Жесткий диск предназначен для чего: Жёсткий диск — Википедия – Что такое жёсткий диск (HDD, винчестер) компьютера и зачем он нужен?

Содержание

Урок 20. Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Многие из вас знают, что вся информация на компьютере, представленная в виде файлов и папок, хранится на жестком диске. А вот, что такое жесткий диск и для чего он предназначен, правильно ответят не многие. Людям, далёким от программирования очень тяжело представить, каким образом можно хранить информацию на какой-то железяке. Это ведь не шкатулка и не лист бумаги, на котором можно эту самую информацию можно записать и спрятать в шкатулку. Да, жесткий диск это не шкатулка с письмом.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Урок 20. Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначенЖесткий диск  (HDD, HMDD-от англ. hard (magnetic) disk drive) – это магнитный носитель информации.  На компьютерном сленге его называют «винчестер».  Он предназначен для хранения информации в виде фотографий, картинок, писем, книг различных форматов, музыки, фильмов, и т.п. Внешне это устройство совсем не похоже на диск. Скорее оно похоже на небольшую прямоугольную железную коробочку.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Внутреннее устройство жесткого диска похоже на старый проигрыватель виниловых пластинок.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Внутри этой металлической  коробочки есть круглые алюминиевые или стеклянные пластины-диски, находящиеся на одной оси, по которым перемещается считывающая головка. В отличие от проигрывателя, головка жесткого диска в рабочем режиме не касается поверхности пластин.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Для удобства работы жесткий диск делят на несколько разделов. Это разделение условное. Осуществляется такое разделение диска при помощи операционной системы или специальными программами. Новые разделы называют логическими дисками. Им присваиваются буквы С, D, E  или F. Обычно операционная система устанавливается на диск C, а файлы и папки хранят на других дисках, чтобы при крахе системы ваши файлы и папки не пострадали.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

Посмотрите видеоролик о том, что такое жесткий диск:

Основные характеристики жестких дисков
  • Форм-фактор – это ширина жесткого диска в дюймах. Стандартный размер для настольного компьютера 3.5 дюйма, а для ноутбуков 2.5 дюйма;
  • Интерфейс – в современных компьютерах используется подключения к материнской плате SATA различных версий. SATA, SATA II, SATA III. В старых компьютерах используется интерфейс IDE.
  • Ёмкость – это максимальное количество информации, которое может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах;
  • Скорость вращения шпинделя – это количество оборотов шпинделя в минуту. Чем больше скорость вращения диска, тем лучше. Для операционных систем необходимо ставить диски от 7 200 об/мин и выше, а для хранения файлов можно устанавливать диски с меньшей скоростью.
  • Время наработки на отказ – это среднее время безотказной работы, расчитанное производителем. Чем оно больше, тем лучше;
  • Время произвольного доступа
    – это среднее значение времени, требуемое головке для позиционирования на произвольном участке пластины. Величина не постоянная.
  • Ударостойкость – это способность жесткого диска переносить смену давления и удары.
  • Уровень шума, который издает диск во время работы, измеряется в децибеллах. Чем он меньше, тем лучше.

Сейчас уже есть диски SSD (solid-state drive в простом переводе – твёрдотельный накопитель), которые не имеют ни шпинделя, ни пластин. Это запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

Что такое жесткий диск компьютера и для чего он предназначен

SSD-диски совершенно тихие и имеют очень хорошую скорость чтения и записи.  Но они пока очень дорогие и не очень надежные, поэтому их устанавливают только под операционные системы, а для хранения файлов используют жесткие диски IDE и SATA.

Предыдущий урок

Следующий урок

На главную

Это тоже интересно!

Понравилась статья — нажмите на кнопки:

    

Зачем нужен жесткий диск в компьютере

Приветствую вас, дорогие читатели, гости и просто интересующиеся посетители! Сегодня я хочу ответить на непростой для многих пользователей вопрос — зачем нужен жесткий диск? Дело в том, что если предназначение многих устройств понятно даже из названия, то в случае с жестким диском часто появляется сей вопрос.

