Как на жестком диске хранится информация: Все, что вы хотели узнать о жестких дисках. Имея общее представление о жестких дисках, проще выбрать систему хранения данных.

Содержание

Все, что вы хотели узнать о жестких дисках. Имея общее представление о жестких дисках, проще выбрать систему хранения данных.

Узнайте все о возможностях жестких дисков, о том, какой емкости жесткий диск вам нужен и сколько информации вы можете хранить на нем

Зачем нужен жесткий диск?

Жесткий диск — это аппаратный компонент, на котором хранятся все ваши цифровые материалы: документы, изображения, музыка, видеоролики, программы, настройки приложений и файлы операционной системы. Жесткие диски могут быть внутренними и внешними.

Все, что можно сохранить на жестком диске, имеет свой размер — размер файла. Документы (текст) обычно занимают очень мало места, зато изображения могут быть большими. Еще больше места требуется для хранения музыкальных записей, а самые «увесистые» — видеофайлы. Емкость жесткого диска (то есть его способность вмещать файлы) выражается в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и терабайтах (ТБ)1.

Какую емкость выбрать?

Зависит от ваших потребностей. Чтобы просто перенести несколько файлов с компьютера на накопитель с резервными копиями, большой объем не требуется (подойдет диск Expansion или Backup Plus). Если же необходимо сделать резервную копию данных со всего компьютера или даже с нескольких компьютеров, либо у вас много видео- и аудиофайлов, понадобится диск побольше (например, Backup Plus Desktop Drive).

Ниже показано, сколько примерно файлов можно хранить на жестком диске (емкостью до 10 ТБ)2.

ПК или Mac?

Жесткие диски подходит для компьютеров обоих типов, просто некоторые из них предварительно форматируются для работы с ПК, а некоторые — для Mac. Но вы всегда можете отформатировать диск заново так, как вам нужно.

Важна ли скорость жесткого диска?

Скорость вращения шпинделя (количество оборотов в минуту) — немаловажный параметр. Чем быстрее вращается пластина диска, тем быстрее ваш компьютер найдет нужный файл.

Жесткий диск со скоростью вращения 7200 об/мин, безусловно, работает быстрее, чем диск со скоростью 5400 об/мин. Но если речь идет о внешнем накопителе, то вы едва ли заметите разницу. Это справедливо и для внутренних дисков, особенно если на них хранятся небольшие файлы. Однако при работе с большими файлами и приложениями преимущество диска, работающего на скорости 7200 об/мин, будет очевидно.

Какой диск лучше выбрать, внутренний или внешний?

Зависит от ситуации. Приобретая внутренний жесткий диск для компьютера (например, BarraCuda), вы получите встроенное хранилище для всех своих файлов. Внешний диск (скажем, Backup Plus) обеспечит переносное хранилище: его можно будет носить с собой, и он всегда будет у вас под рукой.

Нужно ли резервное копирование данных?

Если с жестким диском компьютера что-то случится, вы рискуете потерять все свои цифровые материалы. Поэтому большинство людей создают на внешнем накопителе резервные копии файлов, хранящихся на внутреннем диске компьютера.

1 При указании емкости накопителей один гигабайт (ГБ) принимается равным одному миллиарду байт. Доступная емкость может изменяться в зависимости от операционной среды и форматирования. Количество хранимых файлов для разных приложений приводится только для примера. Фактические количественные показатели могут зависеть от разных факторов, включая размер файлов, формат файлов, используемые функции и программные приложения.
2 Средний размер файлов при использовании самого высокого разрешения фотоаппарата в формате JPEG. Жесткий диск может вместить различное количество изображений в зависимости от модели фотоаппарата. Видеозаписи продолжительностью около 2 часов в формате DVD.

Сколько лет будет храниться информация на внешнем жестком диске. | О компьютерах и не только

Не секрет, что многие пользователи часто используют внешние жесткие диски в качестве резервного хранилища информации. Обычно, на внешних жестких дисках хранят семейный фотографии и важные документы. Согласитесь, перспектива лишится всего домашнего фотоархива не из приятных. Поэтому, важно знать, сколько лет будет хранится информация на внешнем жестком диске.

Пользователи считают, что раз внешний жесткий диск не находится постоянно в работе, а используете только эпизодически, то это положительно сказывается на его сроке службы. Создается ошибочное впечатление, что таким образом информация может хранится на внешнем жестком диске практически вечно. Однако, это не совсем так.

Дело в том, что в жестких дисках для хранения информации используется принцип намагничевания специальных пластин в определенных участках. В связи с этим, любое сильное магнитное поле может причинить серьезный вред хранящимся на жестком диске данным. Не стоит забывать и о том, что жесткий диск — это отчасти и механическое устройство. Внутри диска расположены определенные движущиеся части, которые могут выйти из строя в следствии износа, сильных вибраций или ударов. Поэтому, обращаться в внешним жестким диском нужно предельно аккуратно.

Принято считать, что нормальный срок службы внешнего жесткого диска колеблется от 3 до 10 лет. Встречаются и долгожители, которые проработали более 15 лет. Такой разброс срока службы может зависеть от производителя жесткого диска, конкретной модели диска, аккуратности обращения с диском.

Поэтому не стоит рассматривать внешний жесткий диск как исключительно надежное резервное хранилище важных данных. По возможности необходимо дополнительно дублировать информацию. Возможно, Вам будет интересно: Вывел кнопку выключения компьютера на рабочий стол. Не ожидал, что это так удобно!.Информация в статье была Вам полезна? Буду благодарен за «Большой палец вверх» 👍 и подписку на мой канал «О компьютерах и не только»!

Способы хранении данных информации с жестких дисков

Средство, в котором хранится информация (например, файлы данных и программ) в компьютере — называют жесткий диск. Он является основным средством хранения информации и состоит из одной или нескольких алюминиевых и стеклянных пластин покрытых ферромагнитным материалом. Большинство жестких дисков, которые имеют пластины, постоянно проживают в приводе. Почти все компьютеры имеют встроенный жесткий диск, а также могут быть подключены внешние устройства дополнительного хранения или резервного копирования информации.

Другой тип жесткого диска «съемный диск», который находится в картридже, позволяющий извлечь из дисковода данные необходимые для внешнего хранения или передачи другому лицу.
Жесткие диски обеспечивают быстрый поиск, так как они вращаются постоянно с высокой скоростью от 4000 до 15000 оборотов в минуту. Чтобы сохранить срок службы аккумуляторов в ноутбуках и способствовать долголетию жесткого диска, жесткие диски могут быть настроены на отключение после определенного периода бездействия.

Данные хранятся на поверхности жесткого диска в концентрических дорожках. Небольшой электромагнит, который называется магнитной головкой, пишет двоичные цифры (1 или 0). Они намагничивают крошечные пятна на вращающемся диске в различных направлениях и читают цифры, определяя направление намагниченности пятен.

Жесткий диск компьютера представляет собой устройство, состоящее из нескольких жестких дисков, головок чтения записи, двигатель крутить диски и небольшое количество схем которые запечатаны в металлическом корпусе для защиты дисков от пыли.

В 1956 году IBM представила жесткий диск, в котором пластины были диаметром в полметра, его эквивалент состовлял100 000 байт. В 1980-х годах, настольные жесткие диски компьютеров были введены с 5 MB. Сегодняшние диски имеют, по крайней мере, 8000 раз больше мощности, размер был уменьшен до 3,5 для настольных ПК, 2,5 для ноутбуков и 1 для карманных компьютеров.

Преимущества жестких дисков по сравнению с дискетами в том, что они имеют большую способность хранения информации (например, 20-мегабайт жесткого диска), высокую скорость обработки информации, прочность и надежность. Жесткие диски необходимо использовать, когда несколько прикладных программ и приложений, должны быть легко доступны, для значительных необходимых объемов информации. Они нужны, чтобы воспользоваться 16-битной, 32 и 64-разрядных микропроцессоров.

По сравнению с дискетами, тем не менее, жесткие диски стоят дороже, не столь гибки, и не являются взаимозаменяемыми. Многие жесткие диски не вынимаются из процессора.

 


Предлагаю в качестве подарка скачать бесплатную книгу: причины зависаний на ПК, восстановление данных, компьютерная сеть через электропроводку и много других интересных фишек.
Еще больше интересных новостей, а главное общение, решений ваших проблем! Добавляйтесь в телеграм — https://t.me/mycompplus

Понравилась полезная статья? Подпишитесь на

RSS и получайте больше нужной информации!


Сколько хранятся данные на жестком диске. Надежное хранение информации. На каких носителях хранить электронные данные

Не существует идеального носителя данных в цифровой форме. Если мне нужен большой объем, скорость работы или портативность, то с выбором накопителя проблем не возникает. Но если речь заходит о сохранности данных, появляется слишком много вопросов. Ни для кого не секрет, что CD и DVD-диски далеко не вечны. А как насчет жестких дисков или твердотельных накопителей?

Сколько времени они проработают до появления первых неприятностей, и можно ли их использовать для резервного копирования важных файлов? Попробуем разобраться в этом.

Жесткие диски (HDD)

Как-то давно я уже рассказывал о том, что удаление файлов с жесткого диска фактически не уничтожает сохраненную в них информацию . Некоторые фанаты собирают жесткие диски от выброшенных компьютеров и «откапывают» на них много интересных вещей. Создается впечатление, что информация может храниться на HDD вечно. Единственный способ убедиться в полном стирании данных с жесткого диска – уничтожить его физически.

К сожалению, не все так радужно. Жесткий диск нельзя использовать в качестве устройства для неопределенно долгого хранения информации. Его работа зависит от нескольких движущихся частей.

На оси вращаются «блины», над поверхностью которых перемещаются магнитные головки. Все, что имеет движущиеся части рано или поздно ломается.

При встряске HDD во время работы головка может поцарапать поверхность блина и на этом участке больше нельзя ни записать информацию, ни прочитать ее. Аналогичная ситуация может возникнуть при неожиданном отключении электропитания.

После продолжительного использования жесткого диска или попадания в жесткую «переделку» его лучше всего заменить. Так мы снижаем риск потери ценных данных.

В 2013 году компанией BackBlaze, предоставляющей услуги облачного хранения данных, было проанализировано 25 000 новых дисков. Она установила, что около 5% из них с высокой долей вероятности должны выйти из строя на протяжении ближайших 12 месяцев. Около 12% HDD должны были выйти из строя в течение четырех лет. Остальные имели все шансы переступить за 4-летний возраст в полном здравии.

Если вы не используете жесткий диск продолжительное время, то не надейтесь на сохранность данных, записанных на нем. Скопируйте информацию в более надежное место, и только после этого кладите привод на полку.

Дело в том, что в жестком диске для записи информации используется способность блина намагничиваться в заданных участках. А это означает, что любой сильный магнит может нанести серьезный вред нашим данным. Кроме того, намагниченность поверхности со временем падает за счет естественных процессов.

Когда диск находится в работе, то намагниченность поддерживается в операциях чтения или записи. Если вы все-таки решили воспользоваться внешним жестким диском для долговременного хранения информации – время от времени подключайте его к компьютеру и, например, запускайте антивирус или копируйте файлы с одного носителя на другой, а потом – обратно.

Твердотельные накопители (SSD)

О способности SSD долго хранить информацию мы знаем не много. Ведь это довольно молодая технология.

Здесь плюсом является отсутствие движущихся частей, как в жестком диске. А вместо намагничивающейся поверхности используются чипы флэш-памяти.

Это гарантирует сохранность информации на SSD, даже если его эксплуатировать в условиях самой жесткой тряски. Твердотельному накопителю не страшны и магниты.

Но в нем есть электронные компоненты, похожие на те, которые используются в HDD. Их поломка может сделать хранящиеся на диске данные недоступными. Известно, что SSD-накопители очень чувствительны к неожиданному отключению электричества. В результате могут возникнуть ошибки в сохраненных данных или накопитель выйдет из строя целиком.

Это, по большей части, теория. Реальную картину надежности хранения данных на SSD мы получим только через несколько лет.

Имеет смысл напомнить, что твердотельный накопители имею
т ограниченное число циклов чтения-записи. А это значит, что наступит такой момент, когда мы, при всем желании, не сможем записать на него очередной файл.

Для основной массы приводов количество циклов исчисляется несколькими тысячами. Некоторых это пугает, но на самом деле современные SSD могут проработать довольно долго. В отличие от жестких дисков, которые записывают данные в первый попавшийся свободный блок, SSD используют специальный алгоритм, который следит за тем, чтобы все ячейки использовались приблизительно одинаковое число раз.

Если вы ежедневно не записываете десятки гигабайт на свой диск, то пройдет несколько лет, прежде чем будет исчерпано отведенное количество циклов. Но даже если это произойдет, SSD превратится в устройство для считывания, но не для записи данных. То есть, все, что ранее было записано на нем, будет храниться неопределенно долго.

Если надежность и скорость работы стоят для вас на первом месте, то следует выбрать SSD вместо HDD. Почему мы все не перешли на твердотельные накопители? Да потому, что гигабайт на них обходится гораздо дороже.

Сколько времени они могут храниться на SSD без подачи питания определяется рядом факторов, включая количество пройденных циклов чтения-записи, тип используемой флэш-памяти и так далее. В отчете Dell от 2011 года сделан вывод, что этот срок может составлять от 3 месяцев до 10 лет.

Некоторые производители SSD собираются указывать срок хранения данных без подключения к сети в качестве одной из важных характеристик изделия и даже могут давать соответствующую гарантию. Между тем, технологическая ассоциация JEDEC установила 1-летний гарантированный срок сохранности данных в качестве промышленного стандарта для обычных твердотельный накопителей.

Флэш-память

У USB-флэшек и карт памяти, таких как SD, основные проблемы схожи с твердотельными накопителями. Здесь них нет движущихся частей, но количество циклов записи-чтения ограничивается 3-5 тысячами. Обычно в флэшках используются менее дорогие чипы, что делает их не такими надежными, как SSD.

И снова, трудно сказать что-то определенное по поводу гарантированного срока сохранности данных. Прежде чем будет дан обоснованный вывод, надо подождать еще хотя бы несколько лет.

Если вы используете флэшку по ее прямому назначению (для переноса файлов с одного устройства на другое), то она скорее выйдет из строя из-за физического повреждения (например, разрыва контакта на малюсенькой плате), разряда статического электричества, или будет банально потеряна. Она также может выйти из строя из-за внезапного выключения компьютера, к которому подключена. Поэтому у нас практически нет шанса дождаться исчерпания отведенных USB флэш-памяти циклов чтения-записи.

Поэтому USB-флэш накопители это не самый лучший вариант для хранения ценных архивов. Производитель Flashbay утверждает, что, теоретически, информация на них сохраняется 60-80 лет, но только в идеальных условиях. На самом деле этот срок гораздо короче.

Как и в случае с SSD, сохранность данных зависит от текущего состояния блоков памяти. Если вы хотите купить флэш-накопитель для длительного хранения информации, то планируйте, что будете использовать его только для этих целей. Не стоит полагаться на флэшку при ее активном использовании, постоянном записывании новых файлов и удалении старых.

Где же хранить архивы ценных данных?

Самое главное, что вы должны вынести из этой статьи – ни один носитель не дает 100-процентной гарантии сохранности данных, особенно на длительный срок.

Но если выделить диск или флэшку только для резервного копирования, то можно спать спокойно (почти) на протяжении нескольких лет. При этом необходимо регулярно проверять сохранность данных и «обновлять» память. Скопировав данные с диска и записав их обратно, мы продлеваем срок надежного хранения еще на несколько лет.

И, конечно, наиболее ценные данные надо хранить на двух, а еще лучше — на трех, различных устройствах.

А как вы храните свои ценные файлы? Когда последний раз проверяли их сохранность? Расскажите об этом в комментариях.

Как обеспечить сохранность информации? Не спешите с ответом на этот, казалось бы, простой вопрос. Для начала внимательно изучите преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе в этой статье.

Как обеспечить сохранность информации? Какие материалы при этом использовать? Что нужно учитывать при выборе средств хранения? Не спешите с ответами на эти, казалось бы, простые вопросы. Для начала следует внимательно изучить преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе с вами в этой статье.

