HDD: funktionsprincip og de vigtigste karakteristika ved

Harddiske, eller, som de kaldes, harddiske er en af de vigtigste komponenter i et edb-system. Om alle ved det. Men dette er ikke en moderne bruger selv i princippet gæt om hvordan harddisken. Princippet om operationen, generelt for en grundlæggende forståelse af ganske enkel, men der er nogle nuancer, som yderligere vil blive diskuteret.

Spørgsmål destination og klassificering af harddiske?

Spørgsmål bestemmelsesstedet, selvfølgelig, retorisk. Enhver, selv den mest entry-level, straks svarede, at harddisken (også kendt som en hard disk, alias harddisk eller HDD) umiddelbart svarede, at han bruges til at lagre oplysninger.

Generelt sandt. Glem ikke, at på harddisken, med undtagelse af operativsystemet og brugernes filer er skabt af operativsystemet boot sektorer takket være som hun vil begynde, samt nogle mærker, som disken hurtigere kan finde den ønskede information.

Aktuelle modeller er meget varieret: almindelig HDD, eksterne harddiske, high-speed solid state SSD-drev, selv om det tilskrives harddiske og er ikke accepteret. Det foreslås endvidere at overveje enheden og HDD drift princip, hvis ikke i fuld så i det mindste i dette, det var nok for forståelsen af den grundlæggende terminologi og processer.

Bemærk, at der ikke er en særlig klassificering af dagens HDD på nogle grundlæggende kriterier, blandt hvilke er de følgende:

• Fremgangsmåde til lagring af information;
• medietype;
• måde at organisere adgangen til information.

Hvorfor er harddisken kaldes harddisk?

I dag er mange mennesker tænker, hvorfor harddiske kaldes harddiske, der tilhører en håndvåben. Det ser ud til, at der kan være ligheder mellem de to enheder?

Udtrykket dukkede så langt tilbage som 1973, hvor markedet først dukkede op i HDD verden, hvis konstruktion bestod af to separate rum i en lufttæt beholder. Kapaciteten af hvert rum var 30 MB, hvilket er grunden til ingeniører har givet kodenavnet for disken "30-30", som fuldt ud var i harmoni med den helt populær på det tidspunkt pistolen "Winchester, 30-30". Men i begyndelsen af 90'erne i USA og Europa er navnet på stort set gået ud af brug, men er stadig populær i den post-sovjetiske rum.

Indretningen og driften princip HDD

Men vi sidespring. HDD princip operation kan opsummeres som processen med at læse eller skrive. Men hvordan sker det? For at forstå funktionen af en magnetisk harddisk, skal du først lære, hvordan det fungerer.

Harddisken selv er et sæt af plader, kan antallet af hvilken variere 4-9 indbyrdes forbundet ved en aksel (aksel), kaldet en spindel. Pladerne anbringes oven over hinanden. I de fleste tilfælde materialet til fremstilling heraf, er aluminium, messing, keramik, glas og lignende. D. Sig af pladen har en særlig magnetisk belægning af et materiale kaldet plade, baseret på gamma ferrit, chromoxid, bariumferrit og t. D . Hver plade tykkelse på ca. 2 mm.

Til optagelse og læse information svarer radiale hoved (en for hver plade), og pladerne anvendes i begge overflader. Under spindel rotation, kan hvis hastighed være fra 3600 til 7200 omdr. / Min, og flytte hoveder svarer til to elektromotorer.

I dette tilfælde er den grundlæggende princip i computerens harddisk er, at oplysningerne registreres ikke nogen steder, men i en strengt specificeret sted, kaldet sektorer, som er placeret på koncentriske spor eller spor. For at undgå forvirring, anvender ensartede regler. Der er en opfattelse, at principperne for harddiske i form af deres logiske struktur, universel. For eksempel, på størrelse med en sektor, for fælles standard vedtaget verden over, er 512 bytes. sektorer er opdelt i klynger, som er sekvenserne af en række sektorer er på sin side. Og især harddisken af operativsystemet princip i denne forbindelse er, at udvekslingen af oplysninger og netop gjort hele klynger (heltal sektorer kæder).

Men hvordan er læst oplysningerne? drev værker: en harddisk på følgende måde: Ved hjælp af en speciel beslag læsehoved i en radial (spiralformet) retning bevæger sig til det ønskede spor og på sin side er placeret over en given sektor kan alle hovederne flyttes samtidigt ved at læse den samme information ikke kun fra forskellige spor men med forskellige diske (wafers). Alle spor med de samme ordenstal kaldes cylinder.

Det er muligt at vælge en anden transporterende princippet om en harddisk: læsehovedet tættere på den magnetiske overflade (men ikke rører det), jo højere optagelse tæthed.

Hvordan er det at skrive og læsning af information?

Harddiske, eller harddiske, og derfor er blevet kaldt magnetisk, at de bruger love magnetisme fysik, formuleret af Faraday og Maxwell.

Som allerede nævnt, er pladerne i nemagnitochuvstvitelnogo magnetisk coating påført i en tykkelse på nogle få mikrometer. Under drift et magnetisk felt med en såkaldt domæne struktur.

