Amber a auzit fotografii. Amber Heard

HDD, hard disk, hard disk - toate acestea sunt nume pentru un dispozitiv de stocare de date binecunoscut. În acest material, vă vom spune despre baza tehnică a unor astfel de unități, cum pot fi stocate informațiile pe acestea și alte nuanțe tehnice și principii de funcționare.

Bazat pe Numele complet Cu acest dispozitiv de stocare - un hard disk (HDD) - puteți înțelege cu ușurință ce stă la baza funcționării acestuia. Datorită costului redus și durabilității, aceste medii de stocare sunt instalate pe diverse computere: PC-uri, laptopuri, servere, tablete etc. O caracteristică distinctivă a HDD-ului este capacitatea de a stoca cantități uriașe de date având în același timp dimensiuni foarte mici. Mai jos vom vorbi despre structura sa internă, principiile de funcționare și alte caracteristici. Să începem!

Hermoblock si placa electronica

Urmele verzi din fibră de sticlă și cupru de pe el, împreună cu conectorii pentru conectarea sursei de alimentare și mufa SATA sunt numite placa de control(Placă de circuit imprimat, PCB). Acest circuit integrat servește la sincronizarea funcționării discului cu computerul și gestionarea tuturor proceselor din interiorul HDD-ului. Corpul este din aluminiu negru și se numește ceea ce este în interior bloc sigilat(Ansamblu cap și disc, HDA).

În centrul circuitului integrat există un cip mare - acesta microcontroler(Unitate de microcontroler, MCU). În HDD-urile de astăzi, microprocesorul conține două componente: unitate centrală de calcul(Central Processor Unit, CPU), care se ocupă de toate calculele și canal de citire-scriere- un dispozitiv special care convertește un semnal analogic de la cap într-unul discret atunci când este ocupat cu citirea și invers - digital în analog în timpul scrierii. Microprocesorul are Porturi I/O, cu ajutorul căruia controlează elementele rămase aflate pe placă și face schimb de informații prin intermediul unei conexiuni SATA.

Celălalt cip situat pe circuit este un cip de memorie DDR SDRAM. Cantitatea sa determină dimensiunea memoriei cache a hard diskului. Acest cip este împărțit în memorie de firmware, parțial conținută într-o unitate flash și o memorie tampon, necesară procesorului pentru a încărca modulele de firmware.

Al treilea cip este numit motor și controler cap(controler motor bobină vocală, controler VCM). Controlează sursele de alimentare suplimentare care se află pe placă. Ele furnizează putere microprocesorului și preamplificator-comutator(preamplificator) conținut într-o unitate etanșă. Acest controler necesită mai multă putere decât alte componente de pe placă, deoarece este responsabil pentru rotația axului și mișcarea capului. Miezul preamplificatorului-comutator este capabil să funcționeze la temperaturi de până la 100°C! Când HDD-ului este alimentat, microcontrolerul descarcă conținutul cipului flash în memorie și începe să execute instrucțiunile stocate în acesta. Dacă codul nu se încarcă corect, HDD-ul nici măcar nu va putea să se învârtă. De asemenea, memoria flash poate fi încorporată în microcontroler, mai degrabă decât conținută pe placă.

Situat pe diagramă senzor de vibrații(senzor de șoc) detectează nivelul de tremur. Dacă consideră că intensitatea ei este periculoasă, va fi trimis un semnal către motor și controler cap, după care parchează imediat capetele sau oprește complet rotația HDD-ului. În teorie, acest mecanism este conceput pentru a proteja HDD-ul de diverse daune mecanice, cu toate acestea, în practică, nu funcționează foarte bine. Prin urmare, nu ar trebui să scăpați de hard disk, deoarece acest lucru poate duce la funcționarea inadecvată a senzorului de vibrații, ceea ce poate face ca dispozitivul să devină complet inoperabil. Unele HDD-uri au senzori care sunt ultra-sensibili la vibrații și răspund la cea mai mică manifestare a vibrațiilor. Datele pe care le primește VCM ajută la corectarea mișcării capetelor, astfel încât discurile sunt echipate cu cel puțin doi astfel de senzori.

Un alt dispozitiv conceput pentru a proteja HDD-ul este limitator de tensiune tranzitorie(Suprimarea tensiunii tranzitorii, TVS), conceput pentru a preveni posibilele defecțiuni în cazul unor supratensiuni. Pot exista mai multe astfel de limitatoare pe un circuit.

Suprafața HDA

Sub placa integrată există contacte de la motoare și capete. Aici puteți vedea o gaură tehnică aproape invizibilă (gaura de respirație), care egalizează presiunea în interiorul și în afara zonei sigilate a blocului, distrugând mitul că există un vid în interiorul hard diskului. Zona sa internă este acoperită cu un filtru special care nu permite prafului și umezelii să treacă direct în HDD.

Interiorul HDA

Sub capacul unității sigilate, care este un strat obișnuit de metal și o garnitură de cauciuc care o protejează de umiditate și praf, există discuri magnetice.

Ei pot fi, de asemenea, numiți clătite sau farfurii(plate). Discurile sunt de obicei create din sticlă sau aluminiu care a fost pre-lustruit. Apoi sunt acoperite cu mai multe straturi de diferite substanțe, inclusiv un feromagnet - datorită acestuia este posibil să înregistrați și să stocați informații pe un hard disk. Între plăci și deasupra plăcii de sus sunt situate separatoare(amortizoare sau separatoare). Ele uniformizează fluxurile de aer și reduc zgomotul acustic. De obicei realizate din plastic sau aluminiu.

Plăcile de separare, care au fost fabricate din aluminiu, fac o treabă mai bună de a scădea temperatura aerului în interiorul zonei sigilate.

Bloc de cap magnetic

La capetele consolelor situate în bloc de cap magnetic(Head Stack Assembly, HSA), sunt amplasate capete de citire/scriere. Când axul este oprit, acestea ar trebui să fie în zona de pregătire - acesta este locul în care se află capetele unui hard disk de lucru atunci când arborele nu funcționează. În unele HDD-uri, parcarea are loc pe zonele de pregătire din plastic care sunt situate în afara platourilor.

Pentru funcționarea normală a unui hard disk, este necesar un aer cât mai curat posibil, care conține un minim de particule străine. În timp, în rezervorul de stocare se formează microparticule de lubrifiant și metal. Pentru a le scoate, HDD-urile sunt echipate filtre de circulatie(filtru de recirculare), care colectează și reține în mod constant particule foarte mici de substanțe. Ele sunt instalate pe calea fluxurilor de aer care se formează datorită rotației plăcilor.

Magneții de neodim sunt instalați în HDD-uri, capabili să atragă și să mențină o greutate care poate fi de 1300 de ori mai mare decât a lor. Scopul acestor magneți în HDD-uri este de a limita mișcarea capetelor ținându-le deasupra plăcilor de plastic sau aluminiu.

O altă parte a blocului de cap magnetic este bobina(bobină). Împreună cu magneții se formează Unitatea BMG, care alcătuiește împreună cu BMG poziționator(actuator) - un dispozitiv care mișcă capete. Mecanismul de protecție pentru acest dispozitiv este numit retener(zăvorul actuatorului). Eliberează BMG-ul imediat ce axul atinge un număr suficient de rotații. Presiunea fluxului de aer este implicată în procesul de eliberare. Clema previne orice miscare a capetelor in starea de pregatire.

Va exista un rulment de precizie sub BMG. Menține netezimea și precizia acestui bloc. Există și o piesă din aliaj de aluminiu numită rocker(braţ). La capătul său, pe o suspensie cu arc, se află capete. Vine de la rocker cablu flexibil(Circuit imprimat flexibil, FPC) care duce la o placă care se conectează la placa electronică.

Iată cum arată bobina când este conectată la cablu:

Poți vedea rulmentul aici:

Iată contactele BMG:

Pad(garnitura) ajută la asigurarea etanșeității ambreiajului. Datorită acestui lucru, aerul intră în bloc cu discuri și capete doar printr-o deschidere care egalizează presiunea. Contactele acestui disc sunt acoperite cu cel mai fin placat cu aur, ceea ce îmbunătățește conductivitatea.

Ansamblu tipic de suport:

La capetele umeraselor cu arc există piese de dimensiuni mici - glisoare(glisoare). Ele ajută la citirea și scrierea datelor ridicând capul deasupra platourilor. La unitățile moderne, capetele funcționează la o distanță de 5-10 nm de suprafața clătitelor metalice. Elementele pentru citirea și scrierea informațiilor sunt situate chiar la capetele glisoarelor. Sunt atât de mici încât pot fi văzute doar cu ajutorul unui microscop.

Aceste piese nu sunt complet plate, deoarece au pe ele caneluri aerodinamice care servesc la stabilizarea altitudinii de zbor a glisorului. Aerul de dedesubt creează pernă(Air Bearing Surface, ABS), care menține zborul paralel cu suprafața plăcii.

Preamplificator- un cip responsabil cu controlul capetelor și cu amplificarea semnalului către sau de la acestea. Este amplasat direct în BMG, deoarece semnalul produs de capete are putere insuficientă (aproximativ 1 GHz). Fără amplificator într-o zonă etanșă, pur și simplu s-ar disipa în drumul său către circuitul integrat.

