Αναλυτικά και απλά για τον σκληρό δίσκο, γνωστό και ως HDD (σκληρός δίσκος). Περιορισμοί λειτουργικού συστήματος στη μέγιστη ένταση. Μορφοποίηση υψηλού και χαμηλού επιπέδου

Χαιρετισμούς σε όλους τους αναγνώστες του ιστολογίου. Πολλοί άνθρωποι ενδιαφέρονται για το ερώτημα - πώς λειτουργεί; HDDυπολογιστή. Ως εκ τούτου, αποφάσισα να αφιερώσω το σημερινό άρθρο σε αυτό.

Ο σκληρός δίσκος του υπολογιστή (HDD ή σκληρός δίσκος) απαιτείται για την αποθήκευση πληροφοριών μετά την απενεργοποίηση του υπολογιστή, σε αντίθεση με τη μνήμη RAM () - η οποία αποθηκεύει πληροφορίες μέχρι να διακοπεί η παροχή ρεύματος (μέχρι να απενεργοποιηθεί ο υπολογιστής).

Ένας σκληρός δίσκος μπορεί δικαίως να ονομαστεί πραγματικό έργο τέχνης, μόνο μηχανικό. Ναι Ναι ακριβώς. Όλα μέσα είναι τόσο περίπλοκα. Προς το παρόν σε όλα ο κόσμος είναι σκληρόςΈνας δίσκος είναι η πιο δημοφιλής συσκευή για την αποθήκευση πληροφοριών, είναι εφάμιλλη με συσκευές όπως η μνήμη flash (μονάδες flash), ο SSD. Πολλοί άνθρωποι έχουν ακούσει για την πολυπλοκότητα του σκληρού δίσκου και είναι μπερδεμένοι ως προς το πώς χωράει τόσες πολλές πληροφορίες, και ως εκ τούτου θα ήθελαν να μάθουν πώς είναι δομημένος ο σκληρός δίσκος του υπολογιστή ή από τι αποτελείται. Σήμερα θα υπάρξει μια τέτοια ευκαιρία).

Ένας σκληρός δίσκος αποτελείται από πέντε κύρια μέρη. Και το πρώτο από αυτά είναι ενσωματωμένο κύκλωμα, το οποίο συγχρονίζει το δίσκο με τον υπολογιστή και διαχειρίζεται όλες τις διαδικασίες.

Το δεύτερο μέρος είναι ο ηλεκτροκινητήρας(άτρακτος), κάνει τον δίσκο να περιστρέφεται με ταχύτητα περίπου 7200 rpm και το ολοκληρωμένο κύκλωμα διατηρεί σταθερή την ταχύτητα περιστροφής.

Και τώρα το τρίτο, μάλλον το πιο σημαντικό μέρος είναι ο βραχίονας κουνιστή, το οποίο μπορεί να γράψει και να διαβάσει πληροφορίες. Το άκρο του βραχίονα παλινδρόμησης είναι συνήθως χωρισμένο για να επιτρέπεται ο χειρισμός πολλών δίσκων ταυτόχρονα. Ωστόσο, η κεφαλή παλινδρόμησης δεν έρχεται ποτέ σε επαφή με τους δίσκους. Υπάρχει ένα κενό μεταξύ της επιφάνειας του δίσκου και του κεφαλιού, το μέγεθος αυτού του κενού είναι περίπου πέντε χιλιάδες φορές μικρότερο από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!

Αλλά ας δούμε τι θα συμβεί αν το κενό εξαφανιστεί και η κεφαλή του στροφέα έρθει σε επαφή με την επιφάνεια του περιστρεφόμενου δίσκου. Θυμόμαστε ακόμα από το σχολείο ότι F=m*a (ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα, κατά τη γνώμη μου), από το οποίο προκύπτει ότι ένα αντικείμενο με μικρή μάζα και τεράστια επιτάχυνση γίνεται απίστευτα βαρύ. Λαμβάνοντας υπόψη την τεράστια ταχύτητα περιστροφής του ίδιου του δίσκου, το βάρος της κεφαλής στροφείου γίνεται πολύ, πολύ αισθητό. Φυσικά, η βλάβη του δίσκου είναι αναπόφευκτη σε αυτή την περίπτωση. Παρεμπιπτόντως, αυτό συνέβη στον δίσκο στον οποίο εξαφανίστηκε αυτό το κενό για κάποιο λόγο:

Σημαντικός είναι και ο ρόλος της δύναμης τριβής, δηλ. Η σχεδόν πλήρης απουσία του, όταν το rocker αρχίζει να διαβάζει πληροφορίες, ενώ κινείται έως και 60 φορές το δευτερόλεπτο. Αλλά περίμενε, πού είναι ο κινητήρας που κινεί τον βραχίονα, και σε τέτοια ταχύτητα; Στην πραγματικότητα, δεν είναι ορατό, γιατί είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό σύστημα που λειτουργεί στην αλληλεπίδραση 2 δυνάμεων της φύσης: του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Αυτή η αλληλεπίδραση σάς επιτρέπει να επιταχύνετε το rocker στην ταχύτητα του φωτός, με την κυριολεκτική έννοια.

Τέταρτο μέρος- ο ίδιος ο σκληρός δίσκος είναι από τον οποίο γράφονται και διαβάζονται πληροφορίες· παρεμπιπτόντως, μπορεί να υπάρχουν αρκετές από αυτές.

Λοιπόν, το πέμπτο και τελευταίο μέρος του σχεδιασμού του σκληρού δίσκου είναι, φυσικά, η θήκη στην οποία είναι εγκατεστημένα όλα τα άλλα εξαρτήματα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι τα εξής: σχεδόν ολόκληρο το σώμα είναι κατασκευασμένο από πλαστικό, αλλά το επάνω κάλυμμα είναι πάντα μεταλλικό. Το συναρμολογημένο περίβλημα ονομάζεται συχνά "ερμητική ζώνη". Υπάρχει η άποψη ότι δεν υπάρχει αέρας μέσα στη ζώνη περιορισμού ή μάλλον ότι υπάρχει κενό εκεί. Αυτή η γνώμη βασίζεται στο γεγονός ότι σε τόσο υψηλές ταχύτητες περιστροφής του δίσκου, ακόμη και ένα κομμάτι σκόνης που μπαίνει μέσα μπορεί να κάνει πολλά άσχημα πράγματα. Και αυτό είναι σχεδόν αλήθεια, εκτός από το ότι δεν υπάρχει κενό εκεί - αλλά υπάρχει καθαρός, ξηρός αέρας ή ουδέτερο αέριο - άζωτο, για παράδειγμα. Αν και, ίσως σε παλαιότερες εκδόσεις σκληροι ΔΙΣΚΟΙ, αντί να καθαρίσουν τον αέρα, απλώς τον άντλησαν.

Μιλούσαμε για εξαρτήματα, δηλ. από τι αποτελείται ένας σκληρός δίσκος;. Τώρα ας μιλήσουμε για την αποθήκευση δεδομένων.

Πώς και με ποια μορφή αποθηκεύονται τα δεδομένα στον σκληρό δίσκο ενός υπολογιστή;

Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε στενά κομμάτια στην επιφάνεια του δίσκου. Κατά τη διάρκεια της παραγωγής, περισσότερα από 200 χιλιάδες από αυτά τα κομμάτια εφαρμόζονται στο δίσκο. Κάθε κομμάτι χωρίζεται σε τομείς.

Οι χάρτες κομματιών και τομέων σάς επιτρέπουν να προσδιορίσετε πού να γράψετε ή να διαβάσετε πληροφορίες. Και πάλι, όλες οι πληροφορίες σχετικά με τομείς και ίχνη βρίσκονται στη μνήμη του ολοκληρωμένου κυκλώματος, το οποίο, σε αντίθεση με άλλα εξαρτήματα του σκληρού δίσκου, δεν βρίσκεται μέσα στη θήκη, αλλά έξω και συνήθως στο κάτω μέρος.

Η ίδια η επιφάνεια του δίσκου είναι λεία και γυαλιστερή, αλλά αυτό είναι μόνο με την πρώτη ματιά. Μετά από προσεκτικότερη επιθεώρηση, η δομή της επιφάνειας αποδεικνύεται πιο περίπλοκη. Το γεγονός είναι ότι ο δίσκος είναι κατασκευασμένος από κράμα μετάλλου επικαλυμμένο με σιδηρομαγνητικό στρώμα. Αυτό το στρώμα κάνει όλη τη δουλειά. Το σιδηρομαγνητικό στρώμα θυμάται όλες τις πληροφορίες, πώς; Πολύ απλό. Η κεφαλή παλινδρόμησης μαγνητίζει μια μικροσκοπική περιοχή στο φιλμ (σιδηρομαγνητικό στρώμα), ρυθμίζοντας τη μαγνητική ροπή ενός τέτοιου στοιχείου σε μία από τις καταστάσεις: o ή 1. Κάθε τέτοιο μηδέν και ένα ονομάζονται bit. Έτσι, κάθε πληροφορία που καταγράφεται σε έναν σκληρό δίσκο, στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη ακολουθία και έναν ορισμένο αριθμό μηδενικών και μονάδων. Για παράδειγμα, η φωτογραφία καλής ποιότηταςκαταλαμβάνει περίπου 29 εκατομμύρια τέτοια κελιά και είναι διάσπαρτη σε 12 διαφορετικούς τομείς. Ναι, ακούγεται εντυπωσιακό, αλλά στην πραγματικότητα είναι μεγάλο ποσό bits καταλαμβάνει μια πολύ μικρή περιοχή στην επιφάνεια του δίσκου. Κάθε τετραγωνικό εκατοστό της επιφάνειας ενός σκληρού δίσκου περιέχει αρκετές δεκάδες δισεκατομμύρια bit.

Πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος

Μόλις κοιτάξαμε σκληρή συσκευήδίσκο, καθένα από τα εξαρτήματά του χωριστά. Τώρα προτείνω να συνδέσετε τα πάντα σε ένα συγκεκριμένο σύστημα, χάρη στο οποίο θα είναι ξεκάθαρη η ίδια η αρχή λειτουργίας του σκληρού δίσκου.

Ετσι, την αρχή πάνω στην οποία λειτουργεί ένας σκληρός δίσκοςεπόμενο: όταν ο σκληρός δίσκος τίθεται σε λειτουργία, αυτό σημαίνει ότι είτε του γίνεται γραφή, είτε διαβάζονται πληροφορίες από αυτόν, είτε από αυτόν, ο ηλεκτροκινητήρας (άτρακτος) αρχίζει να αποκτά ορμή και αφού οι σκληροί δίσκοι συνδέονται με την ίδια την άτρακτο, κατά συνέπεια, αρχίζουν να περιστρέφονται μαζί της. Και έως ότου οι στροφές του/των δίσκου(-ών) φτάσουν σε τέτοιο επίπεδο ώστε να σχηματίζεται ένα μαξιλάρι αέρα μεταξύ της κεφαλής της κεφαλής και του δίσκου, ο βραχίονας παλινδρόμησης βρίσκεται σε μια ειδική «ζώνη στάθμευσης» για αποφυγή ζημιών. Έτσι φαίνεται.

Μόλις η ταχύτητα φτάσει στο επιθυμητό επίπεδο, ο σερβομηχανισμός (ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας) κινεί τον βραχίονα, ο οποίος είναι ήδη τοποθετημένος στο σημείο από το οποίο πρέπει να γραφτούν ή να διαβαστούν οι πληροφορίες. Αυτό ακριβώς συμβάλλει ενσωματωμένο κύκλωμα, το οποίο ελέγχει όλες τις κινήσεις του rocker.

Υπάρχει μια ευρέως διαδεδομένη άποψη, ένα είδος μύθου, ότι σε στιγμές που ο δίσκος είναι «αδρανής», π.χ. Δεν εκτελούνται προσωρινά λειτουργίες ανάγνωσης/εγγραφής με αυτό και οι σκληροί δίσκοι στο εσωτερικό σταματούν να περιστρέφονται. Αυτό είναι πραγματικά ένας μύθος, γιατί στην πραγματικότητα, οι σκληροί δίσκοι μέσα στη θήκη περιστρέφονται συνεχώς, ακόμα και όταν ο σκληρός δίσκος είναι μέσα λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειαςκαι δεν του γράφεται τίποτα.

Λοιπόν, εξετάσαμε λεπτομερώς τη συσκευή ενός σκληρού δίσκου υπολογιστή. Φυσικά, στο πλαίσιο ενός άρθρου, είναι αδύνατο να μιλήσουμε για όλα όσα σχετίζονται με τους σκληρούς δίσκους. Για παράδειγμα, αυτό το άρθρο δεν μίλησε για αυτό - αυτό είναι ένα μεγάλο θέμα, αποφάσισα να γράψω ένα ξεχωριστό άρθρο για αυτό.

Βρήκα ένα ενδιαφέρον βίντεο σχετικά με το πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος σε διαφορετικές λειτουργίες

Σας ευχαριστώ όλους για την προσοχή σας, εάν δεν έχετε εγγραφεί ακόμα στις ενημερώσεις σε αυτόν τον ιστότοπο, σας συνιστώ να το κάνετε για να μην χάσετε ενδιαφέροντα και χρήσιμα υλικά. Τα λέμε στις σελίδες του ιστολογίου!

Μονάδα σκληρού δίσκου (HDD)\HDD ( Σκληρός δίσκος Drive)\hard drive (μέσα) είναι ένα υλικό αντικείμενο με δυνατότητα αποθήκευσης πληροφοριών.

Οι συσκευές αποθήκευσης πληροφοριών μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

• μέθοδος αποθήκευσης πληροφοριών: μαγνητοηλεκτρική, οπτική, μαγνητο-οπτική.
• τύπος αποθηκευτικού μέσου: ευέλικτοι και σκληροί δίσκοι μαγνητικούς δίσκους, οπτικοί και μαγνητοοπτικοί δίσκοι, μαγνητική ταινία, στοιχεία μνήμης στερεάς κατάστασης.
• η μέθοδος οργάνωσης της πρόσβασης σε πληροφορίες - μονάδες άμεσης, διαδοχικής και αποκλειστικής πρόσβασης.
• τύπος συσκευής αποθήκευσης πληροφοριών - ενσωματωμένη (εσωτερική), εξωτερική, αυτόνομη, κινητή (φορετή) κ.λπ.

Ένα σημαντικό μέρος των συσκευών αποθήκευσης πληροφοριών που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή βασίζεται σε μαγνητικά μέσα.

