HDD: darbo principas ir pagrindinės charakteristikos

Kietieji diskai, arba, kaip jie vadinami, kietieji diskai yra vienas iš svarbiausių komponentų kompiuterinės sistemos. Apie visi tai žino. Bet tai ne moderni vartotojas net iš esmės spėlionės apie tai, kaip kietąjį diską. Veikimo apskritai bet principas, už bazinį supratimą apie gana paprasta, yra keletas niuansų, kurie toliau bus aptariami.

Klausimai paskirties ir standžiųjų diskų klasifikacija?

Klausimas paskirties, žinoma, retorinis. Kiekvienas, net pats pradinio lygio, iš karto atsakė, kad kietasis diskas (taip pat žinomas kaip kietąjį diską, taip pat žinomas kaip kietąjį diską arba HDD) iš karto atsakė, kad jis yra naudojamas saugoti informaciją.

Apskritai, tiesa. Nepamirškite, kad kietajame diske, išskyrus operacinę sistemą ir vartotojo failai sukūrė operacinės sistemos įkrovos sektorių, dėl ko ji prasideda, taip pat kai kurių ženklų, kurie diskas gali greitai rasti norimą informaciją.

Dabartiniai modeliai yra gana įvairi: paprastas HDD, išoriniai kietieji diskai, didelės spartos kietojo SSD diskai, nors jis priskiriamas prie kietų diskų ir yra nepriimami. Jis taip pat pasiūlė apsvarstyti prietaisą ir HDD veikimo principas, jei ne visiškai, tai bent jau į tai, kad buvo pakankamai pagrindinio terminologijos ir procesų supratimą.

Atkreipkite dėmesį, kad yra specialus šiandienos HDD klasifikacija dėl kai kurių pagrindinių kriterijų, tarp kurių yra šie:

• metodas saugoti informaciją;
• laikmenos tipas;
• metodas organizuojant prieigą prie informacijos.

Kodėl kietasis diskas yra vadinamas kietasis diskas?

Šiandien daugelis žmonių galvoja apie tai, kodėl kietieji diskai vadinami kietieji diskai priklausančių šaulių. Atrodytų, kad ten gali būti panašumų tarp dviejų prietaisų?

Terminas atsirado kiek atgal kaip 1973, kai rinkoje pasirodė pirmasis HDD pasaulyje, kurio statyba susidėjo iš dviejų atskirų skyrių hermetiškame inde. Kiekvieno skyriaus talpa buvo 30 MB, todėl inžinieriai suteikta kodas disko pavadinimą "30-30", kuris buvo visiškai dera su ženklu populiarus tuo metu pistoletas "Winchester, 30-30". Tačiau 90-ųjų pradžioje Amerikoje ir Europoje yra praktiškai užimti naudoti pavadinimą, bet vis dar populiarus posovietinėje erdvėje.

Prietaisas ir HDD veikimo principas

Bet mes nutolti. HDD veikimo principas gali būti apibendrinti kaip skaitymo ar rašymo procesą. Bet kaip tai vyksta? Siekiant suprasti magnetinio disko veikimą, pirmiausia turite išmokti, kaip ji veikia.

pati kietasis diskas yra plokštelių rinkinys, kurių skaičius gali skirtis nuo keturių iki devynių tarpusavyje sujungtų veleno (ašies), vadinamas suklį. Plokštelės dedami vienas virš kito. Daugeliu atvejų, jų gamybai medžiaga yra aliuminio, žalvario, keramikos, stiklo ir pan. D. patys plokštės turi ypatingą magnetinį danga medžiagos vadinamas Dėžutė, remiantis gama ferito oksido, chromo oksido, bario ferito ir t. D . Kiekviena plokštė storis apie 2 mm.

Įrašymo ir skaitymo informaciją atitinka radialinis galvutę (po vieną kiekvienos plokštelės) ir plokštelės yra naudojami abiejų paviršių. Per suklio sukimosi, kurio greitis gali būti nuo 3600 iki 7200 red. / Min, ir juda galvas atitinka dviejų elektros variklių.

Šiuo atveju pagrindinis principas, kad kompiuterio standžiajame diske yra tai, kad informacija buvo užregistruota ne bet kur, bet griežtai nurodytą vietą, vadinamą sektoriai, kuri yra ant koncentrinių takelius ar takelius. Siekiant išvengti painiavos, taikyti vienodas taisykles. Yra vaizdas, kad kietųjų diskų principai, vertinant pagal jų logišką struktūrą, universalus. Pavyzdžiui, vieno sektoriaus dydis, už vieningą standartą visame pasaulyje priimta, yra 512 baitų. sektoriai yra padalintas į grupes, kurios yra sekos daugelyje sektorių yra savo ruožtu. Ir ypač kietajame diske veikimo principas šiuo atžvilgiu yra tai, kad informacijos ir tik pasveikęs grupių (sveikasis sritys grandinės) keitimasis.

