HDD: darba princips un galvenās īpašības

Cietie diski, vai, kā tos sauc, cietie diski ir viens no svarīgākajiem komponentiem datorsistēmā. Par visiem zina to. Bet tas nav mūsdienu lietotājs pat principā minējumiem par to, kā cietā diska. Darbības princips, kopumā, par pamata izpratni par diezgan vienkārši, bet ir dažas nianses, kas turpmāk tiks apspriesti.

Jautājumi galamērķis un cieto disku klasifikācija?

Jautājums galamērķa, protams, retorisks. Ikviens, pat visvairāk ierakstu līmeņa, nekavējoties atbildēja, ka cietais disks (pazīstams arī kā cieto disku, aka cietā diska vai HDD) nekavējoties atbildēja, ka viņš tiek izmantota, lai uzglabātu informāciju.

Kopumā, ir taisnība. Neaizmirstiet, ka uz cietā diska, izņemot operētājsistēmas un lietotāja faili tiek izveidoti ar operētājsistēmas boot sektoru, pateicoties kurām tā sāksies, kā arī daži zīmes, kas diska var ātri atrast vajadzīgo informāciju.

Pašreizējie modeļi ir diezgan daudzveidīgs: parasta HDD, ārējie cietie diski, ātrgaitas cietvielu SSD diskus, lai gan tas ir attiecināms uz cieto disku, un nav pieņemts. Tas ir vēl ierosināts apsvērt ierīci un HDD darbības princips, ja ne pilnībā, tad vismaz to, kas bija pietiekami, lai izprastu pamata terminoloģiju un procesiem.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka pastāv īpaša klasifikācija mūsdienu HDD par dažiem pamatkritērijiem, kuru vidū ir šādi:

• metode informācijas uzkrāšanai;
• media tips;
• metode nodrošina piekļuvi informācijai.

Kāpēc cietais disks sauc par cietā diska?

Šodien daudzi cilvēki domā par to, kāpēc diskdziņiem sauc cietos diskus, kas pieder pie kājnieku ieročiem. Šķiet, ka tur varētu būt līdzības starp abām ierīcēm?

Termins parādījās tālajā 1973. gadā, kad tirgū parādījās pirmais HDD pasaulē, kura konstrukcija sastāvēja no diviem atsevišķiem nodalījumiem hermētiskā traukā. Katra nodalījuma tilpums bija 30 MB, kas ir iemesls, kāpēc inženieri ir devuši koda nosaukumu diska "30-30", kas bija pilnībā sasaucas ar zīmolu populārs brīdī pistole "Winchester, 30-30". Tomēr sākumā '90s Amerikā un Eiropā ir nosaukums gandrīz izgājušas no izmantošanas, taču joprojām populāra postpadomju telpā.

Ierīce un HDD darbības princips

Bet mēs novirzīties. HDD darbības princips var apkopot procesā lasīšanas vai rakstīšanas. Bet kā tas notiks? Lai saprastu, kā darbojas magnētisko cieto disku, jums vispirms ir nepieciešams, lai uzzinātu, kā tas darbojas.

Cietais disks pats par sevi ir komplekts no plāksnēm, kuru skaits var mainīties no četriem līdz deviņiem savienotas ar vārpstas (ass), ko sauc par vārpstu. Plates ir novietoti viens virs otra. Vairumā gadījumu, materiāls to ražošanai ir alumīnijs, misiņš, keramikas, stikla un tamlīdzīgi. D. Pašiem no plāksnes ir īpaša magnētisko pārklājumu no materiāla, ko sauc par plate, pamatojoties uz gamma ferīta oksīda, hroma oksīda, bārija ferīta un t. D . Katrs plate biezums apmēram 2 mm.

Ierakstiem un lasot informāciju atbilst radiālo galvu (vienu par katru plāksni) un plāksnes tiek izmantoti abām virsmām. vārpstas rotācijas laikā, ātrums, kas var būt no 3600 līdz 7200 apgr. / min, un pārvietojas galvas atbilst diviem elektromotoriem.

Šajā gadījumā pamatprincips datora cietajā diskā ir, ka informācija tiek reģistrēta, nav nekur, bet stingri noteiktā vietā, ko sauc par sektori, kas atrodas uz koncentrisku sliedēm vai kāpurķēdēm. Lai izvairītos no pārpratumiem, jāpiemēro vienoti noteikumi. Pastāv viedoklis, ka principi cieto disku, ņemot vērā to loģiskā struktūrā, universāla. Piemēram, lielums vienā sektorā, par vienotu pieņemto standartu visā pasaulē ir 512 baiti. nozarēs tiek sadalīta kopu, kas ir sekvences vairākās nozarēs, savukārt,. Un jo īpaši cietais disks darbības princips šajā ziņā ir tas, ka informācijas apmaiņa un tikko veica veselu kopām (vesels sektori ķēdes).

