HDD: o principio de funcionamento e as características do

discos duros, ou, como son chamados, os discos duros son un dos compoñentes máis importantes dun sistema informático. Sobre todo o mundo sabe diso. Pero este non é un usuario moderno mesmo en principio suposicións sobre o disco duro. O principio de funcionamento, en xeral, para unha comprensión básica de moi sinxelo, pero hai algunhas pasaxes, que aínda serán discutidos.

Preguntas destino ea clasificación dos discos duros?

Pregunta de destino, por suposto, retórica. Calquera persoa, mesmo a máis de nivel de entrada, inmediatamente respondeu que o disco duro (tamén coñecido como un disco duro, tamén coñecido como disco duro ou HDD) respondeu de inmediato que se usa para almacenar información.

En xeral, é verdade. Non esqueza que o disco duro, excepto para o sistema operativo e arquivos de usuario son creadas polos sectores de arranque do sistema operativo, grazas ao cal vai comezar, así como algunhas marcas que o disco pode rapidamente atopar a información desexada.

Os modelos actuais son moi variadas: ordinaria do HDD, discos duros externos, de alta velocidade drives SSD de estado sólido, aínda que sexa asignado aos discos duros e non é aceptado. Proponse aínda a considerar o dispositivo e principio de funcionamento HDD, se non na totalidade, a continuación, polo menos neste, iso foi o suficiente para a comprensión da terminoloxía e os procesos básicos.

Por favor, teña en conta que existe unha clasificación especial de HDD de hoxe en algúns criterios básicos, entre os que son os seguintes:

• Proceso para o almacenamento de información;
• tipo de material;
• método de organizar o acceso á información.

Por que o disco duro é chamado de disco duro?

Hoxe, moitas persoas están a pensar sobre por que os discos duros son chamados discos duros pertencentes a armas de pequeno calibre. Parece que pode haber semellanzas entre os dous dispositivos?

O termo apareceu xa en 1973, cando o mercado apareceu por primeira vez no mundo do HDD, a construción de que consistía en dous compartimentos separados nun recipiente hermético. A capacidade de cada recinto foi de 30 MB, que é por iso que os enxeñeiros deron o nome de código ao disco "30-30", que foi totalmente acorde coa marca popular na época a arma "Winchester, 30-30". Con todo, a principios dos anos 90 en América e en Europa é o nome practicamente desapareceu fóra de uso, senón que é popular no espazo post-soviético.

O dispositivo eo principio de funcionamento da unidade de disco duro

Pero desacordo. principio de funcionamento HDD pode ser resumido como o proceso de lectura ou escritura. Pero como é que isto aconteceu? Co fin de comprender o funcionamento dun disco duro magnético, primeiro ten que saber como funciona.

O propio disco duro é un conxunto de placas, cuxo número pode variar de catro a nove conectados por un eixe (eixe), chamado un fuso. Os sinais son colocadas unha por encima da outra. Na maioría dos casos, o material para a súa fabricación son de aluminio, latón, cerámica, vidro e similares. D. mesmos da tarxeta ten un revestimento magnético especial dun material chamado bandexa, con base no óxido de ferrita gama, óxido de cromo, ferrita de bario e t D. . Cada tarxeta de espesor de preto de 2 mm.

Para a gravación ea lectura de información corresponden cabeza radial (un para cada placa) e os sinais son utilizadas en ambas as superficies. Durante a rotación do fuso, a velocidade da que se pode 3600-7200 rev. / Min, e cabezas móbiles corresponde a dous motores eléctricos.

Neste caso, o principio básico do disco duro do ordenador é que a información é gardada non é en calquera lugar, pero nun lugar estrictamente especificado, chamado sectores, que están situados en pistas concéntricas ou pistas. Para evitar confusión, aplicar regras uniformes. Hai unha visión de que os principios de discos duros en termos da súa estrutura lóxica, universal. Por exemplo, o tamaño dun sector, para o estándar unificado adoptado internacionalmente, é de 512 bytes. sectores son divididos en grupos, que son secuencias de un número de sectores á súa vez son. E, sobre todo, o disco duro do principio de funcionamento a este respecto é que o intercambio de información e acaba de facer acios enteiros (cadeas sectores enteiros).

Pero como é ler a información? dirixir obras: un disco duro como segue: Utilizando unha cabeza de lectura especial soporte nunha dirección radial (helicoidal) de dirección móvese para a franxa desexada e na súa vez está posicionado ao longo dun determinado sector, as cabezas poden ser movidas á vez a través da lectura da mesma información non só desde diferentes grupos pero con diferentes discos (wafers). Todos os grupos cos mesmos números ordinais chámanse cilindros.

É posible seleccionar outro principio de funcionamento dun disco duro: a cabeza de lectura máis preto da superficie magnética (pero non tocalo), maior densidade de gravación.

Como é a escrita e lectura de información?

discos duros, ou discos duros e, polo tanto, ser chamado magnético que empregan as leis da física magnetismo, formuladas por Faraday e Maxwell.

Como xa se mencionou, os sinais de nemagnitochuvstvitelnogo material de revestimento magnético é aplicado a un espesor duns micrómetros. En funcionamento, un campo magnético que ten unha estrutura de dominio así chamado.