Din acest dispozitiv sunt mai multe căi către capete decât spre zona sigilată. Acest lucru se explică prin faptul că hard disk-ul poate interacționa cu unul dintre ele doar la un anumit moment în timp. Microprocesorul trimite cereri către preamplificator, astfel încât acesta să selecteze capul de care are nevoie. De la disc la fiecare dintre ele există mai multe piese. Aceștia sunt responsabili cu împământarea, citirea și scrierea, controlul unităților miniaturale, lucrul cu echipamente magnetice speciale care pot controla glisorul, ceea ce permite creșterea preciziei capetelor. Unul dintre ele ar trebui să conducă la un încălzitor care le reglează altitudinea de zbor. Acest design funcționează astfel: căldura este transferată de la încălzitor la suspensie, care conectează glisorul și balansierul. Suspensia este creată din aliaje care au parametri de expansiune diferiți față de căldura primită. Pe măsură ce temperatura crește, se îndoaie spre placă, reducând astfel distanța de la ea la cap. Când cantitatea de căldură scade, apare efectul opus - capul se îndepărtează de clătită.

Iată cum arată separatorul superior:

Această fotografie arată zona sigilată fără ansamblul capului și separatorul superior. Puteți observa și magnetul de jos și inel de prindere(clema platourilor):

Acest inel ține blocurile de clătite împreună, împiedicând orice mișcare a acestora unul față de celălalt:

Plăcile în sine sunt înșirate arborele(butucul axului):

Și iată ce se află sub placa de sus:

După cum puteți înțelege, spațiul pentru capete este creat folosind special inele distanțiere(inele distanțiere). Acestea sunt piese de înaltă precizie care sunt fabricate din aliaje nemagnetice sau polimeri:

În partea de jos a HDA există un spațiu de egalizare a presiunii situat direct sub filtrul de aer. Aerul care se află în afara unității etanșe conține cu siguranță particule de praf. Pentru a rezolva această problemă, este instalat un filtru multistrat, care este mult mai gros decât același circular. Uneori puteți găsi urme de gel de silicat pe el, care ar trebui să absoarbă toată umezeala:

Concluzie

Acest articol a furnizat descriere detaliată Interne HDD. Sperăm că acest material v-a fost interesant și v-a ajutat să învățați o mulțime de lucruri noi din domeniul echipamentelor informatice.

Fiecare dintre noi întâlnim zilnic diverși termeni informatici, a căror cunoaștere este superficială, iar unii termeni ne sunt complet nefamiliari. Și de ce să știm ceva despre ceva care nu ne preocupă sau nu ne deranjează. Nu-i aşa? Un adevăr binecunoscut: în timp ce unele echipamente (inclusiv hard disk) funcționează în mod normal și fără probleme, atunci nimeni nu își va deranja vreodată capul cu complexitatea muncii sale, iar acest lucru nu este de niciun folos.

Dar, în momentele în care defecțiunile încep în timpul funcționării oricărui dispozitiv al unității de sistem sau pur și simplu au nevoie brusc de ajutor cu un computer, mulți utilizatori iau imediat o șurubelniță și o carte „elementele de bază ale alfabetizării computerului sau cum să resusciteze un computer acasă. ” Și încearcă să rezolve singuri problema, fără a apela la ajutorul unui specialist. Și cel mai adesea acest lucru se termină foarte rău pentru computerul lor.

• Conceptele de „hard disk” sau „hard disk” și originea lor

Definiția și originea conceptului „hard disk”

Deci, subiectul următorului nostru articol, de data aceasta va fi o astfel de piesă de schimb a unității de sistem ca un hard disk. Vom lua în considerare în detaliu sensul însuși al acestui concept, vom aminti pe scurt istoria dezvoltării sale și ne vom opri mai detaliat asupra structurii interne, vom analiza principalele tipuri, interfețe și detalii ale conexiunii sale. În plus, să privim puțin în viitor și poate chiar aproape în prezent și să vă spunem ce înlocuiește treptat șuruburile vechi bune. Privind în viitor, să spunem că acestea sunt unități cu stare solidă care funcționează pe principiul unităților flash USB - dispozitive SSD.

Primul hard disk din lume, de tipul pe care suntem obișnuiți să vedem și să folosim acum, a fost inventat de angajatul IBM Kenneth Houghton în 1973. Acest model a fost numit o combinație misterioasă de numere: 30-30, la fel ca calibrul tuturor celebră pușcă Winchester, nu este greu de ghicit că de aici a venit unul dintre nume - Winchester, care este încă popular printre specialiștii IT. Sau poate cineva tocmai a citit-o pentru prima dată.

Să trecem la definiție: un hard disk (sau, dacă vă convine, un hard disk, un hard disk, un HDD sau un șurub) este un dispozitiv de stocare al unui computer (sau laptop), pe care, folosind special citire/scriere capete, informațiile sunt scrise, stocate și șterse după cum este necesar.

„Cum este toate acestea diferite de simple dischete sau CD-DVD?” - întrebi tu. Chestia este că, spre deosebire de mediile flexibile sau optice, aici datele sunt înregistrate pe plăci dure (de unde și denumirea, deși cineva poate deja a ghicit) aluminiu sau sticlă, pe care se aplică un strat subțire de material feromagnetic, cel mai adesea dioxid de crom este utilizat în aceste scopuri.

Întreaga suprafață a unor astfel de plăci magnetice rotative este împărțită în piste și sectoare de 512 octeți fiecare. Unele unități au doar un astfel de disc. Altele conțin unsprezece sau mai multe plăci, iar informațiile sunt înregistrate pe ambele părți ale fiecăreia dintre ele.

Structura internă

Designul în sine hard disk constă nu numai din dispozitive de stocare directă a informațiilor, ci și dintr-un mecanism care citește toate aceste date. Toate împreună, aceasta este principala diferență între hard disk-uri și dischete și unități optice. Și spre deosebire de RAM(RAM), care necesită putere constantă, hard disk-ul este un dispozitiv nevolatil. Îl poți deconecta în siguranță și îl poți lua cu tine oriunde. Datele sunt salvate pe el. Acest lucru devine deosebit de important atunci când trebuie să recuperați informații.

Acum să vorbim puțin despre structura internă a unui hard disk. Hard disk-ul în sine constă dintr-un bloc etanș umplut cu aer obișnuit fără praf dedesubt presiunea atmosferică. Nu recomandam deschiderea acasa, deoarece... acest lucru poate deteriora dispozitivul în sine. Oricât de îngrijit ai fi, va fi întotdeauna praf în cameră și poate intra în carcasă. Serviciile profesionale specializate în recuperarea datelor au o „camera curată” special echipată, în interiorul căreia este deschis hard disk-ul.

Dispozitivul include și o placă cu un circuit de control electronic. În interiorul blocului se află părțile mecanice ale unității. Una sau mai multe plăci magnetice sunt atașate la axul motorului de antrenare a rotației discului.

Carcasa contine si un preamplificator-comutator pentru capete magnetice. Capul magnetic însuși citește sau scrie informații de pe suprafața uneia dintre laturile discului magnetic. A cărei viteză de rotație ajunge la 15 mii de rotații pe minut - acest lucru se aplică modelelor moderne.

Când alimentarea este pornită, procesorul hard diskului începe prin a testa componentele electronice. Dacă totul este în ordine, motorul axului pornește. După ce se atinge o anumită viteză critică de rotație, densitatea stratului de aer care curge între suprafața discului și cap devine suficientă pentru a depăși forța de apăsare a capului pe suprafață.

Ca rezultat, capul de citire/scriere „atârnă” deasupra plachetei la o distanță mică de numai 5-10 nm. Funcționarea capului de citire/scriere este similară cu principiul de funcționare a unui ac într-un gramofon, cu o singură diferență - nu are contact fizic cu placa, în timp ce la un gramofon capul acului este în contact cu înregistrarea .

Când alimentarea computerului este oprită și discurile se opresc, capul este coborât pe o zonă nefuncțională a suprafeței platoului, așa-numita zonă de parcare. Prin urmare, nu este recomandat să închideți computerul în mod anormal - pur și simplu prin apăsarea butonului de închidere sau deconectarea cablului de alimentare de la priză. Acest lucru poate duce la defectarea întregului HDD. Modelele timpurii aveau un software special care a inițiat operațiunea de parcare a capului.

La HDD-urile moderne, capul este adus automat în zona de parcare atunci când viteza de rotație scade sub cea nominală sau când se dă o comandă de oprire a alimentării. Capetele sunt readuse în zona de lucru numai când este atinsă viteza nominală de rotație a motorului.

Cu siguranță, întrebarea s-a maturizat deja în mintea ta curios - cât de etanș este blocul de disc în sine și care este probabilitatea ca praful sau alte particule mici să se scurgă acolo? După cum am scris deja mai sus, acestea pot duce la o funcționare defectuoasă a hard disk-ului sau chiar la defectarea acestuia și la pierderea de informații importante.

