HDD: virkemåte og de viktigste kjennetegnene på

Harddisker, eller, som de kalles, harddisker er en av de viktigste komponentene i et datasystem. Om alle vet det. Men dette er ikke en moderne bruker selv i prinsippet gjetninger om hvordan harddisken. Prinsippet om drift, generelt, for en grunnleggende forståelse av ganske enkle, men det er noen nyanser, noe som ytterligere vil bli diskutert.

Spørsmål destinasjon og klassifisering av harddisker?

Spørsmålet om reisemålet, selvfølgelig, retorisk. Noen, selv de mest entry-level, svarte umiddelbart at harddisken (også kjent som en harddisk, aka harddisk eller HDD) umiddelbart svarte at han er vant til å lagre informasjon.

Generelt sant. Ikke glem at på harddisken, bortsett fra operativsystemet og brukerfiler er skapt av operativsystemet oppstartssektorer, takket være som hun vil begynne, samt noen merker som disken raskt kan finne ønsket informasjon.

Dagens modeller er ganske variert: vanlig HDD, eksterne harddisker, høyhastighets SSD-SSD-disker, selv om det er knyttet til harddisker og er ikke akseptert. Det er videre foreslått å vurdere enheten og HDD drift prinsippet om ikke fullt så i hvert fall i dette, det var nok for forståelsen av grunnleggende begreper og prosesser.

Vær oppmerksom på at det er en spesiell klassifisering av dagens HDD på noen grunnleggende kriterier, blant disse er følgende:

• Fremgangsmåte for å lagre informasjon;
• mediatype;
• metode for å organisere tilgang til informasjon.

Hvorfor er harddisken kalles harddisken?

I dag er mange mennesker tenker om hvorfor harddisker kalles harddisker som tilhører håndvåpen. Det ville synes at det kan være likheter mellom de to enhetene?

Begrepet dukket opp så langt tilbake som 1973, da markedet dukket først i HDD verden, bygging av som besto av to separate rom i en lufttett beholder. Kapasiteten på hver avdeling var 30 MB, noe som er grunnen til at ingeniører har gitt kodenavnet for platen "30-30", som var helt i tråd med den splitter populær på den tiden the gun "Winchester, 30-30". Men på begynnelsen av 90-tallet i Amerika og Europa er navnet på nesten gått ut av bruk, men er fortsatt populært i det post-sovjetiske plass.

Anordningen og HDD driften prinsippet

Men vi komme bort fra emnet. HDD drift prinsippet kan oppsummeres som prosessen med lesing eller skriving. Men hvordan skjer dette? For å forstå driften av en magnetisk harddisk, må du først lære hvordan det fungerer.

Harddisken i seg selv er et sett med plater, kan antallet som varierer 4-9 forbundet med hverandre ved en aksel (aksel), som kalles en spindel. Platene er plassert den ene over den andre. I de fleste tilfeller er materialet for deres fremstilling er aluminium, messing, keramikk, glass og lignende. D. seg av platen har en spesiell magnetisk belegg av et materiale som kalles tallerken, basert på gamma-ferritt oksyd, kromoksyd, bariumferrit og t. D . Hver plate tykkelse på omtrent 2 mm.

For opptak og lese informasjon tilsvarer radial hode (en for hver plate) og platene blir brukt i begge overflater. Under spindelens rotasjon, kan hastigheten på hvilken være 3600-7200 omdr. / Min, og beveger hodene svarer til to elektriske motorer.

I dette tilfellet, den grunnleggende prinsippet om harddisken på datamaskinen er at informasjonen er registrert er ikke noe sted, men i et strengt spesifisert sted, kalt sektorer, som er plassert på konsentriske spor eller spor. For å unngå forvirring, gjelder enhetlige regler. Det er en oppfatning at prinsippene for harddisker i forhold til deres logiske strukturen, universell. For eksempel, på størrelse med en sektor, for enhetlig standard vedtatt på verdensbasis, er 512 bytes. sektorer er inndelt i grupper, som er sekvenser av et antall sektorer i sin tur er. Og spesielt harddisken på drifts-prinsippet i denne sammenheng er at utveksling av informasjon og bare gjort hele klynger (heltall sektorer kjeder).