Συσκευή σκληρού δίσκου

Ο σκληρός δίσκος περιέχει ένα σύνολο πλακών, που τις περισσότερες φορές αντιπροσωπεύουν μεταλλικούς δίσκους, επικαλυμμένες με μαγνητικό υλικό - πιατέλα (γάμμα φερρίτη, φερρίτη βαρίου, οξείδιο χρωμίου...) και συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας έναν άξονα (άξονας, άξονας).
Οι ίδιοι οι δίσκοι (πάχους περίπου 2 mm) είναι κατασκευασμένοι από αλουμίνιο, ορείχαλκο, κεραμικά ή γυαλί. (δείτε εικόνα)

Και οι δύο επιφάνειες των δίσκων χρησιμοποιούνται για εγγραφή. Μεταχειρισμένο 4-9 πιάτα. Ο άξονας περιστρέφεται με υψηλή σταθερή ταχύτητα (3600-7200 rpm)
Η περιστροφή των δίσκων και η ριζική κίνηση των κεφαλών πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας το 2 ηλεκτροκινητήρες.
Τα δεδομένα γράφονται ή διαβάζονται χρησιμοποιώντας κεφαλές γράφουν/διαβάζουνένα για κάθε επιφάνεια του δίσκου. Ο αριθμός των κεφαλών είναι ίσος με τον αριθμό των επιφανειών εργασίας όλων των δίσκων.

Οι πληροφορίες εγγράφονται στο δίσκο σε αυστηρά καθορισμένα σημεία - ομόκεντρα κομμάτια (κομμάτια) . Τα κομμάτια χωρίζονται σε κλάδους.Ένας τομέας περιέχει 512 byte πληροφοριών.

Η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ RAM και NMD πραγματοποιείται διαδοχικά από έναν ακέραιο (cluster). Σύμπλεγμα- αλυσίδες διαδοχικών τομέων (1,2,3,4,...)

Ειδικός κινητήραςχρησιμοποιώντας ένα βραχίονα, τοποθετεί την κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής πάνω από ένα δεδομένο κομμάτι (το μετακινεί στην ακτινική κατεύθυνση).
Όταν περιστρέφεται ο δίσκος, η κεφαλή βρίσκεται πάνω από τον επιθυμητό τομέα. Προφανώς, όλες οι κεφαλές κινούνται ταυτόχρονα και διαβάζουν πληροφορίες· οι κεφαλές δεδομένων κινούνται ταυτόχρονα και διαβάζουν πληροφορίες από πανομοιότυπα κομμάτια σε διαφορετικούς δίσκους.

Κομμάτια σκληρού δίσκου με ενεργοποιημένο τον ίδιο σειριακό αριθμό διαφορετικούς δίσκουςλέγεται σκληρός δίσκος κύλινδρος .
Οι κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής κινούνται κατά μήκος της επιφάνειας της πιατέλας. Όσο πιο κοντά βρίσκεται η κεφαλή στην επιφάνεια του δίσκου χωρίς να τον αγγίξετε, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτρεπόμενη πυκνότητα εγγραφής.

Συσκευή σκληρού δίσκου

Μαγνητική αρχή της ανάγνωσης και της γραφής πληροφοριών

Αρχή καταγραφής μαγνητικής πληροφορίας

Τα φυσικά θεμέλια των διαδικασιών εγγραφής και αναπαραγωγής πληροφοριών σε μαγνητικά μέσα τίθενται στα έργα των φυσικών M. Faraday (1791 - 1867) και D. C. Maxwell (1831 - 1879).

Σε μαγνητικά μέσα αποθήκευσης ψηφιακή εγγραφήπαράγεται σε μαγνητικά ευαίσθητο υλικό. Τέτοια υλικά περιλαμβάνουν ορισμένες ποικιλίες οξειδίων σιδήρου, νικελίου, κοβαλτίου και των ενώσεων του, κράματα, καθώς και μαγνητοπλαστών και μαγνητοελαστών με παχύρρευστα πλαστικά και καουτσούκ, μαγνητικά υλικά μικροσκόνης.

Η μαγνητική επίστρωση έχει πάχος πολλών μικρομέτρων. Η επίστρωση εφαρμόζεται σε μια μη μαγνητική βάση, η οποία είναι κατασκευασμένη από πλαστικό για μαγνητικές ταινίες και δισκέτες, και κράματα αλουμινίου και σύνθετα υλικά υποστρώματος για σκληρούς δίσκους. Η μαγνητική επικάλυψη του δίσκου έχει δομή πεδίου, δηλ. αποτελείται από πολλά μαγνητισμένα μικροσκοπικά σωματίδια.

Μαγνητικός τομέας (από το λατινικό dominium - κατοχή) είναι μια μικροσκοπική, ομοιόμορφα μαγνητισμένη περιοχή σε σιδηρομαγνητικά δείγματα, που χωρίζεται από τις γειτονικές περιοχές με λεπτά στρώματα μετάβασης (περιοχές τομέων).

Υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, το δικό μαγνητικά πεδίαΟι περιοχές είναι προσανατολισμένες σύμφωνα με την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου. Μετά τη διακοπή της έκθεσης εξωτερικό πεδίοσχηματίζονται ζώνες υπολειπόμενης μαγνήτισης στην επιφάνεια της περιοχής. Χάρη σε αυτή την ιδιότητα, οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε ένα μαγνητικό μέσο παρουσία μαγνητικού πεδίου.

Κατά την εγγραφή πληροφοριών, δημιουργείται ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιώντας μια μαγνητική κεφαλή. Κατά τη διαδικασία ανάγνωσης πληροφοριών, οι ζώνες υπολειπόμενης μαγνήτισης, που βρίσκονται απέναντι από τη μαγνητική κεφαλή, προκαλούν μια ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) σε αυτήν κατά την ανάγνωση.

Το σχήμα για την εγγραφή και την ανάγνωση από έναν μαγνητικό δίσκο φαίνεται στο Σχ. 3.1 Μια αλλαγή στην κατεύθυνση του EMF σε μια ορισμένη χρονική περίοδο προσδιορίζεται με μια δυαδική μονάδα και η απουσία αυτής της αλλαγής προσδιορίζεται με μηδέν. Η καθορισμένη χρονική περίοδος ονομάζεται στοιχείο bit.

Η επιφάνεια ενός μαγνητικού μέσου θεωρείται ως μια ακολουθία σημειακών θέσεων, καθεμία από τις οποίες σχετίζεται με ένα κομμάτι πληροφοριών. Δεδομένου ότι η θέση αυτών των θέσεων δεν έχει καθοριστεί επακριβώς, η εγγραφή απαιτεί προ-εφαρμοσμένα σημάδια που θα βοηθήσουν στον εντοπισμό των απαιτούμενων θέσεων εγγραφής. Για να εφαρμόσετε τέτοια σημάδια συγχρονισμού, ο δίσκος πρέπει να χωριστεί σε κομμάτια
και τομείς - μορφοποίηση

Η οργάνωση γρήγορης πρόσβασης σε πληροφορίες στο δίσκο είναι ένα σημαντικό στάδιο στην αποθήκευση δεδομένων. Διαδικτυακή πρόσβασησε οποιοδήποτε μέρος της επιφάνειας του δίσκου εξασφαλίζεται, πρώτον, δίνοντάς του γρήγορη περιστροφή και, δεύτερον, μετακινώντας τη μαγνητική κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής κατά μήκος της ακτίνας του δίσκου.
Μια δισκέτα περιστρέφεται με ταχύτητα 300-360 rpm και ένας σκληρός δίσκος περιστρέφεται με ταχύτητα 3600-7200 rpm.

Λογική συσκευή σκληρού δίσκου

Ο μαγνητικός δίσκος δεν είναι αρχικά έτοιμος για χρήση. Για να το φέρει σε κατάσταση λειτουργίας πρέπει να είναι μορφοποιημένο, δηλ. πρέπει να δημιουργηθεί η δομή του δίσκου.

Η δομή (διάταξη) του δίσκου δημιουργείται κατά τη διαδικασία μορφοποίησης.

Μορφοποίηση Οι μαγνητικοί δίσκοι περιλαμβάνουν 2 στάδια:

1. φυσική μορφοποίηση (χαμηλό επίπεδο)
2. λογικό (υψηλού επιπέδου).

Κατά τη φυσική μορφοποίηση, η επιφάνεια εργασίας του δίσκου χωρίζεται σε ξεχωριστές περιοχές που ονομάζονται τομείς,που βρίσκονται κατά μήκος ομόκεντρων κύκλων – μονοπατιών.

Επιπλέον, οι τομείς που είναι ακατάλληλοι για την καταγραφή δεδομένων προσδιορίζονται και επισημαίνονται ως κακόπροκειμένου να αποφευχθεί η χρήση τους. Κάθε τομέας είναι ελάχιστη μονάδαδεδομένα στο δίσκο, έχει τη δική του διεύθυνση να παρέχει άμεση πρόσβασησε αυτόν. Η διεύθυνση τομέα περιλαμβάνει τον αριθμό της πλευράς του δίσκου, τον αριθμό κομματιού και τον αριθμό τομέα στο κομμάτι. Οι φυσικές παράμετροι του δίσκου έχουν οριστεί.

Κατά κανόνα, ο χρήστης δεν χρειάζεται να ασχοληθεί με τη φυσική μορφοποίηση, καθώς στις περισσότερες περιπτώσεις οι σκληροί δίσκοι φτάνουν μορφοποιημένοι. Σε γενικές γραμμές, αυτό πρέπει να γίνεται από ένα εξειδικευμένο κέντρο σέρβις.

Μορφοποίηση χαμηλού επιπέδουπρέπει να γίνει στις ακόλουθες περιπτώσεις:

• εάν υπάρχει αστοχία στο κομμάτι μηδέν, που προκαλεί προβλήματα κατά την εκκίνηση από σκληρό δίσκο, αλλά ο ίδιος ο δίσκος είναι προσβάσιμος κατά την εκκίνηση από δισκέτα.
• εάν επαναφέρετε έναν παλιό δίσκο σε κατάσταση λειτουργίας, για παράδειγμα, αναδιάταξη από έναν κατεστραμμένο υπολογιστή.
• εάν ο δίσκος είναι διαμορφωμένος ώστε να λειτουργεί με άλλο λειτουργικό σύστημα.
• εάν ο δίσκος έχει σταματήσει να λειτουργεί κανονικά και όλες οι μέθοδοι ανάκτησης δεν έχουν αποδώσει θετικά αποτελέσματα.

Ένα πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι η φυσική μορφοποίηση είναι μια πολύ δυνατή λειτουργία— όταν εκτελεστεί, τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στο δίσκο θα διαγραφούν εντελώς και θα είναι εντελώς αδύνατη η επαναφορά τους! Επομένως, μην προχωρήσετε σε μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου αν δεν είστε βέβαιοι ότι έχετε αποθηκεύσει όλα τα σημαντικά δεδομένα από τον σκληρό δίσκο!

Αφού εκτελέσετε μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου, το επόμενο βήμα είναι να δημιουργήσετε ένα διαμέρισμα του σκληρού δίσκου σε ένα ή περισσότερα λογικές μονάδες δίσκου - καλύτερος τρόποςαντιμετωπίσουν τη σύγχυση των καταλόγων και των αρχείων που είναι διάσπαρτα στο δίσκο.

Χωρίς να προσθέσετε στοιχεία υλικού στο σύστημά σας, έχετε την ευκαιρία να εργαστείτε με πολλά μέρη ενός σκληρού δίσκου, όπως πολλές μονάδες δίσκου.
Αυτό δεν αυξάνει τη χωρητικότητα του δίσκου, αλλά η οργάνωσή του μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά. Επιπλέον, διάφορα λογικές κινήσειςμπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορα λειτουργικά συστήματα.

Στο λογική μορφοποίηση τα μέσα είναι τελικά προετοιμασμένα για αποθήκευση δεδομένων από λογική οργάνωσηχώρος στο δισκο.
Ο δίσκος είναι έτοιμος να γράψει αρχεία σε τομείς που δημιουργούνται με μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου.
Μετά τη δημιουργία του πίνακα διαμερισμάτων δίσκου, ακολουθεί το επόμενο στάδιο - η λογική μορφοποίηση μεμονωμένων τμημάτων του διαμερίσματος, που στο εξής θα αναφέρονται ως λογικοί δίσκοι.

Λογική κίνηση - Αυτή είναι μια περιοχή του σκληρού δίσκου που λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως μια ξεχωριστή μονάδα δίσκου.

Η λογική μορφοποίηση είναι μια πολύ πιο απλή διαδικασία από τη μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου.
Για να το εκτελέσετε, εκκινήστε από τη δισκέτα που περιέχει το βοηθητικό πρόγραμμα FORMAT.
Εάν έχετε πολλές λογικές μονάδες δίσκου, διαμορφώστε τις όλες μία προς μία.

Κατά τη διαδικασία λογικής μορφοποίησης, ο δίσκος εκχωρείται περιοχή συστήματος, που αποτελείται από 3 μέρη:

• τομέας εκκίνησης και πίνακας διαμερισμάτων (εγγραφή εκκίνησης)
• Πίνακες κατανομής αρχείων (FAT), στο οποίο καταγράφονται οι αριθμοί των κομματιών και των τομέων που αποθηκεύουν αρχεία
• ριζικός κατάλογος (Root Directory).

Οι πληροφορίες καταγράφονται σε μέρη μέσω του συμπλέγματος. Δεν μπορούν να υπάρχουν 2 διαφορετικά αρχεία στο ίδιο σύμπλεγμα.
Επιπλέον, ο δίσκος μπορεί να λάβει ένα όνομα σε αυτό το στάδιο.

Ένας σκληρός δίσκος μπορεί να χωριστεί σε πολλές λογικές μονάδες και, αντίθετα, 2 σκληροί δίσκοι μπορούν να συνδυαστούν σε μία λογική μονάδα δίσκου.

Συνιστάται να δημιουργήσετε τουλάχιστον δύο διαμερίσματα (δύο λογικές μονάδες) στον σκληρό σας δίσκο: ένα από αυτά έχει εκχωρηθεί για το λειτουργικό σύστημα και το λογισμικό, η δεύτερη μονάδα δίσκου έχει εκχωρηθεί αποκλειστικά για δεδομένα χρήστη. Με αυτόν τον τρόπο, τα δεδομένα και τα αρχεία συστήματος αποθηκεύονται χωριστά το ένα από το άλλο και σε περίπτωση βλάβης του λειτουργικού συστήματος, υπάρχει πολύ μεγαλύτερη πιθανότητα να αποθηκευτούν τα δεδομένα χρήστη.