Dar nu-ți face griji. Producătorii au asigurat totul cu mult timp în urmă. Blocul de discuri cu motorul și capetele sunt amplasate într-o carcasă specială etanșă - un bloc (camera) ermetic. Cu toate acestea, conținutul său nu este complet izolat de mediu, este necesar să se deplaseze aerul din cameră spre exterior și invers.

Acest lucru este necesar pentru a egaliza presiunea din interiorul blocului cu exteriorul, pentru a preveni deformarea carcasei. Acest echilibru se realizează folosind un dispozitiv special numit filtru barometric. Se afla in interiorul blocului ermetic.

Filtrul este capabil să prindă cele mai mici particule, a căror dimensiune depășește distanța dintre capul de citire/scriere și suprafața feromagnetică a discului. Pe lângă filtrul menționat mai sus, mai există unul - un filtru de recirculare. Reține particulele care sunt prezente în fluxul de aer în interiorul unității în sine. Ele pot apărea acolo ca urmare a eliminării polenizării magnetice a discurilor (cu siguranță ați auzit vreodată expresia că „a căzut greu”). În plus, acest filtru prinde acele particule pe care „colegul” său barometric le-a ratat.

interfețe de conectare HDD

Astăzi, pentru a conecta un hard disk la un computer, puteți utiliza una dintre cele trei interfețe: IDE, SCSI și SATA.

Inițial, în 1986, interfața IDE a fost dezvoltată doar pentru conectarea HDD-urilor. Apoi a fost modificat la o interfață ATA extinsă. Ca rezultat, puteți conecta nu numai hard disk-uri, ci și unități CD/DVD.

Interfața SATA este mai rapidă, mai modernă și mai productivă decât ATA.

La rândul său, SCSI este o interfață de înaltă performanță care este capabilă să conecteze diferite tipuri de dispozitive. Aceasta include nu numai dispozitivele de stocare a informațiilor, ci și diverse periferice. De exemplu, scanere SCSI mai rapide. Cu toate acestea, când a apărut magistrala USB, nevoia de a conecta periferice prin SCSI a dispărut. Deci, dacă ai norocul să-l vezi undeva, atunci consideră-te norocos.

Acum să vorbim puțin despre conectarea la interfața IDE. Sistemul poate avea două controlere (primar și secundar), fiecare dintre ele putând conecta două dispozitive. În consecință, obținem maximum 4: master primar, primar slave și secundar master, secondary slave.

După conectarea dispozitivului la controler, ar trebui să selectați modul de funcționare al acestuia. Se selectează prin instalarea unui jumper special (numit jumper) într-un anumit loc al conectorului (lângă conectorul pentru conectarea cablului IDE).

Trebuie amintit că echipamentul mai rapid este conectat mai întâi la controler și se numește master. Al doilea se numește sclav. Ultima manipulare va fi conectarea la putere, pentru aceasta trebuie să selectăm unul dintre cablurile de alimentare. Aceste informații vă vor fi utile dacă aveți un computer foarte, foarte vechi. Deoarece în timpurile moderne nevoia unor astfel de manipulări a dispărut.

Conectarea prin SATA este mult mai ușoară. Cablul pentru acesta are aceiași conectori la ambele capete. Unitatea SATA nu are jumperi, așa că nu trebuie să selectați modul de funcționare al dispozitivelor - chiar și un copil se poate descurca. Alimentarea este conectată folosind un cablu special (3,3 V). Cu toate acestea, este posibil să vă conectați printr-un adaptor la un cablu de alimentare obișnuit.

Să dăm unul sfaturi utile: dacă prietenii vin adesea la tine cu hard disk-urile lor pentru a copia filme sau muzică noi (da, prietenii tăi sunt atât de duri încât poartă cu ei nu un HDD extern, ci unul intern obișnuit), și deja te-ai săturat să te învârți unitatea de sistem tot timpul, vă recomandăm să cumpărați un buzunar special pentru hard disk (se numește Mobile Rack). Sunt disponibile atât cu interfețe IDE cât și SATA. Pentru a conecta un alt hard disk suplimentar la computer, pur și simplu introduceți-l într-un astfel de buzunar și ați terminat.

Unități SSD - o nouă etapă în dezvoltare

Deja astăzi (și poate chiar ieri) a început următoarea etapă în dezvoltarea dispozitivelor de stocare a informațiilor. Hard disk-urile sunt înlocuite cu un nou tip - SSD. În continuare vă vom spune despre asta mai detaliat.

Deci, SSD (Solid State Disk) este o unitate cu stare solidă care funcționează pe principiul memoriei flash USB. Una dintre cele mai importante ale sale caracteristici distinctive de la hard disk-uri convenționale și unități optice - dispozitivul său nu include piese mobile sau componente mecanice.

Unitățile de acest tip, așa cum se întâmplă adesea, au fost inițial dezvoltate exclusiv în scopuri militare, precum și pentru servere de mare viteză, deoarece vechile hard disk-uri bune nu mai erau suficient de rapide și de fiabile pentru astfel de nevoi.

Să enumerăm cele mai importante avantaje ale SSD:

• În primul rând, scrierea informațiilor și citirea de pe un SSD este mult mai rapidă (de zeci de ori) decât de pe un HDD. Funcționarea unui hard disk convențional este foarte încetinită de mișcarea capului de citire/scriere. Și pentru că Dacă SSD-ul nu îl are, atunci nu este nicio problemă.
• În al doilea rând, datorită utilizării simultane a tuturor modulelor de memorie instalate în unitatea SSD, viteza de transfer a datelor este mult mai mare.
• În al treilea rând, nu sunt atât de susceptibili la șoc. În timp ce hard disk-urile pot pierde unele date atunci când sunt lovite sau chiar eșuează, ceea ce se întâmplă cel mai des - fiți atenți!
• În al patrulea rând, consumă mai puțină energie, ceea ce le face convenabil de utilizat în dispozitive alimentate cu baterie - laptopuri, netbook-uri, ultrabook-uri.
• În al cincilea rând, acest tip de unitate nu produce practic niciun zgomot în timpul funcționării, în timp ce atunci când funcționăm hard disk-urile auzim rotația discurilor și mișcarea capului. Și atunci când eșuează, în general se aude un zgomot puternic de trosnire sau bătăi din capete.

Dar să nu ne ascundem: poate că există două dezavantaje ale SSD-urilor - 1) pentru capacitatea sa sigură vei plăti mult mai mult decât pentru un hard disk cu o cantitate identică de memorie (diferența va fi de mai multe ori, deși în fiecare an devine mai mică și Mai puțin); 2) SSD-urile au un număr relativ mic și limitat de cicluri de citire/scriere (adică, o durată de viață limitată în mod inerent).

Deci, ne-am familiarizat cu conceptul de „hard disk”, i-am examinat structura, principiul de funcționare și caracteristicile diferitelor interfețe de conectare. Sperăm că informațiile furnizate au fost ușor de înțeles și, cel mai important, utile.

Dacă aveți dificultăți în a alege, dacă nu puteți determina ce tip hard disk-uri acceptă placa dvs. de bază, care interfață este potrivită sau ce capacitate HDD se va potrivi cel mai bine nevoilor dvs., atunci puteți apela oricând la serviciul de calculatoare Compolife pentru ajutor în întreaga zonă de service.

Specialiștii noștri vă vor ajuta să alegeți și să înlocuiți un hard disk. În plus, puteți comanda de la noi instalarea unui nou dispozitiv în unitatea de sistem sau laptop.

Sunați un specialist

Când computerul pornește, un set de firmware stocat în cipul BIOS verifică hardware-ul. Dacă totul este în regulă, acesta transferă controlul către bootloader-ul sistemului de operare. Apoi se încarcă sistemul de operare și începeți să utilizați computerul. În același timp, unde a fost stocat sistemul de operare înainte de a porni computerul? Cum a rămas intact eseul tău, pe care l-ai scris toată noaptea, după ce computerul a fost oprit? Din nou, unde este depozitat?

Bine, probabil că am mers prea departe și știți cu toții foarte bine că datele computerului sunt stocate pe hard disk. Cu toate acestea, nu toată lumea știe ce este și cum funcționează și, din moment ce vă aflați aici, concluzionam că ne-am dori să aflăm. Ei bine, hai să aflăm!

Ce este un hard disk

Prin tradiție, să ne uităm la definiția unui hard disk pe Wikipedia:

hard disk (șurub, hard disk, hard disk magnetic, HDD, HDD, HMDD) - un dispozitiv de stocare cu acces aleatoriu bazat pe principiul înregistrării magnetice.

Sunt folosite în marea majoritate a computerelor și, de asemenea, ca dispozitive conectate separat pentru stocarea copiilor de rezervă ale datelor, ca stocare de fișiere etc.

Să ne dăm seama puțin. imi place termenul " hard disk ". Aceste cinci cuvinte transmit esența. HDD este un dispozitiv al cărui scop perioadă lungă de timp stocați datele înregistrate pe acesta. Baza HDD-urilor sunt discuri dure (aluminiu) cu un strat special, pe care informațiile sunt înregistrate folosind capete speciale.