Порой для того, чтобы сохранить жизненно важную информацию, достаточно случайной салфетки или старой визитки. Но для записи финансового отчета или видео с недавнего корпоратива такие средства хранения навряд ли подойдут. Кроме того, существуют огромные объемы информации, представляющей юридическую, коммерческую, историческую или научную ценность. Ее необходимо хранить годами или даже столетиями, в связи с чем выбор средства хранения имеет первостепенную значимость. Что выбрать в динамичном мире технологических новинок и старых проверенных носителей? Предлагаем вашему вниманию обзор основных средств хранения информации с их самой неприглядной стороны.

Бумага

Бумага — старейшее средство хранения информации. Как известно, самопроизвольное изменение свойств бумаги в результате старения связано с изменением химической структуры и, в частности, ее основного компонента – целлюлозы. Развитие технологий положительно сказалось на качестве используемых в производстве материалов. Новые технологические процедуры позволили значительно улучшить физические, химические и электростатические свойства бумаги. Научный прогресс также привел к появлению более продвинутых способов нанесения информации: чернила на основе сажи и перьев, грифельные карандаши, авторучки, типографская краска, ленты для печатных машинок и краски для принтера.

Способ нанесения информации, равно как и качество самого материала, в конечном итоге определяют долговременность хранения данных на бумаге. Наши предки записывали буквы грифелем или чернилами на основе углерода, который не меняет свои свойства столетиями и является химически стойким веществом. Текст обычно наносился с помощью физического повреждения поверхности – методом продавливания. По такой же технологии работали печатные машинки и матричные принтеры, в которых неорганические красители распылялись контактным способом: сначала бумага продавливалась, а затем краситель проникал в материал на заданную глубину.

Этот старый способ нанесения информации посредством механического продавливания не сопоставим с тем, что сегодня используют в обычных струйных и лазерных принтерах. Струйный принтер распыляет жидкие чернила с определенного расстояния без физического изменения поверхности. Глубину проникновения чернил производители не сообщают, впрочем, как и то, из чего они сделаны. С лазерными принтерами ситуация еще хуже. По технологии порошок тонера наносится на бумагу, затем лист проходит через нагретые до высокой температуры ролики, и гранулы порошка спекаются. При этом тонер в бумагу часто вообще не впитывается. Известны случаи, когда через несколько лет краска просто отваливалась от листа целыми кусками, как фрагменты старой мозаики.

Фотопленка

С фотопленкой дела обстоят гораздо лучше, чем с бумагой.

Во-первых, технологии производства, по крайней мере, черно-белой пленки, проверены временем. Они практически не меняются, поэтому можно с уверенностью утверждать, что материалы сохранятся на протяжении длительного времени, даже если вы купите самую обычную пленку из ближайшего фотомагазина. При этом шансы на долгую жизнь у профессиональных пленок, безусловно, выше, поскольку они отличаются от любительских специальными добавками, замедляющими процесс старения. Однако и требования к условиям хранения профессиональных пленок несколько жестче.

Во-вторых, в отличие от бумаги фотопленка имеет срок годности, в течение которого производители гарантируют сохранение ее свойств. По истечении этого времени начинается химический процесс, вызывающий старение фотопленки, которое можно сдержать при соблюдении температурно-влажностного и светового режимов хранения.

Существенный недостаток в работе с фотопленкой – стоимость пленки и оборудования (фотоаппарат или фотокамера, реактивы для проявления и закрепления снимка, проекторы для просмотра готовых материалов) относительно высока.

Магнитная лента

Наверняка вы помните свой старый кассетный магнитофон, на смену которому позже пришли видеоплееры и видеомагнитофоны. Носителем информации в них были сменные кассеты. С развитием информационных технологий магнитную ленту стали использовать и для хранения информации в цифре.

Специальные устройства (стримеры) в цифровом виде записывают на ленту информацию на ленту, которая хранится приблизительно так же, как и на компьютере: в виде файлов. Ранее стримеры широко использовались для хранения резервных копий данных. В быту такие устройства не прижились. Прежде всего это связано со сложностью доступа к информации, записанной на ленту. Сначала ее нужно перемотать до того места, на котором записана нужная информация, после чего подождать, пока данные будут считаны в память компьютера. Не каждому хватит терпения на такие технологические заморочки. Одно время выпускались платы расширения к компьютеру, при помощи которых можно было хранить данные на аудиокассетах, а позже и на видеокассетах, используя совместно с платой, которая вставляется в компьютер, аудио- или видеомагнитофон.

Долгосрочность хранения информации на магнитной ленте в значительной степени зависит от качества самой ленты. К примеру, встречаются низкокачественные ленты, магнитный слой с которых со временем просто осыпается, и, если на видео вы увидите шум, то прочитать цифровые данные с такой ленты будет проблематично. Специальная лента для стримера рассчитана на более длительное хранение информации и более активное использование. Это связано с тем, что при записи на ленту используется специальное кодирование информации, которое позволяет надежно восстановить ее при считывании даже в случае, если некоторые биты информации будут декодированы неверно (пользователь ничего не заметит). Кроме того, при записи может одновременно создаваться несколько копий данных (на ширину пленки могут параллельно писаться несколько дорожек), что также положительно сказывается на длительности хранения.

Проблема, которая потенциально поджидает каждого любителя магнитной пленки, – это быстрое устаревание оборудования. Не факт, что через несколько лет при поломке нынешнего устройства вам удастся найти ему замену, даже просто для того, чтобы считать данные и перенести их на новый носитель. Другой неприятный момент в работе с магнитной пленкой: кассеты необходимо регулярно перематывать. В противном случае соприкасающиеся слои пленки намагничивают друг друга, а значит, магнитная лента не сможет надежно хранить информацию долгое время. В промышленном оборудовании применяются роботизированные комплексы, которые автоматически меняют кассеты по мере их заполнения и периодически перематывают ленты.

Хранить пленки нужно с особой осторожностью, так как магнитные поля, которые нас окружают и абсолютно невидимы, могут повредить информацию на ленте. Так, не допускается использование ферромагнитных металлических стеллажей. При размещении пленки на стальных стеллажах необходимо размагнитить и замкнуть контуры стеллажа: соединение металлических частей стеллажа электропроводом и их эффективное заземление. Не будет лишним напомнить, что магнитная пленка, как и всякий носитель, требует также соблюдения определенного температурно-влажностного режима.

Дискеты

Дискеты – это прошлый век. В буквальном смысле. Они были популярны с 1970-х и до конца 1990-х годов, когда на смену пришли более емкие и удобные CD, DVD и флеш-накопители. Дисководы для 3,5-дюймовых дискет до сих пор можно приобрести в свободной продаже, однако в современные компьютеры их практически не устанавливают. Причина исчезновения очевидна – маленький объем хранимой на дискете информации (1,4 мегабайта) и низкая надежность. К хранению дискет применимы те же требования, что и к магнитным пленкам.

CD/DVD

Низкая стоимость и общедоступность – главные достоинства CD и DVD-дисков. Но, к сожалению, информация на них нередко полностью (или частично) утрачивается уже через два-три года. Это происходит из-за разрушения красящего слоя, вызванного воздействием солнечных лучей и ионизирующим излучением.

Иногда в производстве больших партий используется штамповка, похожая на производство виниловых грампластинок. В отличие от обычных CD и DVD, такие диски могут служить годами.

Производители утверждают, что при соблюдении условий хранения некоторые типы дисков (CD-R, DVD-R) можно использовать от 100 до 200 лет. Однако на практике эти оптимистичные заявления не подтверждаются.

Жесткий диск (HDD)

На сегодняшний день, пожалуй, самое распространенное устройство для хранения информации. Жесткие диски могут быть внутренними (устанавливаются внутрь корпуса) и внешними (присоединяются к устройству с помощью USB-кабеля). В последнем случае жесткий диск обладает размерами, позволяющими носить его в кармане пиджака и подключать его практически к любому компьютеру в USB-разъем.

С каждым годом стоимость единицы объема хранимой информации снижается. Информация хранится на пластинах, находящихся внутри герметичного контейнера и покрытых магнитным материалом. Технология записи похожа на магнитную ленту, а само устройство – на дискету. Основное отличие – в используемых материалах. Кроме того, на жестком диске присутствует, во-первых, электроника, которая может выйти из строя, например, от скачка напряжения в сети, а во-вторых – высокоточная механика. Благодаря тому, что при работе считывающие головки не касаются поверхности диска, поверхность не изнашивается и может служить для хранения информации в течение многих лет.

При неосторожном обращении (падение, тряска во время работы) жесткие диски подвержены выходу из строя. Так, одного резкого встряхивания полностью исправного диска может быть вполне достаточно, чтобы потерять всю записанную на нем информацию без возможности восстановления. При аккуратном обращении диски исправно служат более десяти лет при активном каждодневном использовании. Правда, в последнее время качество оборудования оставляет желать лучшего, так как в погоне за низкой ценой производители экономят на оборудовании и материалах.

Флеш-память (flash memory), флеш-диски (flash drive)

Флеш-накопители – это носители информации, использующие для хранения электрически стираемую энергонезависимую память. Если магнитная лента, дискеты и жесткие диски были придуманы и широко использовались еще на заре развития компьютерной техники, то флеш-память стала популярной относительно недавно. Это объясняется прорывом в области технологий производства микросхем.

Существуют как дорогие твердотельные накопители большого объема, так и бюджетные устройства известные, как флешки и карты памяти. На сегодняшний день они являются, пожалуй, самыми доступными и удобными средствами для каждодневного использования. Карта памяти является полностью электронным устройством и может быть подключена к устройству через кард-ридер. В отличие от них, флеш-диски не требуют дополнительных механизмов для подключения к компьютеру.

Заявленная производителями надежность хранении информации – до десяти лет. В отличие от жестких дисков, флеш-накопители не боятся тряски и падений с небольшой высоты. Они легки, вместительны и имеют высокую емкость, достаточную для того, чтобы записать несколько фильмов или десятки тысяч документов на одно устройство.

При каждодневном использовании флеш-диски довольно часто выходят из строя, например, от статического электричества, которое выводит из строя нежную электронику. Причина может также заключаться в некачественном изготовлении и ошибках, допущенных инженерами при проектировании дешевых устройств, особенно флешек. Последние могут выйти из строя из-за поломки микроконтроллера. В этом случае информация теоретически может быть восстановлена прямо с микросхемы памяти с использованием специального оборудования. Если поврежденной оказалась сама микросхема, то восстановить данные невозможно.

Технологии не стоят на месте. И уже сегодня ученые создают такие носители информации, которые для обывателей кажутся частью научно-фантастических сюжетов. Однако при выборе средства хранения следует руководствоваться не только модными технологическими веяниями, но и здравым смыслом. Если для хранения информации вам достаточно нескольких мобильных гигабайт свободного места (размер стандартной флешки), то нет смысла покупать дорогие жесткие диски гигантского объема только для того, чтобы произвести впечатление на знакомых.

Кроме того, необходимо учитывать затраты как на покупку самого носителя, так и расходы, связанные с записью информации и обслуживанием оборудования (например, как в случае с фотопленкой). Для того чтобы обеспечить надежную сохранность данных, оптимальным решением будет выбор не одного, а нескольких средств хранения, которые смогут прийти на помощь друг другу в случае досадной порчи одного из носителей.

До настоящего времени мы хранили самые важные файлы на винчестерах и DVD, срок годности которых составляет лишь несколько лет. Благодаря появлению новейших технологий сегодня имеются более надежные цифровые хранилища информации. CHIP расскажет вам о них. К концу 2012 года человечество накопит в общей сложности 2 500 000 000 000 000 000 000 байт (2500 экзабайт) информации. Наш разум едва ли способен осознать такую величину. Еще труднее принять тот факт, что хранящиеся на жестком диске данные физически пропадут через лет — эти накопители имеют небольшой срок службы. Сегодня самый популярный способ долговременного хранения данных — это DVD. Однако около 43% пользователей сохраняют свои файлы на носителях, срок бы которых еще меньше, чем у оптических дисков. Это приводит к парадоксальному результату: важные документы, фотографии и видеофильмы размещены на носителях, которым заведомо нельзя доверять. При этом существует несколько относительно дорогих решений для долговременного архивирования важных файлов. Три такие технологии мы представим в статье: два типа перезаписываемых дисков и специально подготовленный флеш-накопитель. Все они гарантируют сохранность ваших файлов на срок от 100 до 1000 лет, а при соблюдении определенных условий — и дольше. Кроме того, мы вкратце рассмотрим и другие методы, которые также обещают надежно хранить файлы.

Срок годности цифровых носителей

Жесткие диски не защищены от воздействия многочисленных внешних факторов — таких, например, как сырость и жара. Вибрацию и удары они также не переносят. Твердотельные винчестеры не имеют подвижных деталей, однако их ячейки памяти далеко не вечны. При повседневной работе они выдерживают, как правило, не более 10 000 циклов перезаписи, после чего ресурс флеш-памяти исчерпывается. И даже если вы просто однократно записали на них данные, эти носители утратят свой заряд всего через несколько лет.

При выборе жесткого диска в качестве средства для долгосрочного архивирования следует принимать во внимание и другие моменты — в частности, возможность возникновения коррозии на контактах. Кроме того, файловая система NTFS, которая практически повсеместно используется при резервировании данных, разработана компанией Microsoft и не является открытым стандартом. Она вряд ли сохранится после исчезновения операционной системы Windows. А кто может обещать, что эта ОС в последующие десять лет будет работать на наших компьютерах? То же самое можно отнести и к «облачным» технологиям: никто не гарантирует нам благополучное существование Google или Amazon через 20 лет. В противоположность всему перечисленному хранение информации на «болванках» обладает тем преимуществом, что процедура записи и чтения данных полностью стандартизирована. В случае крайней необходимости ваши файлы можно считать даже при помощи электронного микроскопа.

Имеют ли будущее «болванки» CD и DVD как средство долгосрочного архивирования? Можно со всей определенностью сказать: нет, если они куплены на компьютерном рынке или в обычном магазине. Зачастую такие носители имеют минимально возможный уровень качества вследствие многолетней ценовой борьбы производителей. Но выход из этой ситуации все-таки есть.

Почему DVD-диски живут так недолго

На срок службы оптических дисков влияют три фактора: солнечный свет воздействует на органический краситель, металлический слой окисляется, а поликарбонат не выносит высоких температур.

Различия в качестве

Проведенное по поручению французских правительственных органов тестирование показало, что даже диски одной торговой марки выходят из строя не одинаково быстро. Исследование велось по нормам ECMA-379 при температуре 80 °С и влажности воздуха 85%.

Наверняка у многих возникают мысли о том, как можно долго сохранять свою информацию. Стоит отметить, что обычный лазерный диск с записью какого-то важного события из жизни или необходимых данных через 5-10 лет невозможно будет прочитать. Поэтому стоит поискать более надежные средства для хранения данных.

При выборе места для хранения данных необходимо учитывать надежность накопителей и длительность хранения при разных условиях. Также стоит подобрать подходящий вид хранения для разных типов данных. В общем, обо всем этом необходимо позаботиться заранее.

Общие принципы хранения данных, продлевающие срок их жизни

На сегодняшний день можно выделить несколько принципов хранения данных, которые подходят к любому типу информации, независимо текст это, простые файлы или фотоснимки. В любом случае, они позволяют с большей вероятность получить доступ к данным в будущем.

Первое, что можно отметить – большее количество копий. Вряд ли кто-то будет спорить, что к книге с тиражом в несколько миллионов или фотографии с несколькими копиями для каждого родственника и сохраненной на нескольких накопителях будет проще получить доступ через несколько лет.

Кроме того, не стоит хранить данные нестандартными способами, в каких-то специфических форматах, языках и т.п. К примеру, для хранения текстовой информации лучше применять форматы ODF и TXT вместо DOCX и DOC.

Также не рекомендуется хранить данные в сжатом и зашифрованном виде, поскольку при небольшом повреждении целостности архива может случиться так, что вся информация в нем окажется недоступной. К примеру, для хранения медиаконтента лучше использовать формат WAV. Фотоснимки отлично будут храниться в несжатом виде с расширением RAW, TIFF или BMP. Для хранения видеофайлов хорошо подойдут форматы семейства DV, но пользоваться ими не очень удобно, поскольку они занимают много места.