Bet kaip tai perskaityti informacijos? vairuoti darbus: standųjį diską taip: naudojant specialų laikiklį skaitymo galvą radialinio (sraigtinis) kryptimi juda į norimą takelį ir savo ruožtu yra dedama ant tam tikro sektoriaus, visi vadovai gali būti perkeltas vienu metu skaito tą pačią informaciją ne tik iš skirtingų takelių tačiau su skirtingų diskų (plokštelių). Visos trasos su tais pačiais skaitvardžiai yra vadinami cilindrus.

Tai galima pasirinkti kitą veikimo principas kietajame diske: skaitymo galvutė arčiau magnetinio paviršiaus (bet ne liesti), tuo didesnis įrašymo tankis.

Kaip yra rašymo ir skaitymo informaciją?

Kietieji diskai, arba kietieji diskai, ir todėl buvo vadinamas magnetinio kad jie naudoja magnetizmo fizikos dėsnius, suformuluotus Faradėjaus ir Maxwell.

Kaip jau minėta, nemagnitochuvstvitelnogo magnetinio dengiamosios medžiagos plokštės yra taikomas nuo kelių mikrometrų storio. Veikia, magnetinis laukas, turintis vadinamąją domeno struktūra.

Magnetinis domenas yra griežtai ribojama įmagnetintų regionas ribos ferolydinių. Daugiau HDD veikimo principas gali būti apibendrinti taip: į išorinio magnetinio lauko atveju, tinkamas vairuoti laukas pradeda vadovautis būtent palei magnetinio linijų ir ties dėl diskų poveikio nutraukimo atsiranda remanence zoną, kurioje saugomi duomenys anksčiau esantį pagrindiniame srityje ,

Dėl išorinio srityje sukūrimo yra atsakingas už įrašymą skaityti galva, o skaitymo zona remanence, yra priešais galva sukuria elektrovaros jėgą arba EMF. Tada viskas yra paprasta: pakeisti EMF atitinka vienas dvejetainis, o jos nebuvimas ar nutraukimas - nulis. Laikas keičia EML vadinama bitų langelį.

Be to, magnetinis paviršius grynai informatikos aplinkybes gali būti susijęs, kaip kiekvieno taško sekos duomenų bitų komplektu rūšies. Tačiau, kadangi iš šių punktų vieta yra visiškai neįmanoma tiksliai apskaičiuoti, diską, kurį norite įdiegti tam tikrą iš anksto nustatytą etiketės natūra, kuri padėjo nustatyti norimą vietą. Tokių ženklų kūrimas yra vadinamas formatavimas (maždaug Split disko į takelius ir sektorius, susitelkę).

Logiška struktūra ir veikimo principas kietąjį diską, kalbant apie formatavimą

Atsižvelgiant į loginius HDD organizacijų čia į pirmąją vietą yra formatavimas, kuriame yra dvi pagrindinės rūšys: žemo lygio (fizinė) ir aukšto lygio (logika). Be šių veiksmų, todėl apie bet kietąjį diską į darbo būseną ir negaliu kalbėti. Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip inicijuoti naują standųjį diską, jis bus svarstomas atskirai.

Žemo lygio formatavimo reikalauja fizinio poveikio HDD, kuriame sektoriai palei takelius paviršiaus. Įdomu tai, kad kietajame diske principas yra toks, kad kiekvienas sektorius sukūrė savo unikalų adresą, kuris apima patį sektorių, Įrašo numeris, per kurią ji yra įsikūrusi, ir valstybinį numerį. Taigi, iš tiesioginio priėjimo organizacija pati atminties adresai tiesiai iš nurodytu adresu, o ne ieško reikiama informacija visoje paviršiaus, dėl kurių greitis pasiekiamas (nors tai nėra svarbiausia). Atkreipkite dėmesį, kad kai žemo lygio formatavimas yra visiškai ištrinti visą informaciją ir atkurti ją daugeliu atvejų negali būti.

Kitas dalykas - logiškas formatas ( "Windows pagrindu sistemų yra greitas formatas arba Greita formatas). Be to, šie procesai yra taikoma į loginius pertvaros, atstovaujančių tam tikrą plotą pirminės kietajame diske, kuri veikia tais pačiais principais kūrimo.

Loginiai formatavimas pirmiausia paveikia sistemos zoną, kurią sudaro įkrovos sektoriaus ir skirsnių lentelę (MBR Boot Record), failų paskirstymo lentelės (FAT, NTFS, ir D. pan.) Ir šakninį katalogą (šakniniame kataloge).