Χαρακτηριστικά των σκληρών δίσκων

Οι σκληροί δίσκοι (σκληροί δίσκοι) διαφέρουν μεταξύ τους στα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. χωρητικότητα
2. απόδοση – χρόνος πρόσβασης δεδομένων, ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής πληροφοριών.
3. διεπαφή (μέθοδος σύνδεσης) - ο τύπος του ελεγκτή στον οποίο πρέπει να συνδεθεί ο σκληρός δίσκος (συνήθως IDE/EIDE και διάφορες επιλογές SCSI).
4. άλλα χαρακτηριστικά

1. Χωρητικότητα— την ποσότητα των πληροφοριών που χωράνε στο δίσκο (καθορίζεται από το επίπεδο της τεχνολογίας κατασκευής).
Σήμερα η χωρητικότητα είναι 500 -2000 GB ή περισσότερα. Δεν μπορείτε ποτέ να έχετε αρκετό χώρο στον σκληρό δίσκο.

2. Ταχύτητα λειτουργίας (απόδοση)Ο δίσκος χαρακτηρίζεται από δύο δείκτες: χρόνος πρόσβασης στο δίσκοΚαι ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής δίσκου.

Χρόνος πρόσβασης – ο χρόνος που απαιτείται για τη μετακίνηση (τοποθέτηση) των κεφαλών ανάγνωσης/εγγραφής στο επιθυμητό κομμάτι και στον επιθυμητό τομέα.
Ο μέσος τυπικός χρόνος πρόσβασης μεταξύ δύο τυχαία επιλεγμένων κομματιών είναι περίπου 8-12 ms (χιλιοστά του δευτερολέπτου), περισσότερο γρήγοροι δίσκοιέχουν χρόνο 5-7 ms.
Ο χρόνος μετάβασης στη διπλανή τροχιά (παρακείμενος κύλινδρος) είναι μικρότερος από 0,5 - 1,5 ms. Χρειάζεται επίσης χρόνος για να στραφούμε στον επιθυμητό τομέα.
Ο συνολικός χρόνος περιστροφής δίσκου για τους σημερινούς σκληρούς δίσκους είναι 8 - 16 ms, ο μέσος χρόνος αναμονής τομέα είναι 3-8 ms.
Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος πρόσβασης, τόσο πιο γρήγορα θα λειτουργεί ο δίσκος.

Ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής(εύρος ζώνης εισόδου/εξόδου) ή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (μεταφορά)– ο χρόνος μεταφοράς διαδοχικών δεδομένων δεν εξαρτάται μόνο από το δίσκο, αλλά και από τον ελεγκτή του, τους τύπους διαύλου και την ταχύτητα του επεξεργαστή. Η ταχύτητα των αργών δίσκων είναι 1,5-3 MB/s, για τους γρήγορους 4-5 MB/s, για τους πιο πρόσφατους 20 MB/s.
Οι σκληροί δίσκοι με διασύνδεση SCSI υποστηρίζουν ταχύτητα περιστροφής 10.000 σ.α.λ. και μέσος χρόνος αναζήτησης 5ms, ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 40-80 Mb/s.

3.Πρότυπο διεπαφής σκληρού δίσκου - δηλ. τον τύπο του ελεγκτή στον οποίο πρέπει να συνδεθεί ο σκληρός δίσκος. Βρίσκεται στη μητρική πλακέτα.
Υπάρχουν τρεις κύριες διεπαφές σύνδεσης

1. Το IDE και οι διάφορες παραλλαγές του

IDE (Integrated Disk Electronic) ή (ATA) Advance Technology Attachment
Πλεονεκτήματα: απλότητα και χαμηλό κόστος

Ταχύτητα μεταφοράς: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb/s. Καθώς αναπτύσσονται τα δεδομένα, η διεπαφή υποστηρίζει την επέκταση της λίστας συσκευών: σκληρός δίσκος, σούπερ δισκέτα, μαγνητοοπτική,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Εισάγονται ορισμένα στοιχεία παραλληλισμού (gneuing και αποσύνδεση/επανασύνδεση) και παρακολούθησης της ακεραιότητας των δεδομένων κατά τη μετάδοση. Το κύριο μειονέκτημα του IDE είναι ο μικρός αριθμός συνδεδεμένων συσκευών (όχι περισσότερες από 4), ο οποίος σαφώς δεν επαρκεί για έναν υπολογιστή υψηλής τεχνολογίας.
Σήμερα, οι διεπαφές IDE έχουν αλλάξει σε νέα πρωτόκολλα ανταλλαγής Ultra ATA. Αυξήστε σημαντικά την απόδοση σας
Η λειτουργία 4 και η λειτουργία DMA (Direct Memory Access) Η λειτουργία 2 σάς επιτρέπει να μεταφέρετε δεδομένα με ταχύτητα 16,6 Mb/s, ωστόσο πραγματική ταχύτηταη μεταφορά δεδομένων θα ήταν πολύ μικρότερη.
Πρότυπα Ultra DMA/33 και Ultra DMA/66, που αναπτύχθηκαν τον Φεβρουάριο του 1998. by Quantum έχουν 3 τρόπους λειτουργίας 0,1,2 και 4, αντίστοιχα, στη δεύτερη λειτουργία ο φορέας υποστηρίζει
Ταχύτητα μεταφοράς 33 Mb/s. (Λειτουργία Ultra DMA/33 2) Για να διασφαλιστεί ότι μια τέτοια υψηλή ταχύτητα μπορεί να επιτευχθεί μόνο κατά την ανταλλαγή με το buffer της μονάδας. Για να επωφεληθείτε
Τα πρότυπα Ultra DMA απαιτούν να πληρούνται 2 προϋποθέσεις:

1. Υποστήριξη υλικού στη μητρική πλακέτα (chipset) και στον ίδιο τον δίσκο.

2. για υποστήριξη της λειτουργίας Ultra DMA, όπως άλλα DMA (άμεση πρόσβαση στη μνήμη).

Απαιτείται ειδικός οδηγόςΓια διαφορετικά σύνολαδιάφορα μικροκυκλώματα. Κατά κανόνα, περιλαμβάνονται στη μητρική πλακέτα, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να "κατέβει"
από το Διαδίκτυο από τη σελίδα του κατασκευαστή μητρική πλακέτα.

Το πρότυπο Ultra DMA είναι συμβατό με προηγούμενους ελεγκτές που λειτουργούσαν σε πιο αργή έκδοση.
Σημερινή έκδοση: Ultra DMA/100 (τέλη 2000) και Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Αντικατάσταση IDE (ATA) όχι άλλο πυροσβεστικό λογισμικό υψηλής ταχύτητας Serial Bus (IEEE-1394). Εφαρμογή νέα τεχνολογίαθα σας επιτρέψει να αυξήσετε την ταχύτητα μεταφοράς στα 100 Mb/s,
Η αξιοπιστία του συστήματος αυξάνεται, αυτό θα σας επιτρέψει να εγκαταστήσετε συσκευές χωρίς να ενεργοποιήσετε τον υπολογιστή, κάτι που απαγορεύεται αυστηρά στη διεπαφή ATA.

SCSI (Διεπαφή συστήματος μικρού υπολογιστή)— οι συσκευές είναι 2 φορές πιο ακριβές από τις κανονικές και απαιτούν ειδικό ελεγκτή στη μητρική πλακέτα.
Χρησιμοποιείται για διακομιστές, εκδοτικά συστήματα, CAD. Παρέχει υψηλότερη απόδοση (ταχύτητα έως 160 Mb/s), μεγάλη γκάμα συνδεδεμένων συσκευών αποθήκευσης.
Ο ελεγκτής SCSI πρέπει να αγοραστεί μαζί με τον αντίστοιχο δίσκο.

Το SCSI έχει ένα πλεονέκτημα έναντι του IDE - ευελιξία και απόδοση.
Η ευελιξία έγκειται στον μεγάλο αριθμό συνδεδεμένων συσκευών (7-15) και για το IDE (μέγιστο 4), το μεγαλύτερο μήκος καλωδίου.
Απόδοση – υψηλή ταχύτητα μεταφοράς και δυνατότητα ταυτόχρονης επεξεργασίας πολλαπλών συναλλαγών.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) έως 40 Mb/s Έκδοση 16 bit Ultra2 - Πρότυπο SCSI έως 80 Mb/s

2. Μια άλλη τεχνολογία διασύνδεσης SCSI που ονομάζεται Fiber Channel Arbitrated Loop (FC-AL) σας επιτρέπει να συνδέετε έως και 100 Mbps, με μήκος καλωδίου έως και 30 μέτρα. Η τεχνολογία FC-AL επιτρέπει «καυτές» συνδέσεις, π.χ. εν κινήσει, διαθέτει πρόσθετες γραμμές για παρακολούθηση και διόρθωση σφαλμάτων (η τεχνολογία είναι πιο ακριβή από το κανονικό SCSI).

4. Άλλα χαρακτηριστικά των σύγχρονων σκληρών δίσκων

Η τεράστια ποικιλία μοντέλων σκληρών δίσκων καθιστά δύσκολη την επιλογή του σωστού.
Εκτός από την απαιτούμενη χωρητικότητα, πολύ σημαντική είναι και η απόδοση, η οποία καθορίζεται κυρίως από τα φυσικά χαρακτηριστικά του.
Τέτοια χαρακτηριστικά είναι ο μέσος χρόνος αναζήτησης, η ταχύτητα περιστροφής, η εσωτερική και εξωτερική ταχύτητα μεταφοράς και το μέγεθος της κρυφής μνήμης.

4.1 Μέσος χρόνος αναζήτησης.

Ο σκληρός δίσκος χρειάζεται λίγο χρόνο για να μετακινήσει τη μαγνητική κεφαλή από την τρέχουσα θέση της στη νέα που απαιτείται για την ανάγνωση της επόμενης πληροφορίας.
Σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, αυτός ο χρόνος είναι διαφορετικός, ανάλογα με την απόσταση που πρέπει να κινηθεί το κεφάλι. Συνήθως, οι προδιαγραφές παρέχουν μόνο μέσες τιμές και τις εφαρμοσμένες διαφορετικές εταιρείεςΟι αλγόριθμοι υπολογισμού μέσου όρου γενικά διαφέρουν, επομένως η άμεση σύγκριση είναι δύσκολη.

Έτσι, από τη Fujitsu, Western Digitalπραγματοποιούνται κατά μήκος όλων των πιθανών ζευγών τροχιών· οι εταιρείες Maxtor και Quantum χρησιμοποιούν τη μέθοδο τυχαίας πρόσβασης. Το αποτέλεσμα που προκύπτει μπορεί να προσαρμοστεί περαιτέρω.

Ο χρόνος αναζήτησης για γραφή είναι συχνά ελαφρώς υψηλότερος από ό,τι για ανάγνωση. Ορισμένοι κατασκευαστές παρέχουν μόνο τη χαμηλότερη τιμή (για ανάγνωση) στις προδιαγραφές τους. Σε κάθε περίπτωση, εκτός από τις μέσες τιμές, είναι χρήσιμο να ληφθούν υπόψη οι μέγιστες (σε ολόκληρο το δίσκο),
και ελάχιστος χρόνος αναζήτησης (δηλαδή από track-to-track).

4.2 Ταχύτητα περιστροφής

Από την άποψη της ταχύτητας πρόσβασης στο επιθυμητό τμήμα της εγγραφής, η ταχύτητα περιστροφής επηρεάζει την ποσότητα του λεγόμενου λανθάνοντος χρόνου, που απαιτείται για να περιστραφεί ο δίσκος στη μαγνητική κεφαλή με τον επιθυμητό τομέα.

Η μέση τιμή αυτού του χρόνου αντιστοιχεί σε μισή περιστροφή δίσκου και είναι 8,33 ms στις 3600 rpm, 6,67 ms στις 4500 rpm, 5,56 ms στις 5400 rpm, 4,17 ms στις 7200 rpm.

Η τιμή του λανθάνοντος χρόνου είναι συγκρίσιμη με τον μέσο χρόνο αναζήτησης, επομένως σε ορισμένες λειτουργίες μπορεί να έχει τον ίδιο, αν όχι μεγαλύτερο, αντίκτυπο στην απόδοση.

4.3 Εσωτερικός ρυθμός baud

— η ταχύτητα με την οποία τα δεδομένα εγγράφονται ή διαβάζονται από το δίσκο. Λόγω της εγγραφής ζώνης, έχει μεταβλητή τιμή - μεγαλύτερη κατά εξωτερικά κομμάτιακαι χαμηλότερα στα εσωτερικά.
Όταν εργάζεστε με μεγάλα αρχεία, σε πολλές περιπτώσεις αυτή η παράμετρος περιορίζει την ταχύτητα μεταφοράς.

4.4 Εξωτερική ταχύτηταμεταγραφές

— ταχύτητα (αιχμή) με την οποία μεταδίδονται δεδομένα μέσω της διεπαφής.

Εξαρτάται από τον τύπο διεπαφής και τις περισσότερες φορές έχει σταθερές τιμές: 8.3; 11.1; 16,7 Mb/s για ενισχυμένο IDE (Λειτουργία PIO2, 3, 4). 33,3 66,6 100 για Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s για σύγχρονο SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bit), αντίστοιχα.

4.5 Εάν ο σκληρός δίσκος έχει τη δική του μνήμη Cache και τον όγκο του (buffer δίσκου).

Ο όγκος και η οργάνωση της προσωρινής μνήμης (εσωτερική προσωρινή μνήμη) μπορεί να επηρεάσει σημαντικά σκληρή απόδοσηδίσκος. Το ίδιο με την κανονική κρυφή μνήμη,
Μόλις επιτευχθεί ένας συγκεκριμένος όγκος, η αύξηση της παραγωγικότητας επιβραδύνεται απότομα.

Η τμηματοποιημένη κρυφή μνήμη μεγάλης χωρητικότητας είναι σχετική για μονάδες SCSI υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα πολλαπλών εργασιών. Όσο μεγαλύτερη είναι η προσωρινή μνήμη, τόσο πιο γρήγορα λειτουργεί ο σκληρός δίσκος (128-256 Kb).

Η επίδραση κάθε παραμέτρου στη συνολική απόδοση είναι αρκετά δύσκολο να απομονωθεί.

Απαιτήσεις σκληρού δίσκου

Η κύρια απαίτηση για τους δίσκους είναι η αξιοπιστία της λειτουργίας, η οποία εγγυάται μεγάλη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων 5-7 ετών. καλούς στατιστικούς δείκτες και συγκεκριμένα:

• μέσος χρόνος μεταξύ βλαβών τουλάχιστον 500 χιλιάδες ώρες (υψηλότερη κατηγορία 1 εκατομμύριο ώρες ή περισσότερο.)
• ενσωματωμένο ενεργό σύστημα παρακολούθησης για την κατάσταση των κόμβων του δίσκου Τεχνολογία SMART/Self Monitoring Analysis and Report.