Nu voi lua în considerare procesul de înregistrare în detaliu - în esență, aceasta este fizica ultimelor clase de școală și sunt sigur că nu aveți nicio dorință să aprofundați în acest lucru și nu despre asta este deloc articolul.

Să fim atenți și la fraza: „ acces aleatoriu „Ceea ce, în linii mari, înseamnă că noi (calculatorul) putem citi informații din orice secțiune a căii ferate în orice moment.

Un fapt important este că memoria HDD-ului nu este volatilă, adică indiferent dacă alimentarea este conectată sau nu, informațiile înregistrate pe dispozitiv nu vor dispărea nicăieri. Aceasta este o diferență importantă între memoria permanentă a unui computer și memoria temporară ().

Privind un hard disk de computer în viața reală, nu veți vedea nici discuri, nici capete, deoarece toate acestea sunt ascunse într-o carcasă sigilată (zonă ermetică). În exterior, hard disk-ul arată astfel:

De ce are nevoie un computer de un hard disk?

Să ne uităm la ce este un HDD într-un computer, adică ce rol joacă acesta într-un computer. Este clar că stochează date, dar cum și ce. Aici evidențiem următoarele funcții ale HDD-ului:

• Stocarea sistemului de operare, a software-ului utilizatorului și a setărilor acestora;
• Stocarea fișierelor utilizatorului: muzică, videoclipuri, imagini, documente etc.;
• Utilizarea unei părți din spațiul pe hard disk pentru a stoca date care nu se potrivesc în RAM (fișier de schimb) sau stocarea conținutului RAM în timpul utilizării modului de repaus;

După cum puteți vedea, hard disk-ul computerului nu este doar o gură de fotografii, muzică și videoclipuri. Întregul sistem de operare este stocat pe acesta și, în plus, hard disk-ul ajută să facă față sarcinii RAM, preluând unele dintre funcțiile sale.

În ce constă un hard disk?

Am menționat parțial componentele unui hard disk, acum ne vom uita la asta mai detaliat. Deci, principalele componente ale HDD-ului:

• Cadru — protejează mecanismele hard disk-urilor de praf și umiditate. De regulă, este sigilat, astfel încât umiditatea și praful să nu pătrundă înăuntru;
• Discuri (clătite) - plăci dintr-un anumit aliaj metalic, acoperite pe ambele fețe, pe care se înregistrează datele. Numărul de plăci poate fi diferit - de la una (in opțiuni bugetare), până la mai multe;
• Motor — pe fusul căruia sunt fixate clătitele;
• Bloc de cap - un design de pârghii interconectate (balance) și capete. Partea hard diskului care citește și scrie informații pe acesta. Pentru o clătită, se utilizează o pereche de capete, deoarece atât părțile superioare, cât și cele inferioare funcționează;
• Dispozitiv de poziționare (actuator ) - un mecanism care antrenează blocul capului. Constă dintr-o pereche de magneți permanenți din neodim și o bobină situată la capătul blocului de cap;
• Controlor — un microcircuit electronic care controlează funcționarea HDD-ului;
• Zona de parcare - un loc în interiorul hard disk-ului lângă discuri sau pe partea interioară a acestora, unde capetele sunt coborâte (parcate) în timpul nefuncționării, pentru a nu deteriora suprafața de lucru a clătitelor.

Acesta este un dispozitiv simplu de hard disk. S-a format în urmă cu mulți ani și nu i s-au făcut modificări fundamentale de mult timp. Și mergem mai departe.

Cum funcționează un hard disk?

După ce alimentarea HDD-ului este furnizată, motorul, pe axul căruia sunt atașate clătitele, începe să se rotească. Atinsă viteza cu care se formează un flux constant de aer la suprafața discurilor, capetele încep să se miște.

Această secvență (mai întâi discurile se rotesc, apoi capetele încep să funcționeze) este necesară pentru ca, datorită fluxului de aer rezultat, capetele să plutească deasupra plăcilor. Da, nu ating niciodată suprafața discurilor, altfel acestea din urmă ar fi deteriorate instantaneu. Cu toate acestea, distanța de la suprafața plăcilor magnetice la capete este atât de mică (~10 nm) încât nu o puteți vedea cu ochiul liber.

După pornire, în primul rând, sunt citite informații de service despre starea hard disk-ului și alte informații necesare despre acesta, situate pe așa-numita pistă zero. Abia atunci începe lucrul cu datele.

Informațiile de pe hard disk-ul unui computer sunt înregistrate pe piste, care, la rândul lor, sunt împărțite în sectoare (ca o pizza tăiată în bucăți). Pentru a scrie fișiere, mai multe sectoare sunt combinate într-un cluster, care este cel mai mic loc în care poate fi scris un fișier.

Pe lângă această partiție de disc „orizontală”, există și o partiție „verticală” convențională. Deoarece toate capetele sunt combinate, ele sunt întotdeauna poziționate deasupra aceluiași număr de piesă, fiecare deasupra discului său. Astfel, în timpul funcționării HDD, capetele par să deseneze un cilindru:

În timp ce HDD-ul rulează, în esență execută două comenzi: citire și scriere. Cand este necesara executarea unei comenzi de scriere, se calculeaza zona de pe disc in care se va executa, apoi se pozitioneaza capetele si, de fapt, se executa comanda. Rezultatul este apoi verificat. Pe lângă scrierea datelor direct pe disc, informațiile ajung și în memoria cache.

Dacă controlerul primește o comandă de citire, mai întâi verifică dacă informațiile necesare sunt în cache. Dacă nu este acolo, se calculează din nou coordonatele pentru poziționarea capetelor, apoi se poziționează capete și se citesc datele.

După terminarea lucrărilor, când alimentarea pe hard disk dispare, capetele sunt parcate automat în zona de parcare.

Practic, acesta este modul în care funcționează un hard disk de computer. În realitate, totul este mult mai complicat, dar cel mai probabil utilizatorul obișnuit nu are nevoie de astfel de detalii, așa că haideți să terminăm această secțiune și să mergem mai departe.

Tipuri de hard disk și producătorii acestora

Astăzi, există de fapt trei producători principali de hard disk pe piață: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Acestea acoperă pe deplin cererea de dispozitive de toate tipurile și cerințele. Companiile rămase fie au dat faliment, fie au fost absorbite de una dintre principalele trei, fie au fost reutilizate.

Dacă vorbim despre tipurile de HDD, acestea pot fi împărțite după cum urmează:

1. Pentru laptopuri, parametrul principal este dimensiunea dispozitivului de 2,5 inchi. Acest lucru le permite să fie plasate compact în corpul laptopului;
2. Pentru un PC - în acest caz este posibil să se folosească și hard disk-uri de 2,5", dar, de regulă, se folosesc 3,5";
3. Hard disk-urile externe sunt dispozitive care sunt conectate separat la un PC/laptop, servind cel mai adesea drept stocare de fișiere.

Există, de asemenea, un tip special de hard disk - pentru servere. Sunt identice cu cele obișnuite pentru PC, dar pot diferi în ceea ce privește interfețele de conectare și performanța mai mare.

Toate celelalte diviziuni ale HDD-urilor în tipuri provin din caracteristicile lor, așa că să le luăm în considerare.

Specificații hard disk

Deci, principalele caracteristici ale hard diskului unui computer:

• Volum — un indicator al cantității maxime posibile de date care pot fi stocate pe disc. Primul lucru la care se uită de obicei atunci când aleg un HDD. Această cifră poate ajunge la 10 TB, deși pentru un PC de acasă aleg adesea 500 GB - 1 TB;
• Factor de formă - dimensiunea hard diskului. Cele mai comune sunt 3,5 și 2,5 inci. După cum am menționat mai sus, 2.5″ în majoritatea cazurilor sunt instalate în laptopuri. Ele sunt, de asemenea, utilizate în HDD-urile externe. 3.5″ este instalat pe PC-uri și servere. Factorul de formă afectează și volumul, deoarece un disc mai mare poate încadra mai multe date;
• Viteza axului — cu ce viteză se rotesc clătitele? Cele mai comune sunt 4200, 5400, 7200 și 10000 rpm. Această caracteristică afectează direct performanța, precum și prețul dispozitivului. Cu cât viteza este mai mare, cu atât sunt mai mari ambele valori;
• Interfață — metoda (tipul conectorului) de conectare a HDD-ului la computer. Cea mai populară interfață pentru hard disk-urile interne de astăzi este SATA (calculatoarele mai vechi foloseau IDE). Hard disk-urile externe sunt de obicei conectate prin USB sau FireWire. Pe lângă cele enumerate, există și interfețe precum SCSI, SAS;
• Volumul tamponului (memorie cache) - un tip de memorie rapidă (cum ar fi RAM) instalată pe controlerul hard diskului, concepută pentru stocarea temporară a datelor care este cel mai des accesată. Dimensiunea bufferului poate fi de 16, 32 sau 64 MB;
• Timp de acces aleatoriu — timpul în care HDD-ul este garantat să scrie sau să citească de pe orice parte a discului. Interval de la 3 la 15 ms;

Pe lângă caracteristicile de mai sus, puteți găsi și indicatori precum:

Un hard disk magnetic (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ hard disk (media) este un obiect material capabil să stocheze informații.