Un dominio magnético é estrictamente delimitada Ferroalloy límites da rexión magnetizados. Ademais principio de funcionamento do HDD pode ser resumido como segue: no caso dun campo magnético externo, o campo de unidade apropiada comeza a ser guiado con precisión ao longo das liñas magnéticas e tras a finalización do impacto sobre os discos aparecer zona de remanência na que a información almacenada anteriormente contido no campo principal .

Para a creación dun campo externo é responsable da gravación cabeza de lectura e lectura zona remanence, sendo contraria á cabeza crea unha forza electromotriz ou EMF. Entón, todo é simple: cambiar o EMF corresponde a un binario, ea súa ausencia ou cesamento - cero. O tempo cambia célula chamada bit EMF.

Ademais, a superficie magnética das consideracións puramente Informatics pode ser asociado, como unha especie de bits sequence Data punto. Con todo, desde a localización destes puntos é absolutamente imposible calcular con precisión, na unidade que quere instalar algún tipo de etiqueta pre-especificado que axudou a definir o lugar desexado. A creación de tales etiquetas chámase formato (aproximadamente disco divídese en rutas e sectores, agrupadas).

A estrutura lóxica e principio de funcionamento do disco duro en canto a formato

En relación ás organizacións HDD lóxicas aquí en primeiro lugar hai o formato no que hai dous tipos principais: a de baixo nivel (físico) e alto nivel (lóxica). Sen estes pasos, traer calquera disco duro para un estado de funcionamento non pode falar. Para obter información sobre como iniciar un novo disco duro, será discutido por separado.

formato de baixo nivel require un efecto físico sobre a superficie do disco duro, no que os sectores están situados ao longo das rutas. É interesante que o principio de unidade de disco duro é tal que cada sector creou o seu propio enderezo único, que inclúe o número do sector moi, seguir número, no que reside, eo número da tarxeta. Así, a organización do acceso directo a mesma memoria aborda directamente desde o enderezo dado, no canto de mirar para a información correcta en toda a superficie, debido a que é alcanzada a velocidade (aínda que non sexa a máis importante). Teña en conta que cando o formato de baixo nivel é borrada completamente toda a información e restaura-lo na maioría dos casos non se pode.

Outra cousa - un formato lóxico (en sistemas baseados en Windows é o formato rápido ou formato rápido). Ademais, estes procesos son aplicables á creación de particións lóxicas que representan unha determinada área do disco duro primario que opera nos mesmos principios.

formato lóxica afecta principalmente a zona do sistema, que consiste nun sector de arranque e táboa de particións (rexistro de arranque MBR), a táboa de asignación de ficheiros (FAT, NTFS, e así por diante. D.) é o directorio raíz (raíz).

A información de gravación nos sectores do aglomerado faise a través de varias pezas, en que un aglomerado non pode conter dous obxectos idénticos (ficheiros). De feito, a creación dunha partición lóxica, xa que o separa da partición do sistema principal, de xeito que a información almacenada nel, se houbo erros e fallos de cambiar ou eliminar non é afectado.

Características principais HDD

Eu creo que, en principio xeral operación de HDD de algo comprendido. Pasamos agora ás características principais, que dan unha visión completa de todas as oportunidades (ou desvantaxes) de discos duros modernos.

O principio do disco e as principais características duras poden ser moi diferentes. Para entender o que está en xogo, imos seleccionar os parámetros máis básicos que caracterizan todos coñecidos por almacena información de data:

• capacidade (volume);
• desempeño (velocidade de lectura de acceso de datos e escrita de información);
• Interface (método de conexión, tipo de controlador).

A capacidade é a cantidade total de informacións que poden ser gravadas e almacenadas no disco duro. da industria transformadora HDD está crecendo tan axiña que hoxe entrou en uso discos duros con volumes da orde de 2 TB ou máis. E, como se cre que este non é o límite.

Interface - a característica máis significativa. El determina o camiño que o dispositivo está conectado á placa base, que controlador se usa como lectura e escritura realízase, e así por diante. D. As principais e máis comúns de interfaces considerado IDE, SATA e SCSI.

Os discos con IDE-interface diferente baixo custo, con todo, entre as principais desvantaxes poden distinguir un número limitado de dispositivos conectados ao mesmo tempo (máximo de catro) e unha baixa taxa de datos (e, mesmo co apoio de acceso de memoria directo DMA Ultra ou protocolos Ultra ATA (Modo 2 e Modo 4). Aínda que se cre que o seu uso pode aumentar o nivel de velocidade de lectura / escritura de 16 MB / s, pero a velocidade é moito menor do que en realidade. ademais, a modo UDMA require a instalación de controladores especiais, que en teoría, debe ser solicitado coa placa base.

Fala sobre o que o principio de unidade de disco duro e recursos, non pode ignorar a interface SATA, que é a versión sucesora de IDE ATA. A vantaxe desta tecnoloxía é que a velocidade de lectura / escritura pode ser aumentado a 100 Mb / s mediante a utilización de Bus de alta velocidade Fireware IEEE-1394.