Τεχνολογία ΕΞΥΠΝΟΣ. (Τεχνολογία Ανάλυσης και Αναφοράς Αυτοελέγχου)είναι ένα ανοιχτό βιομηχανικό πρότυπο που αναπτύχθηκε κάποτε από την Compaq, την IBM και πολλούς άλλους κατασκευαστές σκληρών δίσκων.

Το θέμα αυτής της τεχνολογίας είναι η εσωτερική αυτοδιάγνωση του σκληρού δίσκου, η οποία σας επιτρέπει να αξιολογήσετε την τρέχουσα κατάστασή του και να σας ενημερώσει για πιθανά μελλοντικά προβλήματα που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε απώλεια δεδομένων ή αστοχία της μονάδας.

Η κατάσταση όλων των ζωτικών στοιχείων του δίσκου παρακολουθείται συνεχώς:
κεφαλές, επιφάνειες εργασίας, ηλεκτροκινητήρας με άξονα, ηλεκτρονική μονάδα. Για παράδειγμα, εάν ανιχνευθεί εξασθένηση σήματος, οι πληροφορίες ξαναγράφονται και λαμβάνει χώρα περαιτέρω παρατήρηση.
Εάν το σήμα εξασθενήσει ξανά, τα δεδομένα μεταφέρονται σε άλλη θέση και το δεδομένο σύμπλεγμα τοποθετείται ως ελαττωματικό και μη διαθέσιμο και στη θέση του διατίθεται ένα άλλο σύμπλεγμα από το αποθεματικό δίσκου.

Όταν εργάζεστε με σκληρό δίσκο, θα πρέπει να ακολουθείτε καθεστώς θερμοκρασίας, στο οποίο λειτουργεί η μονάδα δίσκου. Οι κατασκευαστές εγγυώνται την απρόσκοπτη λειτουργία του σκληρού δίσκου σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος που κυμαίνονται από 0 C έως 50 C, αν και, κατ 'αρχήν, χωρίς σοβαρές συνέπειες μπορείτε να αλλάξετε τα όρια κατά τουλάχιστον 10 μοίρες και προς τις δύο κατευθύνσεις.
Με μεγάλες αποκλίσεις θερμοκρασίας, ενδέχεται να μην σχηματιστεί στρώμα αέρα του απαιτούμενου πάχους, γεγονός που θα οδηγήσει σε βλάβη στο μαγνητικό στρώμα.

Καθόλου Κατασκευαστές σκληρών δίσκωνΔίνουν μεγάλη προσοχή στην αξιοπιστία των προϊόντων τους.

Το κύριο πρόβλημα είναι τα ξένα σωματίδια που μπαίνουν μέσα στο δίσκο.

Για σύγκριση: ένα σωματίδιο καπνού τσιγάρου είναι διπλάσια από την απόσταση μεταξύ της επιφάνειας και του κεφαλιού, το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας είναι 5-10 φορές μεγαλύτερο.
Για το κεφάλι, μια συνάντηση με τέτοια αντικείμενα θα έχει ως αποτέλεσμα ένα δυνατό χτύπημα και, ως αποτέλεσμα, μερική βλάβη ή πλήρη αστοχία.
Εξωτερικά, αυτό είναι αισθητό καθώς εμφανίζεται ένας μεγάλος αριθμός άχρηστων συστάδων που βρίσκονται τακτικά.

Οι βραχυπρόθεσμες, μεγάλες επιταχύνσεις (υπερφορτίσεις) που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια κρούσεων, πτώσεων κ.λπ. είναι επικίνδυνες. Για παράδειγμα, από μια πρόσκρουση η κεφαλή χτυπά απότομα το μαγνητικό
στρώμα και προκαλεί την καταστροφή του στην αντίστοιχη θέση. Ή, αντίθετα, πρώτα κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση και μετά, υπό την επίδραση ελαστικής δύναμης, χτυπά την επιφάνεια σαν ελατήριο.
Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται σωματίδια μαγνητικής επικάλυψης στο περίβλημα, τα οποία και πάλι μπορούν να βλάψουν το κεφάλι.

Δεν πρέπει να νομίζετε ότι υπό την επίδραση της φυγόκεντρης δύναμης θα πετάξουν μακριά από το δίσκο - το μαγνητικό στρώμα
θα τους προσελκύσει σταθερά σε εσάς. Κατ 'αρχήν, οι τρομερές συνέπειες δεν είναι η ίδια η πρόσκρουση (μπορείτε με κάποιο τρόπο να συμβιβαστείτε με την απώλεια ενός συγκεκριμένου αριθμού συστάδων), αλλά το γεγονός ότι σχηματίζονται σωματίδια που σίγουρα θα προκαλέσουν περαιτέρω ζημιά στο δίσκο.

Για να αποτρέψουν τέτοιες πολύ δυσάρεστες περιπτώσεις, διάφορες εταιρείες καταφεύγουν σε κάθε λογής κόλπα. Εκτός από την απλή αύξηση της μηχανικής αντοχής των εξαρτημάτων του δίσκου, χρησιμοποιείται επίσης η έξυπνη τεχνολογία S.M.A.R.T., η οποία παρακολουθεί την αξιοπιστία της εγγραφής και την ασφάλεια των δεδομένων στα μέσα (βλ. παραπάνω).

Στην πραγματικότητα, ο δίσκος δεν είναι πάντα μορφοποιημένος στην πλήρη χωρητικότητά του· υπάρχει κάποιο απόθεμα. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι είναι σχεδόν αδύνατο να παραχθεί ένας φορέας
στην οποία απολύτως ολόκληρη η επιφάνεια θα ήταν υψηλής ποιότητας, σίγουρα θα υπάρχουν κακές συστάδες (αστοχίες). Όταν ένας δίσκος έχει μορφοποιηθεί χαμηλού επιπέδου, τα ηλεκτρονικά του διαμορφώνονται έτσι ώστε
έτσι ώστε να παρακάμπτει αυτές τις ελαττωματικές περιοχές και να είναι εντελώς αόρατο στο χρήστη ότι το μέσο έχει ελάττωμα. Αλλά εάν είναι ορατά (για παράδειγμα, μετά τη μορφοποίηση
το βοηθητικό πρόγραμμα εμφανίζει τον αριθμό τους εκτός από το μηδέν), τότε αυτό είναι ήδη πολύ κακό.

Εάν η εγγύηση δεν έχει λήξει (και, κατά τη γνώμη μου, είναι καλύτερο να αγοράσετε έναν σκληρό δίσκο με εγγύηση), τότε μεταφέρετε αμέσως τον δίσκο στον πωλητή και ζητήστε αντικατάσταση του μέσου ή επιστροφή χρημάτων.
Ο πωλητής, φυσικά, θα αρχίσει αμέσως να λέει ότι μερικές ελαττωματικές περιοχές δεν είναι λόγος ανησυχίας, αλλά μην τον πιστεύετε. Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτό το ζευγάρι πιθανότατα θα προκαλέσει πολλά περισσότερα και στη συνέχεια είναι δυνατή η πλήρης αποτυχία του σκληρού δίσκου.

Ένας δίσκος σε κατάσταση λειτουργίας είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος σε ζημιές, επομένως δεν πρέπει να τοποθετείτε τον υπολογιστή σε μέρος όπου μπορεί να υποστεί διάφορους κραδασμούς, κραδασμούς κ.λπ.

Προετοιμασία του σκληρού δίσκου για εργασία

Ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Ας υποθέσουμε ότι αγοράσατε μια μονάδα σκληρού δίσκου και ένα καλώδιο για αυτήν ξεχωριστά από τον υπολογιστή.
(Το γεγονός είναι ότι κατά την αγορά συναρμολογημένος υπολογιστής, θα λάβετε έναν δίσκο έτοιμο για χρήση).

Λίγα λόγια για τον χειρισμό του. Η μονάδα σκληρού δίσκου είναι ένα πολύ περίπλοκο προϊόν που περιέχει, εκτός από ηλεκτρονικά, μηχανήματα ακριβείας.
Επομένως, απαιτεί προσεκτικό χειρισμό - κραδασμούς, πτώσεις και ισχυροί κραδασμοί μπορεί να το καταστρέψουν μηχανικό μέρος. Κατά κανόνα, η πλακέτα κίνησης περιέχει πολλά στοιχεία μικρού μεγέθους και δεν καλύπτεται με ανθεκτικά καλύμματα. Για το λόγο αυτό, θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την ασφάλειά του.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε όταν λαμβάνετε έναν σκληρό δίσκο είναι να διαβάσετε την τεκμηρίωση που συνοδεύει - πιθανότατα θα περιέχει πολλές χρήσιμες και ενδιαφέρουσες πληροφορίες. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στα ακόλουθα σημεία:

• την παρουσία και τις επιλογές για τη ρύθμιση των jumper που καθορίζουν τις ρυθμίσεις (εγκατάσταση) του δίσκου, για παράδειγμα, τον καθορισμό μιας τέτοιας παραμέτρου όπως το φυσικό όνομα του δίσκου (μπορεί να υπάρχουν, αλλά μπορεί να μην υπάρχουν),
• αριθμός κεφαλών, κυλίνδρων, τομέων σε δίσκους, επίπεδο προαντιστάθμισης και τύπος δίσκου. Πρέπει να εισαγάγετε αυτές τις πληροφορίες όταν σας ζητηθεί από το πρόγραμμα εγκατάστασης υπολογιστή.
  Όλες αυτές οι πληροφορίες θα χρειαστούν κατά τη διαμόρφωση του δίσκου και την προετοιμασία του μηχανήματος για εργασία με αυτόν.
• Εάν ο ίδιος ο υπολογιστής δεν ανιχνεύει τις παραμέτρους του σκληρού σας δίσκου, μεγαλύτερο πρόβλημαθα είναι η εγκατάσταση μιας μονάδας δίσκου για την οποία δεν υπάρχει τεκμηρίωση.
  Στους περισσότερους σκληρούς δίσκους μπορείτε να βρείτε ετικέτες με το όνομα του κατασκευαστή, τον τύπο (μάρκα) της συσκευής, καθώς και έναν πίνακα με κομμάτια που δεν επιτρέπονται για χρήση.
  Επιπλέον, η μονάδα δίσκου μπορεί να περιέχει πληροφορίες σχετικά με τον αριθμό των κεφαλών, των κυλίνδρων και των τομέων και το επίπεδο της προκαταρκτικής αντιστάθμισης.

Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να πούμε ότι συχνά μόνο ο τίτλος του αναγράφεται στο δίσκο. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να βρείτε τις απαιτούμενες πληροφορίες είτε στο βιβλίο αναφοράς,
ή τηλεφωνώντας στο γραφείο αντιπροσωπείας της εταιρείας. Είναι σημαντικό να λάβετε απαντήσεις σε τρεις ερωτήσεις:

• Πώς πρέπει να ρυθμιστούν οι βραχυκυκλωτήρες προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η μονάδα ως κύριος/υπότελος;
• Πόσοι κύλινδροι και κεφαλές υπάρχουν στο δίσκο, πόσοι τομείς ανά κομμάτι, ποια είναι η τιμή προαντιστάθμισης;
• Ποιος τύπος δίσκου από αυτούς που έχουν εγγραφεί στο BIOS της ROM ταιριάζει καλύτερα με αυτήν τη μονάδα;

Έχοντας αυτές τις πληροφορίες στο χέρι, μπορείτε να προχωρήσετε στην εγκατάσταση του σκληρού δίσκου.

Για σκληρή εγκατάστασηδίσκο στον υπολογιστή σας, κάντε τα εξής:

1. Αποσυνδέστε ολόκληρη τη μονάδα συστήματος από την τροφοδοσία και αφαιρέστε το κάλυμμα.
2. Συνδέστε το καλώδιο του σκληρού δίσκου στον ελεγκτή της μητρικής πλακέτας. Εάν εγκαθιστάτε έναν δεύτερο δίσκο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το καλώδιο από τον πρώτο εάν έχει πρόσθετη υποδοχή, αλλά πρέπει να θυμάστε ότι η ταχύτητα λειτουργίας διαφορετικών σκληρών δίσκων θα συγκριθεί με την πιο αργή πλευρά.
3. Εάν είναι απαραίτητο, αλλάξτε τους βραχυκυκλωτήρες ανάλογα με τον τρόπο που χρησιμοποιείτε τον σκληρό δίσκο.
4. Εγκαταστήστε τη μονάδα σε ελεύθερο χώρο και συνδέστε το καλώδιο από τον ελεγκτή στην πλακέτα στην υποδοχή του σκληρού δίσκου με την κόκκινη λωρίδα στο καλώδιο τροφοδοσίας, τροφοδοσίας ρεύματος.
5. Στερεώστε με ασφάλεια τη μονάδα σκληρού δίσκου με τέσσερις βίδες και στις δύο πλευρές, τακτοποιήστε τα καλώδια μέσα στον υπολογιστή έτσι ώστε όταν κλείνετε το κάλυμμα να μην τα κόβετε,
6. Κλείστε τη μονάδα συστήματος.
7. Εάν ο ίδιος ο υπολογιστής δεν εντοπίσει τη μονάδα σκληρού δίσκου, τότε αλλάξτε τη διαμόρφωση του υπολογιστή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Εγκατάστασης, ώστε ο υπολογιστής να γνωρίζει ότι έχει προστεθεί μια νέα συσκευή σε αυτόν.

Κατασκευαστές σκληρών δίσκων

Οι σκληροί δίσκοι ίδιας χωρητικότητας (αλλά από διαφορετικούς κατασκευαστές) έχουν συνήθως λίγο πολύ παρόμοια χαρακτηριστικά και οι διαφορές εκφράζονται κυρίως στη σχεδίαση της θήκης, τον παράγοντα μορφής (με άλλα λόγια, τις διαστάσεις) και τη διάρκεια ζωής υπηρεσία εγγύησης. Επιπλέον, πρέπει να γίνει ειδική μνεία για το τελευταίο: το κόστος των πληροφοριών σε έναν σύγχρονο σκληρό δίσκο είναι συχνά πολλές φορές υψηλότερο από τη δική του τιμή.