Men hvordan blir lest informasjonen? stasjon arbeider: en harddisk som følger: Ved hjelp av en spesiell lese brakett hode i en radial (spiralformet) retning flyttes til det ønskede spor og på sin side er plassert over en gitt sektor, kan alle hodene beveges samtidig ved å lese den samme informasjonen ikke bare fra forskjellige spor men med forskjellige plater (wafere). Alle spor med de samme ordenstall kalles sylindere.

Det er mulig å velge en annen driftsprinsippet for en harddisk: lesehodet nærmere den magnetiske overflate (men uten å berøre den), jo høyere registreringstettheten.

Hvordan er skriving og lesing av informasjon?

Harddisker, eller harddisker, og derfor har blitt kalt magnetisk at de bruker lovene for magnetisme fysikk, formulert av Faraday og Maxwell.

Som allerede nevnt, er plater av nemagnitochuvstvitelnogo magnetisk beleggmaterialet påføres i en tykkelse på noen få mikrometer. Under drift, et magnetisk felt som har en såkalt domene struktur.

En magnetisk domene er et strengt avgrenset magnetiserte regionens grenser ferrolegeringer. Ytterligere HDD driften prinsippet kan oppsummeres som følger: i tilfelle av et eksternt magnetfelt, begynner den riktige stasjonen feltet som skal føres nøyaktig langs de magnetiske linjer og ved opphør av virkningen på skivene vises remanens sone i hvilken den lagrede informasjon som tidligere er inneholdt i hovedfeltet .

For etablering av et ytre felt er ansvarlig for opptak av lesehodet, og lesesone remanens, er motsatt hodet danner en elektromotorisk kraft EMF eller. Så alt er enkel: endre EMF tilsvarer en binær, og dens fravær eller opphør - null. Tid endringer EMF kalt bit celle.

Videre kan den magnetiske overflaten til de rent Informatics betraktninger være forbundet, som en form av punkt sequence data biter. Men siden plasseringen av disse punktene er helt umulig å beregne nøyaktig, på stasjonen du vil installere en slags pre-spesifiserte navnet som hjalp definere ønsket plassering. Dannelsen av slike markører er kalt formatering (omtrent delt disk inn i spor og sektorer, gruppert).

Den logiske struktur og funksjonsprinsippene til harddisken i form av formatering

Med hensyn til de logiske HDD organisasjonene her i første omgang er det formatering, der det er to hovedtyper: et lavt nivå (fysisk) og høyt nivå (logikk). Uten disse trinnene, få til en harddisk til en fungerende stat kan ikke snakke. For informasjon om hvordan å klargjøre en ny harddisk, vil det bli diskutert separat.

Lavnivåformatering krever en fysisk effekt på overflaten av HDD, der sektorene er plassert langs sporene. Det er interessant at prinsippet om harddisken er slik at hver sektor har skapt sin egen unike adresse, som inkluderer svært sektoren nummer, spornummer, der det ligger, og plate nummer. Dermed organiseringen av den direkte tilgangen samme minneadresser direkte fra gitte adressen, snarere enn å lete etter riktig informasjon over overflaten, grunnet der hastigheten er oppnådd (selv om det er ikke det viktigste). Merk at når lavnivåformatering er fullstendig slettet all informasjon og gjenopprette den i de fleste tilfeller ikke kan være.

En annen ting - en logisk format (i Windows-baserte systemer er hurtigformatering eller Quick format). Dessuten er disse fremgangsmåter er anvendbare for etablering av logiske partisjoner som representerer et bestemt område av den primære harddisk som opererer på de samme prinsipper.