Por último, a interface SCSI en comparación cos dous anteriores, é a máis alta velocidade e máis flexible (velocidade de lectura / escritura ata 160 MB / s, e por riba). Pero hai tales discos duros é case dúas veces máis caro. Pero o número de dispositivos de almacenamento conectados simultaneamente varios 7-15, a conexión pode ser realizada sen desenergização do ordenador, e a lonxitude do cable pode ser da orde de 15-30 metros. De feito, este tipo de HDD para a maior parte non se aplica aos PCs de usuarios e servidores.

Desempeño caracterizar a velocidade de transmisión eo rendemento da capacidade de I / O, o tempo de transmisión normalmente expresada ea cantidade de datos transmitidos en serie, e é expresada en MB / s.

Algunhas opcións adicionais

Fala sobre o que é un principio de funcionamento do disco duro e os parámetros afectar o seu funcionamento, non se pode evitar, e algúns recursos adicionais, que poden afectar o desempeño ou a duración do seu dispositivo.

Aquí, en primeiro lugar é a velocidade de rotación, o que afecta directamente o tempo de investigación e arranque (recoñecemento) do sector desexado. Este así chamado latente tempo de busca - intervalo durante o cal a necesidade do sector se volve para a cabeza de lectura. Hoxe adoptou varias normas para a velocidade do eixe, expresado en rotacións por minuto co tempo de demora en milisegundos:

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

É facilmente visto que canto maior sexa a velocidade, menor o tempo gastado co sector de busca e plano físico - por revolución do disco para a tarxeta de posicionamento desexado punto de cabeza de instalación.

Outro parámetro - a taxa de transferencia interna. Nas pistas exteriores é mínima, pero aumenta con unha transición gradual á pista interna. Así, o mesmo proceso de desfragmentación que representa o movemento de datos frecuentemente utilizados na área máis rápida do disco - non simplemente a transferencia da pista interior cunha maior velocidade de lectura. velocidade externa ten un valor fixo e depende da interface usada.

Finalmente, un dos puntos importantes asociados coa presenza do propio caché ou tapón do disco duro. De feito, o disco duro funciona en termos do principio do uso de tapón algo semellante á memoria operativa ou virtual. Canto maior sexa o tamaño da caché (128-256 KB), máis rápido o disco duro.

Os principais requisitos para HDD

Os requisitos básicos, que na maioría dos casos son presentados discos duros, non tanto. A principal cousa - a vida longa e fiabilidade.

O patrón básico para a maioría HDD é considerada a vida da orde de 5-7 anos, co tempo de traballo de polo menos 500 mil horas, pero para unidades de gama alta, a figura non é inferior a un millón de horas.

Como fiabilidade, é responsable desta función do auto-exame de SMART, que monitoriza o estado dos elementos individuais da unidade de disco duro, levando a cabo o seguimento continuo. Baseándose nos datos recollidos poden ser xerados ata unha previsión da posible aparición de fallos no futuro.

Nin que dicir ten que o usuario non debe quedar de lado. Por exemplo, cando se utiliza HDD moi importante observar a variedade de temperaturas óptima (0 - 50 ± 10 graos Celsius) para evitar golpes, impactos e cae disco duro, alcanzado por po ou outras partículas pequenas, etc. De feito, moitos será .. interesado en saber que as mesmas partículas de fume é preto de dúas veces maior que a distancia entre a cabeza de lectura e superficie magnética do disco duro, e cabelo humano - 5-10 veces.

Preguntas arrincar o sistema, substituíndo o disco duro

Agora, algunhas palabras sobre o que deben adoptarse medidas, se por algún motivo o usuario cambiar o disco duro ou instalar dpolnitelny.

Non describiremos este proceso por completo, senón que viviremos só nas fases principais. En primeiro lugar, o disco duro debe conectarse e visualizarse nas configuracións da BIOS, se se detecta un novo hardware, iníciase na sección de administración do disco e cree un rexistro de arranque, cree un volume simple, asigne un identificador (letra) e un formato coa elección do sistema de ficheiros. Só despois diso, o novo "parafuso" estará completamente listo para o traballo.

Conclusión

Que, de feito, e todo o que toca brevemente os conceptos básicos do funcionamento e as características dos discos duros modernos. O principio de funcionamento dun disco duro externo non se considerou aquí en principio, xa que prácticamente non difiere do que se usa para discos duros estacionarios. A única diferenza é só no método de conectar unha unidade adicional a unha computadora ou portátil. A conexión máis común é a través dunha interface USB, que está directamente conectada á tarxeta nai. Neste caso, se quere asegurar o máximo rendemento, é mellor usar o estándar USB 3.0 (o porto interior está pintado de azul), por suposto, sempre que a propia HDD externa o soporta.

No resto, creo, quedou claro para moita xente como funciona o disco duro de calquera tipo. Quizais, demasiada información técnica foi dada anteriormente, especialmente dende o curso escolar de física, sen embargo, sen el, todos os principios e métodos básicos establecidos nas tecnoloxías de produción e aplicación de discos duros non se poden entender completamente sen entender isto.