Εάν ο δίσκος σας έχει προβλήματα, η προσπάθεια επιδιόρθωσης του συχνά σημαίνει μόνο έκθεση των δεδομένων σας σε πρόσθετο κίνδυνο.
Ένας πολύ πιο λογικός τρόπος είναι να αντικαταστήσετε την ελαττωματική συσκευή με μια νέα.
Η μερίδα του λέοντος στους σκληρούς δίσκους στη ρωσική (και όχι μόνο) αγορά αποτελείται από προϊόντα των IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

όνομα του κατασκευαστή που παράγει αυτός ο τύποςαποθήκευση,

Εταιρεία Quantum (www. quantum. com.), που ιδρύθηκε το 1980, είναι ένας από τους βετεράνους της αγοράς οδηγοί δίσκων. Η εταιρεία είναι γνωστή για τις καινοτόμες τεχνικές λύσεις της που στοχεύουν στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της απόδοσης των σκληρών δίσκων, του χρόνου πρόσβασης δεδομένων στο δίσκο και της ταχύτητας ανάγνωσης/εγγραφής στο δίσκο και της ικανότητας ενημέρωσης για πιθανά μελλοντικά προβλήματα που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε απώλεια δεδομένων ή αποτυχία δίσκου.

— Μία από τις ιδιόκτητες τεχνολογίες της Quantum είναι το SPS (Shock Protection System), σχεδιασμένο για να προστατεύει το δίσκο από χτυπήματα.

- ενσωματωμένο πρόγραμμα DPS (Data Protection System), σχεδιασμένο να διατηρεί το πιο πολύτιμο πράγμα - τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε αυτά.

Εταιρεία Western Digital (www.wdс.com.)Επίσης, μια από τις παλαιότερες εταιρείες κατασκευής μονάδων δίσκου, έχει δει τα πάνω και τα κάτω της στην ιστορία της.
Εταιρεία για Πρόσφαταμπόρεσε να εφαρμόσει τα περισσότερα τελευταίες τεχνολογίες. Μεταξύ αυτών, αξίζει να σημειωθεί η δική μας ανάπτυξη - η τεχνολογία Data Lifeguard, η οποία αποτελεί περαιτέρω εξέλιξη του συστήματος S.M.A.R.T. Προσπαθεί να ολοκληρώσει λογικά την αλυσίδα.

Σύμφωνα με αυτή την τεχνολογία, η επιφάνεια του δίσκου σαρώνεται τακτικά σε περιόδους που δεν χρησιμοποιείται από το σύστημα. Αυτό διαβάζει τα δεδομένα και ελέγχει την ακεραιότητά τους. Εάν παρατηρηθούν προβλήματα κατά την πρόσβαση σε έναν τομέα, τα δεδομένα μεταφέρονται σε άλλον τομέα.
Οι πληροφορίες σχετικά με τους κατεστραμμένους τομείς καταχωρούνται σε μια εσωτερική λίστα ελαττωμάτων, η οποία αποφεύγει μελλοντικές καταχωρίσεις σε κατεστραμμένους τομείς στο μέλλον.

Εταιρεία Seagate (www.seagate.com)πολύ διάσημο στην αγορά μας. Παρεμπιπτόντως, προτείνω σκληρούς δίσκους της συγκεκριμένης εταιρείας καθώς είναι πολύ αξιόπιστοι και ανθεκτικοί.

Το 1998, έφερε ξανά την προσοχή στον εαυτό της κυκλοφορώντας μια σειρά δίσκων Medalist Pro
με ταχύτητα περιστροφής 7200 rpm, χρησιμοποιώντας ειδικά ρουλεμάν για αυτό. Προηγουμένως, αυτή η ταχύτητα χρησιμοποιήθηκε μόνο σε μονάδες διασύνδεσης SCSI, γεγονός που επέτρεψε την αύξηση της απόδοσης. Η ίδια σειρά χρησιμοποιεί την τεχνολογία SeaShield System, σχεδιασμένη να βελτιώνει την προστασία του δίσκου και των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα σε αυτόν από την επίδραση ηλεκτροστατικών και κραδασμών. Ταυτόχρονα, μειώνεται και η επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Όλοι οι δίσκοι που κατασκευάζονται υποστηρίζουν την τεχνολογία S.M.A.R.T.
Οι νέοι δίσκοι της Seagate περιλαμβάνουν μια βελτιωμένη έκδοση του συστήματος SeaShield με περισσότερες δυνατότητες.
Είναι σημαντικό ότι η Seagate ανακοίνωσε την υψηλότερη αντίσταση κραδασμών της ενημερωμένης σειράς στη βιομηχανία - 300G όταν δεν χρησιμοποιείται.

Εταιρεία IBM (www. storage. ibm. com)Αν και μέχρι πρόσφατα δεν ήταν σημαντικός προμηθευτής στη ρωσική αγορά σκληρών δίσκων, κατάφερε γρήγορα να αποκτήσει καλή φήμη χάρη στις γρήγορες και αξιόπιστες μονάδες δίσκων.

Εταιρεία Fujitsu (www.fujitsu.com)είναι ένας μεγάλος και έμπειρος κατασκευαστής μονάδων δίσκου, όχι μόνο μαγνητικών, αλλά και οπτικών και μαγνητο-οπτικών.
Είναι αλήθεια ότι στην αγορά σκληρών δίσκων με Διεπαφή IDEη εταιρεία δεν είναι σε καμία περίπτωση ηγέτης: ελέγχει (σύμφωνα με διάφορες μελέτες) περίπου το 4% αυτής της αγοράς και τα κύρια συμφέροντά της βρίσκονται στον τομέα των συσκευών SCSI.

Ορολογικό λεξικό

Δεδομένου ότι ορισμένα στοιχεία κίνησης που παίζουν σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του θεωρούνται συχνά ως αφηρημένες έννοιες, οι πιο σημαντικοί όροι επεξηγούνται παρακάτω.

Χρόνος πρόσβασης— Η χρονική περίοδος που απαιτείται για μια μονάδα σκληρού δίσκου για αναζήτηση και μεταφορά δεδομένων προς ή από τη μνήμη.
Ενεργοποιήστε την απόδοση σκληρό μαγνητικόΟι δίσκοι συχνά καθορίζονται από τον χρόνο πρόσβασης (ανάκτησης).

Σύμπλεγμα- τη μικρότερη μονάδα χώρου με την οποία λειτουργεί το λειτουργικό σύστημα στον πίνακα θέσης αρχείου. Συνήθως ένα σύμπλεγμα αποτελείται από 2-4-8 ή περισσότερους τομείς.
Ο αριθμός των τομέων εξαρτάται από τον τύπο του δίσκου. Η αναζήτηση για συμπλέγματα αντί για μεμονωμένους τομείς μειώνει το κόστος χρόνου του λειτουργικού συστήματος. Τα μεγάλα συμπλέγματα παρέχουν ταχύτερη απόδοση
μονάδα δίσκου, καθώς ο αριθμός των συμπλεγμάτων σε αυτήν την περίπτωση είναι μικρότερος, αλλά ο χώρος (κενός) στο δίσκο χρησιμοποιείται χειρότερα, καθώς πολλά αρχεία μπορεί να είναι μικρότερα από το σύμπλεγμα και τα υπόλοιπα byte του συμπλέγματος δεν χρησιμοποιούνται.

Ελεγκτής (ελεγκτής)- κύκλωμα, που βρίσκεται συνήθως σε κάρτα επέκτασης, που ελέγχει τη λειτουργία της μονάδας σκληρού δίσκου, συμπεριλαμβανομένης της μετακίνησης της κεφαλής και της ανάγνωσης και εγγραφής δεδομένων.

Κύλινδρος- κομμάτια που βρίσκονται το ένα απέναντι από το άλλο σε όλες τις πλευρές όλων των δίσκων.

Κεφαλή κίνησης- ένας μηχανισμός που κινείται κατά μήκος της επιφάνειας του σκληρού δίσκου και παρέχει ηλεκτρομαγνητική εγγραφή ή ανάγνωση δεδομένων.

Πίνακας κατανομής αρχείων (FAT)- μια εγγραφή που δημιουργείται από το λειτουργικό σύστημα που παρακολουθεί την τοποθέτηση κάθε αρχείου στο δίσκο και ποιοι τομείς χρησιμοποιούνται και ποιοι είναι ελεύθεροι για την εγγραφή νέων δεδομένων σε αυτούς.

Κενό στο κεφάλι— την απόσταση μεταξύ της κεφαλής κίνησης και της επιφάνειας του δίσκου.

Παρεμβάλλει— τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας περιστροφής του δίσκου και της οργάνωσης των τομέων στο δίσκο. Συνήθως, η ταχύτητα περιστροφής του δίσκου υπερβαίνει την ικανότητα του υπολογιστή να λαμβάνει δεδομένα από το δίσκο. Μέχρι τη στιγμή που ο ελεγκτής διαβάζει τα δεδομένα, ο επόμενος διαδοχικός τομέας έχει ήδη περάσει το κεφάλι. Επομένως, τα δεδομένα εγγράφονται στο δίσκο μέσω ενός ή δύο τομέων. Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό λογισμικόΚατά τη διαμόρφωση ενός δίσκου, μπορείτε να αλλάξετε τη σειρά διαγράμμισης.

Λογική κίνηση- ορισμένα μέρη της επιφάνειας εργασίας του σκληρού δίσκου, τα οποία θεωρούνται ως ξεχωριστοί δίσκοι.
Ορισμένες λογικές μονάδες δίσκου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλα λειτουργικά συστήματα, όπως το UNIX.

Στάθμευση- μετακίνηση των κεφαλών κίνησης σε ένα συγκεκριμένο σημείο και στερέωσή τους πάνω από αχρησιμοποίητα μέρη του δίσκου, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η ζημιά όταν η μονάδα κουνιέται όταν οι κεφαλές χτυπούν στην επιφάνεια του δίσκου.

Διαμέριση– λειτουργία διαίρεσης σκληρού δίσκου σε λογικούς δίσκους. Όλοι οι δίσκοι είναι διαμερισμένοι, αν και οι μικροί δίσκοι μπορεί να έχουν μόνο ένα διαμέρισμα.

Δίσκος (Πιατέλα)- ο ίδιος ο μεταλλικός δίσκος, επικαλυμμένος με μαγνητικό υλικό, στον οποίο καταγράφονται δεδομένα. Ένας σκληρός δίσκος έχει συνήθως περισσότερους από έναν δίσκους.

RLL (Run-length-limited)- Ένα κύκλωμα κωδικοποίησης που χρησιμοποιείται από ορισμένους ελεγκτές για την αύξηση του αριθμού των τομέων ανά ίχνος για την υποδοχή περισσότερων δεδομένων.

Τομέας- Μια διαίρεση διαδρομής δίσκου που αντιπροσωπεύει τη βασική μονάδα μεγέθους που χρησιμοποιείται από τη μονάδα. Οι τομείς του λειτουργικού συστήματος περιέχουν συνήθως 512 byte.

Χρόνος τοποθέτησης (χρόνος αναζήτησης)- ο χρόνος που απαιτείται για να μετακινηθεί η κεφαλή από την τροχιά στην οποία είναι εγκατεστημένη σε κάποια άλλη επιθυμητή διαδρομή.

Πίστα- ομόκεντρη διαίρεση του δίσκου. Τα κομμάτια είναι παρόμοια με τα κομμάτια ενός δίσκου. Σε αντίθεση με τα κομμάτια ενός δίσκου, τα οποία είναι μια συνεχής σπείρα, τα κομμάτια σε έναν δίσκο είναι κυκλικά. Τα κομμάτια με τη σειρά τους χωρίζονται σε συμπλέγματα και τομείς.

Χρόνος αναζήτησης από διαδρομή σε τροχιά— ο χρόνος που απαιτείται για να μετακινηθεί η κεφαλή μετάδοσης κίνησης στη διπλανή τροχιά.

Ποσοστό μεταφοράς- ο όγκος των πληροφοριών που μεταφέρονται μεταξύ του δίσκου και του υπολογιστή ανά μονάδα χρόνου. Περιλαμβάνει επίσης τον χρόνο που χρειάζεται για την αναζήτηση ενός κομματιού.

Κατά την εκκίνηση του υπολογιστή, αποθηκεύεται ένα σύνολο υλικολογισμικού Τσιπ BIOS, ελέγχει τον εξοπλισμό. Εάν όλα είναι καλά, μεταφέρει τον έλεγχο στον bootloader του λειτουργικού συστήματος. Στη συνέχεια, το λειτουργικό σύστημα φορτώνεται και ξεκινάτε να χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή. Ταυτόχρονα, πού ήταν αποθηκευμένο το λειτουργικό σύστημα πριν από την ενεργοποίηση του υπολογιστή; Πώς παρέμεινε ανέπαφο το δοκίμιό σας, που γράφατε όλη τη νύχτα, μετά την απενεργοποίηση του υπολογιστή; Και πάλι, πού είναι αποθηκευμένο;

Εντάξει, μάλλον το παράκανα και όλοι γνωρίζετε πολύ καλά ότι τα δεδομένα του υπολογιστή αποθηκεύονται στον σκληρό δίσκο. Ωστόσο, δεν γνωρίζουν όλοι τι είναι και πώς λειτουργεί, και αφού είστε εδώ, συμπεραίνουμε ότι θα θέλαμε να το μάθουμε. Λοιπόν, ας μάθουμε!

Τι είναι ένας σκληρός δίσκος

Σύμφωνα με την παράδοση, ας ρίξουμε μια ματιά ορισμός του σκληρούδίσκος στη Wikipedia:

HDD (βίδα, σκληρός δίσκος, σκληρός μαγνητικός δίσκος, HDD, HDD, HMDD) - μια συσκευή αποθήκευσης τυχαίας πρόσβασης που βασίζεται στην αρχή της μαγνητικής εγγραφής.

Χρησιμοποιούνται στη συντριπτική πλειονότητα των υπολογιστών, καθώς και ως χωριστά συνδεδεμένες συσκευές για την αποθήκευση αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων, όπως αποθήκευση αρχείωνκαι ούτω καθεξής.

Ας το καταλάβουμε λίγο. Μου αρέσει ο όρος" σκληρός δίσκος ". Αυτές οι πέντε λέξεις μεταφέρουν την ουσία. Ο σκληρός δίσκος είναι μια συσκευή που σκοπός της είναι να αποθηκεύει δεδομένα που έχουν εγγραφεί σε αυτόν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η βάση των σκληρών δίσκων είναι οι σκληροί (αλουμινίου) δίσκοι με ειδική επίστρωση, πάνω στους οποίους καταγράφονται οι πληροφορίες χρησιμοποιώντας ειδικές κεφαλές.

Δεν θα εξετάσω λεπτομερώς την ίδια τη διαδικασία εγγραφής - ουσιαστικά αυτή είναι η φυσική των τελευταίων τάξεων του σχολείου και είμαι βέβαιος ότι δεν έχετε καμία επιθυμία να εμβαθύνετε σε αυτό και δεν πρόκειται καθόλου για αυτό το άρθρο.