Logisk formateringen påvirker primært systemområdet, som består av en oppstartssektoren og partisjonstabellen (MBR boot record), filallokeringstabellen (FAT, NTFS, og så videre. D.) og rotkatalogen (rotkatalogen).

Registrering av informasjon i sektorer av klyngen er gjort gjennom flere deler, karakterisert ved at i en gruppe ikke kan inneholde to identiske gjenstander (filer). Faktisk, etablering av en logisk partisjon, som den skiller den fra hovedsystemet skillevegg, slik at den informasjon som er lagret på det, hvis det var feil og svikt for å endre eller fjerning er ikke berørt.

Hovedkarakteristikker HDD

Jeg tror generelt HDD driften prinsippet om en lite forstått. Vi slår nå til de viktigste funksjonene, som gir et fullstendig bilde av alle de mulighetene (eller ulemper) av moderne harddisker.

Prinsippet om harddisken og hovedtrekkene kan være ganske annerledes. For å forstå hva som står på spill, velger vi de mest grunnleggende parametere som karakteriserer alle kjente oppdatert informasjon butikker:

• kapasitet (volum);
• ytelse (datatilgang hastighet lesing og skriving av informasjon);
• grensesnitt (tilkoblingsmetode, kontrolleren type).

Kapasiteten er den totale mengden av informasjon som kan tas opp og lagres på harddisken. HDD industrien vokser så raskt at i dag har inngått bruke harddisker med volumer i størrelsesorden 2 TB eller mer. Og, som det antas dette er ikke grensen.

Grensesnitt - den mest betydningsfulle kjennetegn. Den bestemmer hvilken vei enheten er koblet til hovedkortet, hvilken styring som lesing og skriving blir utført, og så videre. D. De største og mest vanlige grensesnitt betraktes IDE, SATA og SCSI.

Disker med IDE-grensesnitt forskjellig lav pris, imidlertid, blant de store ulempene kan skille et begrenset antall samtidig tilkoblede enheter (maksimalt fire) og en lav datahastighet (og til og med med støtte direkte minnetilgang ultra DMA eller protokoller Ultra ATA (Modus 2 og Mode 4). Selv om det antas deres bruk kan øke nivået av lese / skrivehastighet på 16 Mb / s, men hastigheten er mye lavere enn i virkeligheten. i tillegg til UDMA modus krever installasjon av spesielle drivere, som i teorien skal det leveres med hovedkortet.

Snakker om hva prinsippet om harddisken og funksjoner, kan du ikke se bort fra SATA-grensesnitt, som er etterfølgeren versjon av IDE ATA. Fordelen med denne teknologien er at lese / skrivehastighet kan økes til 100 Mb / s ved bruk av high-speed buss Fireware IEEE-1394.

Til slutt, SCSI-grensesnitt sammenlignet med de to foregående er det mest fleksible og høyeste hastighet (lese / skrivehastighet opptil 160 MB / s og over). Men det er slike harddisker er nesten dobbelt så dyrt. Men antallet av samtidig koblet lagringsenheter som strekker 7-15, kan forbindelsen utføres uten de-energisering av datamaskin, og kabellengden kan være i størrelsesorden 15-30 meter. Egentlig ikke denne type HDD for det meste ikke gjelde for bruker PCer og servere.

Resultater som karakteriserer sendehastighet og gjennomløp av I / O-kapasitet, vanligvis uttrykt overføringstiden og mengden av data som overføres i serie, og er uttrykt i MB / s.

Noen flere alternativer

Snakker om hva som er en harddisk arbeider prinsippet og hvilke parametere påvirker driften, kan ikke unngås, og noen ekstra funksjoner, som kan påvirke ytelsen eller levetiden til enheten.