Помимо этого, следует периодически проверять целостность и доступность информации. К тому же можно заново ее сохранять с помощью более современных методов и оборудования.

В общем, это все основные принципы хранения данных, которые помогут сохранить их длительное время. Теперь следует выбрать для этого подходящий накопитель.

Традиционные накопители и сроки сохранности информации на них

Из самых популярных способов хранения данных различного типа на сегодняшний день можно выделить HDD, USB-накопители разного типа, лазерные диски, а также облачные хранилища. Хотя последние нельзя отнести к накопителям, но служат они для тех же целей. Среди них можно отметить Яндекс.Диск, Dropbox, Google Drive и другие.
Чтобы выбрать самый надежный метод хранения информации, необходимо подробно ознакомиться со всеми ими.

Жесткие диски

Стандартные винчестеры чаще всего применяются для хранения различной информации. При нормальной эксплуатации стандартный HDD выхаживает от 3 до 10 лет. Такой разброс зависит от внешних воздействий и качества накопителя. Стоит отметить, что при записи какой-либо информации на винчестер, а после этого отсоединив его от ПК и спрятав в надежном месте, то данные на нем будут храниться столько же, сколько и при работающем HDD.

На сохранность информации влияет в большей степени внешние факторы типа ударов, даже слабых, и встряхиваний. Немного меньше оказывают влияния магнитные поля, но они также могут стать причиной внезапной поломки винчестера.

USB Flash, SSD

Подобные накопители способны хранить информацию около пяти лет. Стоит отметить, что простые USB-накопители не всегда выхаживают этот срок. Всего один небольшой статический разряд может привести к тому, что вся информация на нем может стать недоступной. Время хранения данных на таких накопителях можно продлить до восьми лет, но при этом нужно отключать их от ПК и оставить в надежном месте.

CD, DVD, Blu-Ray

Из всех существующих физических накопителей, самым продолжительным сроком хранения данных обладают именно оптические диски. Они могут прослужить до сотни лет. Но при этом необходимо учитывать много разных нюансов, которые связаны с этими носителями. К примеру, записанный диск может прослужить всего пару лет. Чтобы исключить все нюансы, необходимо подробно их изучить.

Облачные хранилища

Никто не может определить точный срок хранения информации в «облаке». Наверняка данные могут храниться в них очень длительное время, по крайне мере, до того момента, пока компании будет выгодно это с коммерческой стороны. Стоит отметить, что за потерю информации компании не несут ответственности. Об этом указывается в лицензионном соглашении. Кроме того, существует вероятность того, что аккаунт может быть взломан мошенниками или данные могут потеряться по другим причинам.

Из всего этого можно сделать вывод, что самым надежным и долговечным методом хранения информации является старый добрый оптический накопитель. Однако, более удобными являются винчестеры и облачные хранилища. Не нужно исключать какой-то из способов хранения, поскольку совместное их применение увеличивает сохранность информации.

Хранение информации на оптических накопителях CD, DVD, Blu-ray

Скорее всего, большинство пользователей слышали такую информацию, что лазерный диск может сохранять информацию огромное количество лет. При этом некоторые сталкивались с такой ситуацией, когда через пару лет, вставив диск в привод, ничего не происходило, хотя CD-ROM работает исправно.

Как правило, причиной быстрой потери информации с оптического носителя является его низкое качество. Кроме того, на это может влиять тип диска, условия его хранения и некорректный режим записи.

Мультисессионные носители с пометкой RW не способны длительное время хранить информацию. в среднем обычная одноразовая болванка способна дольше хранить данные, чем многоразовая. Судя по исследованиям практически все CD-R способны хранить информацию почти 15 лет. Такими показателями обладают практически 50% DVD-дисков с пометкой R. По другим тестам CD-R сможет проработать около 30 лет. Внушительный показатель.

Просты дешевые диски, которые продают на улице кому не лень не очень приспособлены для хранения информации. Поэтому хранить на них важные данные без их копии не рекомендуется, та и, вообще, лучше ими не пользоваться.

Также категорически нельзя держать оптические носители под открытым солнцем. Помимо этого, неблагоприятно влияют на диск перепады температуры, высокая влажность и, конечно, механические повреждения. Стоит отметить, что на сохранность нарезанной информации может влиять качество привода, который проводил прожиг.

Выбор накопителя для нарезки информации

Все оптические носители для записи могут отличаться материалом, на который осуществляется прожиг. Также разнится тип отражающего слоя, твердость основы и, конечно, качество производства. Если брать во внимание последний пункт, то диски одной марки, изготовленные на разных производствах, могут достаточно сильно отличаться по качеству.

На сегодняшний день при изготовлении поверхности для прожига в оптических носителях применяется фталоцианин, цианин или металлизированный Azo. Отражающая поверхность, как правило, изготавливается из золота, серебра или его сплава. Самым оптимальным сочетанием из всех названных материалов является фталоцианин с золотом. Эти материалы более устойчивые и не подвергаются окислению. Но также могут применяться и другие комбинации, но это зависит от производителя.

На данный момент в нашей стране довольно трудно найти оптический носитель для архивного хранения. В сети можно найти всего один интернет-магазин, который привозит такие диски из Штатов. Все накопители, который он поставляет с довольно известными именами и позволяют хранить информацию до ста лет, а некоторые заявляют и о 300.

Впрочем, заказать подобные накопители можно в зарубежных интернет-магазинах типа Amazon.com или каком-нибудь другом. На территории нашей страны самыми распространенными накопителями, которые смогут сохранить информацию на протяжении 10-ти и более лет являются Verbatim и Sony тайваньского производства.

Millenniata M-Disk

Компания Millenniata производит накопители M-Disk DVD-R и M-Disk Blu-Ray для одноразовой записи. Такие диски позволяют хранить видеофайлы, фотоснимки, текстовые документы и другое почти до 1000 лет. Отличительной особенностью таких носителей является применение в производстве слоя для прожига стеклоуглерода, который не имеет органики. Этот материал не подвергается коррозии, устойчив к перепадам температуры и солнечным лучам, а также к кислотам, щелочам и растворителям. По твердости его можно сравнить с кварцем.

Стоит отметить, что на обычных носителях при записи лазер изменяет цвет органического слоя. На дисках M-Disk происходит реальное выжигание дырок в материале. Основой оптического накопителя служит специальный простой поликарбонат. Существует видео, где диск замораживают, кипятят, нагревают до высокой температуры, а он после этого продолжает нормально функционировать.

На отечественном рынке оптических накопителей, таких дисков нет, но в любом зарубежном интернет-магазине их можно легко найти, причем в достаточном количестве и по доступной цене. Стоит отметить, что такие накопители воспроизводятся всеми существующими приводами. С недавнего времени компания Millenniata начала сотрудничать с Verbatim, поэтому в скором времени такие диски станут более востребованы.

По поводу записи необходимо отметить, что прожиг M-Disk DVD-R может осуществляться только специализированным приводом с логотипом M-Disk, поскольку они оснащаются специальными лазерами. Нет на отечественном и таких приводов, но заказать их можно в интернет-магазине Amazon. А вот диски M-Disk Blu-Ray поддерживаются всеми современными CD-ROM, которые способны записывать такой тип дисков.

В общем, это вся информация, которая касается сохранности информации. Подводя итог, можно отметить, что для того, чтобы надежно сохранить данные, необходимо придерживаться принципов хранения. Для этого можно использовать оптические накопители, но только качественные и хорошего производства. Те, кто хочет не заморачиваться с созданием копий, могут приобрести себе диски и приводы компании Millenniata и не переживать, что с ними может что-то произойти.

В последние годы широкое распространение получила концепция управления жизненным циклом информации, в основе которой лежит принцип разделения общего массива данных на классы в зависимости от содержания, частоты обращений и срока хранения. В соответствии с этим подходом выделяются три ключевые задачи хранения электронных данных: оперативный доступ к информации, резервное копирование и архивное хранение. Для решения каждой из них применяется различное оборудование — согласно специфическим требованиям к хранению и доступу.

Оперативный доступ. Типичным примером может служить файловый сервер, главная задача которого — немедленное предоставление необходимых данных большому количеству пользователей корпоративной сети. Основные требования к подобным системам — непрерывность доступа и высокая скорость работы. Идеальным вариантом решения является массив RAID.

Резервное копирование. Этот этап хранения подразумевает высокую потоковую скорость записи и чтения и большую eмкость носителя. Долговечность хранения не имеет особого значения, поскольку резервное копирование производится регулярно. Оптимальным выбором будут системы на основе ленточных накопителей.

Архивное хранение. В данном случае предполагается хранение важной информации в течение длительного времени при обеспечении быстрого доступа к ней, что диктует вполне определенные требования к технологиям хранения и оборудованию, в частности, длительное хранение больших объемов информации в неизменном виде. Всем этим условиям отвечают роботизированные библиотеки оптических дисков.

Надо отметить, что в большинстве европейских стран и США необходимость архивного хранения ключевой для бизнеса информации закреплена на законодательном уровне. Во всем мире принято около 25 тыс. директив, в том числе постановления правительств и отдельных министерств Германии, Италии, США, Великобритании и других стран, требующих сохранять данные по финансовым транзакциям, биржевым сделкам, медицинским исследованиям и страховым выплатам на протяжении пяти-десяти лет.

Законодательные нормативы хранения данных активно разрабатываются и в нашей стране. Планируемое вступление России в ВТО является мощным катализатором этого процесса. В ближайшее время многие компании законодательно обяжут хранить данные в течение длительного срока, тем что им придется модернизировать свои системы хранения. Поэтому общемировые темпы роста рынка архивных накопителей в России наверняка будут существенно превышены.

ОСОБЕННОСТИ АРХИВНОГО ХРАНЕНИЯ

Первое и самое важное требование к электронному архиву — исключение физической возможности удалить или изменить данные как по неосторожности, так и по злому умыслу. Иначе говоря, информационный носитель должен обеспечивать однократную запись при многократном чтении (True Write Once Read Many, True WORM). Как следствие, защита данных от удаления должна быть не программной, а аппаратной. Кроме того, к ключевым требованиям относятся долговечность хранения и высокая емкость носителя. Это позволяет существенно снизить совокупную стоимость владения системой (TCO) и удовлетворить запросы к емкости хранения со стороны крупнейших компаний, в том числе предприятий государственного и промышленного сектора.

Из перечисленных условий следует, что ни массивы RAID, ни ленточные накопители справиться с задачей архивного хранения данных не могут. Несмотря на это, в России основная часть информационных ресурсов хранится на жестких дисках или массивах RAID. Жестким дискам доверяют даже информацию, которая требует долговечного и надежного хранения. Между тем сам принцип работы жесткого диска подразумевает постоянное механическое движение, что предполагает сбои в работе устройства и периодические потери информации. Гарантий работоспособности жесткого диска в течение десятилетий производители не дают. Доверяя самые ценные данные массивам RAID, пользователи подчас не придают значения тому факту, что технология RAID была создана для восполнения ненадежности и недолговечности жесткого диска.

Схожие вопросы возникают и при попытке построить архивное хранилище данных на основе ленточных накопителей: недолговечность носителя вынуждает периодически переносить данные со старой ленты на новую. Кроме того, лента нуждается в обслуживании — если она не используется, ее необходимо регулярно перематывать, чтобы не допустить размагничивания. Эта технология имеет другие недостатки, в частности, невозможен прямой доступ к произвольному файлу на ленте.

Для решения задачи архивного хранения данных был разработан новый класс специализированных устройств — архивные накопители. Эти роботизированные библиотеки оптических дисков под управлением особого программного обеспечения позволяют построить надежную систему хранения для поддержки автоматического управления жизненным циклом информации.

СТАТИСТИКА ОТКАЗОВ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

Компания Google Inc. провела независимый анализ статистики отказов жестких дисков. Накопленная база данных (более 100 тыс. экземпляров HDD) по своим размерам многократно превосходит любое другое подобное исследование, которое было опубликовано.

Результаты наглядно демонстрируют неэффективность использования жестких дисков в системах долговременного архивного хранения: совокупный процент отказов жестких дисков уже к концу четвертого года эксплуатации достигает 25% (см. Рисунок 1). Как следствие, системы на базе жестких дисков должны обладать избыточностью, поддерживать инфраструктуру переноса и резервного копирования, а также подвергаться частому сервисному обслуживанию. Этим объясняется высокая общая стоимость владения архивами, основанными на жестких дисках.

Для построения крупных систем хранения информации существенно, что в многодисковом массиве (более 10 жестких дисков) продолжение работы без технического обслуживания становится маловероятным уже через несколько лет после начала эксплуатации (см. Таблицы 1 и 2), причем более половины сбоев не могут быть предсказаны с помощью современных встроенных технологий прогнозирования отказов (SMART).

Даже при постоянном обслуживании, резервировании и замене дисков в системе пользователи должны учитывать, что, согласно статистике, более трети всех HDD выходят из строя на пятом году эксплуатации. С учетом морального старения это ведет к значительным затруднениям в обеспечении своевременной замены. Таким образом, для снижения риска потери данных наиболее целесообразной становится полная замена приводов после трех-четырех лет эксплуатации, что влечет за собой дополнительные расходы.

НАДЕЖНОСТЬ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОПТИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЯХ

По оценке Enterprise Strategy Group (ESG), из всех существующих технологий оптимальной для долговременного хранения данных являются роботизированные накопители на оптических дисках (библиотеки DVD/BD), при использовании которых совокупная стоимость хранения информации значительно ниже, чем в случае альтернативных технологий.

Неизменность данных, хранящихся на оптических носителях, гарантируется на физическом уровне, так как процесс записи представляет собой необратимое изменение структуры диска в результате кристаллизации аморфного слоя, что соответствует стандарту однократной записи True WORM. Хранящиеся данные невозможно стереть или изменить — они доступны только для чтения.

Самым распространенным типом оптического носителя, применяемым для современных архивных накопителей, являются диски DVD. Производители DVD выпускают диски со специальным твердым покрытием, что гарантирует сохранность информации и полностью соответствует международному стандарту ЕСМА, при этом срок службы носителей превышает 30 лет.

Таким образом, оптические технологии обеспечивают следующие преимущества:

    Они гарантируют исключительно надежное хранение данных в течение десятилетий;

    Спецификация True WORM поддерживается на физическом уровне, так как в процессе записи происходит необратимое изменение агрегатного состояния вещества;

    Емкость одного носителя уже сейчас составляет 50 Гбайт. Это позволяет создавать хранилища данных значительного объема и наращивать их при необходимости;

    Технология Blu-ray Disk предоставляет произвольный доступ к данным, причем скорость позиционирования лазерной головки на диске такая же, как у жестких дисков.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для подтверждения срока службы дисков их образцы подвергаются тестированию по методу искусственного старения. Диски будут соответствовать стандарту, если для 95% образцов прогнозируемый срок годности превысит 30 лет.

В процессе испытаний определяются показатели ошибок чтения дисков. Если соответствующие критические уровни оказываются превышены, то ошибки чтения становятся невосстановимыми и образец приходит в негодность, после чего рассчитывается время наработки до отказа. На основе полученных результатов определяется время окончания срока годности при нормальных условиях.

Во время тестирования диски помещаются в специальную камеру с повышенной температурой, при этом процессы диффузии в носителе активизируются, что имитирует естественное старение материала. Кроме того, диски подвергаются испытаниям в условиях высокой влажности, агрессивных сред, влияния микроорганизмов и пыли, механических воздействий.

Сначала работоспособность диска измеряется при высокой температуре. В каждом последующем эксперименте температура понижается на 50C и доводится до 600C. С каждым шагом срок работоспособности диска увеличивается. Данные для комнатной температуры апроксимируются, исходя из формы получившейся кривой работоспособности. Так, для поликарбонатной подложки срок годности дисков при комнатной температуре достигает 133 лет.