En magnetisk domæne er en strengt afgrænset magnetiserede region grænser ferroalloy. Yderligere HDD operation princip kan opsummeres som følger: i tilfælde af et ydre magnetfelt, den korrekte drivfeltet begynder at blive styret præcist langs de magnetiske linier og ved afslutning af indvirkningen på skiverne vises remanens zone, hvor de lagrede oplysninger tidligere var indeholdt i hovedfeltet .

For at skabe et eksternt felt er ansvarlig for at optage læsehoved, og læsning zone remanens, at være modsat hovedet skaber en elektromotorisk kraft eller EMF. Så alt er enkel: skift af EMF svarer til en i den binære og dens fravær eller ophør - nul. Tiden ændrer EMF kaldet bit celle.

Endvidere kan magnetiske overflade af rent Informatics overvejelser om som en slags punkt sekvens databit. Men da placeringen af disse punkter er absolut umuligt præcist at beregne, om det drev, du ønsker at installere en form for præ-specificerede etiket, der hjalp definere den ønskede placering. Etableringen af sådanne etiketter kaldes formattering (groft delt disk i spor og sektorer, grupperet).

Den logiske struktur og drift princippet af harddisken i form af formatering

Med hensyn til de logiske HDD organisationer her i første omgang der er formateringen, hvor der er to hovedtyper: en low-niveau (fysisk) og højt niveau (logik). Uden disse trin, skabe nogen harddisk til en fungerende tilstand kan ikke tale. Oplysninger om, hvordan at initialisere en ny harddisk, vil det blive behandlet særskilt.

Low-level formatering kræver en fysisk effekt på overfladen af harddisken, hvor sektorerne er placeret langs sporene. Det er interessant, at princippet om harddisken er sådan, at hver sektor har skabt sin egen unikke adresse, som omfatter meget sektor nummer, musiknummer, hvor det er placeret, og pladen nummer. Således organiseringen af den direkte adgang den samme hukommelse adresser direkte fra den angivne adresse, i stedet for at lede efter den rigtige information hen over overfladen, skyldes som hastighed er opnået (selvom det ikke er det vigtigste). Bemærk, at når det lave niveau formatering slettes helt alle oplysninger og genoprette det i de fleste tilfælde ikke kan være.

En anden ting - en logisk format (i Windows-baserede systemer er den hurtige format eller Quick-format). Desuden disse processer gælder for oprettelsen af logiske partitioner, der repræsenterer et bestemt område af den primære harddisk, der fungerer på samme principper.

Logisk formatering primært påvirker systemets område, som består af en boot sektor og partitionstabel (MBR boot record), filallokeringstabellen (FAT, NTFS, og så videre. D.) Og rodmappen (Rodmappe).

Optagelse af information i sektorer af klyngen er lavet gennem flere dele, hvor der i en klynge kan ikke indeholde to identiske objekter (filer). Faktisk, oprettelsen af en logisk partition, da det adskiller det fra hovedsystemet partition, så oplysningerne er lagret på det, hvis der var fejl og svigt til at ændre eller fjernelse ikke påvirkes.

Vigtigste egenskaber HDD

Jeg tror generelt HDD drift princip om lidt forstået. Vi går nu over til de vigtigste funktioner, som giver et fuldstændigt billede af alle de muligheder (eller ulemper) af moderne harddiske.

Princippet om harddisken og vigtigste kendetegn kan være helt anderledes. For at forstå, hvad der er på spil, vi vælger de mest basale parametre, der kendetegner alle kendte ajourførte oplysninger butikker:

• kar (v);
• ydeevne (dataadgang hastighed læsning og skrivning af oplysninger);
• interface (forbindelsesmetode, controller type).

Kapaciteten er den samlede mængde af information, der kan optages og gemmes på harddisken. af HDD fremstillingsindustri vokser så hurtigt, at i dag har indgået brug harddiske med mængder af størrelsesordenen 2 TB eller mere. Og, tro det er ikke grænsen.

Interface - den mest betydningsfulde egenskab. Den bestemmer hvilken vej enheden er forbundet til bundkortet, som styreenhed bruges som læsning og skrivning finder sted, og så videre. D. De vigtigste og mest fælles grænseflader betragtes IDE, SATA og SCSI.

Diske med IDE-interfacet forskellig lave omkostninger, men blandt de største ulemper kan skelne et begrænset antal samtidigt tilsluttede enheder (maksimalt fire) og en lav datahastighed (og endda med støtte direkte access memory Ultra DMA eller protokoller Ultra ATA (modus 2 og modus 4). Selv om det menes, deres brug kan øge læse / skrive hastighed på 16 Mb / s, men hastigheden er meget lavere end i virkeligheden. desuden til UDMA tilstand kræver installation af specielle drivere, som i teorien, bør det forsynes med bundkortet.

Taler om, hvad princippet om harddisken og funktioner, kan du ikke ignorere SATA interface, som er efterfølgeren version af IDE ATA. Fordelen ved denne teknologi er, at læse / skrive hastighed kan øges til 100 Mb / s ved brug af high-speed bus Fireware IEEE-1394.