Her, i første omgang er rotasjonshastigheten, som direkte påvirker søk og initialisering tid (erkjennelse) av den ønskede sektor. Denne såkalte latent søketid - intervall der behovet for sektoren snur til lesehodet. I dag vedtatt flere standarder for spindelhastighet, uttrykt i omdreininger per minutt med tidsforsinkelse i millisekunder:

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

Det er lett å se at jo høyere hastigheten er, desto mindre tid for avsøkningssektoren, og det fysiske plan - ved omdreining av skiven til installasjonshodet punktet ønskede posisjonsplaten.

En annen parameter - den interne overføringsfrekvensen. På de ytre sporene er minimal, men øker med en gradvis overgang til det indre spor. Således er den samme defragmenteringen representerer bevegelsen av hyppig benyttet data i den raskeste område av platen - ikke bare overføringen av den indre spor med større hastighet lesing. Ekstern hastighets har en fast verdi og avhenger av grensesnittet som brukes.

Endelig, en av de viktige punktene forbundet med tilstedeværelse av harddisken egen cache eller buffer. Faktisk fungerer harddisken i form av prinsippet om buffer bruk noe som ligner på det operative eller virtuelt minne. Jo større bufferstørrelse (128-256 kb), jo raskere harddisk.

De viktigste kravene til HDD

Grunnleggende krav, som i de fleste tilfeller er presentert harddisker, ikke så mye. Det viktigste - lang levetid og pålitelighet.

Den grunnleggende standard for de fleste HDD regnes som livet i størrelsesorden 5-7 år med driftstiden på ikke mindre enn fem hundretusen timer, men for high-end-stasjoner, er tallet ikke mindre enn én million timer.

Når det gjelder pålitelighet, er ansvarlig for denne funksjon av den SMART selv-test, som overvåker status for de enkelte elementer i harddisken, utfører kontinuerlig overvåkning. På grunnlag av de innsamlede data kan genereres med en prognose for mulig utseende av feil i fremtiden.

Det sier seg selv at brukeren ikke skal stå til side. For eksempel, ved bruk av HDD svært viktig å observere den optimale temperaturområde (mellom 0 - 50 ± 10 ° C) for å unngå sjokk, støt og faller harddisk, rammet av støv eller andre små partikler, etc. For øvrig mange vil være .. interessert i å vite at de samme røykpartikler er omtrent to ganger større enn avstanden mellom lesehodet og magnetiske belegget på harddisken, og menneskehår - 5-10 ganger.

Spørsmål initialisere systemet ved å bytte ut harddisken

Nå noen ord om hvilke tiltak som bør tas, hvis noen grunn brukeren å endre harddisken eller installere dpolnitelny.

Fullt beskrive prosessen vil ikke, og vil fokusere bare på hovedscenen. Først må du koble til harddisken og se i BIOS-innstillingene, hvis den nye maskinvaren er oppdaget, i administrasjonsseksjonen disk for å initial og lage boot record, lage en enkel volum, tildele en ID (bokstav) og formatere med et utvalg av filsystem. Først etter at den nye "skruen" er helt klar til bruk.

konklusjon

Det er alt som kommer til å orientere det grunnleggende funksjon og ytelse for moderne harddisker. Prinsippet om drift av den eksterne harddisken er ikke ansett som viktig fordi det praktisk talt ikke avviker fra det som brukes for stasjonær HDD. Den eneste forskjellen er bare i metode for å koble ekstra lagringsplass til din PC eller laptop. Det mest vanlige er en forbindelse via USB-grensesnitt som er koblet direkte til hovedkortet. Samtidig, hvis du ønsker å sikre maksimal ytelse, er det bedre å bruke en standard USB 3.0 (port inne farget blå), selvfølgelig forutsatt at den eksterne HDD selv støtter det.

Som for resten, tror jeg mange mennesker selv litt, det ble klart hvor harddisken til en type. Kanskje de ovennevnte har fått for mye teknisk informasjon, jo mer selv fra skolen fysikk selvfølgelig, men uten at for å fullt ut forstå alle de grunnleggende prinsipper og metoder fastsatt i HDD produksjon og anvendelse teknologier vil ikke forstå.