Dispozitivele de stocare a informațiilor pot fi clasificate după următoarele criterii:

• metoda de stocare a informatiilor: magnetoelectrica, optica, magneto-optica;
• tip de mediu de stocare: unități pe dischete și discuri magnetice rigide, discuri optice și magneto-optice, bandă magnetică, elemente de memorie solid-state;
• metoda de organizare a accesului la informații - unități de acces direct, secvenţial și bloc;
• tip de dispozitiv de stocare a informațiilor - încorporat (intern), extern, autonom, mobil (purtabil) etc.

O parte semnificativă a dispozitivelor de stocare a informațiilor utilizate în prezent se bazează pe medii magnetice.

Dispozitiv cu hard disk

Hard disk-ul conține un set de plăci, cel mai adesea reprezentând discuri metalice, acoperite cu un material magnetic - platou (oxid de ferită gamma, ferită de bariu, oxid de crom...) și conectate între ele cu ajutorul unui ax (ax, ax).
Discurile în sine (aproximativ 2 mm grosime) sunt realizate din aluminiu, alamă, ceramică sau sticlă. (vezi poza)

Ambele suprafețe ale discurilor sunt folosite pentru înregistrare. Folosit 4-9 farfurii. Arborele se rotește cu o viteză mare constantă (3600-7200 rpm)
Rotirea discurilor și mișcarea radicală a capetelor se efectuează folosind 2 motoare electrice.
Datele sunt scrise sau citite folosind capete de scriere/citire câte unul pentru fiecare suprafață a discului. Numărul de capete este egal cu numărul de suprafețe de lucru ale tuturor discurilor.

Informațiile sunt scrise pe disc în locuri strict definite - concentrice piese (piese) . Piesele sunt împărțite în sectoare. Un sector conține 512 octeți de informații.

Schimbul de date între RAM și NMD este realizat secvenţial de un număr întreg (cluster). Cluster- lanțuri de sectoare consecutive (1,2,3,4,...)

Special motor folosind o paranteză, poziționează capul de citire/scriere peste o pistă dată (o mișcă în direcția radială).
Când discul este rotit, capul este situat deasupra sectorului dorit. Evident, toate capetele se mișcă simultan și citesc informațiile capete de date se mișcă simultan și citesc informații de pe piese identice pe diferite unități.

Sunt apelate piese de hard disk cu același număr de serie pe diferite hard disk cilindru .
Capetele de citire-scriere se deplasează de-a lungul suprafeței platoului. Cu cât capul este mai aproape de suprafața discului fără a-l atinge, cu atât densitatea de înregistrare admisă este mai mare.

Dispozitiv cu hard disk

Principiul magnetic al citirii și scrierii informațiilor

Principiul de înregistrare a informațiilor magnetice

Bazele fizice ale proceselor de înregistrare și reproducere a informațiilor pe medii magnetice sunt puse în lucrările fizicienilor M. Faraday (1791 - 1867) și D. C. Maxwell (1831 - 1879).

În mediile de stocare magnetice, înregistrarea digitală se face pe material sensibil magnetic. Astfel de materiale includ unele varietăți de oxizi de fier, nichel, cobalt și compușii săi, aliaje, precum și magnetoplaste și magnetoelasta cu materiale plastice vâscoase și cauciuc, materiale magnetice micropulbere.

Învelișul magnetic are o grosime de câțiva micrometri. Acoperirea este aplicată pe un substrat nemagnetic, care este fabricat din plastic pentru benzi magnetice și dischete și plastic pentru hard disk. aliaje de aluminiuși materiale compozite de substrat. Învelișul magnetic al discului are o structură de domeniu, adică constă din multe particule minuscule magnetizate.

Domeniu magnetic (din latină dominium - posesie) este o regiune microscopică, magnetizată uniform în probele feromagnetice, separată de regiunile învecinate prin straturi subțiri de tranziție (limite de domenii).

Sub influența unui câmp magnetic extern, propriul câmpuri magnetice domeniile sunt orientate în conformitate cu direcția liniilor câmpului magnetic. După ce influența câmpului extern încetează, pe suprafața domeniului se formează zone de magnetizare reziduală. Datorită acestei proprietăți, informațiile sunt stocate pe un mediu magnetic în prezența unui câmp magnetic.

La înregistrarea informațiilor, un câmp magnetic extern este creat folosind un cap magnetic. În procesul de citire a informațiilor, zonele de magnetizare reziduală, situate vizavi de capul magnetic, induc în acesta o forță electromotoare (EMF) în timpul citirii.

Schema de scriere și citire de pe un disc magnetic este prezentată în Fig. 3.1 O schimbare a direcției EMF într-o anumită perioadă de timp este identificată cu o unitate binară, iar absența acestei modificări este identificată cu zero. Se numește perioada de timp specificată element bit.

Suprafața unui mediu magnetic este considerată ca o succesiune de poziții punctuale, fiecare dintre ele fiind asociată cu un pic de informații. Deoarece locația acestor poziții nu este determinată cu precizie, înregistrarea necesită marcaje pre-aplicate pentru a ajuta la localizarea pozițiilor de înregistrare necesare. Pentru a aplica astfel de mărci de sincronizare, discul trebuie împărțit în piste
si sectoare - formatare

Organizarea accesului rapid la informații de pe disc este o etapă importantă în stocarea datelor. Accesul rapid la orice parte a suprafeței discului este asigurat, în primul rând, oferindu-i o rotație rapidă și, în al doilea rând, prin deplasarea capului magnetic de citire/scriere de-a lungul razei discului.
O dischetă se rotește cu o viteză de 300-360 rpm, iar un hard disk se rotește la 3600-7200 rpm.

Dispozitiv logic de hard disk

Discul magnetic nu este inițial gata de utilizare. Pentru a-l aduce în stare de funcționare trebuie să fie formatat, adică trebuie creată structura discului.

Structura (dispunerea) discului este creată în timpul procesului de formatare.

Formatare discurile magnetice includ 2 trepte:

1. formatare fizică (nivel scăzut)
2. logic (nivel înalt).

La formatarea fizică, suprafața de lucru a discului este împărțită în zone separate numite sectoare, care sunt situate de-a lungul unor cercuri concentrice – căi.

În plus, sectoarele care nu sunt adecvate pentru înregistrarea datelor sunt determinate și marcate ca rău pentru a evita utilizarea lor. Fiecare sector este cea mai mică unitate de date de pe un disc și are propria sa adresă pentru a permite accesul direct la acesta. Adresa sectorului include numărul părții discului, numărul piesei și numărul sectorului piesei. Parametrii fizici ai discului sunt setati.

De regulă, utilizatorul nu trebuie să se ocupe de formatarea fizică, deoarece în majoritatea cazurilor hard disk-urile ajung formatate. În general, acest lucru ar trebui făcut de un centru de service specializat.

Formatare la nivel scăzut trebuie făcută în următoarele cazuri:

• dacă există o eroare în pista zero, provocând probleme la pornirea de pe un hard disk, dar discul în sine este accesibil la pornirea de pe o dischetă;
• dacă readuceți un disc vechi la starea de funcționare, de exemplu, rearanjat de la un computer stricat.
• dacă discul este formatat pentru a funcționa cu alt sistem de operare;
• dacă discul a încetat să funcționeze normal și toate metodele de recuperare nu au dat rezultate pozitive.

Un lucru de reținut este că formatarea fizică este o operațiune foarte puternică— atunci când este executat, datele stocate pe disc vor fi șterse complet și va fi complet imposibil să le restaurați! Prin urmare, nu continuați cu formatarea la nivel scăzut decât dacă sunteți sigur că ați salvat toate datele importante de pe hard disk!

După ce efectuați formatarea la nivel scăzut, următorul pas este să creați o partiție a hard disk-ului într-una sau mai multe unități logice - cel mai bun mod face față confuziei directoarelor și fișierelor împrăștiate pe disc.

Fără a adăuga niciun element hardware la sistemul dvs., aveți posibilitatea de a lucra cu mai multe părți ale unui hard disk, cum ar fi mai multe unități.
Acest lucru nu crește capacitatea discului, dar organizarea acestuia poate fi îmbunătățită semnificativ. În plus, diferite unități logice pot fi utilizate pentru diferite sisteme de operare.

La formatare logica Suportul este în sfârșit pregătit pentru stocarea datelor prin organizarea logică a spațiului pe disc.
Discul este pregătit să scrie fișiere în sectoare create prin formatare de nivel scăzut.
După crearea tabelului de partiții de disc, urmează următoarea etapă - formatarea logică a părților individuale ale partiției, denumite în continuare discuri logice.

Unitate logică - Aceasta este o zonă a hard disk-ului care funcționează în același mod ca o unitate separată.

Formatarea logică este un proces mult mai simplu decât formatarea la nivel scăzut.
Pentru a-l rula, porniți de pe discheta care conține utilitarul FORMAT.
Dacă aveți mai multe unități logice, formatați-le pe toate una câte una.