Įrašymo informacija sektoriuose klasterius pagamintas per keletą dalių, kur vienoje grupėje negali būti dviejų identiškų daiktų (failai). Tiesą sakant, loginio disko sukūrimas, nes jis atskiria ją nuo pagrindinės sistemos skaidinys, kad saugoma informacija apie tai, jei ten buvo klaidų ir nesėkmių pakeisti ar pašalinimas neturi įtakos.

Pagrindinė charakteristika HDD

Manau, apskritai HDD veikimo principas šiek tiek suprantama. Mes dabar kreiptis į pagrindinių savybių, kurios suteikia išsamų vaizdą apie visų galimybių (arba trūkumai) šiuolaikinių kietųjų diskų.

Iš kietojo disko ir pagrindines savybes principas gali būti gana skirtingi. Norėdami suprasti, kas yra pavojuje, mes pasirinkti svarbiausius parametrus, apibūdinančius visi žinomi naujausią informaciją parduotuvėse:

• talpa (tūris);
• veiklos (duomenų prieigos greičio skaitymo ir rašymo informacijos);
• sąsaja (prijungimo būdas, valdiklis tipas).

Talpa yra visa suma, informaciją, kuri gali būti kaupiami ir saugomi kietajame diske. HDD gamybos pramonė auga taip sparčiai, kad šiandien yra sudariusi naudojimo standžiųjų diskų su apimčių 2 TB ir daugiau tvarka. Ir, kaip manoma, tai ne riba.

Sąsaja - svarbiausia savybė. Tai lemia, kokiu būdu prietaisas yra prijungtas prie pagrindinės plokštės, kuri valdiklis naudojamas kaip skaitymo ir rašymo atliekamas, ir pan. D. pagrindiniai ir labiausiai paplitęs sąsajos laikomas IDE, SATA ir SCSI.

Diskai su IDE sąsaja skirtingų nebrangiai, tačiau, tarp pagrindinių trūkumų galima išskirti ribotą skaičių vienu metu prisijungusių prietaisų (daugiausia keturių) ir mažos duomenų perdavimo spartos (ir net su paramos tiesioginės kreipties į atmintį Ultra DMA ar protokolus Ultra ATA (2 režimas ir režimas 4). Nors manoma, kad jų naudojimas gali padidinti skaitymo / rašymo greitis 16 MB / s lygį, bet greitis yra daug mažesnis nei iš tikrųjų. Be to, į UDMA reikalauja specialių tvarkyklių diegimą, kuris teoriškai jis turėtų būti tiekiamas su plokštę.

Kalbėti apie tai, kas iš kietojo disko ir funkcijos principas, jūs negalite ignoruoti SATA sąsaja, kuri yra perėmėjas versija IDE ATA. Šios technologijos privalumas yra tai, kad skaitymo / rašymo greitis gali būti padidintas iki 100 Mb / s iki greitųjų autobusų FIREWIRE IEEE-1394 naudoti.

Galiausiai, SCSI sąsaja, lyginant su ankstesniu dviejų yra labiausiai lankstus ir aukščiausios spartos (skaityti / rašyti greitis iki 160MB / s ir daugiau). Bet yra tokie kietieji diskai beveik dvigubai brangiau. Tačiau tuo pat metu susijusių duomenų saugojimo įtaisų, nuo septynių iki penkiolikos skaičių, ryšys gali būti atliekamas be de dinamišką kompiuterį, kabelio ilgis gali būti nuo 15-30 metrų tvarka. Tiesą sakant, šio tipo HDD didžiąja dalimi netaikoma naudotojų kompiuterių ir serverių.

Našumas apibūdinantis perdavimo greitį ir pralaidumą I / O talpos, paprastai išreiškiamas perdavimo laikas ir perduodami serijos duomenų kiekį, ir išreikštas MB / s.

Kai kurios papildomos galimybės

Kalbėti apie tai, kas yra kietasis diskas veikimo principas ir kokie parametrai turi įtakos jo veikimui, negali būti vengiama, ir keletas papildomų funkcijų, kurios gali turėti įtakos veiklos arba gyvenimo prietaiso.

Čia į pirmąją vietą yra sukimosi greitis, kuris tiesiogiai veikia paieškos ir iniciacijos laiką (pripažinimas) norimo sektoriuje. Ši vadinamoji latentinė paieškos laikas - intervalas, kurio metu šiam sektoriui reikia atsigręžia į skaitymo galvos. Šiandien priėmė keletą standartus Veleno greitis, išreikštas apsisukimų per minutę su uždelsimu milisekundėmis:

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

Jis yra lengvai matyti, kad kuo didesnis greitis, tuo mažiau laiko praleido ant paieškos sektoriuje, ir fiziniame plane - iki revoliucijos disko įrengimu vadovas taško norimą padėties plokštės.