Специальное твердое покрытие обеспечивает длительную сохранность записанной на DVD информации благодаря лучшей защите от царапин. Это подтверждают испытания на тестере HEIDON-14: царапины наносятся стальным шариком диаметром 7 мм с нетканой подкладкой при скорости 1000 мм/мин (см. Рисунок 2). Кроме того, антистатический компонент покрытия быстро снимает статическое электричество с поверхности диска и предотвращает прилипание пыли при его использовании и хранении (соответствующие испытания проводились в за-пыленной камере в течение 24 ч.). Маслоотталкивающая поверхность снижает риск потери данных, если кто-то случайно дотронется до поверхности диска, и облегчает стирание отпечатков пальцев (см. Рисунок 3). DVD с твердым покрытием полностью соответствует стандартам по всем эксплуатационным характеристикам и сохраняет высокую стабильность в ходе испытаний при повышенной температуре и влажности (температура 800С, относительная влажность 90%).

Испытания, проведенные ассоциацией ECMA International, подтверждают, что роботизированные библиотеки на основе сертифицированных дисков DVD с твердым покрытием обеспечивают надежное хранение архивных данных в течение 30 лет и полностью удовлетворяют стандартам архивного хранения информации.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ

Проблема архивного хранения становится все более актуальной по мере увеличения объемов сохраняемых данных, нарастающих лавинообразно. В мировом масштабе количество архивной информации растет гораздо быстрее, чем всей прочей информации. При этом быстрый доступ требуется только к 20-30% информации. К 2010 г. общий ее объем достигнет одного зетабайта, т.е. 1021 байт.

На данный момент DVD позволяет хранить 9,4 Гбайт на одном носителе, а накопители, основанные на технологии Blu-ray, — до 50 Гбайт на одном диске BD. В ближайшие годы планируется увеличить емкость серийно выпускаемых оптических дисков до 100 Гбайт, а в дальнейшем и до 200 Гбайт (см. Рисунок 4). Это сделает оптические технологии еще более доступными.

Важное значение имеет преемственность технологий: современные оптические накопители поддерживают компакт-диски, выпущенные
25 лет назад. В дальнейшем форм-фактор оптических дисков не изменится, что позволяет рассчитывать на совместимость оптических дисков с накопителями будущего.

ТЕХНОЛОГИЯ BLU-RAY

Современная оптическая технология Blu-ray обеспечивает высокую плотность архивирования на носителях емкостью 25 или 50 Гбайт каждый, в перспективе достижима емкость 100 и даже 200 Гбайт. Односторонние носители могут иметь один или несколько слоев записи по 25 Гбайт каждый, поддерживать однократную (BD-R) и повторную (BD-RE) запись и обеспечивать высокоэффективную коррекцию ошибок по секторам. Диск Blu-ray имеет диаметр 120 мм и поверхность с твердым покрытием.

Дисководы Blu-ray совместимы по чтению/записи с носителями CD/DVD. Технология поддерживается всеми основными производителями дисководов и носителей, а также файловой системой UDF. Современные накопители Blu-ray обеспечивают скорость записи информации 2х (72 Мбит/с) и скорость считывания 5х (для однослойных носителей).

ПРИМЕНЕНИЕ АРХИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Архивные накопители применяются в инфраструктуре информационной системы предприятия, когда необходимо длительное, надежное хранение данных (см. Рисунок 5). Управляющее программное обеспечение осуществляет автоматическую миграцию данных из сети или с сервера по заранее определенным правилам. Подсчитано, что примерно 80% данных, хранящихся на носителях первого уровня, не требуют частого обращения, а 20% из них никогда не будут востребованы. Такие данные разумно хранить на оптических архивных накопителях, освободив тем самым дорогостоящее дисковое пространство массива RAID.

При выборе системы архивного хранения следует отдать предпочтение оптическим технологиям DVD и BD. Только они обеспечивают выполнение всех требований, предъявляемых к хранилищу, включая такие параметры, как высокая надежность и долговременность хранения, аутентичность и неизменяемость данных, быстрый произвольный доступ к данным, высокая емкость носителей, возможность расширения. Оптические технологии проверены десятилетиями и тысячами инсталляций по всему миру.

Игорь Корепанов — директор по маркетингу компании «Электронный Архив». С ним можно связаться по адресам:

Как долго или где быстро хранить информацию на диске / Хабр

Добрый день, Гиктаймс!

Некоторое время назад, на тостере попалось несколько интересных вопросов о хранении информации на жестких дисках, которые вызвали желание копнуть немного глубже, и я провел небольшое исследование.

Часть информации уже пробегала на Хабре, но не все. А кое-что я не смог найти в русскоязычном инете, поэтому и решил поделиться найденным с сообществом.

Про размагничивание данных на диске.

В нормальных бытовых условиях (отсутствие резкой смены температуры/влажности/давления, отсутствие ударов), намагниченная поверхность диска может хранить информацию несколько десятков лет. Гарантировать сложно, так как реальные промышленные тесты не проводились, а те, что проводятся — обычно как раз и представляют собой смену внешних условий для воздействия аггрессивной средой.

Но большинство сходятся на том, что мощность магнитного поля деградирует со скоростью примерно 1% в год.

При этом нельзя сказать, что через 50 лет не прочитается половина диска — это некорректно, ибо деградация поля не равна поломке — тут роль играет чувствительность считывающих головок и точность механизма позиционирования.

Даже в одной партии жестких дисков хорошего производителя на выходе получаются немного отличные пластины, и цельное устройство тщательно калибруется на заводе. Повторная калибровка в домашних условиях невозможна.

Со временем, внешне может показаться, что это ухудшилась магнитная запись, но в подавляющем большинстве случаев — ухудшение считывания связано с механической деградацией материалов — это вызывает и ошибки позиционирования и чувствительность головок.

Если важные для вас данные перестали считываться со старого жесткого диска — скорее всего дело в деградации механики/электроники, и их можно считать в специальных компаниях, которые специализируются на восстановлении даных — винчестер разберут, блины вынут и установят на отдельное устройства, после чего считают с них данные напрямую.
Даже если механика и электроника полностью навернулась — сами пластины и информация на них подлежит считыванию.

Есть множество свидетелей, у которых старые диски, лежащие в шкафчике, отлично читаются спустя 15, и даже 20 лет (я, кстати, тоже один из них). А бывает, что диск не заводится, едва перейдя гарантийный срок годности.

Итак, в современных дисках сперва выходит из строя электроника и механика, раздалбываются разъемы, могут даже устареть стандарты, но вряд ли основной причиной будет размагничивание данных.

К этому можно еще добавить, что первыми должны размагнититься низкоуровневые разметки дорожек и секторов, которые были нанесены производителем, и которые штатными способами пользователь перезаписывать не сможет. Правда мощность поля у разметки гораздо выше, что заметно под микроскопом, но тем не менее ничто не вечно.

Выводы из этого пункта — перезаписывать информацию на диске, чтобы «обновить» магнитную запись — нет никакого резона.
Гораздо важнее обеспечить отсутствие агрессивного внешнего воздействия, как самое элементарное — закрутить его понадежнее, чтобы уменьшить вибрации. Включение-выключение ведет к тому, что температура диска меняется и следовательно материал расширяется и сужается. Это один из важных факторов, почему быстрые HDD живут меньше, чем медленные диски из «green» серий, у которых перепад температуры гораздо меньше. Но не стоит забывать, что если диск на ощупь не горячий, это не значит, что металл не расширился — каждый цикл включения-выключения ускоряет деградацию материала, просто у «холодных дисков» она заметно меньше.

Если ваш компьютер регулярно засыпает и просыпается, по нескольку раз в день, а питается он от сети — имеет смысл увеличить срок ожидания до выключения диска при питании от сети. Современные жесткие диски в режиме простоя потребляют всего пару ватт.

О секторах

Это не совсем 512 байт. Это область, в которой для пользовательских данных выделено 512 байт. Также есть служебная информация о секторе — это низкоуровневая метка начала и конца сектора, а также блок коррекции данных, обычно он идет после пользовательских данных. Плюс неразмеченное место между секторами (gap).

Метки сектора наносятся производителем во время так называемого низкоуровневого форматирования. В древние годы, это можно было делать самостоятельно из BIOS, но сейчас штатными способами это уже недоступно пользователю. Объем служебных данных, может варьироваться в зависимости от оптимизации firmware диска, но в считается, что сектор вместе со служебными данными занимает 577 байт. Плюс gap.

Точнее так было раньше.

В 2007 году было предложено увеличение размера сектора, и после процедур согласования и утверждения, начиная с 2011 года, все выпускающиеся диски уже форматируются с сектором размером в 4096 байт пользовательских данных (примерно 4211 байт со служебными данными) — так называемый Advanced Format.
Упрощение адресации низкоуровневых секторов, которых стало в восемь раз меньше при том же объеме — это и увеличение производительности за счет упрощения расчетов и работы с бОльшими блоками, и эффективность использования диска заметно увеличилась. Насколько? Давайте дочитаем следующий абзац.

Блок ECC данных

В 512 байтных секторах, ECC Блок занимал

50 байт

. В 4096 байтных секторах, ECC блок увеличился до

100 байт

, но зато уменьшилось количество самих секторов. И на самом деле ECC занимает теперь в

четыре раза

меньше (

100 байт

на 4096 байт против

400 байт

на 8*512 байт).

Вдобавок, на более длинной цепочке данных алгоритм коррекции работает эффективнее, в результате и место сэкономили и эффективность увеличили. По разным оценкам скорость вычисления ECC увеличилась на 5-10%. А значит, контроллер диска меньше напрягается и может заняться другими вещами. Косвенно это влияет и на общую производительность записи/чтения данных.

Один из главных плюсов — это конечно экономия места.

Суммарно — уменьшение объема, выделенного под блоки ECC, уменьшение общего количества секторов (меньше gap, меньше меток, меньше индексов для адресации секторов) — общий размер места, выделяемый для пользовательских данных, увеличился более чем на 10%!

Есть и еще один маленький плюс, связанный с большими секторами. В случае брака или дефекта поверхности, сразу плохим будет помечен бОльший участок. Если пометить мегабайт секторов по 512байт, это займет в разы больше времени, чем по 4кб.
Вдобавок нечитаемая часть будет помечена более надежно — если мы обрезаем подгнивший или червивый кусок вкусного яблока, мы отрезаем часть хорошего — так и в жестком диске — лучше пометить плохой участок не в притык.

Но конечно от дисков с бэдами лучше быстрее избавиться.

Единственное исключение — логические бэд блоки. Они связаны именно с ECC — когда по разным причинам (внезапно отключилось электричество, баг firmware, лунные бури…), и ECC оказался некорректным — такой сектор контроллер диска будет считаться сбойным. Именно их можно исправить пересканированием плохих секторов — утилит сейчас существует множество, начиная с известной Victoria.

Про виртуальные 512- байтные сектора

Логотип с «512e» означает, что сам диск уже 4кб-секторный, но работает в режиме эмуляции виртуальных 512 байтных секторов.

Логотип с «4Kn» говорит, что диск поддерживает 4к нативный интерфейс, такие диски в продаже с 2014 года.

Многие все еще популярные ОС (тут я говорю про Windows 7 и Windows Vista), не поддерживают 4к диски нативно.
Тем не менее, старые диски на них работают отлично, а новые диски предоставляют интерфейс с виртуальными 512-байтными секторами.

О виртуальных 512-байтных секторах следует помнить, когда вы тестируете 512е диски, или во время теста работаете на устаревшей ОС.
Например, запись рандомных 512-байтных секторов в таких условиях будет выглядеть как «считать 4кб, записать 4к», что явно будет выдавать непонятную деградацию скорости на графике. В тоже время как линейная скорость записи и чтения будет показывать нормальную производительность.

Windows поддерживает 4кn диски нативно, начиная с Windows 8 и Windows server 2012.

Про Cluster Straddling.

Это касается именно тех дисков, которые работают в 512е эмуляции (а таких в ходу еще много)

Разобъем такой диск на разделы и отформатируем с дефолтными настройками. Стандартный кластер NTFS- 4 килобайта. Блок HFS+ (или ext4) — обычно тоже 4 килобайта. И физический сектор диска — уже тоже 4 килобайта. Очень удобный размер (даже x86 mem страница — тоже 4 кбайта).

Но во время разбития 512e диска на разделы, может выйти так, что раздел будет начинаться начинается не с начала 4-к сектора, а со смещением, кратным 512 байт.
В результате 4 килобайтный кластер/блок будет лежать между двумя 4 килобайтными физическими секторами жесткого диска.
Каждый раз при чтении такого кластера, жесткий диск (из-за логики своей работы) будет считывтаь два сектора целиком. При записи тоже не все гладно.
Эту проблему решают различные align утилиты — тот же WD Align Tool или HGST Align Tool для Windows 7 и выше.
Только применять их нужно ПОСЛЕ того, как вы разбили диск на партиции — утилита проверит, что границы партиций совпадают с началом нового 4кбайтного сектора, и подвинет их, если это потребуется. После чего можно работать без падения производительности.

Где информация читается быстрее — в начале или в конце диска?

На жестких дисках, первый сектор находится на внешней стороне диска, а последний сектор — на внутренней.

В начале времен, количество секторов на дорожке было одинаково, но это было настолько в дремучее время, что можно и не вспоминать. Сейчас дорожки, находящиеся ближе к началу диска (внешней стороны), содержат больше секторов.

Итак, линейная скорость записи и чтения информации расположенной в начале диска, значительно выше. Точные цифры зависят от производительности самого диска, но в процентах — разница может составлять 200% и даже немного больше процентов между самыми крайними дорожками (!)
Количество секторов на дорожку указывается не индивидуально, а для зоны, в которые объеденено несколько дорожек, поэтому разница в скорости будет видна не для двух крайних дорожек, а для двух крайних зон и постепенно снижаться к середине диска. Вдобавок эмперически можно сказать, что «быстрых» секторов на диске больше — поскольку их просто больше на внешней части диска.

Как же хранить?

Если сравнивать с CD, DVD и флешками — CD и флеш диски явно проигрывают в длительности хранения данных. DVD могут поспорить, но тут все неоднозначно — нужны и качественные болванки, и хороший привод, и запись производить не на максимальной скорости, и все равно, есть вероятность, что данные перестанут читаться. Вдобавок, 4.5 или даже 9 гб на DVD — это не так уж много, плюс отсутствие комфорта. И сохранить можно только раз — связываться с DVD-RW для длительного хранения данных вообще не стоит.

Я записал в свое время свыше 5000 CD/DVD дисков, тестировал чтение. Конечно качество чтения и долговечность зависела от качества болванки, но тот же самый Verbatim, который был одним из эталонов CD-R 650, в DVD был довольно посредственным.И в каждой партии могло встретиться что-то неудачное.

Если брать Blue Ray диски, то стоимость пишущего привода и болванок такова, что если не дешевле, то почти равноценно через 5 лет купить новый жесткий диск и переписать на него данные.

На текущий момент, недорогие способы хранения личных данных в основном делятся на:
* Если данных не слишком много, и инет позволяет — можно хранить в облаке, а лучше в двух разных независимых облаках, предварительно зашифровав данные трукриптом/архиватором. Тут я прорекламирую WinRAR, который кроме архивирования с паролем, вдобавок умеет использовать ECC. Можно увеличить размер архива на некоторый процент, но зато иметь возможность восстановить данные из любого поврежденного места этого архива, в пределах этого процента. Есть даже возможность разбивать архив на тома, и том для восстановления создать отдельным файлом. В древности, я этим активно пользовался со старыми дискетами, когда целая дискета могла просто не прочитаться в чужом дисководе.

* Съемный HDD, но рекомендую менять носитель с периодичностью в 3-5 лет на более новый, стараясь не слишком далеко отходить от гарантийного срока. Можно просто купить SATA/USB переходник и апгрейдя системный диск на более быстрый/емкий, старый диск отдавать под бэкапы.

* Купить недорогой домашний NAS с рейдом и настроить обычное простое зеркало. Этот способ заметно дороже предыдущих двух, но в случае выхода из строя одного из дисков, вам нужно будет просто заменить поломанный диск на новый, и рейд контроллер сам выполнит подключение нового диска в массив и заполнит его данными. То есть ничего не нужно будет настраивать заново, искать и восстанавливать информацию из разных бэкапов. Просто заменил диск и все. NAS также очень нетребователен по питанию, его можно оставить включенным постоянно и автоматизировать все процессы бэкапов.