Ας προσέξουμε επίσης τη φράση: « τυχαία πρόσβαση «Που, χονδρικά, σημαίνει ότι εμείς (ο υπολογιστής) μπορούμε να διαβάσουμε πληροφορίες από οποιοδήποτε τμήμα του σιδηροδρόμου ανά πάσα στιγμή.

Το σημαντικό γεγονός είναι ότι Μνήμη σκληρού δίσκουμη πτητικό, δηλαδή, ανεξάρτητα από το αν το ρεύμα είναι συνδεδεμένο ή όχι, οι πληροφορίες που καταγράφονται στη συσκευή δεν θα εξαφανιστούν πουθενά. Αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ της μόνιμης μνήμης ενός υπολογιστή και της προσωρινής μνήμης ().

Κοιτάζοντας έναν σκληρό δίσκο υπολογιστή στην πραγματική ζωή, δεν θα δείτε ούτε δίσκους ούτε κεφαλές, αφού όλα αυτά κρύβονται σε μια σφραγισμένη θήκη (ερμητική ζώνη). Εξωτερικά, ο σκληρός δίσκος μοιάζει με αυτό:

Γιατί ένας υπολογιστής χρειάζεται σκληρό δίσκο;

Ας δούμε τι είναι ένας σκληρός δίσκος σε έναν υπολογιστή, δηλαδή τι ρόλο παίζει σε έναν υπολογιστή. Είναι σαφές ότι αποθηκεύει δεδομένα, αλλά πώς και τι. Εδώ επισημαίνουμε τις ακόλουθες λειτουργίες του σκληρού δίσκου:

• Αποθήκευση λειτουργικού συστήματος, λογισμικό χρήστη και τις ρυθμίσεις τους.
• Αποθήκευση αρχείων χρήστη: μουσική, βίντεο, εικόνες, έγγραφα κ.λπ.
• Χρήση μέρους του χώρου του σκληρού δίσκου για την αποθήκευση δεδομένων που δεν χωρούν στη μνήμη RAM (αρχείο ανταλλαγής) ή την αποθήκευση περιεχομένου μνήμη τυχαίας προσπέλασηςενώ χρησιμοποιείτε τη λειτουργία ύπνου.

Όπως μπορείτε να δείτε, ο σκληρός δίσκος του υπολογιστή δεν είναι απλώς μια χωματερή από φωτογραφίες, μουσική και βίντεο. Ολόκληρο το λειτουργικό σύστημα είναι αποθηκευμένο σε αυτό και επιπλέον, ο σκληρός δίσκος βοηθά στην αντιμετώπιση του φορτίου στη μνήμη RAM, αναλαμβάνοντας ορισμένες από τις λειτουργίες του.

Από τι αποτελείται ένας σκληρός δίσκος;

Αναφέραμε εν μέρει τα στοιχεία ενός σκληρού δίσκου, τώρα θα το δούμε λεπτομερέστερα. Έτσι, τα κύρια στοιχεία του σκληρού δίσκου:

• Πλαίσιο — προστατεύει τους μηχανισμούς του σκληρού δίσκου από τη σκόνη και την υγρασία. Κατά κανόνα, είναι σφραγισμένο έτσι ώστε η υγρασία και η σκόνη να μην μπαίνουν μέσα.
• Δίσκοι (τηγανίτες) - πλάκες από συγκεκριμένο κράμα μετάλλων, επικαλυμμένες και στις δύο πλευρές, στις οποίες καταγράφονται δεδομένα. Ο αριθμός των πλακών μπορεί να είναι διαφορετικός - από ένα (σε επιλογές προϋπολογισμού), έως αρκετά?
• Κινητήρας — στον άξονα του οποίου στερεώνονται οι τηγανίτες·
• Μπλοκ κεφαλής - ένα σχέδιο διασυνδεδεμένων μοχλών (βραχίονες βραχίονες) και κεφαλών. Το τμήμα του σκληρού δίσκου που διαβάζει και γράφει πληροφορίες σε αυτόν. Για μια τηγανίτα, χρησιμοποιείται ένα ζευγάρι κεφαλών, καθώς τόσο το πάνω όσο και το κάτω μέρος λειτουργούν.
• Συσκευή εντοπισμού θέσης (ενεργοποιητή ) - ένας μηχανισμός που οδηγεί το μπλοκ κεφαλής. Αποτελείται από ένα ζεύγος μόνιμων μαγνητών νεοδυμίου και ένα πηνίο που βρίσκεται στο άκρο του μπλοκ κεφαλής.
• Ελεγκτής — ηλεκτρονικό μικροκύκλωμα που ελέγχει τη λειτουργία του σκληρού δίσκου·
• Ζώνη στάθμευσης - μια θέση στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου δίπλα στους δίσκους ή στο εσωτερικό τους μέρος, όπου οι κεφαλές χαμηλώνουν (παρκάρουν) κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας, ώστε να μην προκληθεί ζημιά στην επιφάνεια εργασίας των pancakes.

Αυτή είναι μια απλή συσκευή σκληρού δίσκου. Δημιουργήθηκε πριν από πολλά χρόνια, και δεν έχουν γίνει θεμελιώδεις αλλαγές σε αυτό εδώ και πολύ καιρό. Και προχωράμε.

Πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος;

Μετά την παροχή ρεύματος στον σκληρό δίσκο, ο κινητήρας, στον άξονα του οποίου είναι συνδεδεμένες οι τηγανίτες, αρχίζει να περιστρέφεται προς τα πάνω. Έχοντας φτάσει στην ταχύτητα με την οποία σχηματίζεται σταθερή ροή αέρα στην επιφάνεια των δίσκων, οι κεφαλές αρχίζουν να κινούνται.

Αυτή η σειρά (πρώτα οι δίσκοι περιστρέφονται προς τα πάνω και μετά αρχίζουν να λειτουργούν οι κεφαλές) είναι απαραίτητη ώστε, λόγω της ροής αέρα που προκύπτει, οι κεφαλές να επιπλέουν πάνω από τις πλάκες. Ναι, δεν αγγίζουν ποτέ την επιφάνεια των δίσκων, διαφορετικά οι τελευταίοι θα καταστραφούν αμέσως. Ωστόσο, η απόσταση από την επιφάνεια των μαγνητικών πλακών μέχρι τις κεφαλές είναι τόσο μικρή (~10 nm) που δεν μπορείτε να την δείτε με γυμνό μάτι.

Μετά την εκκίνηση, πρώτα απ 'όλα, πληροφορίες για την υπηρεσία κατάσταση άκαμπτηςδίσκο και άλλα απαραίτητες πληροφορίεςσχετικά με αυτόν, που βρίσκεται στη λεγόμενη μηδενική πίστα. Μόνο τότε αρχίζει η εργασία με τα δεδομένα.

Οι πληροφορίες στον σκληρό δίσκο ενός υπολογιστή καταγράφονται σε κομμάτια, τα οποία, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε τομείς (όπως μια πίτσα κομμένη σε κομμάτια). Για την εγγραφή αρχείων, πολλοί τομείς συνδυάζονται σε ένα σύμπλεγμα, το οποίο είναι το μικρότερο μέρος όπου μπορεί να γραφτεί ένα αρχείο.

Εκτός από αυτό το "οριζόντιο" διαμέρισμα δίσκου, υπάρχει επίσης ένα συμβατικό "κάθετο" διαμέρισμα. Δεδομένου ότι όλες οι κεφαλές είναι συνδυασμένες, τοποθετούνται πάντα πάνω από τον ίδιο αριθμό κομματιού, η καθεμία πάνω από τον δικό της δίσκο. Έτσι, κατά τη λειτουργία του σκληρού δίσκου, οι κεφαλές φαίνεται να σχεδιάζουν έναν κύλινδρο:

Ενώ ο σκληρός δίσκος λειτουργεί, ουσιαστικά εκτελεί δύο εντολές: ανάγνωση και εγγραφή. Όταν είναι απαραίτητο να εκτελεστεί μια εντολή εγγραφής, υπολογίζεται η περιοχή στο δίσκο όπου θα εκτελεστεί, στη συνέχεια τοποθετούνται οι κεφαλές και, μάλιστα, εκτελείται η εντολή. Στη συνέχεια ελέγχεται το αποτέλεσμα. Εκτός από την εγγραφή δεδομένων απευθείας στο δίσκο, οι πληροφορίες καταλήγουν επίσης στην κρυφή μνήμη του.

Εάν ο ελεγκτής λάβει μια εντολή ανάγνωσης, πρώτα ελέγχει εάν οι απαιτούμενες πληροφορίες βρίσκονται στη μνήμη cache. Εάν δεν υπάρχει, υπολογίζονται ξανά οι συντεταγμένες για την τοποθέτηση των κεφαλών, στη συνέχεια τοποθετούνται οι κεφαλές και διαβάζονται τα δεδομένα.

Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας, όταν η τροφοδοσία του σκληρού δίσκου εξαφανιστεί, οι κεφαλές σταθμεύουν αυτόματα στη ζώνη στάθμευσης.

Όπως αυτό σε γενικό περίγραμμακαι ο σκληρός δίσκος του υπολογιστή λειτουργεί. Στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα, αλλά ο μέσος χρήστης πιθανότατα δεν χρειάζεται τέτοιες λεπτομέρειες, οπότε ας ολοκληρώσουμε αυτήν την ενότητα και ας προχωρήσουμε.

Τύποι σκληρών δίσκων και οι κατασκευαστές τους

Σήμερα, υπάρχουν στην αγορά τρία βασικά κατασκευαστής άκαμπτωνδίσκοι: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Καλύπτουν πλήρως τη ζήτηση για συσκευές όλων των τύπων και απαιτήσεων. Οι υπόλοιπες εταιρείες είτε χρεοκόπησαν, είτε απορροφήθηκαν από μία από τις τρεις κύριες είτε επαναχρησιμοποιήθηκαν.

Αν μιλάμε για τους τύπους HDD, μπορούν να χωριστούν ως εξής:

1. Για φορητούς υπολογιστές, η κύρια παράμετρος είναι το μέγεθος της συσκευής των 2,5 ιντσών. Αυτό τους επιτρέπει να τοποθετούνται συμπαγή στο σώμα του φορητού υπολογιστή.
2. Για υπολογιστή - σε αυτήν την περίπτωση είναι επίσης δυνατή η χρήση σκληρών δίσκων 2,5", αλλά κατά κανόνα χρησιμοποιούνται 3,5".
3. Εξωτερικό σκληρόΟι δίσκοι είναι συσκευές που συνδέονται χωριστά σε έναν υπολογιστή/φορητό υπολογιστή, που τις περισσότερες φορές χρησιμεύουν ως αποθήκευση αρχείων.

Υπάρχει επίσης ένας ειδικός τύπος σκληρού δίσκου - για διακομιστές. Είναι πανομοιότυπα με τα κανονικά PC, αλλά ενδέχεται να διαφέρουν ως προς τις διεπαφές σύνδεσης και τη μεγαλύτερη απόδοση.

Όλες οι άλλες διαιρέσεις του σκληρού δίσκου σε τύπους προέρχονται από τα χαρακτηριστικά τους, οπότε ας τα εξετάσουμε.

Προδιαγραφές σκληρού δίσκου

Έτσι, τα κύρια χαρακτηριστικά ενός σκληρού δίσκου υπολογιστή:

• Ενταση ΗΧΟΥ — μια ένδειξη της μέγιστης δυνατής ποσότητας δεδομένων που μπορεί να αποθηκευτεί στο δίσκο. Το πρώτο πράγμα που συνήθως προσέχουν όταν επιλέγουν έναν σκληρό δίσκο. Αυτός ο αριθμός μπορεί να φτάσει τα 10 TB, αν και για έναν οικιακό υπολογιστή επιλέγουν συχνά 500 GB - 1 TB.
• Παράγοντας μορφής — μέγεθος του σκληρού δίσκου. Τα πιο συνηθισμένα είναι 3,5 και 2,5 ίντσες. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, 2,5″ στις περισσότερες περιπτώσεις εγκαθίστανται σε φορητούς υπολογιστές. Χρησιμοποιούνται επίσης σε εξωτερικούς σκληρούς δίσκους. 3,5″ είναι εγκατεστημένο σε υπολογιστές και διακομιστές. Ο παράγοντας μορφής επηρεάζει επίσης τον όγκο, καθώς ένας μεγαλύτερος δίσκος μπορεί να χωρέσει περισσότερα δεδομένα.
• Ταχύτητα ατράκτου — με τι ταχύτητα περιστρέφονται οι τηγανίτες; Οι πιο συνηθισμένες είναι οι 4200, 5400, 7200 και 10000 σ.α.λ. Αυτό το χαρακτηριστικό επηρεάζει άμεσα την απόδοση, καθώς και την τιμή της συσκευής. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα, τόσο μεγαλύτερες είναι και οι δύο τιμές.
• Διεπαφή — μέθοδος (τύπος υποδοχής) σύνδεσης του σκληρού δίσκου στον υπολογιστή. Η πιο δημοφιλής διεπαφή για εσωτερικούς σκληρούς δίσκους σήμερα είναι το SATA (οι παλαιότεροι υπολογιστές χρησιμοποιούσαν IDE). Οι εξωτερικοί σκληροί δίσκοι συνδέονται συνήθως μέσω USB ή FireWire. Εκτός από αυτές που αναφέρονται, υπάρχουν επίσης διεπαφές όπως SCSI, SAS.
• Όγκος buffer (κρυφή μνήμη) - ένας τύπος γρήγορης μνήμης (όπως η RAM) που είναι εγκατεστημένος στον ελεγκτή του σκληρού δίσκου, σχεδιασμένος για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων στα οποία γίνεται πιο συχνά πρόσβαση. Το μέγεθος του buffer μπορεί να είναι 16, 32 ή 64 MB.
• Χρόνος τυχαίας πρόσβασης — ο χρόνος κατά τον οποίο ο σκληρός δίσκος είναι εγγυημένος για εγγραφή ή ανάγνωση από οποιοδήποτε μέρος του δίσκου. Κυμαίνεται από 3 έως 15 ms.

Εκτός από τα παραπάνω χαρακτηριστικά, μπορείτε επίσης να βρείτε δείκτες όπως:

Ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να περιγράψει τη δομή ενός σύγχρονου σκληρού δίσκου, να μιλήσει για τα κύρια εξαρτήματά του, να δείξει πώς μοιάζουν και ονομάζονται. Επιπλέον, θα δείξουμε τη σχέση μεταξύ ρωσικών και αγγλικών ορολογιών που περιγράφουν τα στοιχεία των σκληρών δίσκων.