Kitą parametras - vidaus perdavimo greitis. Ant išorinių takelių yra minimalus, tačiau padidina su laipsniško perėjimo prie vidinio takelio. Taigi, tas pats defragmentavimas procesas atstovaujantis dažnai judėjimą naudoti duomenis sparčiausiai plotas disko - ne tik vidinio takelio perkėlimas su didesniu greičio svarstymą. Išorinis greitis turi nuolatinę vertę ir priklauso nuo sąsajos naudojamos.

Galiausiai, vienas iš svarbių punktų susijęs su kietojo disko paties talpyklą ar buferio. Tiesą sakant, kietasis diskas veikia kalbant apie buferio naudoti kažką panašaus į veiklos arba virtualiosios atminties principu. Kuo didesnis talpyklos dydis (128-256 KB), tuo greičiau kietąjį diską.

Pagrindiniai reikalavimai HDD

Pagrindiniai reikalavimai, kurie daugeliu atvejų yra pateikti kietuosius diskus, o ne tiek daug. Svarbiausia - ilgas gyvenimas ir patikimumas.

Pagrindinis standartas labiausiai HDD laikomas iš 5-7 metus su operacine metu ne mažiau kaip penki šimtai tūkstančių valandų, kad gyvenimas, bet aukštos klasės diskus, skaičius yra ne mažesnis kaip vienas milijonas valandų.

Kaip dėl patikimumo, yra atsakingas už šio SMART savikontrolės, kuri stebi atskirų elementų kietąjį diską statusą, vykdyti nuolatinę stebėseną funkcija. Remiantis surinktais duomenimis, gali būti sukurtas net galimą išvaizdą gedimų ateityje prognozę.

Savaime suprantama, kad vartotojas neturėtų likti nuošalyje. Pavyzdžiui, kai naudojant HDD labai svarbu laikytis optimalų temperatūros diapazonas (0 - 50 ± 10 laipsnių Celsijaus), kad būtų išvengta sukrėtimų, poveikį ir patenka kietąjį diską, nukentėjo dulkių ar kitų smulkių dalelių, ir tt Beje, daugelis bus .. suinteresuotos žinoti, kad ta pati dūmingumo dalelės yra apie du kartus didesnis už atstumą tarp skaitymo galvutės ir magnetinio paviršiaus kietąjį diską, ir žmogaus plaukai - 5-10 kartų.

Klausimai inicijuoti sistemą pakeičiant kietąjį diską

Dabar keletas žodžių apie tai, kas turėtų būti imamasi veiksmų, jei dėl kokios nors priežasties, kad vartotojas galėtų pakeisti kietąjį diską arba įdiegti dpolnitelny.

Pilnai apibūdinti procesas nebus, ir daugiausia dėmesio bus skiriama tik pagrindiniame etape. Pirmiausia jūs turite prijungti kietąjį diską ir žiūrėti į BIOS nustatymus, jei nauja įranga aptinkamas, į administravimo skyrius diske inicijuoti ir sukurti įkrovos įrašas, sukurti paprastą garsą, priskirti ID (raidė) ir formatuoti su failų sistemos pasirinkimas. Tik po to, naujasis "varžtas" yra visiškai paruoštas darbui.

išvada

Tai viskas, kad ateina trumpai veikimą ir našumą šiuolaikinių kietųjų diskų pagrindai. Iš veikimu išorinį kietąjį diską principas nėra laikoma svarbi, nes ji praktiškai nesiskiria nuo naudojamos stacionarios HDD. Vienintelis skirtumas yra tik prijungus papildomą saugojimo į savo kompiuterį ar nešiojamą kompiuterį metodą. Dažniausiai yra jungtis per USB sąsają, kuri yra tiesiogiai prijungtas prie pagrindinės plokštės. Tuo pačiu metu, jei norite užtikrinti maksimalų efektyvumą, tai geriau naudoti standartinę USB 3.0 (uosto mėlynos spalvos viduje), žinoma, su sąlyga, kad pati išorinis HDD palaiko.

Kalbant apie poilsio, manau, daugelis žmonių net šiek tiek tapo aišku, kaip kietasis diskas bet kokio tipo. Gal pirmiau buvo suteikta per daug techninės informacijos, tuo labiau net iš mokyklos fizikos kursas, dar be to, kad visiškai suprastų visus pagrindinius principus ir metodus, nustatytus HDD gamybos ir naudojimo technologijų nesupras.