Что это такое? Каковы его функции? Как он выглядит и где его найти в системном блоке? Как его выбрать? Увидели интересный вопрос выше? Усаживайтесь поудобнее, сейчас вы получите ответы на все!

винчестер

Жесткий диск — а почему не мягкий?

Жесткий диск (другие названия — винчестер, хард) — это компактное устройство в системном блоке, которое соединяется с материнской платой небольшими шлейфами (проводами). Его предназначение — хранение абсолютно всей информации пользователя. Сюда входят основные программы, такие как операционная система, драйвера для различных устройств, файлы настроек и прочие элементы управления компьютером. Помимо этого на жестком диске хранится все, что на него загружается самим пользователем.

Игры, музыка, фильмы, фотографии, книги — все это располагается на миллионах кластеров внутри самого устройства.
Жесткий диск так называется потому, что внутри его мощного и прочного корпуса сокрыты пластины из металла, на которые, собственно, и записывается вся информация.

А многими годами раньше хранение данных осуществлялось на тонких пластиковых листах с магнитным напылением. Они, что вполне логично, легко сгибались и ломались.

Сейчас такие нигде не используются ввиду их хрупкости, ненадежности и абсолютной неактуальности. Обычные винчестеры напрочь их вытеснили не только из системных блоков, но даже из сознания людей. Ныне мало кто вспомнит гибкие диски для хранения данных, их великолепно заменяют CD и DVD диски, флешки.

Разновидности жестких дисков

Все существующие ныне винчестеры отличаются друг от друга множеством параметров, ниже представлю вашему вниманию самые важные из них. Если к ним присмотреться и понять, что вам нужно, то легко определиться, какой выбрать и как:

Интерфейс подключения

Существуют несколько вариантов — это IDE и SATA. Если разъем для последнего еще можно встретить на старых модификациях материнских плат, то IDE уже практически нигде не встречается. Их обоих заменил новый интерфейс, получивший название SATA 2. Штекер, посредством которого жесткий диск подключается к плате, имеет буквально 1 см в длину и 2-3 мм в ширину (сам провод темно-розового или красного цвета). Для сравнения: разъем IDE — это гигантский шлейф длиной в 4-5 см. Который легко случайно перегнуть и, как следствие, сломать.

ide and sata

Также существуют SSD винчестеры. В них нет никаких дисков, в них вообще нет подвижных элементов. Они работают по принципу обычных флешек, но с гораздо большим объемом памяти. Следует учитывать, что такие диски работают гораздо быстрее, нежели классические харды. Но при равных объемах памяти их цена в разы больше, чем у HDD.
А еще при желании вы можете приобрести и использовать внешний жесткий диск. Тут вообще никаких проблем нет — просто выбрать нужный объем памяти и подключить через USB.

Объем накопителя

Раньше вся информация компьютера могла умещаться на одной небольшой дискетке, но цифровая эпоха уничтожила этот стандарт. Сейчас минимальный объем, который можно найти, — это 80 Гб. Сего пространства хватит примерно на 5-6 современных игр или 30-40 фильмов в хорошем качестве. Про музыку и файлы вроде MS Word и Excel речи не идет, так как их можно записать тысячами.
Если вы планируете обращаться с большим объемом информации, то оптимальным вариантом для вас станет жесткий диск с 500 Гб и больше.

Скорость передачи данных

Важный показатель. Крайне важный для тех, кто хочет быстрой работы без тормозов. Чем выше эта скорость, тем быстрее хард будет обмениваться информацией с системой, чтобы та выводила ее на монитор.

Энергопотребление

На этот показатель нужно обращать внимание, если вы берете устройство для ноутбука, так как это позволит экономить заряд батареи.
Существуют еще иные характеристики, но ими мало кто интересуется. В их число входят сопротивляемость ударам, уровень шума и прочие.

Подключение диска

После выбора многие пользователи начинают думать, как правильно подключить жесткий диск. На деле же это очень простой процесс. Достаточно вставить его в предназначенный слот (нижняя часть системного блока, находится прямо позади передней панели) и прочно прикрутить. Далее необходимо вставить провод, идущий в комплекте, в соответствующий разъем на материнской плате и непосредственно в сам винчестер. Все, процесс подключения завершен.