Για λόγους σαφήνειας, ας δούμε τις 3,5 ιντσών μονάδα SATA. Αυτό θα είναι ένα εντελώς νέο Seagate ST31000333AS terabyte. Ας εξετάσουμε το ινδικό χοιρίδιο μας.

Το πράσινο PCB με χάλκινα ίχνη, τροφοδοσία και υποδοχές SATA ονομάζεται ηλεκτρονική πλακέτα ή πλακέτα ελέγχου (Printed Circuit Board, PCB). Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της λειτουργίας του σκληρού δίσκου. Η μαύρη θήκη από αλουμίνιο και τα περιεχόμενά της ονομάζονται HDA (Head and Disk Assembly, HDA)· οι ειδικοί την αποκαλούν επίσης "κονσέρβα". Η ίδια η θήκη χωρίς περιεχόμενο ονομάζεται επίσης ερμητικό μπλοκ (βάση).

Τώρα ας αφαιρέσουμε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και ας εξετάσουμε τα εξαρτήματα που είναι τοποθετημένα σε αυτήν.

Το πρώτο πράγμα που τραβάει την προσοχή σας είναι το μεγάλο τσιπ που βρίσκεται στη μέση - ο μικροελεγκτής ή ο επεξεργαστής (Μονάδα Micro Controller, MCU). Στο σύγχρονο σκληροι ΔΙΣΚΟΙο μικροελεγκτής αποτελείται από δύο μέρη - την κεντρική μονάδα επεξεργαστή (CPU), η οποία εκτελεί όλους τους υπολογισμούς και το κανάλι ανάγνωσης/εγγραφής - μια ειδική συσκευή που μετατρέπει τα δεδομένα που προέρχονται από τις κεφαλές αναλογικό σήμασε ψηφιακά δεδομένα κατά τη διάρκεια μιας λειτουργίας ανάγνωσης και κωδικοποίηση των ψηφιακών δεδομένων σε αναλογικό σήμα κατά τη διάρκεια μιας λειτουργίας εγγραφής. Ο επεξεργαστής διαθέτει θύρες εισόδου/εξόδου (θύρες IO) για τον έλεγχο άλλων εξαρτημάτων που βρίσκονται στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και τη μετάδοση δεδομένων μέσω της διεπαφής SATA.

Το τσιπ μνήμης είναι ένα κανονικό DDR Μνήμη SDRAM. Η ποσότητα της μνήμης καθορίζει το μέγεθος της κρυφής μνήμης του σκληρού δίσκου. Αυτή η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει εγκατεστημένη 32 MB μνήμης DDR της Samsung, η οποία θεωρητικά δίνει στον δίσκο μια κρυφή μνήμη 32 MB (και αυτό είναι ακριβώς το ποσό που δίνεται στις τεχνικές προδιαγραφές του σκληρού δίσκου), αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Το γεγονός είναι ότι η μνήμη χωρίζεται λογικά σε μνήμη buffer (cache) και μνήμη firmware. Ο επεξεργαστής απαιτεί μια συγκεκριμένη ποσότητα μνήμης για τη φόρτωση μονάδων υλικολογισμικού. Από όσο γνωρίζουμε, μόνο η Hitachi/IBM υποδεικνύει το πραγματικό μέγεθος της κρυφής μνήμης στις τεχνικές προδιαγραφές. Όσον αφορά άλλους δίσκους, μπορεί κανείς μόνο να μαντέψει για το μέγεθος της προσωρινής μνήμης.

Το επόμενο τσιπ είναι ο ελεγκτής του κινητήρα και της μονάδας κεφαλής, ή "twist" (Voice Coil Motor Controller, VCM controller). Επιπλέον, αυτό το τσιπ ελέγχει τα δευτερεύοντα τροφοδοτικά που βρίσκονται στην πλακέτα, τα οποία τροφοδοτούν τον επεξεργαστή και το τσιπ προενισχυτή-διακόπτη (προενισχυτής, προενισχυτής), που βρίσκεται στο HDA. Αυτός είναι ο κύριος καταναλωτής ενέργειας στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Ελέγχει την περιστροφή της ατράκτου και την κίνηση των κεφαλών. Ο πυρήνας του ελεγκτή VCM μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και σε θερμοκρασίες 100°C.

Μέρος του υλικολογισμικού του δίσκου είναι αποθηκευμένο στη μνήμη flash. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα στο δίσκο, ο μικροελεγκτής φορτώνει τα περιεχόμενα του τσιπ flash στη μνήμη και ξεκινά την εκτέλεση του κώδικα. Χωρίς σωστά φορτωμένο κώδικα, ο δίσκος δεν θα θέλει καν να περιστραφεί. Εάν δεν υπάρχει τσιπ flash στην πλακέτα, σημαίνει ότι είναι ενσωματωμένο στον μικροελεγκτή.

Ο αισθητήρας κραδασμών (αισθητήρας κραδασμών) αντιδρά σε επικίνδυνο κούνημα για το δίσκο και στέλνει σχετικό σήμα στον ελεγκτή VCM. Το VCM σταθμεύει αμέσως τις κεφαλές και μπορεί να σταματήσει την περιστροφή του δίσκου. Θεωρητικά, αυτός ο μηχανισμός θα πρέπει να προστατεύει τον δίσκο από περαιτέρω ζημιές, αλλά στην πράξη δεν λειτουργεί, επομένως μην ρίχνετε τους δίσκους. Σε ορισμένους δίσκους, ο αισθητήρας κραδασμών είναι εξαιρετικά ευαίσθητος, ανταποκρινόμενος στον παραμικρό κραδασμό. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από τον αισθητήρα επιτρέπουν στον ελεγκτή VCM να διορθώνει την κίνηση των κεφαλών. Τουλάχιστον δύο αισθητήρες κραδασμών είναι εγκατεστημένοι σε τέτοιους δίσκους.

Η πλακέτα έχει μια άλλη προστατευτική συσκευή - μια μεταβατική καταστολή τάσης (TVS). Προστατεύει την πλακέτα από υπερτάσεις ρεύματος. Κατά τη διάρκεια μιας αύξησης του ρεύματος, το TVS καίγεται, δημιουργώντας βραχυκύκλωμαστο έδαφος. Αυτή η πλακέτα διαθέτει δύο τηλεοράσεις, 5 και 12 βολτ.

Τώρα ας δούμε την HDA.

Κάτω από την πλακέτα υπάρχουν επαφές για τον κινητήρα και τις κεφαλές. Επιπλέον, υπάρχει μια μικρή, σχεδόν αόρατη τρύπα στο σώμα του δίσκου (τρύπα αναπνοής). Χρησιμεύει για την εξίσωση της πίεσης. Πολλοί πιστεύουν ότι υπάρχει κενό στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου. Στην πραγματικότητα αυτό δεν είναι αλήθεια. Αυτή η οπή επιτρέπει στον δίσκο να εξισορροπεί την πίεση μέσα και έξω από την περιοχή περιορισμού. ΜΕ μέσααυτή η τρύπα καλύπτεται με ένα φίλτρο αναπνοής, το οποίο παγιδεύει τη σκόνη και τα σωματίδια υγρασίας.

Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στο εσωτερικό της ζώνης περιορισμού. Αφαιρέστε το κάλυμμα του δίσκου.

Το ίδιο το καπάκι δεν είναι τίποτα ενδιαφέρον. Είναι απλώς ένα κομμάτι μετάλλου με ελαστικό παρέμβυσμα για να μην σκόνη. Τέλος, ας δούμε την πλήρωση της ζώνης περιορισμού.

Πολύτιμες πληροφορίες αποθηκεύονται σε μεταλλικούς δίσκους, που ονομάζονται επίσης πιατέλες. Στη φωτογραφία μπορείτε να δείτε την πάνω τηγανίτα. Οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από γυαλισμένο αλουμίνιο ή γυαλί και είναι επικαλυμμένες με πολλά στρώματα διαφορετικών συνθέσεων, συμπεριλαμβανομένης μιας σιδηρομαγνητικής ουσίας στην οποία αποθηκεύονται πραγματικά τα δεδομένα. Ανάμεσα στις τηγανίτες, καθώς και πάνω από την κορυφή τους, βλέπουμε ειδικά πιάτα που ονομάζονται διαχωριστικά ή διαχωριστικά. Χρειάζονται για την εξισορρόπηση των ροών αέρα και τη μείωση του ακουστικού θορύβου. Κατά κανόνα, είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο ή πλαστικό. Οι διαχωριστές αλουμινίου αντιμετωπίζουν με μεγαλύτερη επιτυχία την ψύξη του αέρα μέσα στη ζώνη περιορισμού.

Πλάγια όψη των τηγανιτών και των διαχωριστών.

Οι κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής (κεφαλές) εγκαθίστανται στα άκρα των βραχιόνων της μονάδας μαγνητικής κεφαλής ή HSA (Head Stack Assembly, HSA). Η ζώνη στάθμευσης είναι η περιοχή όπου θα πρέπει να βρίσκονται οι κεφαλές ενός υγιούς δίσκου εάν ο άξονας είναι σταματημένος. Για αυτόν τον δίσκο, η ζώνη στάθμευσης βρίσκεται πιο κοντά στον άξονα, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

Σε ορισμένες διαδρομές, η στάθμευση πραγματοποιείται σε ειδικούς πλαστικούς χώρους στάθμευσης που βρίσκονται έξω από τις πλάκες.

Ο σκληρός δίσκος είναι ένας μηχανισμός εντοπισμού θέσης ακριβείας, και για αυτό κανονική λειτουργίααπαιτείται πολύ καθαρός αέρας. Κατά τη χρήση, μπορεί να σχηματιστούν μικροσκοπικά σωματίδια μετάλλου και λίπους στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου. Για να καθαρίσετε αμέσως τον αέρα μέσα στο δίσκο, υπάρχει φίλτρο ανακυκλοφορίας. Πρόκειται για μια συσκευή υψηλής τεχνολογίας που συλλέγει και παγιδεύει συνεχώς μικροσκοπικά σωματίδια. Το φίλτρο βρίσκεται στη διαδρομή των ροών αέρα που δημιουργούνται από την περιστροφή των πλακών.

Τώρα ας αφαιρέσουμε τον επάνω μαγνήτη και ας δούμε τι κρύβεται από κάτω.

Οι σκληροί δίσκοι χρησιμοποιούν πολύ ισχυρούς μαγνήτες νεοδυμίου. Αυτοί οι μαγνήτες είναι τόσο ισχυροί που μπορούν να σηκώσουν έως και 1.300 φορές το βάρος τους. Επομένως, δεν πρέπει να βάζετε το δάχτυλό σας μεταξύ του μαγνήτη και του μετάλλου ή άλλου μαγνήτη - το χτύπημα θα είναι πολύ ευαίσθητο. Αυτή η φωτογραφία δείχνει τους περιοριστές BMG. Το καθήκον τους είναι να περιορίσουν την κίνηση των κεφαλών, αφήνοντάς τα στην επιφάνεια των πλακών. BMG περιοριστές διαφορετικά μοντέλαέχουν σχεδιαστεί διαφορετικά, αλλά υπάρχουν πάντα δύο από αυτά, χρησιμοποιούνται σε όλους τους σύγχρονους σκληρούς δίσκους. Στη μονάδα δίσκου μας, ο δεύτερος περιοριστής βρίσκεται στον κάτω μαγνήτη.

Εδώ είναι τι μπορείτε να δείτε εκεί.

Βλέπουμε επίσης εδώ ένα πηνίο φωνής, το οποίο είναι μέρος της μονάδας μαγνητικής κεφαλής. Το πηνίο και οι μαγνήτες σχηματίζουν τη μονάδα VCM (Voice Coil Motor, VCM). Η κίνηση και το μπλοκ των μαγνητικών κεφαλών σχηματίζουν έναν ρυθμιστή θέσης (ενεργοποιητή) - μια συσκευή που κινεί τις κεφαλές. Το μαύρο πλαστικό μέρος με πολύπλοκο σχήμα ονομάζεται μάνδαλο ενεργοποιητή. Αυτός είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός που απελευθερώνει το BMG αφού ο κινητήρας του άξονα φτάσει σε έναν ορισμένο αριθμό στροφών. Αυτό συμβαίνει λόγω της πίεσης της ροής του αέρα. Η κλειδαριά προστατεύει τις κεφαλές από ανεπιθύμητες κινήσεις στη θέση στάθμευσης.

Τώρα ας αφαιρέσουμε το μπλοκ μαγνητικής κεφαλής.

Η ακρίβεια και η ομαλή κίνηση του BMG υποστηρίζεται από ένα ρουλεμάν ακριβείας. Το μεγαλύτερο μέρος του BMG, κατασκευασμένο από κράμα αλουμινίου, ονομάζεται συνήθως βραχίονας ή βραχίονας (βραχίονας). Στο άκρο του βραχίονα του βραχίονα υπάρχουν κεφαλές σε ανάρτηση ελατηρίου (Heads Gimbal Assembly, HGA). Συνήθως οι ίδιες οι κεφαλές και οι βραχίονες προμηθεύονται από διαφορετικούς κατασκευαστές. Ένα εύκαμπτο καλώδιο (Flexible Printed Circuit, FPC) πηγαίνει στο μαξιλαράκι που συνδέεται με τον πίνακα ελέγχου.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα εξαρτήματα του BMG.

Ένα πηνίο συνδεδεμένο σε ένα καλώδιο.

Ρουλεμάν.

Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τις επαφές της BMG.

Η φλάντζα εξασφαλίζει τη στεγανότητα της σύνδεσης. Έτσι, ο αέρας μπορεί να εισέλθει στη μονάδα μόνο με δίσκους και κεφαλές μέσω της οπής εξισορρόπησης πίεσης. Αυτός ο δίσκος έχει επαφές επικαλυμμένες με ένα λεπτό στρώμα χρυσού για τη βελτίωση της αγωγιμότητας.

Αυτό είναι ένα κλασικό σχέδιο rocker.