UPD: DaemonGloom рекомендует замечательные устройства WD My Cloud Mirror, которое идет практически по цене жестких винтов, плюс небольшая переплата за корпус/контроллер:
«По текущим ценам — устройство на 2x4TB даёт 100 долларов переплаты, 2x6TB — 80 долларов.»

Лично я делаю резервную копию всего важного на второй диск, и периодически скидываю архивы на внешний USB диск вручную.
Таким образом есть а) рабочая копия, б) ежедневный архив на втором диске, и с) примерно ежемесячный архив на внешнем отключенном диске. Но в принципе уже начинаю подумывать про NAS.

А как храните вы?

Как хранится информация?. Microsoft Office

Как хранится информация?

Теперь, если вас спросят, как хранится информация на вашем компьютере, вы можете ответить так:

? Где именно? – на дорожках и секторах жесткого диска (или, на логическом уровне – в виде кластеров на логических дисках).

? Как именно? – в виде логических нулей и единиц (битов), а также их групп (байтов).

Все это правильно… Но все равно непонятно. Компьютеру так, может, и проще, ведь ему абсолютно безразлично, чем именно мы забиваем винчестер – документами ли, музыкой или картинками. Для него все это – информация, которую нужно лишь разбить на определенные кусочки – и в любой момент знать, где именно находится тот или иной кусочек. Но нам, пользователям, придется иметь дело не с битами и байтами. И уж тем более – не с кластерами и секторами. Нам же интересно другое деление информации – логическое. Содержательное. Следовательно, нам нужно принять новую единицу, новую точку отсчета. Такими единицами и станут для нас файл и папка.

Файлы

Файл (File) в переводе с английского – лист, на котором может быть записана некая информация. Неважно, что это – код программы или созданный вами текст. Важно другое – каждый такой листок является чем-то логически завершенным, законченным.

Файл может хранить в себе любую информацию – текст, графическую информацию, программный код и так далее (хотя бывают и некие комбинированные файлы, включающие, к примеру, картинку, текст и элемент программы). Главное, чтобы мы, пользователи, всегда могли отличить один «кусочек информации» от другого и знали, как именно нам работать с каждым типом файлов.

Как это делается? Очень просто: каждый файл, подобно человеку, имеет собственное «имя» и «фамилию» (ее называют «типом» файла).

Имя файла чаще всего может быть выбрано произвольно самим пользователем. Скажем, вы создали файл-документ с текстом своего договора с фирмой – его можно назвать «Договор», «Документ 4155» или вообще «Апрельские тезисы». Раньше, в эпоху DOS, имена файлов могли состоять максимум из восьми букв латинского алфавита – сегодня их может быть до 256 и никаких языковых ограничений не осталось. Работая с русской версией Windows, мы можем давать нашим документам-файлам русские имена, а китайцы, к примеру, могут с легкостью использовать свои иероглифы. Другой вопрос, что такой документ не всегда можно открыть на других компьютерах – «американская» Windows может не понять китайское имя, ну а наша, российская версия частенько спотыкается на западноевропейских символах.

Тип файла показывает, какого рода начинка хранится в каждом информационном «контейнере» – рисунок ли это, текст или программа.

О типе файла рассказывает его расширение – часть имени из трех (редко – из четырех) букв, отделенное от основной части названия точкой. Например, файл, в котором хранится эта книга, называется Compbook.doc.

В компьютерном мире существует бесчисленное множество расширений – запомнить все просто нереально.

Однако основных расширений не так уж много:

? ехе – обозначает «исполняемый» файл, хранящий в себе программу. Например, winword.exe;

? com – другой тип программного файла. Обычно файлы.com соответствуют небольшим (до сотни килобайт) программкам. Часто встречались в эпоху DOS, однако сегодня практически сошли со сцены;

? bat – так называемый пакетный файл, предназначенный для последовательного запуска нескольких программ (или команд). По сути дела, это обычный текстовый файл, в котором набраны названия программных файлов, которые вы хотите выполнить в необходимом вам порядке. Пример – файл autoexec.bat, автоматически выполняющийся в момент загрузки компьютера;

? cfg – конфигурационный файл, в котором программа указывает параметры своей работы;

? dll – так называемая динамически подключающаяся библиотека данных, к которой могут обратиться по мере надобности сразу несколько программ;

? hlp – файл справки, в котором хранятся «подсказки», а иногда и полное руководство по той или иной программе;

? txt, doc – текстовые файлы;

? htm, html – гипертекстовый документ Интернета;

? xls – электронная таблица;

? dat – файл данных;

? wav, mp3 – звук в цифровом формате;

? bmp, jpg – графическая информация, картинки;

? arj, zip, rar, 7z – файлы архивов, то есть сжатой с помощью специальных программ «архиваторов» информации. В одном архивном файле на самом деле может храниться множество файлов. И так далее.

Работая в Windows, вы чаще всего будете видеть не расширение файла, а соответствующий ему графический значок. Например, лист с текстом и буквой W покажет, что перед вами – документ, созданный в программе Microsoft Word. Это, конечно, удобно – но только не забывайте, что значки могут меняться в зависимости от того, к какой именно программе привязан тот или иной тип файла. К тому же одним значком могут обозначаться файлы сразу нескольких типов. Расширение же во всех случаях остается неизменным. Есть у файла и еще один признак, называемый атрибутом. Однако, в отличие от имени и расширения (а в Windows – значка определенного типа) его-то пользователь как раз и не видит. Зато великолепно видит и понимает компьютер.

Вот лишь некоторые из этих атрибутов:

Скрытый (Hidden). Файлы с этими атрибутами обычно не видны пользователю. Для перестраховки – как правило, файлы эти весьма важные для функционирования системы. Хотя опытному юзеру не составит труда настроить программу просмотра файлов (файловый менеджер) таким образом, что все скрытые файлы будут видны как на ладони.

Только для чтения (Read-Only). А вот эти файлы всегда открыты любопытному взору… Но и только. Изменить их содержание нельзя – по крайней мере, без специальной команды пользователя, дабы последний был полностью уверен в том, что именно он делает.

Системный (System). Этим атрибутом, как особым знаком отличия, отмечены самые важные файлы в операционной системе, отвечающие за загрузку компьютера. Их повреждение или удаление всегда влечет за собой самые тяжкие последствия, поэтому щедрый компьютер, не скупясь, «награждает» их заодно и двумя предыдущими атрибутами – «только для чтения» и «скрытый».

Архивный (Archive). Этот атрибут устанавливается обычно во время работы с файлом, при его изменении. По окончании сеанса работы он, как правило, снимается.

Папки

Если мы сравнили файлы с листиками, то почему бы нам не продолжить аналогию дальше? Где же те деревья, на которых растут такие полезные листики? Сравнение с деревом тут не случайно. Ведь расположение файлов на жестком диске и называется именно древовидной структурой. Есть листья. Они растут на веточках. Веточки в свою очередь растут на ветках. Ветки… Ну, скажем, на сучьях. А уж сучья… И так до бесконечности. Понятно, что держать совершенно разные файлы в одной куче нельзя. Их надо упорядочивать. Каждому сверчку – свой шесток, каждой семье – отдельную квартиру… Ну и так далее.

Файлы объединены в особые структуры – папки. Или – каталоги. Или – директории. Или – фолдеры. Совершенно непонятно, зачем понадобилось создавать такую кучу терминов для одного-единственного предмета. Папка – самый поздний термин и, на мой взгляд, самый удачный. Именно в папке лежат листочки-файлы. Папка, которую в любой момент можно открыть и отыскать нужный листок. Папка, в которую, кстати говоря, можно вложить другую папку…

Обычно каждый программный пакет, установленный на вашем компьютере, занимает свою, отдельную папку. Однако бывает и так, что программа, словно хитрая птица-кукушка, раскидывает свои файлы по многим папкам. Особенно это любят делать программные пакеты, работающие под операционной системой Windows.

Как отличить папку от файла? Не так уж и сложно. Во-первых, папки не имеют расширения и обозначаются в Windows особыми значками – как раз в виде открывающейся папки. Во-вторых, в отношении папки нельзя применить операции редактирования. Переименовать, перенести, удалить – пожалуйста. И, конечно же, папку можно открыть, чтобы посмотреть, что в ней находится. Для этого достаточно просто щелкнуть по ней дважды левой кнопкой мыши.

Ну а теперь разберемся, как выглядит логический адрес любого файла или папки на нашем жестком диске. Первый элемент этого адреса – имя диска. Состоит оно из одной буквы, двоеточия и обратной косой черты, называемой на компьютерном жаргоне бэк-слэш:

А: С: D: Е:

Диском А: чаще всего называется дисковод и, пока вы не вставите в него дискету, этого диска у вас как бы и не будет. И бог с ним: и без него дисков хватает.

Диск С: – главный жесткий диск вашего компьютера (либо логический диск в основном разделе). Именно с этого диска производится загрузка системы, именно на нем «живет» большинство ваших программ и документов.

Если в вашей системе больше одного жесткого диска или единственный жесткий диск разбит на несколько разделов, эти разделы будут носить имена, соответствующие следующим буквам латинского алфавита. А последняя буква-имя обычно обозначает дисковод CD-ROM.

С дисками разобрались. Дальше следуют директории – папки и подпапки. Например, адрес папки, в которой установлена ваша операционная система Windows, обычно выглядит так:

C:WINDOWS.

Ну а третий элемент адреса – имя самого файла. Например, адрес

C:WINDOWS egedit.exe

соответствует программе для редактирования системного реестра Windows, которая находится на диске C: в папке Windows.

Файловая система

Что ж, теперь мы с вами поняли, как компьютеру удобнее хранить данные и в каком виде предпочитаем видеть их мы. Осталось за кадром лишь одно – каким же образом секторы и кластеры, забитые под завязку битами и байтами, превращаются в удобные для нас файлы и папки! Мистика, волшебство? Ничуть. Просто, рассказывая о логической структуре жесткого диска, мы намеренно пропустили очень важный этап – создание файловой системы. А именно она позволяет окончательно упорядочить данные на нашем жестком диске и в любой момент извлекать из этой информационной кладовой нужный кусочек.

Когда мы записываем на винчестер файлы и папки, компьютер разбивает их на привычные ему кластеры и раскидывает по всему пространству жесткого диска. Файл, конечно же, в одном кластере не помещается. Проживает он сразу в нескольких, причем совершенно не обязательно, что кластеры эти будут жить рядышком, как горошины в стручке. Чаще случается наоборот: файл хранится на диске в раздробленном виде – «голова» в одном участке диска, «ноги» в другом… Чтобы не заблудиться в собственных «закромах», компьютер создает в самом начале жесткого диска специальный «путеводитель» по его содержанию – FAT, таблицу размещения файлов. Именно в FAT хранятся все сведения о том, какие именно кластеры занимает тот или иной файл или папка, а также – их заголовки. С одной стороны, это удобно: при таком способе размещения компьютер не должен лихорадочно искать на жестком диске кусок именно такого размера, который подходит для конкретного файла. Пиши куда вздумается! Да и удалять файлы и папки становится проще – не нужно стирать содержимое принадлежащих им кластеров, достаточно просто объявить их свободными, изменив пару байт в FAT. Да и у пользователя остается возможность быстро их восстановить с помощью все той же пары байт…

Таблица размещения файлов – это часть файловой системы, ответственной за хранение данных на нашем компьютере. Файловая система создается на жестком диске на заключительном этапе форматирования, и именно от нее зависят такие важные параметры, как размер кластера, количество (или вид) символов в имени файла, возможности работы с папками и многое другое – вплоть до максимального размера жесткого диска…

Существует несколько стандартных файловых систем, привязанных к конкретным операционным системам.

Например, древняя DOS и первые версии Windows использовали 16-разрядную файловую систему FAT16, в которой отсутствовала поддержка длинных имен, а объем логического диска не мог превышать 4 Гб (65536 кластеров по 64 кб). В частности, именно этот фактор заставлял владельцев винчестеров большой емкости «разбивать» его на несколько разделов – иначе работать с диском было невозможно.

Для Windows 95 была создана новая модификация файловой системы – 32-битная FAT32, которая позволяла использовать так полюбившиеся нам длинные имена. Уменьшился максимальный размер кластера – до 16 кб (стандартный же размер составлял 4 кб). А главное, увеличился максимальный размер жесткого диска – до 4 Тб! Впрочем, довольно скоро выяснилось, что и FAT32 работает небезупречно: несмотря на декларированную поддержку до 4 Тб дисковой памяти, стандартные утилиты позволяли создавать логические разделы объемом лишь до 32 Гб. К тому же размер файла в FAT32 не мог превышать 4 Гб, что крайне осложняло работу любителям цифрового видео (ведь оцифрованный фильм может занять на диске сотни гигабайт!). Так что задуматься о смене файловой системы пришлось довольно скоро, хотя и сегодня FAT32 используется, например, при создании DVD-дисков. А семь лет назад мир потихоньку начал переходить на файловую систему нового типа – NTFS, количественные изменения в который были куда менее интересны, чем качественные. Да, благодаря NTFS удалось снять ограничения на объем файла – теперь он может занимать хоть весь жесткий диск целиком – а максимальный размер дискового раздела увеличился до 12 Тб. Однако куда интереснее были новые возможности: помимо привычных логических дисков фиксированного размера NTFS позволяет создавать еще и динамические жесткие диски, поддерживает шифрование и защиту паролем отдельных разделов и папок.

Главное качество новой системы – надежность хранения данных: если «уронить» жесткий диск с FAT32 было легче легкого, то под защитой NTFS ваши данные будут чувствовать себя гораздо увереннее. NTFS ведет свой собственный журнал операций, который позволяет защитить данные в случае сбоя.

Попробуйте внезапно выключить компьютер при копировании или удалении файла в FAT32 – и, скорее всего, вы поплатитесь за такую вольность потерей данных. Ведь изменения в таблице размещения файлов не будут сохранены, и ваш документ превратится в кучу «потерянных кластеров». Поэтому FAT всегда хранится в 2-х экземплярах! NTFS же вносит изменения в таблицу лишь тогда, когда операция успешно завершена, а «журнал» помогает застраховать файлы от преждевременной кончины.

Увы – ради надежности приходится жертвовать совместимостью:

Если жесткие диски, отформатированные в FAT16 и FAT32, способны увидеть практически все версии Windows (а также операционные системы семейства Linux), то при использовании NTFS вы намертво привязаны к линейке Windows 2000 —ХР —Vista.

Если на вашем компьютере уместилось две операционные системы – старая Windows ME и новая Windows ХР (с файловой системой NTFS), – то содержимое «икспишного» раздела или целого диска останется невидимым для ME. Более того – вы теряете возможность работать с диском, загружаясь в режиме «командной строки» с компакт-диска или «загрузочной» дискеты – для DOS файловая система NTFS тоже как бы не существует.

Наконец, если преобразовать файловую систему FAT32 в NTFS не составит никакого труда даже с помощью штатных программ Windows, причем с полным сохранением всей информации, то выполнить обратное преобразование в большинстве случаев просто невозможно без форматирования диска. И, как следствие, утраты всей информации…

Конечно, существуют специальные программы для работы с разделами и файловыми системами – например Partition Magic, которая умеет конвертировать диск NTFS в FAT32 без потери информации. Но их использование сопряжено с немалыми трудностями – в особенности для новичков… И все же, несмотря на все недостатки, использование NTFS сегодня дает куда больше преимуществ, чем неудобств. Поэтому уверенно отвечайте «Да!» на вопрос о переводе в NTFS – и окончательно прощайтесь с прошлым.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Из чего состоит и как работает жесткий диск: ликбез в 6 разделах

HDD — довольно сложно сконструированное хранилище, которое при этом отличается весьма простым принципом работы. О том, из чего состоит такой девайс, как пишет и читает данные, а также о других любопытных и полезных вещах рассказывает эта статья.

Устройство жесткого диска

Винчестер состоит из многих элементов. Так, его физическая структура представлена комплектом пластин, которые еще называют дисками. Их покрывает магнитный слой — плоттер. Вращающийся вал — шпиндель — служит соединительной деталью. Есть еще намагниченные головки. Каждая из них движется по одной из пластин, таким образом считывая и записывая информацию.