În timpul procesului de formatare logic, discul este alocat zona sistemului, care constă din 3 părți:

• sectorul de pornire și tabelul de partiții (înregistrare de pornire)
• Tabelele de alocare a fișierelor (FAT), în care sunt înregistrate numărul de piste și sectoare care stochează fișiere
• director rădăcină (Director rădăcină).

Informațiile sunt înregistrate în părți prin cluster. Nu pot exista 2 fișiere diferite în același cluster.
În plus, discului i se poate da un nume în această etapă.

Un hard disk poate fi împărțit în mai multe unități logice și, invers, 2 hard disk-uri pot fi combinate într-o singură unitate logică.

Este recomandat să creați cel puțin două partiții (două unități logice) pe hard disk: una dintre ele este alocată pentru sistemul de operare și software, a doua unitate este alocată exclusiv pentru datele utilizatorului. În acest fel, datele și fișierele de sistem sunt stocate separat unele de altele, iar în cazul unei defecțiuni a sistemului de operare, există o șansă mult mai mare ca datele utilizatorului să fie salvate.

Caracteristicile hard disk-urilor

Hard disk-urile (hard disk-urile) diferă unele de altele prin următoarele caracteristici:

1. capacitate
2. performanță – timpul de acces la date, viteza de citire și scriere a informațiilor.
3. interfață (metoda de conectare) - tipul de controler la care ar trebui conectat hard diskul (cel mai adesea IDE/EIDE și diverse opțiuni SCSI).
4. alte caracteristici

1. Capacitate— cantitatea de informații care se potrivește pe disc (determinată de nivelul tehnologiei de fabricație).
Astăzi capacitatea este de 500 -2000 sau mai mult GB. Nu poți avea niciodată suficient spațiu pe hard disk.

2. Viteza de funcționare (performanță) discul este caracterizat de doi indicatori: timpul de acces la discŞi viteza de citire/scriere a discului.

Timp de acces – timpul necesar pentru deplasarea (poziționarea) capetelor de citire/scriere pe pista și sectorul dorit.
Timpul mediu de acces tipic între două piese selectate aleatoriu este de aproximativ 8-12 ms (milisecunde), discurile mai rapide au un timp de 5-7 ms.
Timpul de tranziție la calea adiacentă (cilindrul adiacent) este mai mic de 0,5 - 1,5 ms. Este, de asemenea, nevoie de timp pentru a apela la sectorul dorit.
Timpul total de rotație a discului pentru hard disk-urile de astăzi este de 8 - 16 ms, timpul mediu de așteptare în sector este de 3-8 ms.
Cu cât timpul de acces este mai scurt, cu atât mai repede va funcționa discul.

Viteza de citire/scriere(lățime de bandă de intrare/ieșire) sau rata de transfer de date (transfer)– timpul de transfer al datelor secvențiale depinde nu numai de disc, ci și de controlerul acestuia, tipurile de magistrală și viteza procesorului. Viteza discurilor lente este de 1,5-3 MB/s, pentru cele rapide 4-5 MB/s, pentru cele mai recente 20 MB/s.
Hard disk-urile cu interfață SCSI acceptă o viteză de rotație de 10.000 rpm. iar timpul mediu de căutare 5ms, viteza de transfer de date 40-80 Mb/s.

3.Interfață standard pentru hard disk - adica tipul de controler la care trebuie conectat hard disk-ul. Este situat pe placa de baza.
Există trei interfețe principale de conectare

1. IDE și diferitele sale variante

IDE (Integrated Disk Electronic) sau (ATA) Advance Technology Attachment
Avantaje: simplitate și cost redus

Viteza de transfer: 8.3, 16.7, 33.3, 66.6, 100 Mb/s. Pe măsură ce datele se dezvoltă, interfața acceptă extinderea listei de dispozitive: hard disk, super dischetă, magneto-optică,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Sunt introduse unele elemente de paralelizare (conectare și deconectare/reconectare) și monitorizarea integrității datelor în timpul transmisiei. Principalul dezavantaj IDE este un număr mic de dispozitive conectate (nu mai mult de 4), ceea ce în mod clar nu este suficient pentru un PC high-end.
Astăzi, interfețele IDE au trecut la noi protocoale de schimb Ultra ATA. Creșterea semnificativă a debitului dvs
Modul 4 și DMA (Acces direct la memorie) Modul 2 permit transferul de date la o viteză de 16,6 MB/s, dar viteza reală de transfer de date ar fi mult mai mică.
Standardele Ultra DMA/33 și Ultra DMA/66, dezvoltate în februarie 1998. de Quantum au 3 moduri de funcționare 0,1,2 și respectiv 4, în al doilea mod suportul suportă
viteza de transfer 33 Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Pentru a vă asigura că o viteză atât de mare poate fi atinsă numai atunci când faceți schimb cu unitatea tampon. Pentru a profita
Standardele Ultra DMA necesită îndeplinirea a 2 condiții:

1. suport hardware pe placa de baza (chipset) si pe unitatea propriu-zisa.

2. pentru a suporta modul Ultra DMA, ca și alte DMA (Acces direct la memorie).

Necesită un driver special pentru diferite chipset-uri. De regulă, acestea sunt incluse cu placa de bază, dacă este necesar, aceasta poate fi „descărcată”;
de pe Internet de pe site-ul web al producătorului plăcii de bază.

Standardul Ultra DMA este compatibil cu controlerele anterioare care operează într-o versiune mai lentă.
Versiunea de astăzi: Ultra DMA/100 (sfârșitul anului 2000) și Ultra DMA/133 (2001).

SATA
IDE de înlocuire (ATA) nu alt Fireware High Speed ​​​​Serial Bus (IEEE-1394). Aplicație tehnologie nouă vă va permite să creșteți viteza de transfer la 100 Mb/s,
Fiabilitatea sistemului este crescută, acest lucru vă va permite să instalați dispozitive fără a porni computerul, ceea ce este strict interzis în interfața ATA.

SCSI (Small Computer System Interface)— dispozitivele sunt de 2 ori mai scumpe decât cele obișnuite și necesită un controler special pe placa de bază.
Folosit pentru servere, sisteme de publicare, CAD. Oferă performanțe mai mari (viteză de până la 160 Mb/s), o gamă largă de dispozitive de stocare conectate.
Controlerul SCSI trebuie achiziționat împreună cu discul corespunzător.

SCSI are un avantaj față de IDE - flexibilitate și performanță.
Flexibilitatea constă în numărul mare de dispozitive conectate (7-15), iar pentru IDE (maximum 4), o lungime mai mare a cablului.
Performanță – viteză mare de transfer și capacitatea de a procesa simultan mai multe tranzacții.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) până la 40 Mb/s versiunea pe 16 biți Ultra2 - standard SCSI până la 80 Mb/s

2. O altă tehnologie de interfață SCSI numită Fibre Channel Arbitrate Loop (FC-AL) vă permite să vă conectați până la 100 Mbps, cu o lungime a cablului de până la 30 de metri. Tehnologia FC-AL permite conexiuni „fierbinte”, de ex. în mișcare, are linii suplimentare pentru monitorizare și corectare a erorilor (tehnologia este mai scumpă decât SCSI obișnuit).

4. Alte caracteristici ale hard disk-urilor moderne

Varietatea uriașă de modele de hard disk face dificilă alegerea celui potrivit.
Pe lângă capacitatea necesară, este foarte importantă și performanța, care este determinată în principal de caracteristicile sale fizice.
Astfel de caracteristici sunt timpul mediu de căutare, viteza de rotație, viteza de transfer intern și extern și dimensiunea memoriei cache.

4.1 Timp mediu de căutare.

Hard disk-ului durează ceva timp pentru a muta capul magnetic din poziția actuală în cea nouă necesară pentru a citi următoarea informație.
În fiecare situație specifică, acest timp este diferit, în funcție de distanța pe care trebuie să o miște capul. De obicei, specificațiile oferă doar valori medii, iar algoritmii de mediere utilizați de diferite companii diferă în general, astfel încât compararea directă este dificilă.

Astfel, companiile Fujitsu și Western Digital folosesc toate perechile posibile de piste Maxtor și Quantum folosesc metoda de acces aleatoriu. Rezultatul rezultat poate fi ajustat în continuare.

Timpul de căutare pentru scris este adesea puțin mai mare decât pentru citit. Unii producători oferă doar valoarea inferioară (pentru citire) în specificațiile lor. În orice caz, pe lângă valorile medii, este util să se țină cont de maximul (pe întregul disc),
și timpul de căutare minim (adică, de la pistă la pistă).

4.2 Viteza de rotație

Din punctul de vedere al vitezei de acces la fragmentul dorit al înregistrării, viteza de rotație afectează cantitatea așa-numitului timp latent, care este necesar pentru ca discul să se rotească spre capul magnetic cu sectorul dorit.

Valoarea medie a acestui timp corespunde unei jumătăți de rotație a discului și este de 8,33 ms la 3600 rpm, 6,67 ms la 4500 rpm, 5,56 ms la 5400 rpm, 4,17 ms la 7200 rpm.

Valoarea timpului latent este comparabilă cu timpul mediu de căutare, astfel încât în ​​unele moduri poate avea același impact, dacă nu mai mare, asupra performanței.