Bet kā ir lasīt informāciju? vadīt darbus: cieto disku šādi: Izmantojot speciālu kronšteinu lasīšanas galvu pēc radiālā (spirālveida) virzienā pārvietojas līdz vajadzīgajam ierakstam un pēc kārtas tiek novietots virs attiecīgajā nozarē, visi vadītāji var pārvietot vienlaicīgi, lasot to pašu informāciju, ne tikai no dažādām trasēm bet ar dažādu disku (vafeles). Visas dziesmas ar tādiem pašiem kārtas numuru sauc balonus.

Ir iespējams izvēlēties citu darbības princips no cietā diska: lasīšanas galvu tuvāk magnētisko virsmu (bet ne pieskarties to), jo lielāks ierakstīšanas blīvumu.

Cik ir rakstīšana un lasīšana informācijas?

Cietie diski, vai diskdziņiem, un tāpēc ir saukta magnētiskās ka viņi izmanto likumus magnētisms fizikas, formulēs Faradeja un Maxwell.

Kā jau minēts, plāksnes nemagnitochuvstvitelnogo magnētiskā pārklājuma materiāls tiek uzklāts uz biezumu pāris mikrometri. Pēc operācijas, magnētiskais lauks, kam tā saukto domēnu struktūru.

Magnētiskais domēns ir stingri ierobežo magnetizētas reģiona robežas ferosakausējums. Papildu HDD darbības princips var apkopot šādi: ja ārējā magnētiskajā laukā, pareizu disks lauks sāk vadīties precīzi gar magnētiskā līnijām un izbeigšanas ietekmi uz diskiem parādās magnetizācija zonu, kurā glabājas informācija iepriekš ietverta galvenajā jomā .

Lai izveidi ārējā lauka ir atbildīgs par ierakstu lasīšanas galvu, un lasīšanas zona magnetizācija, kas ir pretējs galva rada EDS vai EMF. Tad viss ir vienkārši: mainīt EMF atbilst vienam bināro, un tā trūkums vai pārtraukšana - nulle. Laiks mainās EMF sauc bitu šūnu.

Turklāt magnētiskā virsma tīri informātikas apsvērumiem var būt saistīts, kā sava veida punktu secību datu bitiem. Tomēr, tā kā vietu no šiem punktiem ir pilnīgi neiespējami precīzi aprēķināt, uz diska, kuru vēlaties instalēt kādu iepriekš norādīto marķējumu veida, kas palīdzēja noteikt vēlamo atrašanās vietu. Šādu marķējumu izveide sauc formatējums (aptuveni sadalīt disku uz dziesmas un nozarēm, kopu).

Loģiskā struktūra un darbības princips no cietā diska ziņā formatējumu

Attiecībā uz loģiskiem HDD organizācijām šeit pirmajā vietā ir formatējumu, kurā ir divi galvenie veidi: zema līmeņa (fiziskā) un augsta līmeņa (loģika). Bez šiem soļiem, tādējādi par jebkuru cieto disku, lai darba stāvoklī nevar runāt. Lai iegūtu informāciju par to, kā, lai sāktu jaunu cieto disku, tas tiks apspriests atsevišķi.

Zema līmeņa formatējums prasa fizisku ietekmi uz virsmas HDD, kurā nozares atrodas gar sliedēm. Tas ir interesanti, ka no cietā diska princips ir tāds, ka katra nozare ir izveidojis savu unikālo adresi, kas ietver ļoti sektora numuru, dziesmu numuru, pie kuras tā atrodas, un plāksnes numuru. Tādējādi organizācija par tiešo piekļuvi tai pašai atmiņas adreses tieši no konkrētā adresē, nevis meklējot pareizo informāciju pāri virsmas, kuru dēļ tiek sasniegts ātrums (lai gan tas nav pats svarīgākais). Ņemiet vērā, ka tad, kad zema līmeņa formatēšana ir izdzēsta pilnīgi visu informāciju un atjaunot to vairumā gadījumu nevar būt.

Vēl viena lieta - loģiska formātā (Windows balstītas sistēmas ir ātri formāts vai Quick formātā). Turklāt, šie procesi ir piemērojami radīšanai loģiski starpsienas, kas pārstāv noteiktu platību primārā cietā diska, kas darbojas uz tiem pašiem principiem.

Loģiskā formatējums galvenokārt ietekmē sistēmas zonu, kas sastāv no boot sektora un starpsienu galda (MBR Boot Record), failu iedalīšanas tabula (FAT, NTFS, un D. utt.), Un saknes direktorijā (saknes direktoriju).