Примечание: диски обладают толщиной примерно в пару миллиметров. Их чаще всего делают из металла, но встречаются и керамические, стеклянные варианты.

Обе поверхности пластин задействованы во время записи файлов. Шпиндель крутится на одной и той же скорости. К примеру, у терабайтного WD 3.5″ SATA 3.0 он за минуту поворачивается 7200 раз.

Данные пишутся по трекам — концентрическим дорожкам. Они поделены на сектора, которые содержат конкретный информационный объем.

Инфообмен между оперативной памятью системы и накопителем происходит поэтапно и выражен кластером. Он представляет собой целое число, состоит из цепочки расположенных последовательно секторов: 1, 2, 3, 4 и т. д.

Дорожки «харда», размещенные на разных частях устройства, но которые имеют один и тот же номер, называют цилиндром.

Примечание: жесткие носители бывают двух типов — внутренние и внешние. Их механическая часть практически идентична. Отличия — лишь в интерфейсе подключения и корпусе. Внутренние аппараты подключаются по SATA, а портативные — по USB. Переносные модели заключены в корпуса, которые защищают их от внешнего воздействия.

История: Кто и как изобрел первый жесткий диск: 4 эпохи истории HDD

Принцип работы жесткого диска

Этот раздел тесно перекликается с предыдущим.

Информационные носители магнитного типа имеют довольно сложное строение, а вот принцип их функционирования довольно прост. Что нужно знать:

1. Двигатель, который вращает диск, включается при подаче питания на устройство и остается включенным до его снятия. Получается, если девайс включен в ПК, он работает, пока пользователь не выключит системник.

Примечание: если в разделе под названием «Power Management» в БИОСе был изменен параметр отключения HDD в случае отсутствия обращения к нему, то двигатель может выключить сама подсистема.

2. Каждая пара головок одета на «вилку», которая обхватывает каждый диск. Эта «вилка» перемещается над поверхностью. За это отвечает специальный серводвигатель — не шаговый, хотя такое заблуждение встречается довольно часто. 

3. У всех хдд есть запасные сектора. Схема управления аппаратом задействует их, если повреждается какой-то из основных.

Подборка: ТОП-5 лучших HDD на 2 TB – Рейтинг внутренних жестких дисков на 2000 Гб

Магнитный принцип чтения и записи информации

Информация пишется на магниточувствительный материал. Такое покрытие очень тонкое (несколько микрометров) и обладает доменной структурой.

Совет: если нужен вместительный носитель, например, для видеоигр, то трехтерабайтный WD30EFRX подойдет. Он способен передавать 1200 Мбит данных в секунду.

Такой домен является малюсенького размера областью, которая содержится в ферромагнитных образцах и намагничена однородным образом. Она отделена от соседних с ней таких же зон тоненькими переходными прослойками. Их называют границами.

Винты записывают и считывают инфо по такому принципу:

  • В то время, пока действует наружное силовое поле, его линии движутся в направлении, которое соответствует доменным областям. После того, как прекращается воздействие, остаются участки, которые становятся намагниченными. За счет этого и осуществляется сохранение данных.
  • Когда записываются файлы, головка формирует наружное поле, о котором говорилось в предыдущем пункте. Когда данные прочитываются, области остаточной намагниченности, которые оказались напротив, образуют в ней электродвижущую силу.
  • Направленность ЭДС меняется за конкретный временной промежуток. Такой процесс представлен в виде единицы в двоичной системе. Если же ничего не меняется, процесс отождествляется с 0.
  • Закрепленная на кронштейне головка движется над требуемой дорожкой. Когда диск поворачивается, она размещается как раз над нужным сектором.
  • Все головки движутся в одно и то же время, при этом они считывают данные с одинаковых треков различных пластинок.

Рекомендация: если необходимо компактное переносное хранилище, подойдет вариант в обрезиненном корпусе. TS500GSJ25M3S — как раз такой.

  • Внутренняя поверхность хранилища представляется размещенными подряд точечными позициями, которые представляют собой биты информации. Так как точное их местоположение нельзя определить, чтобы записать данные, нужны метки. Они наносятся заранее и играют роль навигатора. Чтобы их создать, диск и разбивается по трекам и секторам — форматируется.
  • Организация доступа к данным, которые расположены на хдд, осуществляется благодаря передвижению головки по радиусу диска, а также за счет увеличения оборотов шпинделя.

Сравнение: SSD или HDD — что лучше: отличия 2 видов накопителей

Логическое устройство винчестера

Для начала работы с магнитным хранилищем нужно предварительно нанести навигационные метки. Нужно сделать разделы, определить объем каждого из них, другими словами, разметить тома.

Форматирование происходит всего на 2 уровнях. Первый — низкоуровневый, называется также физическим. Второй же — высокоуровневый, именуется логическим.

Как все происходит на 1-м уровне

В этом случае происходит деление диска на сектора, расположенные вдоль треков. Помимо этого определяются поврежденные участки, которые помечаются системой. Это нужно для того, чтобы избежать их использования при записи данных в будущем и предотвратить потерю информации. 

Каждый сектор — информационная единица, у которой есть персональный адрес — путь, который содержит номера. Указывается сторона носителя магнитного типа, трек и сам сектор на нем. Это позволяет получить доступ к информационной единице.

В таком форматировании нет необходимости для владельца: HDD уже с завода поступают в подготовленном виде.

Рекомендация: для сервера необходим быстрый, надежный жесткий, вроде вместительного 843268-B21 с защитой от кибератак.

Низкоуровневое форматирование требуется, если: 

  • обнаружен сбой в нулевом треке, о котором свидетельствуют проблемы при загрузке с жесткого, но сам диск во это время доступен;
  • пользователь решит установить накопитель с ранее приобретенного им ПК или лэптопа в новую сборку;
  • винт был отформатирован для работы с другой ОС, например Linux;
  • Hard Drive начинает работать некорректно, и базовые методы восстановления не решают проблему. 

Важно учесть, что физическое форматирование — сильнодействующей метод. При его применении информация, которая находится в памяти накопителя, стирается без возможности восстановления. Перед началом процесса лучше убедиться в том, что все важные данные перенесены на сторонний носитель. 

После такого процесса необходима разметка на логические части — тома. К примеру: С — под ПО и операционку, D — под мультимедиа и прочие файлы. Том представляет собой место на накопителе, которое работает как независимое хранилище.

По факту, в системе установлен один девайс, но поделив его на системный и пользовательский разделы, можно отформатировать при необходимости лишь одну из частей. Например, первую — для переустановки ОС без потери пользовательских данных, или наоборот: удалить все личные документы, файлы, не затрагивая программную часть.

Второй уровень

Такое форматирование — это более простой процесс, чем низкоуровневый вариант.

Один из простых способов выполнения процедуры — это загрузить с носителя специальную программку FORMAT. Еще проще — воспользоваться базовыми инструментами WINDOWS.

Что делать:

  1. Войти в «Мой Компьютер».
  2. Выбрать диск, который нуждается в форматировании.
  3. Кликнуть мышкой (правая клавиша).
  4. В появившемся меню выбрать одноименный пункт.

Интересно: защита трехтерабайтного портативного HDD Armor A60 от влаги, тряски, соответствует военным стандартам.

Такой способ — самый легкий и быстрый. Он используется, когда диск нужно просто полностью очистить. Применяя специальное ПО, можно выполнить и другие операции, которые в будущем сделают работу с информационным пространством комфортнее.

Во время высокоуровневого процесса на магнитном носителе образуется системная зона. Она включает в себя три части:

  • сектора загрузки, а также таблицу разделов — Boot reсord;
  • FAT — это таблицы, в которых хранятся номера дорожек, секторов с файлами;
  • Root Directory — корневая папка.

Данные записываются по частям, через кластер. Накопитель может быть поделен на несколько томов или два жестких носителя можно объединить в один логический.

Совет: если необходим компактный, но вместительный внешний носитель, то настольный WDBWLG0040HBK-EESN подойдет. Он заключен в узкий 3,5” корпус, способен хранить 4 терабайта данных.

Рекомендуется создавать как минимум два раздела, но их может быть и больше. На каждый из них, исходя из общего объема накопителя, пользователь может выделить необходимое пространство. Это позволит не только хранить отдельно системные и пользовательские файлы, но отделить рабочие документы и развлекательный контент. Опять же, в случае возникновения сбоев иногда достаточно отформатировать лишь один раздел, не вмешиваясь в работу системы, и сохранить остальные данные.

Форматирование высокого уровня — финишная прямая. По завершению процесса HDD будет полностью готов работать.

ТОП-подборка: Рейтинг внешних жестких дисков на 2 TB

Характеристики винчестеров

Технические показатели устройств влияют на качество их работы, долговечность, вместительность и цену. Основные — рассматриваются в таблице.

Интересно: внутренний AL14SEB030N отличается быстротой передачи информации — до 1568 мегабит в одно мгновение, а также «живучестью» — показатель наработки двигателя на отказ составляет две тысячи часов.

Полезно: Как отформатировать жесткий диск — стандартные инструменты и 6 специальных утилит

Особенности современных винчестеров

Современные накопители по производительности и возможностям значительно выросли, если сравнивать с предшественникам. Так, если говорить о внутренних устройствах, то современный и уже ставший стандартом интерфейс SATA 3 демонстрирует пропускную способность в 6 Гбит/с, что в два раза выше, чем у моделей прошлого поколения, в которых использовался второй САТА.

Значительно увеличен максимальный объем пространства для хранения данных, кэш-память, что особенно важно при использовании магнитных носителей в профессиональных целях, когда речь идет о внушительном объеме информации и обработка данных ведется без остановки. 

Некоторые модели уже с завода оптимизированы под RAID-массивы (совокупность винчестеров). При создании дискового массива повышается уровень надежности хранения информации, возрастают показатели скорости считывания данных и записи файлов. Если по каким-то причинам один из накопителей придет в негодность, то информация будет находиться на втором жестком. Следует помнить, что при создании или удалении рейда, вся информация на HDD, входящих в массив, удаляется. По этой причине лучше заранее создать резерв.

Важно: все диски в массиве должны быть идентичны во избежание конфликтов комплектующих. Также стоит учесть, что понадобится внести изменения в настройки БИОС, да и материнская плата должна поддерживать возможность создания RAID.

Портативные магнитные носители также не отстают. Совместимость с более современными вариантами USB — 3.0 и 3.1 — положительно влияет на быстродействие девайса. Есть устройства, вроде этого StoreJet 2.5, с подключением по юсб Type-C. Пользоваться такими удобно: не придется подбирать подходящую сторону, чтобы воткнуть его в разъем. Объем буфера, собственно хранилища тоже увеличился.

Для пользователей, ведущих активный образ жизни, найдутся модели с повышенной устойчивостью к ударам. Для хранения личной информации существуют накопители типа 0A65621. Они оснащены цифровой панелью и возможностью ввода персонального пароля, без которого получить доступ к данным, хранящимся на винчестере, невозможно.

При покупке некоторых аппаратов пользователям предоставляется облачное хранилище, что позволяет моментально получить доступ к файлам из любой точки мира. Такая возможность есть у владельцев Armor A75.

Кроме того, портативные HDD можно подключать к маршрутизатору. Это дает возможность создать локальную сеть и открыть доступ к файлам для всех устройств, которые находятся внутри этой сети. За счет такой функции можно транслировать аудио- и видеоконтент, хранить на винте игры и развлекаться компанией, проходя кооперативные онлайн-хиты. Правда, это возможно, только если роутер оснащен соответствующим портом.

Строение жестких носителей представлено множеством компонентов, однако принцип работы таких хранилищ довольно прост: одна головка, которая движется по магнитным пластинам, пишет информацию, другая — считывает данные.

Инструкция: Как подключить жесткий диск к телевизору — 2 способа для двух типов HDD

Чтобы выбрать хороший магнитный носитель, необходимо учитывать его характеристики. Причем не только вместительность, но и другие показатели, которые влияют на срок службы и производительность. Также при подборе подходящего HDD, следует присматриваться к проверенным брендам: реальные параметры моделей-ноунеймов часто не соответствуют заявленным, да и с гарантийным обслуживанием могут возникнуть сложности.

Как работают жесткие диски

Статьи по теме

История жестких дисков

Жесткий диск — один из важнейших элементов всех современных компьютеров и сердце нашей работы: восстановление данных. Наш более чем 30-летний опыт работы дал нам возможность работать практически со всеми типами и всеми марками жестких дисков.

Как отремонтировать жесткий диск?

Со временем вирус, сбой или просто внутренняя ошибка могут поставить под угрозу целостность жесткого диска, как внутреннего, так и внешнего, и повредить его данные или сделать их недоступными.В зависимости от серьезности проблемы можно выполнить ремонт и восстановление.

Что делать, если жесткий диск не распознается?

Иногда наши устройства хранения, жесткие диски, карты памяти или другие USB-накопители не распознаются операционной системой, что делает невозможным доступ к нашим профессиональным или личным данным. Вот несколько важных советов о том, что делать, если диск не распознается.

Жесткий диск SSD: маленькая революция в секторе цифровых хранилищ

Появление жестких дисков SSD стало небольшой революцией в вычислительном микромире, поскольку оно принесло многочисленные улучшения по сравнению с механическими жесткими дисками, которые используют вращение и электромагнитную технологию для хранения данных.

Являются ли SSD-диски менее надежными, чем классические жесткие диски?

Компания Ontrack недавно провела анализ различий в надежности жесткого диска и твердотельного накопителя и пришла к выводу, что жесткий диск еще на много лет впереди.

Продление срока службы вашего SSD-накопителя

Выполняя соответствующие шаги в случае потери данных с SSD-накопителем, компания увеличивает свои шансы на получение своих данных. Фактически, пять следующих рекомендаций могут быть применены к периферийным устройствам хранения SSD так же, как и к традиционным. жесткие диски.

6 мифов о SSD-накопителях

SSD-накопители никогда не ломаются и легко ремонтируются? Ложь. Мы слышим всевозможные ложные утверждения о SSD. Вот шесть из них, которые мы слышим чаще всего.

HDD против SSD

Хранение данных на разных носителях привело к появлению SSD в качестве цели замены жестких дисков чуть более пяти лет назад. Процесс этой технологии очень быстрый. Если за преимущества, с точки зрения производительности, в первую очередь выступают SSD-накопители, то какие о надежности и возможности восстановления данных между двумя дисками? Это война между SSD и HDD?

Оптимизация ноутбука с SSD-накопителем?

Устали ждать, пока ваш ноутбук загрузит Windows или MacOS? Замена магнитного жесткого диска на SSD может изменить правила игры, хотя это не обязательно так просто, как кажется.

Как данные хранятся на жестком диске

Ключевой концепцией хранения данных является то, что оно носит линейный, логический и систематический характер. Когда кто-то «сохраняет» данные на жесткий диск, диск будет следовать логической системе.

Жесткий диск можно сравнить с большим квадратным листом миллиметровой бумаги, состоящим из квадратов длиной в тысячу и шириной в тысячу. Каждый квадрат может вместить один килобайт данных, и, таким образом, «полоса», состоящая из тысячи квадратов, может хранить один мегабайт данных.В таком случае головка диска сначала «заполнит» крайний левый верхний квадрат, а затем продолжит движение вниз по линии — по одному квадрату за раз, пока не будут заполнены все соответствующие квадраты.

Вторая ключевая концепция, которую следует запомнить, заключается в том, что хранение данных следует простому правилу — данные хранятся (или «записываются») в первом доступном пространстве, где бы оно ни находилось.

Пример хранения данных

Представьте, что кто-то сохраняет документ Word размером 1 Мб на жестком диске. Сохранение файла размером 1 МБ означает, что диск будет систематически «заполнять» тысячу квадратов.

После сохранения документа Word предположим, что фотография размером 3 МБ сохранена на жесткий диск. Следуя основным принципам хранения данных, записывающая головка просматривает диск и ищет первое доступное пространство, которое в этом примере оказывается квадратом, следующим за последним килобайтом документа Word. Таким образом, фотография размером 3 МБ будет сохранена в пространстве рядом с документом Word.