Endelig SCSI-interface i forhold til de to foregående er den mest fleksible og højeste hastighed (læse / skrive hastighed op til 160MB / s og derover). Men der er sådanne harddiske er næsten dobbelt så dyrt. Men antallet af samtidigt tilsluttede lagringsenheder spænder 7-15, kan forbindelsen udføres uden de-energigivende computeren, og kabellængden kan være i størrelsesordenen 15-30 meter. Faktisk er denne type harddisk for det meste ikke for brugernes pc'er og servere.

Ydeevne karakteriserer transmissionshastigheden og gennemløb af I / O-kapacitet, normalt udtrykt transmissionstid og den mængde data der transmitteres i serie, og udtrykkes i MB / s.

Nogle yderligere muligheder

At tale om, hvad der er en harddisk arbejdsprincip og hvilke parametre påvirker dens drift, kan ikke undgås, og nogle ekstra funktioner, som kan påvirke ydeevnen eller enhedens levetid.

Her, i første omgang er den rotationshastighed, som direkte påvirker søgningen og initialisering tid (anerkendelse) af det ønskede sektor. Denne såkaldte latente søgetid - tidsinterval, hvori behovet for sektoren vender sig mod læsehovedet. I dag vedtaget flere standarder for spindelhastighed, udtrykt i omdrejninger per minut med tidsforsinkelsen i millisekunder:

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

Det ses let, at jo højere hastighed, jo mindre tid brugt på søgningen sektor, og det fysiske plan - ved omdrejning af skiven til anlægget faldbarmspunkt ønskede positioneringsplade.

En anden parameter - den interne overførselshastighed. På de ydre spor er minimal, men stiger med en gradvis overgang til den indre spor. Således er den samme defragmenteringsprocessen repræsenterer bevægelsen af ofte anvendte data i den hurtigste område af disken - ikke blot overførsel af den indre bane med større hastighed læsning. Ekstern hastighed har en fast værdi, og afhænger af den anvendte brugerflade.

Endelig er et af de vigtige punkter i forbindelse med tilstedeværelsen af harddisken egen cache eller buffer. Faktisk harddisken driftsselskabet princip i planen buffer brug noget lignende til det operationelle eller virtuel hukommelse. Den større cache størrelse (128-256 kb), jo hurtigere harddisken.

De vigtigste krav til HDD

Grundlæggende krav, som i de fleste tilfælde præsenteres harddiske, ikke så meget. De vigtigste ting - den lange levetid og pålidelighed.

Den grundlæggende standard for de fleste HDD betragtes livet i størrelsesordenen 5-7 år med driftstiden på ikke mindre end 500 tusind timer, men for high-end-drev, er tallet ikke mindre end en million timer.

Som for pålidelighed, er ansvarlig for denne funktion af SMART selvtest, der overvåger status af de enkelte elementer i harddisken, udføre kontinuerlig overvågning. På grundlag af de indsamlede data kan genereres selv en prognose for eventuel forekomst af fejl i fremtiden.

Det siger sig selv, at brugeren ikke skal træde til side. For eksempel når der anvendes HDD yderst vigtigt at overholde den optimale temperaturområde (0 - 50 ± 10 grader Celsius) for at undgå stød, stød og fald harddisk, ramt af støv eller andre små partikler, etc. I øvrigt, mange vil være .. interesseret i at vide, at de samme røgpartikler er omkring dobbelt større end afstanden mellem læsehovedet og magnetisk overflade af harddisken, og menneskehår - 5-10 gange.

Spørgsmål initialisere systemet ved at udskifte harddisken

Nu et par ord om, hvad der skal gribes ind, hvis en eller anden grund brugeren at ændre harddisken eller installere dpolnitelny.

Fuldt beskrive processen vil ikke, og vil kun fokusere på den store scene. Først skal du tilslutte harddisken og se i BIOS-indstillingerne, hvis der registreres den nye hardware, i Administration sektion disken at formatere og oprette boot record, oprette en simpel volumen tildele en id (brev) og til at formatere med et udvalg af filsystem. Først efter at den nye "skrue" er fuldt klar til drift.

konklusion

Det er alt, der kommer til at orientere det grundlæggende i funktion og ydelse i moderne harddiske. Princippet om driften af den eksterne harddisk anses ikke vigtigt, fordi det praktisk talt ikke adskiller sig fra den, der anvendes til stationær harddisk. Den eneste forskel er kun i metoden til at forbinde ekstra lagerplads til din pc eller laptop. Den mest almindelige er en forbindelse via USB-interface, der er direkte forbundet til bundkortet. På samme tid, hvis du ønsker at sikre maksimal ydelse, er det bedre at bruge en standard USB 3.0 (port inde farvet blå), naturligvis forudsat at den eksterne harddisk selv understøtter det.

Som for resten, jeg tror, at mange mennesker selv lidt, blev det klart, hvordan harddisken på en hvilken som helst type. Måske ovenstående har fået for meget teknisk information, jo mere selv fra skole fysik kursus, dog uden at fuldt ud at forstå alle de grundlæggende principper og metoder, der er fastlagt i HDD-teknologier produktion og anvendelse vil ikke forstå.