Ierakstīšanas informācija nozarēs klastera tiek veikta, izmantojot vairākas daļās, kur vienā klasterī nevar saturēt divus identiskus objektus (failus). Patiesībā, izveide loģiski partition, jo tas atdala to no galvenās sistēmas nodalījumā, tāpēc, ka informācija glabājas uz to, ja tur bija kļūdas un neveiksmes, lai mainītu vai noņemšanas netiek ietekmēta.

Galvenais raksturojums HDD

Es domāju, vispārējā HDD darbības principu maz saprot. Mēs tagad pievērsties galvenajām iezīmēm, kas sniedz pilnīgu priekšstatu par visiem iespēju (vai trūkumus) mūsdienu cieto disku.

No cietā diska un galvenajām iezīmēm princips var būt ļoti atšķirīgs. Lai saprastu, kas ir likts uz spēles, mēs izvēlētos visvairāk pamatparametri, kas raksturo visu zināms jaunākā informācija veikalos:

• jauda (tilpums);
• veiktspējas (datu piekļuves ātrums lasīšana un rakstīšana informācija);
• interfeiss (savienojuma metode, kontrolieris tips).

Jauda ir kopējā summa, informāciju, kas var tikt reģistrēta, un glabājas uz cietā diska. no HDD ražošanas nozare aug tik strauji, ka šodien ir noslēdzis lietošanas cietajiem diskiem ar apjomu secībā 2 TB vai vairāk. Un, kā tas tiek uzskatīts, tas nav robeža.

Interface - nozīmīgākā pazīme. Tas nosaka, kādā veidā ierīce ir savienota ar mātesplati, kas kontrolieris tiek izmantots kā lasīšanas un rakstīšanas tiek veikta, un tā tālāk. D. lielākie un visbiežāk saskarnes uzskatīts IDE, SATA un SCSI.

Diski ar IDE interfeisu dažādiem zemām izmaksām, tomēr, starp lielākajiem trūkumiem var atšķirt ierobežotu skaitu vienlaicīgi pievienoto ierīču (ne vairāk kā četri) un zema datu pārraides ātruma (un pat ar atbalsta tiešo atmiņas piekļuves Ultra DMA vai protokoliem Ultra ATA (2 Mode un Mode 4). lai gan tiek uzskatīts, to izmantošana var palielināt līmeni lasīšanas / rakstīšanas ātrumu 16 Mb / s, bet ātrums ir daudz zemāks, nekā patiesībā. Turklāt, lai UDMA režīms nepieciešams uzstādīt īpašas vadītājiem, kas teorētiski, būtu aprīkots ar mātesplati.

Runājot par to, ko no cietā diska un funkcijas princips, nevar ignorēt SATA interfeisu, kas ir pēctecis versija IDE ATA. Šīs tehnoloģijas priekšrocība ir tā, ka lasīšanas / rakstīšanas ātrumu var palielināt līdz 100 Mb / s, izmantojot ātrgaitas autobusu Fireware IEEE-1394.

Visbeidzot, SCSI interfeiss, salīdzinot ar iepriekšējiem diviem ir visvairāk elastīgu un augstākā ātruma (lasīšanas / rakstīšanas ātrumu līdz 160MB / s un vairāk). Bet ir tādi cietie diski ir gandrīz divreiz dārgāka. Bet skaits vienlaicīgi pievienoto glabāšanas ierīcēm, sākot no septiņiem līdz piecpadsmit, savienojumu var veikt bez de-rosinošs datoru, un kabeļa garums var būt par 15-30 metriem. Faktiski, šāda veida HDD lielākoties neattiecas uz lietotāju datoriem un serveriem.

Performance raksturojošas pārraides ātrumu un caurlaidspēju uz I / O spēju, un parasti izsaka raidlaika un summu pārraidāmo sērijas datiem, un ir izteikts MB / s.

Daži papildu opcijas

Runājot par to, kas ir cietā diska darbības princips un kādi parametri ietekmē tā darbību, nevar izvairīties, un dažas papildu funkcijas, kas var ietekmēt veiktspēju vai ierīces ekspluatācijas laiku.

Šeit, pirmajā vietā ir rotācijas ātrumu, kas tieši ietekmē meklēšanas un inicializācijas laiku (atzīšana) vēlamo nozarē. Šī tā saucamā latento meklēšanas laiks - intervāls, kura laikā vajadzība pēc nozares pagriežas uz lasīšanas galvai. Šodien pieņēma vairākus standartus vārpstas ātrums, ko izsaka apgriezienos minūtē ar laika kavējumu milisekundēs:

• 3.600-8,33;
• 4.500-6,67;
• 5.400-5,56;
• 7.200-4,17.