После этого вернитесь к документу Word и обрежьте его, получив в итоге файл размером 700 КБ, который затем сохраняется на жесткий диск.Учитывая меньший размер файла, требования к пространству с 1 МБ были уменьшены до 700 КБ, оставив 300 КБ свободными или (используя приведенную выше аналогию) 300 пустых квадратов сразу после документа Word. Теперь между документом Word и фотографией размером 3 МБ осталось свободное место.

При сохранении еще одного файла, например файла Excel размером 2 МБ, жесткий диск будет следовать своему правилу сохранения данных в первом доступном пространстве. Таким образом, файл Excel будет разделен на две части: 300 КБ будет записано на 300 КБ свободного места, а остальные будут размещены в следующем доступном пространстве после файла изображения.

Проблема

Хранение данных, хотя и спроектировано как логичное и систематическое, приводит к фрагментации файлов. Представьте себе добавление, удаление и редактирование файлов в течение дней, недель и месяцев. Через несколько месяцев жесткий диск станет настолько фрагментированным, что диску потребуется довольно много времени, чтобы найти отдельные фрагменты файла.

Из этого легко понять, что получение данных было бы простым, если бы файловые компоненты находились в одном непрерывном месте на жестком диске. Дефрагментация — это процесс, в котором различные фрагменты файлов в системе хранения данных располагаются, «собираются» и объединяются в определенные области устройства хранения, что упрощает извлечение данных.Это позволяет ускорить обработку, а также снизить износ механизмов поиска данных.

Прежде чем продать компьютер, разбейте жесткий диск, говорит Какой? | Technology

Единственный верный способ остановить кражу данных с подержанных компьютеров преступниками — это уничтожить жесткий диск, исследование Which? Журнал Computing предупредил.

Даже если люди думают, что они стерли данные с машин, прежде чем продать их на аукционах или выбросить в мусорное ведро, файлы остаются на жестких дисках и могут содержать важную информацию, такую ​​как банковские реквизиты и другие личные данные, достаточные для идентификации. кража.Их можно восстановить с помощью широко доступного специализированного программного обеспечения.

Журнал восстановил 22 000 «удаленных» файлов с восьми компьютеров, купленных на аукционе eBay, что свидетельствует о том, что обычного удаления недостаточно для удаления данных.

Источник предупреждал о том, что злоумышленники использовали компьютеры для поиска таких полезных данных. «ПК содержат больше ценной личной информации, чем когда-либо, поскольку люди все чаще совершают покупки в Интернете, используют сайты социальных сетей и делают цифровые фотографии», — сказала Сара Киднер, редактор журнала Which? Вычислительная техника.«Такая информация может принести похитителям личных данных солидную зарплату».

Какой? Читателю Александру Скипвиту пришлось заплатить 100 фунтов стерлингов, чтобы вернуть свой жесткий диск от человека, который якобы находится в Латвии: он написал Скипвиту по электронной почте с личной фотографией, чтобы показать, что у него есть доступ к своему жесткому диску, на котором были банковские выписки и ипотека. заявление. Скипвиту ранее сказали, что его неисправный жесткий диск будет удален с личной информацией, когда он будет заменен производителем компьютеров.

Проблема была выявлена ​​в августе прошлого года, когда компьютер с номерами банковских счетов, девичьими именами матерей и подписями 1 миллиона клиентов American Express, NatWest и Royal Bank of Scotland, которые ранее принадлежали компании Mail Source, занимающейся обработкой данных, был продан на eBay.Реквизиты счета были обнаружены покупателем, ИТ-менеджером из Оксфорда. Двумя днями позже полиция произвела арест в рамках отдельного дела по поводу данных отдельных лиц из городского совета Чарнвуд, проданных на компьютере на eBay.

Проблема заключается в способе хранения информации на жестких дисках. Индексный файл на жестком диске, записанный процессором компьютера, хранит и обновляет список мест на физическом жестком диске каждого файла. Когда пользователь «удаляет» файл в своей системе, индексная запись удаляется, но сам файл с его данными остается.Сложные инструменты могут находить сами файлы и восстанавливать эти данные, которые могут быть невероятно подробными, включая историю просмотров и электронной почты пользователя.

Хотя это может быть полезно в ситуациях, когда происходит «сбой» жесткого диска, что позволяет восстановить некоторые или все файлы, это может иметь катастрофические последствия, если диск попадет в чужие руки.

Доктор Эндрю Джонс, глава отдела компьютерной безопасности в BT Exact, сказал Guardian в августе прошлого года, что этот процесс обходит обычные проверки того, что вы можете просматривать: «Это похоже на [компьютерную игру] The Sims: вместо того, чтобы проходить через парадную дверь, снимаешь крышу и смотришь на дорогу сверху.«Шифрование диска во время использования может обеспечить некоторую защиту.

Какой? Computing рекомендует использовать молоток, чтобы быть абсолютно уверенным в уничтожении данных (Пентагон США рекомендует их измельчать, хотя для этого требуется специальное оборудование). Но есть также программное обеспечение. доступный в Интернете, который перезапишет весь жесткий диск нулями. Это имеет то преимущество, что компьютер сохранит часть своей ценности, но не будет столь же ценным для злодеев.

КАК ЗАЩИТИТЬ ДИСК
1 Используйте шифрование.Vista Ultimate имеет BitLocker; В Mac OSX есть FileVault. Существует также TrueCrypt, бесплатный и кроссплатформенный.

2 Используйте программы безопасного стирания, такие как blancco; список см. на сайте howtowipeyourdrive.com.

3 Закончив работу с компьютером, тщательно протрите его, а затем переустановите операционную систему с нуля. Или снимите жесткий диск и разбейте его молотком.

Хранилище 101: Общие сведения о жестком диске

Текущая серия:

  1. Хранилище 101: Добро пожаловать в чудесный мир хранилищ
  2. Хранение 101: Язык хранения
  3. Хранилище 101: Общие сведения о жестком диске
  4. Storage 101: твердотельный накопитель NAND Flash
  5. Хранилище 101: конфигурации хранилища центра обработки данных
  6. Хранение 101: Современные технологии хранения
  7. Хранение 101: конвергенция и совместимость
  8. Хранилище 101: облачное хранилище
  9. Хранилище 101: безопасность и конфиденциальность данных
  10. Storage 101: будущее хранения
  11. Хранилище 101: мониторинг показателей хранилища
  12. Хранилище 101: RAID

Решения хранения, используемые сегодня организациями, содержат жесткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD) или их комбинацию для поддержки различных рабочих нагрузок.Организации также могут использовать ленточные накопители для резервного копирования и архивирования, но именно жесткие и твердотельные диски обеспечивают работу их приложений. Даже если они внедрили такие платформы, как частные облака или гиперконвергентные инфраструктуры (HCI), они по-прежнему полагаются на жесткие и твердотельные диски для хранения своих данных.

Жесткие диски долгое время были рабочей лошадкой в ​​корпоративных центрах обработки данных: твердотельные накопители стабильно набирают популярность по мере падения цен и роста емкости. Тем не менее, жесткие диски остаются основным игроком не только в центрах обработки данных, но и в периферийных средах, таких как филиалы и вспомогательные офисы.

В первых двух статьях этой серии я познакомил вас с множеством концепций, связанных с хранением данных, большинство из которых имели отношение к жестким дискам. Однако я не стал обсуждать внутреннюю структуру жесткого диска — обсуждение, которое я оставил для этой статьи. Здесь я описываю основные компоненты, входящие в состав жесткого диска, и способы хранения данных и доступа к ним, чтобы вы могли лучше понять, как работает диск. В следующей статье я расскажу о твердотельных накопителях более подробно, а пока мы сосредоточимся исключительно на жестких дисках.

Представляем HDD

Жесткий диск — это энергонезависимое устройство хранения данных, которое может быть установлено внутри компьютера или во внешнем устройстве, таком как автономный блок или массив хранения. В жестком диске используются электромагнитные технологии для сохранения цифровых данных на нескольких пластинах или дисках, которые заключены в защитный кожух и контролируются материнской платой. Поскольку жесткий диск энергонезависим, он может сохранять сохраненные данные даже при отключении от питания, в отличие от памяти в большинстве компьютеров, которая теряет свои данные, как только перестает поступать питание.

Различные типы программного обеспечения могут взаимодействовать с жестким диском для чтения и записи данных. Например, операционная система (ОС) может хранить на жестком диске системные файлы и файлы конфигурации, а также пользовательские данные, а программное обеспечение может хранить файлы приложений, данные конфигурации, пользовательские настройки или файлы, созданные пользователем.

Запоминающее устройство может взаимодействовать с программным обеспечением через прямое соединение между устройством и компьютером, на котором запущено программное обеспечение. Если запоминающее устройство не подключено напрямую к компьютеру, связь происходит по сети, которая может использоваться совместно с другим трафиком или специально выделена для хранения.

Как обсуждалось в первой статье этой серии, жесткие диски соответствуют определенным интерфейсам и форм-факторам, чтобы облегчить взаимодействие с другими системами. Например, внутренний жесткий диск может иметь форм-фактор 3,5 дюйма и использовать интерфейс Serial Advanced Technology Attachment (SATA) для подключения к системной шине компьютера. Жесткие диски также используют такие протоколы, как Internet Small Computer System Interface (iSCSI), для связи, связанной с хранением данных.

Хотя жесткие диски различаются по емкости и производительности, они обычно состоят из одних и тех же основных компонентов: пластин, узла шпинделя, узла привода, корпуса, в котором размещены эти компоненты, и материнской платы, которая управляет операциями.Остальная часть статьи посвящена каждому из этих компонентов.

Пластины HDD

Жесткие диски

Enterprise содержат несколько пластин, которые вращаются с очень высокой скоростью, при этом некоторые из них работают со скоростью 15 000 об / мин. Пластины представляют собой жесткие круглые диски, уложенные друг на друга с прокладками между ними, чтобы предотвратить трение дисков друг о друга и разместить рычаги привода и их головки чтения / записи. На рис. 1 показано, как пластины устанавливаются друг на друга со шпинделем в центре.Шпиндель удерживает их вместе и вращает как единое целое.

Рисунок 1. Основные компоненты жесткого диска (изображение OpenClipart-Vectors)

В этом случае на рисунке показан только один рычаг привода, который выходит за верхний опорный диск. На самом деле, на жестком диске также есть плечи между пластинами. Рычаги являются частью исполнительного механизма, представленного на рисунке компонентами в нижней части привода, где рычаг шарнирно соединяется у своего основания. Вы можете лучше понять это на Рисунке 2, где показан набор пластин и, если вы присмотритесь, рычаги привода, проходящие между пластинами.(Я немного подробнее расскажу о приводном механизме.)

Рисунок 2. Пластины жесткого диска и рычаги привода (фото olafpictures)

Фотография на рис. 2 также должна дать вам лучшее представление о том, как выглядят пластины. Как видите, пластины сформированы в виде тонких круглых дисков, которые изготавливаются с особой точностью, чтобы они были плоскими и сбалансированными, а все пластины были однородными.

Каждая пластина состоит из нескольких слоев. В его основе лежит жесткая подложка, состоящая из немагнитного материала, такого как стекло, керамика или алюминиевый сплав.Продавцы все чаще обращаются к стеклу и керамике — часто к стеклокерамическому композиту — для создания подложки. Эти материалы более устойчивы к колебаниям температуры и растрескиванию, что позволяет создавать более тонкие пластины и поддерживать большую плотность.

Каждая сторона подложки диска покрыта очень тонким магнитным слоем, в котором хранятся двоичные данные. Поставщики используют разные материалы и процессы для нанесения магнитных носителей, но всегда с целью максимизировать плотность данных при обеспечении надежности.Полное обсуждение этих методологий выходит за рамки данной статьи. Просто знайте, что это очень сложные технологии, которые постоянно совершенствуются.

Независимо от того, как применяется магнитный носитель, этот слой невероятно тонкий, всего 20 нанометров (нм) или меньше, что делает этот слой весьма восприимчивым к повреждениям. По этой причине защитное покрытие покрывает магнитный носитель, чтобы уменьшить потенциальный вред.

Узел шпинделя жесткого диска

Через центр пластин проходит стержень или ось, которая служит шпинделем жесткого диска.Каждый диск надежно закреплен на шпинделе, чтобы избежать проскальзывания и гарантировать, что диски вращаются вместе с постоянной скоростью. На рисунке 3 показана верхняя часть шпинделя вместе с верхним диском и его приводным рычагом.

Рис. 3. Верх узла шпинделя жесткого диска и стопки пластин (фото blickpixel)

Шпиндель непосредственно прикреплен к двигателю, который вращает шпиндель и пластины и регулирует их скорость. Двигатель — это тщательно спроектированный механизм, обеспечивающий надежную и стабильную частоту вращения в течение всего срока службы привода при минимальной вибрации и шумах.Современные жесткие диски доступны со скоростью 4200, 7200, 10 000 и 15 000 об / мин (часто называемые 4K, 7K, 10K и 15K соответственно).

Жесткий диск также описывается с точки зрения его форм-фактора, который относится к размеру и форме устройства хранения. Сегодняшние жесткие диски бывают 2,5-дюймовые или 3,5-дюймовые, емкостью до 40 ТБ. Для архивирования обычно используются более медленные диски большего размера. Более быстрые диски с меньшей емкостью, как правило, поддерживают приложения с более высокими требованиями к производительности.

Еще одним фактором, который следует учитывать при оценке хранилища, является воздушная плотность — количество битов, которые могут храниться в определенной единице пространства на диске.Более высокая воздушная плотность означает, что для хранения определенного количества данных требуется меньше физического пространства, что приводит к более высокой пропускной способности.

Узел привода ГНБ

Узел привода отвечает за запись и чтение данных с пластин. Сборка состоит из двух основных компонентов: самого привода и набора рычагов, которые перемещаются по вращающимся пластинам.

На рис. 4 показан пример узла привода, где верхний рычаг четко виден над верхним диском.Гибкий ленточный кабель соединяет сборку с материнской платой жесткого диска для управления процессами чтения и записи.

Рисунок 4. Узел привода ГНБ (фото analogicus)

Привод — это тип двигателя, единственная цель которого — управлять движением рычагов. Технология, на которой основан привод, значительно эволюционировала с годами, так как требования к жестким дискам возросли. Сегодняшние жесткие диски отдают предпочтение конструкции звуковой катушки, которая включает магниты и подпружиненные катушки для перемещения рычагов по пластинам при их вращении.

Рычаги прикрепляются непосредственно к приводу и перемещаются как единое целое, перемещаясь по дуге, чтобы гарантировать, что они охватывают все области, доступные для хранения.

На каждой стороне каждого диска по одному рычагу. В конце каждого плеча находится ползунок, который удерживает головку чтения / записи на месте и поддерживает электрическое соединение между головкой и материнской платой привода. Слайдер имеет аэродинамический дизайн, который позволяет голове парить над тарелкой во время вращения. На рис. 5 показано крупным планом ползунок на конце рычага и провод, соединяющий материнскую плату с головкой.

Рисунок 5. Рычаг привода и ползун жесткого диска (фото blickpixel)

Головка чтения / записи на кончике слайдера — это крошечное электромагнитное устройство, которое, по сути, летает над вращающимся диском на очень близком расстоянии. Головка служит интерфейсом между материнской платой жесткого диска и магнитным носителем пластины.

Еще в 2008 году Матье Ламело написал статью о накопителях Seagate, которая появилась на сайте Tom’s Hardware. В статье Ламелот придумал отличную аналогию для описания головки чтения / записи:

Имея ширину менее ста нанометров и толщину около десяти, он летит над диском со скоростью до 15 000 об / мин на высоте, эквивалентной 40 атомам.Если вы начнете перемножать эти бесконечно малые числа, вы начнете понимать их значение.

Затем

Ламелот сравнивает операцию «голова / диск» с полетом Boeing 747 над поверхностью земли со скоростью 800 Маха на расстоянии менее одного сантиметра от земли, при этом подсчитывая каждую травинку и «делая менее 10 неустранимых ошибок подсчета на участке». эквивалентно всей Ирландии ».

Когда опорный диск вращается, головка может определять или изменять магнитные полярности опорного диска, которые представляют отдельные биты данных (единицы и нули).

Когда данные записываются на пластину, логическая плата жесткого диска посылает на головку небольшие электрические импульсы. Направление электрического тока определяет магнитное направление, которое, в свою очередь, определяет, записан ли бит как 1 или 0.