4.3 Rată de transmisie internă

— viteza cu care datele sunt scrise sau citite de pe disc. Datorită înregistrării zonelor, are o valoare variabilă - mai mare pe pistele exterioare și mai mică pe cele interioare.
Când lucrați cu fișiere lungi, în multe cazuri acest parametru limitează viteza de transfer.

4.4 Rată de transmisie externă

— viteza (peak) cu care datele sunt transmise prin interfață.

Depinde de tipul de interfață și cel mai adesea are valori fixe: 8.3; 11,1; 16,7 Mb/s pentru IDE îmbunătățit (PIO Mode2, 3, 4); 33,3 66,6 100 pentru Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s pentru SCSI sincron, respectiv Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 biți).

4.5 Dacă hard disk-ul are propria memorie cache și volumul său (buffer de disc).

Dimensiunea și organizarea memoriei cache (buffer intern) pot afecta semnificativ performanța hard disk-ului. La fel ca pentru memoria cache obișnuită,
Odată atins un anumit volum, creșterea productivității încetinește brusc.

Memoria cache segmentată de mare capacitate este relevantă pentru unitățile SCSI de înaltă performanță utilizate în medii multitasking. Cu cât este mai mare memoria cache, cu atât funcționează mai rapid hard diskul (128-256Kb).

Influența fiecărui parametru asupra performanței generale este destul de dificil de izolat.

Cerințe pentru hard disk

Principala cerință pentru discuri este fiabilitatea funcționării, garantată de o durată lungă de viață a componentelor de 5-7 ani; indicatori statistici buni, si anume:

• timpul mediu dintre defecțiuni de cel puțin 500 de mii de ore (cea mai înaltă clasă 1 milion de ore sau mai mult.)
• sistem de monitorizare activ încorporat pentru starea nodurilor de disc Tehnologia SMART/Self Monitoring Analysis and Report.

Tehnologie INTELIGENT. (Tehnologia de analiză și raportare de automonitorizare) este un standard industrial deschis dezvoltat la un moment dat de Compaq, IBM și o serie de alți producători de hard disk.

Scopul acestei tehnologii este autodiagnosticarea internă a hard disk-ului, care vă permite să evaluați starea sa actuală și să vă informați despre posibile probleme viitoare care ar putea duce la pierderea datelor sau la defecțiunea unității.

Starea tuturor elementelor vitale de disc este monitorizată în mod constant:
capete, suprafete de lucru, motor electric cu ax, unitate electronica. De exemplu, dacă este detectată o slăbire a semnalului, informațiile sunt rescrise și au loc observații ulterioare.
Dacă semnalul slăbește din nou, datele sunt transferate într-o altă locație, iar clusterul dat este plasat ca defect și indisponibil, iar un alt cluster din rezerva de disc este pus la dispoziție în locul său.

Când lucrați cu un hard disk, ar trebui să urmați regim de temperatură, în care funcționează unitatea. Producătorii garantează funcționarea fără probleme a hard disk-ului la temperaturi ambientale cuprinse între 0C și 50C, deși, în principiu, fără consecințe grave poți modifica limitele cu cel puțin 10 grade în ambele sensuri.
Cu abateri mari de temperatură, este posibil să nu se formeze un strat de aer cu grosimea necesară, ceea ce va duce la deteriorarea stratului magnetic.

În general, producătorii de HDD-uri acordă destul de multă atenție fiabilității produselor lor.

Principala problemă este că particulele străine pătrund în interiorul discului.

Pentru comparație: o particule de fum de tutun este de două ori distanța dintre suprafață și cap, grosimea unui păr uman este de 5-10 ori mai mare.
Pentru cap, o întâlnire cu astfel de obiecte se va dovedi a fi cu o lovitură puternicăși, ca urmare, deteriorare parțială sau defecțiune completă.
În exterior, acest lucru este vizibil ca apariția unui număr mare de clustere inutilizabile localizate în mod regulat.

Accelerările mari (supraîncărcările) de scurtă durată care apar în timpul impacturilor, căderilor etc. sunt periculoase. De exemplu, de la un impact capul lovește brusc magneticul
strat și provoacă distrugerea acestuia în locul corespunzător. Sau, invers, se mișcă mai întâi în direcția opusă, apoi, sub influența forței elastice, lovește suprafața ca un arc.
Ca urmare, în carcasă apar particule de acoperire magnetică, care din nou pot deteriora capul.

Nu vă gândiți că sub influența forței centrifuge vor zbura departe de disc - stratul magnetic
îi va atrage ferm către tine. În principiu, consecințele teribile nu sunt impactul în sine (puteți să vă împăcați cumva cu pierderea unui anumit număr de clustere), ci faptul că se formează particule care vor cauza cu siguranță daune suplimentare discului.

Pentru a preveni astfel de cazuri foarte neplăcute, diverse companii recurg la tot felul de trucuri. Pe lângă pur și simplu creșterea rezistenței mecanice a componentelor discului, este utilizată și tehnologia inteligentă S.M.A.R.T, care monitorizează fiabilitatea înregistrării și siguranța datelor de pe suport (vezi mai sus).

De fapt, discul nu este întotdeauna formatat la capacitatea sa maximă, există o oarecare rezervă. Acest lucru se datorează în principal faptului că este aproape imposibil să se producă un transportator
pe care absolut toată suprafața ar fi de înaltă calitate, cu siguranță vor fi ciorchini proaste (eșecuri). Când un disc este formatat la nivel scăzut, electronicele sale sunt configurate astfel
astfel încât să ocolească aceste zone defecte și să fie complet invizibil pentru utilizator că media are un defect. Dar dacă sunt vizibile (de exemplu, după formatare
utilitarul afișează numărul lor altul decât zero), atunci acest lucru este deja foarte rău.

Dacă garanția nu a expirat (și, în opinia mea, cel mai bine este să cumpărați un HDD cu garanție), atunci duceți imediat discul la vânzător și solicitați o înlocuire a suportului sau o rambursare.
Vânzătorul, desigur, va începe imediat să spună că câteva zone defecte nu sunt un motiv de îngrijorare, dar nu-l credeți. După cum am menționat deja, acest cuplu va provoca, cel mai probabil, mult mai multe și, ulterior, este posibilă defecțiunea completă a hard disk-ului.

Un disc în stare de funcționare este deosebit de sensibil la deteriorare, așa că nu trebuie să așezați computerul într-un loc în care ar putea fi supus la diferite șocuri, vibrații etc.

Pregătirea hard disk-ului pentru lucru

Să începem de la bun început. Să presupunem că ați cumpărat un hard disk și un cablu pentru acesta separat de computer.
(Fapt este că atunci când cumpărați un computer asamblat, veți primi un disc gata de utilizare).

Câteva cuvinte despre manipularea lui. Un hard disk este un produs foarte complex care conține, pe lângă electronică, și mecanică de precizie.
Prin urmare, necesită o manipulare atentă - șocurile, căderile și vibrațiile puternice îi pot deteriora partea mecanică. De regulă, placa de unitate conține multe elemente de dimensiuni mici și nu este acoperită cu capace durabile. Din acest motiv, trebuie avut grijă pentru a asigura siguranța acestuia.
Primul lucru pe care ar trebui să-l faceți când primiți un hard disk este să citiți documentația care a venit cu acesta - probabil că va conține o mulțime de informații utile și interesante. În acest caz, ar trebui să acordați atenție următoarelor puncte:

• prezența și opțiunile pentru setarea jumperilor care determină setările (instalarea) discului, de exemplu, determinarea unui astfel de parametru precum numele fizic al discului (pot fi prezenți, dar este posibil să nu fie prezente),
• numărul de capete, cilindri, sectoare pe discuri, nivelul de precompensare și tipul discului. Trebuie să introduceți aceste informații atunci când vi se solicită programul de configurare a computerului.
  Toate aceste informații vor fi necesare atunci când formatați discul și pregătiți mașina să lucreze cu el.
• Dacă computerul în sine nu detectează parametrii hard diskului, problema mai mare va fi instalarea unei unități pentru care nu există documentație.
  Pe majoritatea hard disk-urilor puteți găsi etichete cu numele producătorului, tipul (marca) dispozitivului, precum și un tabel cu piese care nu sunt permise pentru utilizare.
  În plus, unitatea poate conține informații despre numărul de capete, cilindri și sectoare și nivelul de precompensare.

Pentru a fi corect, trebuie spus că de multe ori doar titlul său este scris pe disc. Dar chiar și în acest caz, puteți găsi informațiile necesare fie în cartea de referință,
sau apelând la reprezentanța companiei. Este important să obțineți răspunsuri la trei întrebări:

• Cum ar trebui setate jumperii pentru a utiliza unitatea ca master\slave?
• Câți cilindri și capete sunt pe disc, câte sectoare pe pistă, care este valoarea de precompensare?
• Ce tip de disc dintre cele înregistrate în BIOS-ul ROM se potrivește cel mai bine cu această unitate?

Cu aceste informații în mână, puteți trece la instalarea hard disk-ului.

