Жесткий диск

Жесткий диск (HDD, винчестер, накопитель на жёстких магнитных дисках, НЖМД) – это устройство, предназначенное для хранения информации, основанное на способе магнитной записи информации. Винчестер является энергонезависимым и используется в качестве основного накопителя информации в современных персональных компьютерах.

 

НЖМД называется жестким, потому что для записи информации используются жёсткие алюминиевые или керамические диски (пластины). Винчестер содержит одну, две или больше жестких пластинных.

 

Физически основой жёсткого диска являются две системы: блок электроники и гермозона.

 

В состав гермозоны входят: корпус, жесткие магнитные диски (пластины), блок головок, шпиндель с электроприводом.

 

Жесткие магнитные пластины винчестера изготовляются из металлического сплава. Магнитные пластины покрываются с обеих сторон магнитным слоем, на них и выполняется запись данных (отсюда и название).

жесткий диск изнутри

Рис 1. Жесткий диск "изнутри".

 

Блок головок состоит из:

- головок. Головка жесткого диска размещается над магнитной поверхностью жесткого диска. Она состоит из двух компонентов – головки для чтения и головки для записи. Головка чтения определяет изменения магнитного потока, которые модулируют нули и единицы. Головка записи выполняет более сложную функцию, поскольку ей нужно самой создавать магнитное поле для того, чтобы можно было менять ориентацию магнитных доменов в пластине.

- рычагов (коромысла), которые используются для удержания/перемещения головок. На одном конце коромысла закреплена головка, а другим концом они сами крепятся на ось.

- устройства позиционирования головок. Устройство позиционирования головок (сервопривод) – соленоидный двигатель, предназначенный для перемещения коромысла с головками по заданной траектории.

 

Шпиндель – вал, на который жёстко крепятся магнитные диски (пластины). Вращает вал электропривод. Скорость, с которой вращается шпинделя определяет среднюю скорость передачи данных.

 

Блок электроники реализован в виде микросхемы и являет собой систему управления работой жесткого диска. Блок электроники управляет позиционированием головок, скоростью вращения шпинделя, получает и обрабатывает данные, выполняет коррекцию возможных ошибок, хранит служебную информацию винчестера и.т.д.

 

Геометрия винчестера.

Поверхность пластин жесткого диска разделена на концентрические кольцевые области, которые называются дорожками. Дорожки делятся на сектора (равные отрезки для каждой отдельной дорожки). Сектор является минимальной адресуемой областью данных накопителя. Совокупность дорожек, равноудаленных от центра жесткого диска, на всех рабочих поверхностях жестких пластин имеет название цилиндр.

геометрия жесткого диска

Рис 2. Геометерия винчестера.

 

Современные винчестеры могут иметь дополнительные резервные секторы, которые используются для подмены неисправного сектора.

 

Адресация данных.

Различают два основных способа адресации секторов винчестера: CHS-адресация и LBA-адресация блоков.

CHS (Cylinder, Head, Sector) – способ адресации сектора, основан на использовании геометрии диска. В данный момент заменен способом LBA.

LBA (Logical block addressing) – адресация логическими блоками. Суть LBA-адресация заключается в том, что каждому сектору, адресуемому на жёстком диске, присваивается логический блок с номером:

LBA 0 = Цилиндр 0/Головка 0/Сектор 1.

Этот способ адресации позволяет не учитывать геометрию винчестера и является стандартом современных жестких дисков.

 

Характеристики жестких дисков.

Поддерживаемый интерфейс. Современные винчестеры могут подключатся к материнской плате компьютера, используя шины ATA (IDE, PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire и другие.

 

Емкость накопителя – максимальный объем информации, которую может хранить жесткий диск. Современные накопители могут хранить информацию объемом более 4 Тб (Терабайт).

 

Форм-фактор. Другими словами эта характеристика обозначает физический размер корпуса винчестера (главный показатель ширина). На сегодня на рынке наиболее распространенны винчестеры формата 3,5 или 2,5 (ширина, в дюймах).

 

Время произвольного доступа. Характеристика обозначает среднее время, которое необходимо жесткому диску для перемещения головки чтения/записи на любой участок магнитной пластины. Для современных винчестеров данный параметр составляет 2,5-16 мс.

 

Скорость вращения шпинделя. Чем выше значение параметра, тем выше средняя скорость обмена информацией. Диапазон: 200 об/мин, 5400 об/мин и 7200 об/мин (для ноутбуков), 5400 об/мин, 5900 об/мин, 7200 об/мин и 10 000 об/мин (для персональных компьютеров), 10 000 об/мин и 15 000 об/мин (для серверов).

Объём буфера. Буфер винчестера - это промежуточная память, которая позволяет нивелировать различия скорости чтения/записи согласно данному интерфейсу. Современные HDD имеют буфер размером 8-64 Мб.

 

Тип винчестера (внешний, внутренний). Внутренний (стационарный) жесткий диск устанавливается внутри корпуса компьютерного системного блока. Внешний (переносный) винчестер используется для хранения и переноса большего объема информации. Внешние жесткие диски устанавливаются в специальные защищенные корпуса.

 

Уровень шума – это шум, который издает винчестер при работе.

 

Опции BIOS Setup для настройки жесткого диска можно найти здесь.



 

Добавить комментарий

Оцените сайт

Оцените сайт
 

Поиск