Данные организованы на пластине в виде дорожек и секторов. Дорожки представляют собой концентрические круги, которые содержат все данные на пластине, обеспечивая логическую структуру для организации данных на магнитных носителях. Каждая дорожка разбита на более мелкие секции, называемые секторами, которые являются наименьшими единицами хранения на пластине.Размер сектора обычно составляет 512 байт, хотя некоторые из современных жестких дисков поддерживают более крупные сектора.

Корпус и логическая плата жесткого диска

Пластины, узел шпинделя и узел привода заключены в герметичный корпус, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ внутрь и нарушение операций хранения. В некоторых жестких дисках в корпусе есть вентиляционное отверстие с фильтром для выравнивания давления воздуха при вращении пластин. На рис. 6 показан жесткий диск в его корпусе, но без крышки, что никогда не следует делать за пределами строго контролируемой среды (если только диск не готов к переработке).

Рисунок 6. Корпус и внутренние компоненты жесткого диска (фото Plagiator)

Некоторые производители представили заполненные гелием жесткие диски, которые обещают повысить плотность и производительность. Неудивительно, что корпус этих приводов полностью герметичен и не имеет вентиляционного отверстия. Гелий легче и холоднее воздуха и не такой плотный, что приводит к меньшему трению и меньшему потреблению энергии. Из-за этого вы можете использовать более тонкие пластины и сжимать больше данных на каждой пластине.

В дополнение к другим компонентам, жесткий диск включает логическую плату (печатную плату), установленную в нижней части корпуса.Плата логики управляет всеми операциями жесткого диска, включая двигатель шпинделя, приводной двигатель и поток данных к пластинам и от них. На рис. 7 показана часть материнской платы с видимой нижней частью двигателя шпинделя.

Рисунок 7. Частичный вид материнской платы жесткого диска (фото blickpixel)

Логическая плата обычно включает в себя большую схему, называемую контроллером. Он также включает в себя микросхему оперативной памяти (ПЗУ) с установленной микропрограммой. Контроллер использует микропрограммное обеспечение для управления операциями с жестким диском.В большинстве случаев логическая плата также содержит компонент оперативной памяти (ОЗУ), часто называемый буферизованной памятью, для повышения производительности ввода-вывода.

Жесткий жесткий диск

Неудивительно, что каждый компонент жесткого диска — это гораздо больше, чем то, что я здесь обсуждал. Одни только магнитные носители могли оправдать целую серию статей. Тем не менее, информация, которую я рассмотрел, должна помочь вам лучше понять, как работает жесткий диск — или, по крайней мере, начать , чтобы понять, как он работает, — что, в свою очередь, должно предоставить вам лучшую основу для планирования ваших стратегий хранения.

Носители данных, конечно, намного сложнее, чем простые объяснения, которые я привел здесь, и вам решать, как далеко вы хотите углубиться в базовые технологии, чтобы лучше понять их. С этой целью вы можете рассматривать эту статью как отправную точку для понимания основных компонентов жестких дисков — пластин, узла шпинделя, узла привода, корпуса и логической платы — все они работают вместе, чтобы обеспечить энергонезависимость. хранилище для ваших цифровых данных.

Как они работают? — Techbytes

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск (сокращенно HDD) — это тип хранилища, обычно используемый в качестве основной системы хранения как портативных, так и настольных компьютеров.Он функционирует, как и любой другой тип цифрового запоминающего устройства, записывая биты данных и затем вызывая их позже. Следует отметить, что жесткий диск называется «энергонезависимым», что просто означает, что он может сохранять данные без источника питания. Эта особенность в сочетании с большой емкостью хранилища и относительно низкой стоимостью является причиной того, что жесткие диски так часто используются в домашних компьютерах. Хотя жесткие диски прошли долгий путь с момента их первого изобретения, основной способ их работы остался прежним.

Как на жестком диске физически хранится информация?

Внутри корпуса находится серия дискообразных предметов, именуемых «пластинами».

ЦП и материнская плата используют программное обеспечение, которое сообщает так называемой «головке чтения / записи», куда двигаться на пластине и куда она затем подает электрический заряд на «сектор» на пластине. Каждый сектор представляет собой изолированную часть диска, содержащую тысячи частей, способных принимать магнитный заряд.Новые жесткие диски имеют размер сектора 4096 байт или 32768 бит; Магнитный заряд каждого бита преобразуется в двоичную 1 или 0 данных. Повторите этот этап, и в конечном итоге у вас будет строка битов, которая при обратном чтении может дать инструкции ЦП, будь то обновление вашей операционной системы или открытие сохраненного документа в Microsoft Word.

По мере разработки жестких дисков одним ключевым фактором, который изменился, является ориентация секторов на пластине. Жесткие диски сначала были разработаны для «продольной записи» — то есть более длинная сторона диска ориентирована горизонтально — и с тех пор использовался другой метод, называемый «перпендикулярная запись», когда секторы накладываются друг на друга.Это изменение было внесено, поскольку производители жестких дисков достигли предела того, насколько маленьким они могли сделать каждый сектор из-за «Суперпарамагнитного эффекта». По сути, суперпарамагнитный эффект означает, что секторы жесткого диска меньше определенного размера будут менять магнитный заряд случайным образом в зависимости от температуры. Это явление может привести к неточному хранению данных, особенно с учетом тепла, выделяемого работающим жестким диском.

Одним из недостатков перпендикулярной записи является повышенная чувствительность к магнитным полям и ошибкам чтения, что создает необходимость в более точных плечах чтения / записи.

Как программное обеспечение влияет на то, как информация хранится на диске:

Теперь, когда мы обсудили физическую работу жесткого диска, мы можем взглянуть на различия в том, как операционные системы, такие как Windows, MacOS или Linux, используют этот диск. Однако заранее важно упомянуть общую проблему с хранением данных, которая в той или иной степени возникает во всех упомянутых выше операционных системах.

Фрагментация диска

Фрагментация диска происходит после периода хранения и обновления данных на диске.Например, если обновление не сохраняется сразу после базовой программы, есть большая вероятность, что на диске было сохранено что-то еще. Следовательно, обновление для программы необходимо будет разместить в другом секторе, дальше от основных файлов программы. Из-за физического времени, необходимого для перемещения плеча чтения / записи, фрагментация может в конечном итоге значительно замедлить работу вашей системы, поскольку манипулятору потребуется ссылаться на все больше и больше отдельных частей на вашем диске. Большинство операционных систем поставляются со встроенной программой, предназначенной для «дефрагментации» диска, которая просто переупорядочивает данные так, чтобы все файлы для одной программы были в одном месте.Процесс занимает больше времени в зависимости от того, насколько фрагментирован диск. Теперь мы можем обсудить различные протоколы хранения и их влияние на фрагментацию.

Windows:

Windows использует базовый компьютерный язык под названием MS-DOS (дисковая операционная система Microsoft) и систему управления файлами под названием NTFS или файловая система новой технологии, которая является стандартом для компании с 1993 года. При получении инструкции записи NT Файловая система разместит информацию как можно ближе к началу диска / пластины.Хотя этот метод является функциональным, он оставляет только небольшую буферную зону между разными файлами, что в конечном итоге приводит к фрагментации. Из-за небольшого размера этой буферной зоны Windows наиболее подвержена фрагментации.

Mac OSX:

OSX и Linux являются операционными системами на основе Unix. Однако их файловая система отличается; Mac использует протокол HFS + (Hierarchical File System Plus), который заменил метод удержания HFS. HFS + отличается тем, что может обрабатывать больший объем данных в данный момент времени, будучи 32-битными, а не 16-битными.Mac OSX не нужен специальный инструмент для дефрагментации, как Windows OSX позволяет избежать этой проблемы, не используя место на жестком диске, который был недавно освобожден — например, удалив файл — и вместо этого ищет на диске большие свободные сектора для хранения новые данные. Это увеличивает пространство, которое будет ближе к более старым файлам для обновлений. HFS + также имеет встроенный инструмент под названием HFC, или адаптивная кластеризация горячих файлов, который перемещает часто используемые данные в специальные секторы на диске, называемые «горячей зоной», для повышения производительности.Однако этот процесс может иметь место только в том случае, если диск заполнен менее чем на 90%, в противном случае возникнут проблемы с перераспределением. Сочетание этих процессов делает фрагментацию не проблемой для пользователей Mac.

Linux:

Linus — это операционная система с открытым исходным кодом, что означает, что существует множество различных ее версий, называемых дистрибутивами, для различных приложений. Наиболее распространенные дистрибутивы, такие как Ubuntu, используют файловую систему ext4. Linux предлагает лучшее решение для фрагментации, поскольку он распределяет файлы по всему диску, давая им достаточно места для увеличения размера, не мешая друг другу.Если для файла требуется больше места, операционная система автоматически попытается переместить файлы вокруг него, чтобы освободить место. Этот метод не является расточительным, особенно с учетом емкости большинства современных жестких дисков, и не приводит к фрагментации в Linux до тех пор, пока емкость диска не превысит примерно 85%.

Что такое SSD? Чем он отличается от жесткого диска?

В последние годы на потребительском рынке появилась новая технология, которая заменяет жесткие диски и проблемы, с которыми они связаны.Твердотельные накопители (SSD) — это еще один вид энергонезависимой памяти, которая просто хранит положительный заряд или его отсутствие в крошечном конденсаторе. В результате твердотельные накопители работают намного быстрее, чем жесткие диски, поскольку в них нет движущихся частей, и поэтому нет времени перемещать рычаг чтения / записи. Кроме того, отсутствие движущихся частей значительно увеличивает надежность. Однако у твердотельных накопителей есть несколько недостатков. В отличие от жестких дисков, трудно сказать, когда твердотельный накопитель выходит из строя. Жесткие диски со временем замедляются или, в крайних случаях, издают звуковой щелчок, означающий, что рычаг ударяется о пластину (в этом случае ваши данные, скорее всего, ушли), в то время как твердотельные диски просто выйдут из строя без какого-либо заметного предупреждения.Следовательно, мы должны полагаться на программное обеспечение, такое как «Samsung Magician», которое поставляется с твердотельными накопителями Samsung. Инструмент работает, записывая и считывая часть данных на диск и проверяя, насколько быстро он может это сделать. Если время, необходимое для записи этих данных, упадет ниже определенного порога, программное обеспечение предупредит пользователя о том, что их твердотельный накопитель начинает выходить из строя.

Твердые состояния тоже фрагментируются?

Хотя процесс накопления данных поверх самого себя и необходимость размещения файлов для одной программы в другом месте все еще присутствует, это не имеет значения для твердотельных состояний, поскольку нет задержки, вызванной плечами чтения / записи жесткий диск перемещается вперед и назад между разными секторами.Фрагментация не снижает производительность, как это происходит с жесткими дисками, но влияет на срок службы диска. Твердые состояния с разрозненными данными могут иметь сокращенный срок службы. То, как работают твердотельные накопители, приводит к дополнительным циклам записи, вызванным дефрагментацией, чтобы уменьшить общий срок службы накопителя, и поэтому по большей части избегается из-за его небольшого воздействия. При этом файловая система все еще может достичь точки на твердом состоянии, где дефрагментация необходима. Было бы логично, если бы жесткий диск автоматически дефрагментировал каждый день или неделю, в то время как твердотельный накопитель может потребовать лишь нескольких дефрагментаций, если таковые имеются, в течение всего срока службы.

Как твердотельные накопители хранят данные?

Твердотельные накопители, как следует из названия, не имеют движущихся частей, в отличие от жестких дисков. Вместо этого данные хранятся в серии чипов NAND, которые могут сохранять свой заряд без источника питания.

Жесткие диски (HDD) хранят данные на серии вращающихся магнитных дисков, называемых пластинами. На несколько нанометров над магнитными пластинами находятся головки чтения / записи, расположенные на конце рычага привода.Головки чтения / записи, как следует из названия, отвечают за чтение и запись данных на магнитные пластины. Головки чтения / записи должны быть выровнены по определенной части диска для чтения и записи данных, что означает задержку в действии. Например, данные, которые требуются пользователю, могут находиться в разных частях диска. Кроме того, если жесткий диск выключен или находится в спящем режиме, для его повторного включения может потребоваться несколько секунд. Всегда было ясно, что жесткие диски никогда не смогут соответствовать скоростям, с которыми работают процессоры, которые измеряются в наносекундах, а не в миллисекундах.Несмотря на то, что индустрия жестких дисков пытается постоянно улучшать скорость чтения / записи жестких дисков, внедряя пластины меньшего размера и более быстрые шпиндели, эти меры пока еще не достигнуты. Даже самые продвинутые жесткие диски по-прежнему не так быстры, как ЦП.

Другое дело — твердотельные накопители. Названные так, потому что они не полагаются на вращающиеся диски или движущиеся части, данные на SSD записываются в пул флэш-памяти NAND, который состоит из транзисторов с плавающим затвором.В отличие от транзисторов в DRAM, флэш-память NAND не требует источника питания для сохранения своего заряженного состояния и известна как энергонезависимая память. Хотя NAND и близко не так быстр, как основная память, NAND во много раз быстрее, чем жесткий диск. Даже операции записи, которые для флэш-памяти NAND намного медленнее, чем операции чтения, намного превышают скорость механических жестких дисков.

Микросхемы NAND в твердотельных накопителях организованы в виде сетки, блока, строк или страниц. Чтение и запись данных на SSD происходит намного быстрее, но как насчет перезаписи данных? Хотя запись данных на пустой диск происходит невероятно быстро, на самом деле перезапись данных происходит намного медленнее.Стирание данных с SSD может быть выполнено только на уровне блока из-за количества задействованного напряжения, которое вызовет дополнительную нагрузку на ячейки на более низком уровне. Контроллер накопителя в твердотельных накопителях также намного сложнее, чем в жестких дисках, из-за количества контролируемой памяти NAND. Обычно твердотельные накопители имеют 4 или 8 каналов, которые действуют как конвейеры, непрерывно перемещающие данные. С другой стороны, у жестких дисков есть только один канал для перемещения трафика. Это то, что делает твердотельные накопители такими быстрыми.Тем не менее, контроллеры в жестких дисках, которые программируют головки чтения / записи так, чтобы они парили над пластинами в нанометрах, не вызывают смеха.

Как хранятся данные на компьютере?

Использование компьютеров, ноутбуков, планшетов и мобильных телефонов связано с эффективным хранением, получением и передачей информации. Данные представлены на современных носителях с использованием двоичной системы счисления.

Все данные, хранящиеся на носителе, будь то жесткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD), внешние жесткие диски, USB-накопители, SD-карты и т. Д. — могут быть преобразованы в строку битов, иначе известную как двоичные цифры. Эти двоичные цифры имеют значение 1 или 0, а строки могут составлять фотографии, документы, аудио и видео. Байт является наиболее распространенной единицей хранения и равен 8 битам.

Все данные на компьютере хранятся в виде числа. Например, буквы становятся числами; Полное собрание сочинений Шекспира составляет около 1250 печатных страниц, содержит 40 миллионов битов, по одному байту на букву, всего пять мегабайт (5 МБ).Фотографии преобразуются в набор чисел, указывающих расположение, цвет и яркость каждого пикселя. В то время как условные числа используют десять цифр (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), двоичные числа используют две цифры для представления всех возможных значений. Условные обозначения 0-8 переводятся в двоичные числа как: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111 и 1000. С двоичными числами любое значение может быть сохранено как последовательность элементов, которые либо истинны (1 ) или ложь (0).

Двоичные данные в основном хранятся на жестком диске (HDD).Устройство состоит из вращающегося диска (или дисков) с магнитным покрытием и головок, которые могут как считывать, так и записывать информацию в виде магнитных узоров. Помимо жестких дисков, магнитные диски и ленты также хранят данные. Новые ноутбуки, а также мобильные телефоны, планшеты, USB-накопители и SD-карты используют твердотельные (или флеш-накопители). На этом носителе двоичные числа вместо этого хранятся в виде серии электрических зарядов в микросхемах флэш-памяти NAND. Поскольку все данные состоят из строки двоичных чисел, одно неуместное число может привести к повреждению файла.

.

Leave a comment