteje, da je življenjska doba reda 5-7 let z operativnim časom najmanj petsto tisoč ur, ampak za high-end diski, pa ta delež znaša najmanj en milijon ur.

Kar se tiče zanesljivosti, je odgovoren za to funkcijo SMART self-test, ki spremlja stanje posameznih elementov trdega diska, izvaja stalno spremljanje. Na podlagi zbranih podatkov je mogoče ustvariti tudi napoved morebitnega pojavljanja napak v prihodnosti.

Samoumevno je, da uporabnik ne sme stati na stran. Na primer, če uporabljate HDD zelo pomembno upoštevati optimalno temperaturno območje (0 - 50 ± 10 stopinj Celzija), da se prepreči udarce, vplive in pade trdi disk, ki ga prahu ali drugih majhnih delcev, itd sprašuje Mimogrede, mnogi bo .. zanimalo, da je isti dimni delci približno dvakrat večja od razdalje med glavo branje in magnetne površine trdega diska, in človeških las - 5-10-krat.

Vprašanja inicializacijo sistema z zamenjavo trdega diska

Zdaj pa še nekaj besed o tem, kaj bi bilo treba ukrepati, če iz nekega razloga uporabnik spremeni trdi disk ali namestiti dpolnitelny.

Popolnoma opisati proces ne bo in se bo osredotočil le na glavnem odru. Najprej morate priključiti trdi disk in poglej v nastavitve BIOS-a, če je odkrita nova strojna oprema, v oddelku uprava disk za inicializacijo in ustvariti zapis boot, oblikovanje enostavnega volumen, dodeliti ID (črko) in formatiranje z izbiro datotečnega sistema. Šele potem, da je nova "vijak" popolnoma pripravljena za delovanje.

zaključek

To je vse, kar pride na kratko osnove delovanja in učinkovitosti sodobnih trdih diskov. Princip delovanja zunanjega trdega diska se ne šteje za pomembno, saj praktično ne razlikuje od tistega, ki se uporablja za stacionarno HDD. Edina razlika je le v načinu povezovanja dodaten prostor za shranjevanje na vašem računalniku ali prenosni računalnik. Najbolj pogosta je povezava prek USB-vmesnika, ki je neposredno povezan z matično ploščo. Hkrati pa, če hočeš, da se zagotovi maksimalno učinkovitost, je bolje uporabiti standardni USB 3.0 (vrata v notranjosti obarvan modro), seveda pod pogojem, da je sam zunanji HDD podpira.

Sicer pa, mislim, da veliko ljudi še malo, je postalo jasno, kako trdi disk katere koli vrste. Morda je zgoraj je dal preveč tehničnih informacij, več tudi iz šole fizika seveda, vendar ne da bi v celoti razumeli vsa osnovna načela in metode, določene v HDD proizvodnje in uporabe tehnologij ne bodo razumeli.