Другой вопрос — это подключение вентилятора (кулера). Он монтируется непосредственно на хард, а подключается уже в другой порт на материнской плате. На каждой модели этот разъем находится в разных местах, поэтому конкретную точку нужно искать уже в руководстве пользователя.

Думаю, что я дал исчерпывающий ответ на вопрос о необходимости жесткого диска и критериев его выбора для компьютера или ноутбука. Если вы считаете, что материал был полезным, поделитесь им со своими друзьями в соцсетях. Кто знает, может этим вы облегчите вопрос выбора и им!

Дорогой читатель! Вы посмотрели статью до конца. Получили вы ответ на свой вопрос? Напишите в комментариях пару слов.Если ответа не нашли, укажите что искали.

Для чего нужен жесткий диск


Что такое жесткий диск компьютера, и для чего он нужен? — «КомпАс» — компьютерная помощь в Елабуге

    Наверняка все слышали слова жесткий диск, винчестер или винт, однако начинающему пользователю может быть не ясно, какое отношение они имеют к компьютеру. Восполним этот пробел в знаниях и разберемся с назначением, устройством и основными характеристиками жесткого диска компьютера.

        Жесткий диск служит для долговременного хранения информации в компьютере, то есть вся ваша музыка, фильмы, фотографии, документы, а также установленные программы и файлы самой операционной системы хранятся на нем. Жесткий диск компьютера можно сравнить с тетрадью, куда студент записывает лекции и остальную информацию, которая понадобится ему в дальнейшем. Пока в тетради есть чистые страницы на них можно записывать новые данные или при необходимости изменить уже записанные, воспользовавшись «замазкой».

        Ключевое слово здесь, для долговременного хранения информации, так как в нее записывают только информацию, которая потребуется в дальнейшем и в любое время. Если данные нужны на короткое время, то человек просто запомнит их или запишет на стикер, чтобы выбросить сразу, как только они станут не нужны.

        По такому же принципу устроено хранение информации в компьютере. Жесткий диск обладает энергонезависимой памятью, и отключение питания не влияет на их сохранность. В этом заключается принципиальное отличие от оперативной памяти компьютера являющейся энергозависимой. Подробности взаимодействия разных компонентов компьютерной системы можно посмотреть здесь.

        Правильное название данного устройства звучит как — накопитель на жестких магнитных дисках или hard (magnetic) disk drive на английском языке. Так же широко распространены следующие варианты: винчестер, винт, хард, НМЖД, HDD, HMDD. Почему его называют винчестер есть множество версий, но наиболее распространенная версия, что первый жесткий диск в современном понимании этого слова разработанный компанией IBM имел внутренне сокращенное наименование «30-30», что совпадало с популярной охотничьей винтовкой Winchester Model 1894 применявшей патрон .30-30 Winchester. Название «винт» является его сокращением в компьютерном сленге.

        Мы не будем подробно описывать принципы магнитной записи и устройства HDD, так как обычным пользователям это не нужно, а рассмотрим основные моменты работы жесткого диска и его характеристики. Технически представляет собой устройство записи и хранения информации основанное на принципе магнитной записи. Информация записывается на круглые жесткие диски (пластины или блины) покрытые слоем ферромагнитного материала и расположенные на одной оси привода. Чтение и запись данных осуществляется с помощью подвижных считывающих головок. Принцип напоминает проигрыватель на виниловых пластинках, однако в винчестере считывающие головки не касаются поверхности пластин, в отличие от иглы проигрывателя. В рабочем положении они парят над поверхностью пластин на высоте нескольких нанометров за счет потока набегающего воздуха от быстрого вращения пластин. В выключенном состоянии, головки располагаются в парковочной зоне, чтобы исключить случайное взаимное повреждение деталей от сотрясения винчестера.

        Наличие подвижных механических частей несколько снижает надежность устройства, однако отсутствие прямого механического контакта между подвижными деталями компенсирует этот недостаток и обеспечивает надежность и большой ресурс работы винчестеров. Помимо пластин, привода и считывающих головок в одном корпусе с ними располагается управляющая электроника.