Pentru instalare greu disc în computerul dvs., faceți următoarele:

1. Deconectați întreaga unitate de sistem de la alimentare și scoateți capacul.
2. Conectați cablul hard disk-ului la controlerul plăcii de bază. Dacă instalați un al doilea disc, puteți utiliza cablul de la primul dacă are un conector suplimentar, dar trebuie să rețineți că viteza de funcționare a diferitelor hard disk-uri va fi comparată cu partea mai lentă.
3. Dacă este necesar, comutați jumperii conform metodei folosind greu disc.
4. Instalați unitatea într-un spațiu liber și conectați cablul de la controlerul de pe placă la conectorul hard disk-ului cu banda roșie la sursa de alimentare, cablul de alimentare.
5. Fixați în siguranță hard disk-ul cu patru șuruburi pe ambele părți, aranjați cablurile în interiorul computerului astfel încât la închiderea capacului să nu le tăiați,
6. Închideți unitatea de sistem.
7. Dacă computerul în sine nu detectează unitatea de disc, atunci modificați configurația computerului utilizând Configurare, astfel încât computerul să știe că i s-a adăugat un nou dispozitiv.

Producători de hard disk

Hard disk-urile de aceeași capacitate (dar de la producători diferiți) au de obicei caracteristici mai mult sau mai puțin similare, iar diferențele sunt exprimate în principal în designul carcasei, factorul de formă (cu alte cuvinte, dimensiunile) și durata de viață service in garantie. Mai mult decât atât, despre acestea din urmă trebuie făcută o mențiune specială: costul informațiilor de pe un hard disk modern este adesea de multe ori mai mare decât prețul propriu.

Dacă discul dvs. are probleme, încercarea de a-l repara adesea înseamnă doar expunerea datelor la riscuri suplimentare.
O modalitate mult mai rezonabilă este să înlocuiți dispozitivul defect cu unul nou.
Cea mai mare parte a hard disk-urilor de pe piața rusă (și nu numai) este formată din produse de la IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

numele producătorului care produce acest tip de unitate,

Corporation Quantum (www. quantum. com.), fondată în 1980, este unul dintre veteranii de pe piața unităților de disc. Compania este cunoscută pentru soluțiile sale tehnice inovatoare care vizează îmbunătățirea fiabilității și performanței hard disk-urilor, a timpului de acces la date pe disc și a vitezei de citire/scriere pe disc, precum și pentru capacitatea de a informa despre posibile probleme viitoare care ar putea duce la pierderea datelor. sau defecțiunea discului.

— Una dintre tehnologiile proprietare Quantum este SPS (Shock Protection System), concepută pentru a proteja discul de șoc.

— program DPS (Data Protection System) încorporat conceput pentru a păstra cel mai valoros lucru - datele stocate pe ele.

Corporation Western Digital (www.wdс.com.) De asemenea, una dintre cele mai vechi companii producătoare de unități de disc, a cunoscut suișuri și coborâșuri în istoria sa.
Compania a reușit recent să introducă cele mai noi tehnologii pe discurile sale. Printre acestea, merită remarcată propria noastră dezvoltare - tehnologia Data Lifeguard, care este dezvoltare ulterioară Sisteme S.M.A.R.T Încearcă să completeze logic lanțul.

Conform acestei tehnologii, suprafața discului este scanată în mod regulat în perioada în care acesta nu este utilizat de sistem. Acesta citește datele și verifică integritatea acestora. Dacă se observă probleme în timpul accesării unui sector, datele sunt transferate în alt sector.
Informațiile despre sectoarele defecte sunt introduse într-o listă internă de defecte, ceea ce evită intrările viitoare în sectoare defecte în viitor.

Firma Seagate (www.seagate.com) foarte faimos pe piața noastră. Apropo, recomand hard disk-urile de la această companie, deoarece sunt foarte fiabile și durabile.

În 1998, ea a atras din nou atenția asupra ei, lansând o serie de discuri Medalist Pro
cu o viteza de rotatie de 7200 rpm, folosind rulmenti speciali pentru aceasta. Anterior, această viteză era folosită numai în unitățile de interfață SCSI, ceea ce făcea posibilă creșterea performanței. Aceeași serie folosește tehnologia SeaShield System, concepută pentru a îmbunătăți protecția discului și a datelor stocate pe acesta de influența electrostatică și șoc. În același timp, impactul radiațiilor electromagnetice este de asemenea redus.

Toate discurile fabricate suportă tehnologia S.M.A.R.T.
Noile unități Seagate includ o versiune îmbunătățită a sistemului său SeaShield, cu mai multe capacități.
Este semnificativ faptul că Seagate a anunțat cea mai mare rezistență la șoc a seriei actualizate din industrie - 300G atunci când nu este utilizat.

Firma IBM (www. stocare. ibm. com) Deși nu a fost un furnizor major pe piața de hard disk din Rusia până de curând, a reușit să câștige rapid o bună reputație datorită unităților de disc rapide și fiabile.

Firma Fujitsu (www.fujitsu.com) este un producător mare și cu experiență de unități de disc, nu numai magnetice, ci și optice și magneto-optice.
Adevărat, compania nu este deloc lider pe piața hard disk-urilor cu interfață IDE: controlează (conform diverselor studii) aproximativ 4% din această piață, iar principalele sale interese se află în domeniul dispozitivelor SCSI.

Dicționar terminologic

Deoarece unele elemente de antrenare care joacă un rol important în funcționarea sa sunt adesea considerate concepte abstracte, cei mai importanți termeni sunt explicați mai jos.

Timp de acces— Perioada de timp necesară unei unități de disc pentru a căuta și a transfera date în sau din memorie.
Performanța hard disk-urilor este adesea determinată de timpul de acces (preluare).

Cluster- cea mai mică unitate de spațiu cu care funcționează sistemul de operare în tabelul de locație a fișierelor. De obicei, un cluster este format din 2-4-8 sau mai multe sectoare.
Numărul de sectoare depinde de tipul de disc. Căutarea clusterelor în loc de sectoare individuale reduce costurile de timp ale sistemului de operare. Clusterele mari oferă performanțe mai rapide
unitate, deoarece numărul de clustere în acest caz este mai mic, dar spațiul (spațiul) de pe disc este folosit mai rău, deoarece multe fișiere pot fi mai mici decât clusterul și octeții rămași ai clusterului nu sunt utilizați.

Controller (controller)- circuite, de obicei situate pe un card de expansiune, care controlează funcționarea unității de disc, inclusiv mișcarea capului și citirea și scrierea datelor.

Cilindru- piste situate una vizavi de alta pe toate laturile tuturor discurilor.

Conduce capul- un mecanism care se deplasează de-a lungul suprafeței hard disk-ului și asigură înregistrarea sau citirea electromagnetică a datelor.

Tabelul de alocare a fișierelor (FAT)- o înregistrare generată de sistemul de operare care urmărește plasarea fiecărui fișier pe disc și care sectoare sunt utilizate și care sunt libere pentru a scrie noi date pe ele.

Decalaj de cap— distanța dintre capul unității și suprafața discului.

Intercalare— relația dintre viteza de rotație a discului și organizarea sectoarelor de pe disc. De obicei, viteza de rotație a discului depășește capacitatea computerului de a primi date de pe disc. În momentul în care controlerul citește datele, următorul sector secvenţial a trecut deja de cap. Prin urmare, datele sunt scrise pe disc printr-unul sau două sectoare. Folosind un special software Când formatați un disc, puteți modifica ordinea de separare.

Unitate logică- anumite părți ale suprafeței de lucru a hard disk-ului, care sunt considerate unități separate.
Unele unități logice pot fi utilizate pentru alte sisteme de operare, cum ar fi UNIX.

Parcare- mutarea capetelor unității într-un anumit punct și fixarea lor staționară deasupra părților neutilizate ale discului, pentru a minimiza deteriorarea atunci când unitatea este scuturată atunci când capetele lovesc suprafața discului.

Compartimentare– operațiune de împărțire a unui hard disk în unități logice. Toate discurile sunt partiționate, deși discurile mici pot avea o singură partiție.

Disc (platon)- discul metalic propriu-zis, acoperit cu material magnetic, pe care sunt înregistrate datele. Un hard disk are de obicei mai multe discuri.

RLL (lungime limitată)- Un circuit de codificare folosit de unele controlere pentru a crește numărul de sectoare pe pistă pentru a găzdui mai multe date.

Sector- O diviziune a pistei de disc care reprezintă unitatea de bază de dimensiune utilizată de unitate. Sectoarele OS conțin de obicei 512 octeți.

Timp de poziționare (Timp de căutare)- timpul necesar pentru ca capul să se deplaseze de la pista pe care este instalat pe o altă cale dorită.

Urmări- diviziunea concentrică a discului. Piesele sunt similare cu piesele de pe o înregistrare. Spre deosebire de piesele de pe un disc, care sunt o spirală continuă, piesele de pe un disc sunt circulare. Traseele sunt la rândul lor împărțite în clustere și sectoare.

Timp de căutare de la pistă la pistă— timpul necesar pentru ca capul de antrenare să se deplaseze pe calea adiacentă.

Rata de transfer- cantitatea de informații transferate între disc și computer pe unitatea de timp. Include, de asemenea, timpul necesar pentru a căuta o pistă.