Tas ir viegli redzams, ka jo lielāks ātrums, jo mazāk tērēta meklēšanas nozari laiku, un fiziskā plāna - par revolūciju no diska uz instalācijas vadītājs punktu vēlamo pozicionēšanas plāksni.

Vēl viens parametrs - iekšējā pārsūtīšanas ātrums. Uz ārējā sliedēm, ir minimāla, bet palielinās ar pakāpenisku pāreju uz iekšējo celiņu. Tādējādi pats sadrumstalotības novēršanas procesu, kas pārstāv kustību bieži izmanto datus visstraujāk jomā diska - nav vienkārši nodošana iekšējā ceļa ar lielāku ātrumu lasījumā. Ārējā ātrums ir fiksēta vērtība, un ir atkarīga no saskarni izmanto.

Visbeidzot, viens no svarīgākajiem punktiem, kas saistīts ar klātbūtni cieto disku paša kešatmiņas un buferi. Faktiski, cietais disks darbojas saistībā ar bufera izmantot kaut ko līdzīgu darbības vai virtuālo atmiņu principu. Lielāks kešatmiņas izmērs (128-256 kb), jo ātrāk cietais disks.

Galvenās prasības HDD

Pamata prasības, kas vairumā gadījumu ir sniegta cietos diskus, ne tik daudz. Galvenais - garš mūžs un uzticamību.

Pamata standarts lielāko HDD tiek uzskatīts dzīve rīkojuma 5-7 gadiem ar darba laiku ne mazāk kā pieci simti tūkstoši stundas, bet augstas klases diskus, šis skaitlis ir ne mazāks par vienu miljonu stundām.

Attiecībā uz drošību, ir atbildīgs par šo funkciju SMART pašpārbaudes, kas uzrauga statusu atsevišķiem elementiem cieto disku, veicot pastāvīgu monitoringu. Pamatojoties uz savāktajiem datiem, var tikt radīts pat prognozi iespējamo izskatu kļūdām nākotnē.

Pats par sevi saprotams, ka lietotājam nevajadzētu stāvēt malā. Piemēram, strādājot ar HDD ir ļoti svarīgi ievērot optimālo temperatūru (0-50 ± 10 ° C), lai izvairītos no triecieniem, triecieniem un samazinās cieto disku, skāris putekļu vai citu mazu daļiņu un tā D. Starp citu, daudzi būs. interesanti uzzināt, ka vienas un tās pašas dūmu daļiņas ir apmēram divas reizes lielāks nekā attālums starp lasīšanas galvas un magnētisko virsmu cieto disku, un cilvēku matiem - 5-10 reizes.

Jautājumi inicializēt sistēmu, aizstājot cieto disku

Tagad daži vārdi par kādas darbības jāveic, ja kāda iemesla dēļ lietotājam mainīt cieto disku vai instalēt dpolnitelny.

Pilnībā jāapraksta process nebūs, un koncentrēsies tikai uz galvenās skatuves. Vispirms jums ir savienot cieto disku un meklēt BIOS iestatījumus, ja jaunā aparatūra tiek atklāta, jo administrācijas sadaļā disku, lai sāktu un izveidot boot ieraksts, izveidot vienkāršu apjomu, piešķirt ID (vēstule), un formatēt ar izvēli failu sistēma. Tikai pēc tam jaunais "skrūve" ir pilnībā gatava ekspluatācijai.

secinājums

Tas ir viss, kas nāk, lai īsi pamatus darbības un veiktspēju mūsdienu cieto disku. Par darbības ārējo cieto disku princips netiek uzskatīts par svarīgu, jo tā praktiski neatšķiras no tās, ko izmanto stacionāru HDD. Vienīgā atšķirība ir tikai metode, kas savieno papildu krātuvi jūsu datoru vai klēpjdatoru. Visbiežāk ir savienojums, izmantojot USB saskarni, kas ir tieši savienots ar mātesplati. Tajā pašā laikā, ja jūs vēlaties, lai nodrošinātu maksimālu veiktspēju, tas ir labāk izmantot standarta USB 3.0 (ostas iekšpusē zilā krāsā), protams, ar nosacījumu, ka ārējā HDD pati to atbalsta.

Attiecībā uz pārējo, es domāju, ka daudzi cilvēki pat nedaudz, kļuva skaidrs, kā cietais disks jebkura veida. Varbūt iepriekš ir saņēmis pārāk daudz tehniskā informācija, jo pat no skolas fizikas kursa, bet bez tā, lai pilnībā izprastu visas pamatprincipus un metodes, kas noteiktas HDD ražošanas un apstrādes tehnoloģijas nebūs saprast.