Τα μικρά μαύρα μέρη στα άκρα των ελατηριωτών κρεμάστρων ονομάζονται ολισθητήρες. Πολλές πηγές αναφέρουν ότι τα ρυθμιστικά και οι κεφαλές είναι το ίδιο πράγμα. Μάλιστα, το ρυθμιστικό βοηθά στην ανάγνωση και εγγραφή πληροφοριών σηκώνοντας το κεφάλι πάνω από την επιφάνεια των pancakes. Στους σύγχρονους σκληρούς δίσκους, οι κεφαλές κινούνται σε απόσταση 5-10 νανόμετρων από την επιφάνεια των pancakes. Για σύγκριση, μια ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο περίπου 25.000 νανόμετρα. Εάν κάποιο σωματίδιο μπει κάτω από το ρυθμιστικό, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση των κεφαλών λόγω τριβής και αστοχία τους, γι' αυτό η καθαριότητα του αέρα μέσα στην περιοχή περιορισμού είναι τόσο σημαντική. Τα ίδια τα στοιχεία ανάγνωσης και γραφής βρίσκονται στο τέλος του ρυθμιστικού. Είναι τόσο μικρά που φαίνονται μόνο με καλό μικροσκόπιο.

Όπως μπορείτε να δείτε, η επιφάνεια του ολισθητήρα δεν είναι επίπεδη, έχει αεροδυναμικές αυλακώσεις. Βοηθούν στη σταθεροποίηση του ύψους πτήσης του ολισθητήρα. Ο αέρας κάτω από τον ολισθητήρα σχηματίζει ένα μαξιλάρι αέρα (Air Bearing Surface, ABS). Το μαξιλάρι αέρα διατηρεί την πτήση του ολισθητήρα σχεδόν παράλληλα με την επιφάνεια της τηγανίτας.

Εδώ είναι μια άλλη εικόνα του ρυθμιστικού.

Οι επαφές της κεφαλής είναι καθαρά ορατές εδώ.

Αυτό είναι ένα άλλο σημαντικό μέρος του BMG που δεν έχει ακόμη συζητηθεί. Ονομάζεται προενισχυτής (προενισχυτής). Ένας προενισχυτής είναι ένα τσιπ που ελέγχει τις κεφαλές και ενισχύει το σήμα που έρχεται προς ή από αυτές.

Ο προενισχυτής τοποθετείται απευθείας στο BMG για έναν πολύ απλό λόγο - το σήμα που προέρχεται από τις κεφαλές είναι πολύ αδύναμο. Επί σύγχρονες μονάδες δίσκουέχει συχνότητα περίπου 1 GHz. Εάν μετακινήσετε τον προενισχυτή εκτός της ερμητικής ζώνης, π.χ αδύναμο σήμαθα εξασθενίσει πολύ στο δρόμο προς τον πίνακα ελέγχου.

Υπάρχουν περισσότερα κομμάτια που οδηγούν από τον προενισχυτή στις κεφαλές (στα δεξιά) παρά στην περιοχή περιορισμού (στα αριστερά). Το γεγονός είναι ότι ένας σκληρός δίσκος δεν μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα με περισσότερες από μία κεφαλές (ζεύγος στοιχείων γραφής και ανάγνωσης). Ο σκληρός δίσκος στέλνει σήματα στον προενισχυτή και επιλέγει την κεφαλή στην οποία έχει πρόσβαση ο σκληρός δίσκος αυτήν τη στιγμή. Αυτός ο σκληρός δίσκος έχει έξι ίχνη που οδηγούν σε κάθε κεφαλή. Γιατί τόσα πολλά; Ένα κομμάτι είναι γείωση, άλλα δύο είναι για στοιχεία ανάγνωσης και εγγραφής. Οι επόμενες δύο πίστες είναι για τον έλεγχο mini-drives, ειδικών πιεζοηλεκτρικών ή μαγνητικών συσκευών που μπορούν να μετακινήσουν ή να περιστρέψουν το ρυθμιστικό. Αυτό βοηθά να ρυθμίσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση των κεφαλών πάνω από την πίστα. Το τελευταίο μονοπάτι οδηγεί στη θερμάστρα. Ο θερμαντήρας χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του ύψους πτήσης των κεφαλών. Ο θερμαντήρας μεταφέρει θερμότητα στην ανάρτηση που συνδέει τον ολισθητήρα και τον βραχίονα. Η ανάρτηση είναι κατασκευασμένη από δύο κράματα με διαφορετικά χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής. Όταν θερμαίνεται, η ανάρτηση κάμπτεται προς την επιφάνεια της τηγανίτας, μειώνοντας έτσι το ύψος πτήσης του κεφαλιού. Όταν κρυώσει, το αντίζυμο ισιώνει.

Αρκετά για τις κεφαλές, ας αποσυναρμολογήσουμε περαιτέρω τον δίσκο. Αφαιρέστε το επάνω διαχωριστικό.

Έτσι μοιάζει.

Στην επόμενη φωτογραφία βλέπετε την περιοχή περιορισμού με το επάνω διαχωριστικό και το μπλοκ κεφαλής αφαιρεμένα.

Ο κάτω μαγνήτης έγινε ορατός.

Τώρα ο δακτύλιος σύσφιξης (σφιγκτήρας πιατέλων).

Αυτός ο δακτύλιος συγκρατεί το μπλοκ των πλακών ενωμένο, εμποδίζοντάς τα να κινούνται μεταξύ τους.

Οι τηγανίτες είναι στριμωγμένες σε έναν άξονα με άξονα.

Τώρα που τίποτα δεν κρατάει τις τηγανίτες, αφαιρέστε την επάνω τηγανίτα. Αυτό είναι από κάτω.

Τώρα είναι σαφές πώς δημιουργείται χώρος για τα κεφάλια - υπάρχουν διαχωριστικοί δακτύλιοι μεταξύ των τηγανιτών. Η φωτογραφία δείχνει τη δεύτερη τηγανίτα και το δεύτερο διαχωριστικό.

Ο διαχωριστικός δακτύλιος είναι ένα εξάρτημα υψηλής ακρίβειας κατασκευασμένο από μη μαγνητικό κράμα ή πολυμερή. Ας το βγάλουμε.

Ας βγάλουμε όλα τα άλλα από το δίσκο για να επιθεωρήσουμε το κάτω μέρος του ερμητικού μπλοκ.

Έτσι μοιάζει η οπή εξισορρόπησης πίεσης. Βρίσκεται ακριβώς κάτω από το φίλτρο αέρα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο φίλτρο.

Δεδομένου ότι ο αέρας που προέρχεται από έξω περιέχει απαραίτητα σκόνη, το φίλτρο έχει πολλά στρώματα. Είναι πολύ πιο παχύ από το φίλτρο κυκλοφορίας. Μερικές φορές περιέχει σωματίδια γέλης πυριτίου για την καταπολέμηση της υγρασίας του αέρα.

Η σύνδεση μεταξύ της ρωσικής και της αγγλικής ορολογίας διευκρίνισε ο Leonid Vorzhev.

Το άρθρο αντιγράφηκε από

Παρά το γεγονός ότι σχετικά πρόσφατα ο σκληρός δίσκος έχει έναν ανταγωνιστή - τον SSD - μια μονάδα πληροφοριών στερεάς κατάστασης της οποίας η απόδοση είναι αρκετές φορές υψηλότερη από την ταχύτητα του σκληρού δίσκου, χρήση σκληρούο δίσκος δεν έχει χάσει τη συνάφειά του. Ο λόγος είναι το χαμηλό κόστος της συσκευής.

Υπάρχουν αρκετά προβλήματα με τον σκληρό δίσκο, επειδή η συσκευή είναι μηχανική. Σήμερα, ο σκληρός δίσκος είναι πρακτικά η μόνη μηχανική συσκευή που μπορεί να υπάρχει σε έναν σύγχρονο υπολογιστή. Φυσικά, χωρίς να υπολογίζουμε τη μονάδα δίσκου. Είναι για αυτόν τον λόγο λόγος HDDαρκετά ευάλωτη. Θα πρέπει να αντιμετωπίζεται με προσοχή. Μπορεί να υποφέρει από κραδασμούς και κρούσεις, και εάν υπάρχει ισχυρός μαγνήτης κοντά, μπορείτε να ξοδέψετε χρήματα με ασφάλεια σε ένα νέο μέσο αποθήκευσης, επειδή το παλιό θα απομαγνητιστεί απελπιστικά.

Από τι αποτελείται ένας σκληρός δίσκος;

Για να εξοικειωθείτε καλύτερα με όλες τις ατυχίες, καθώς και τα πλεονεκτήματα ενός σκληρού δίσκου, αξίζει να μελετήσετε τη δομή του λεπτομερέστερα, κάτι που θα κάνουμε σε αυτό το άρθρο. Πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος; Στην πραγματικότητα, ο HDD είναι μια αρκετά περίπλοκη, αλλά ταυτόχρονα απλή και ενδιαφέρουσα συσκευή. Αποτελείται από δύο μέρη - το μηχανικό που το θέτει σε λειτουργία και το ηλεκτρονικό που ελέγχει και ελέγχει τη λειτουργία του. Στην εμφάνιση, ο σκληρός δίσκος είναι παρόμοιος με ένα παλιό γραμμόφωνο με δίσκους, και ακόμη και η αρχή της λειτουργίας του θυμίζει αυτήν τη συσκευή αναπαραγωγής.

Οι πληροφορίες στον σκληρό δίσκο καταγράφονται επίσης σε στρογγυλές πλάκες. Οι πληροφορίες διαβάζονται χρησιμοποιώντας ειδικές κεφαλές (όπως ακριβώς σε ένα γραμμόφωνο). Ο σκληρός δίσκος έχει πολλές πλάκες αποθήκευσης στερεωμένες στον άξονα. Η απόδοση του δίσκου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από αυτή τη λεπτομέρεια. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του άξονα, τόσο πιο γρήγορα λειτουργεί η μονάδα δίσκου. Αυτός είναι ο λόγος που οι σκληροί δίσκοι έχουν διαφορετικές ταχύτητες εγγραφής και ανάγνωσης πληροφοριών. Οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από μέταλλο, επικαλυμμένες με ένα πολύ λεπτό στρώμα σιδηρομαγνητικού κράματος, το οποίο είναι ο φορέας πληροφοριών.

Πώς διαβάζονται οι πληροφορίες

Οι πληροφορίες από το δίσκο αναπαράγονται από πολλές κεφαλές ανάγνωσης, συνδυασμένες σε ένα μπλοκ, που κινούνται ελεύθερα σε οποιαδήποτε περιοχή των πλακών μέσων. Σε έναν σύγχρονο σκληρό δίσκο, τα καρούλια περιστρέφονται γρήγορα - 7200 σ.α.λ. Φυσικά, υπάρχουν πιο γρήγορες συσκευές, αλλά το κόστος τους είναι πάντα σημαντικά υψηλότερο από το μέσο όρο. Η τυπική ταχύτητα των 7200 σ.α.λ. είναι αρκετά αποδεκτή ακόμη και για οικιακό υπολογιστή. Κατά την ανάγνωση πληροφοριών, η κεφαλή δεν αγγίζει τη μαγνητική επιφάνεια της πλάκας, αλλά λειτουργεί ακριβώς από πάνω της σε απίστευτα κοντινή απόσταση - 10 nm. Αυτό είναι 10 φορές μικρότερο από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Με αυτήν την αρχή λειτουργίας, η φθορά από τη μηχανική τριβή εξαλείφεται πλήρως. Τι κάνει το κεφάλι να επιπλέει στον αέρα; Η ροή αέρα που συμβαίνει όταν περιστρέφεται ο άξονας. Είναι απαράδεκτο να μπαίνουν σωματίδια σκόνης μεταξύ της κεφαλής και της επιφάνειας του δίσκου, καθώς αυτό θα οδηγήσει σε άμεση ζημιά στην επιφάνεια της πλάκας και απώλεια των καταγεγραμμένων πληροφοριών.

Όταν ο δίσκος τίθεται σε λειτουργία, οι κεφαλές ανάγνωσης επίσης δεν αγγίζουν τη μαγνητική του επιφάνεια, όντας σε ασφαλή θέση έως ότου η ταχύτητα φτάσει στο επιθυμητό όριο. Οι κεφαλές δεν εισέρχονται στην περιοχή εργασίας κατά την εκκίνηση του σκληρού δίσκου· συγκρατούνται από μια ειδική συσκευή, η οποία αποτρέπει τη φθορά των στοιχείων του δίσκου. Όταν σταματήσει ο περιστρεφόμενος κινητήρας, ενεργοποιείται αυτόματα μια προστατευτική συσκευή, αφαιρώντας τις κεφαλές από την περιοχή ανάγνωσης.

Δεν χρειάζεται να φοβάστε ότι θα υπάρχει σκόνη ή υπολείμματα μέσα στο ηλεκτρικό-μηχανικό μέρος του δίσκου - η συσκευή προστατεύεται αξιόπιστα από αυτό με ένα σφραγισμένο κουτί. Έξω υπάρχει μόνο ηλεκτρονικό μέρος HDD, ο οποίος ελέγχει τη λειτουργία του. Στην ουσία, πρόκειται για μια ηλεκτρονική πλακέτα, η θέση της οποίας είναι το κάτω μέρος της μονάδας δίσκου. Αυτό το μέροςΗ συσκευή δεν διαθέτει προστασία, επομένως, εάν χειριστείτε απρόσεκτα (μη επαγγελματική εγκατάσταση) ή αποθηκεύσετε ακατάλληλα, είναι εύκολα ευάλωτη.

Όταν εργάζεστε με σκληρό δίσκο, δώστε προσοχή στα ακόλουθα σημεία:

• Η συσκευή πρέπει να προστατεύεται από μηχανικούς κραδασμούς.
• Μην αποσυνδέετε ή συνδέετε εσωτερικό σκληρόδίσκο χωρίς να απενεργοποιήσετε τον υπολογιστή.
• Μην αφήνετε τη συσκευή να υπερθερμανθεί. Υπάρχουν ειδικά προγράμματα για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας του σκληρού δίσκου.
• Για να αποφύγετε επιπλοκές λόγω απροσδόκητων διακοπών ρεύματος, προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε αδιάλειπτη παροχή ρεύματος όταν εργάζεστε σε επιτραπέζιο υπολογιστή.

Αυτό είναι όλο. Αυτές οι πληροφορίες είναι αρκετές για έναν άπειρο χρήστη για να καταλάβει πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος και επίσης να ξέρει πώς να αποφύγει τις βλάβες. Παρά τη ραγδαία αυξανόμενη δημοτικότητά του και τη σταδιακή βελτίωση ΠροδιαγραφέςΟι SSD και οι εγγενείς σκληροί δίσκοι μας δεν έχουν φτάσει ακόμη στο ράφι της ιστορίας, όπως οι δισκέτες ή οι κασέτες ήχου. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε σκληροι ΔΙΣΚΟΙγια πολλά χρόνια ακόμα, οπότε ελπίζουμε ότι οι πληροφορίες σχετικά με τη συσκευή του θα είναι χρήσιμες και ενδιαφέρουσες για εσάς.