Стоит отметить, что сейчас активно развивается технология твердотельных накопителей (SSD). Так же используется для долговременного хранения информации в компьютере, но в них используются микросхемы памяти и отсутствуют движущиеся части. Кроме этого, есть гибридные жесткие диски, сочетающие в одном устройстве традиционный жесткий диск и SSD маленького объема для кэша.

        Подвижная головка состоит из двух частей: головка чтения и головка записи. В зависимости от необходимой в данный момент времени операции, используется нужная головка. Количество пластин в корпусе жесткого диска может быть различно и зависит от его емкости и примененных технологий записи. Меньшее количество пластин уменьшает энергопотребление, снижает количество подвижных частей, улучшает температурный режим работы накопителя, что положительно сказывается на его надежности и долговечности. Правда это все в теории, а на практике, каждый конкретный экземпляр индивидуален и утверждать, что накопитель с четырьмя пластинами хуже, чем с двумя неверно.

        Чтобы на пластины можно было записывать информацию, их поверхность разбивают на дорожки — концентрические кольцевые области. Все дорожки на всех пластинах HDD находящиеся на одинаковом расстоянии от центра называются цилиндр. В свою очередь, дорожки делятся на равные отрезки называемые секторами. Из объединения соседних секторов в группу образуется кластер. На рисунке ниже, представлена упрощенная схема структуры пластины жесткого диска компьютера.

На рисунке цифрами указано:1 — геометрический сектор2 — сектор дорожки3 — дорожка

4 — кластер

        Кластер — минимальная логическая ячейка для хранения информации на жестком диске компьютера. В настоящее время стандартным является кластер размером 4 096 байт, состоящий из восьми секторов по 512 байт каждый. Ознакомиться подробнее с влиянием его размера на параметры HDD можно в статье посвященной файловой системе в операционной системе Windows.

        В двух словах принцип записи информации выглядит следующем образом. Пластины жесткого диска вращаются с большой скоростью (обычно 5 400 или 7 200 об/мин для персональных компьютеров), а головки парят над ними. При подаче на головку переменного электрического тока возникает переменное магнитное поле изменяющее направление вектора намагниченности доменов находящихся под головкой в данный момент в зависимости от величины сигнала. Другими словами происходит заполнение пластин логическими нулями и единицами или процесс записи. Чтение данных с поверхности пластин происходит в обратном порядке, перемещение намагниченных доменов под считывающей головкой приводит появлению переменного электрического сигнала в катушке головки под влиянием эффекта электромагнитной индукции. Поскольку физические размеры пластин ограниченны и стандартизованы увеличение емкости жестких дисков возможно в двух направлениях: увеличение количества пластин в одном устройстве или увеличение количества записанной информации на одной пластине (плотность записи).

Традиционный способ записи, применявшийся в накопителях на магнитных дисках. Вектор намагниченности домена параллелен поверхности пластины. Рост емкости жестких дисков привел в итоге к тому, что она больше не позволяла обеспечивать необходимые емкости дисков. В настоящее время практически не используется.

Данный метод пришел на смену традиционному способу. За счет вертикальной ориентации доменов, плотность записи значительно возросла и следовательно на одну пластину можно записать больше информации.

Технологии не стоят на месте и ведутся исследования по дальнейшему увеличению плотности записи на пластину, например метод тепловой магнитной записи или метод самосборки полимеров.

Форм-фактор — определяет ширину жесткого диска в дюймах. Накопители имеют стандартизированные размеры 0.85, 1, 1.3, 1.8, 2.5, 3.5 дюймов. Стандартным для настольных компьютеров является 3.5 дюйма и 2.5 для ноутбуков.

Интерфейс — обеспечивает взаимодействие жесткого диска с материнской платой компьютера. В дисках предназначенных для установки внутри персональных компьютеров используется интерфейс SATA разных версий. Основное различие в скорости передачи данных: Revision 1.0 до 1,5 Гбит/с, Revision 2.0 до 3 Гбит/с (SATA/300), Revision 3.0 до 6 Гбит/с (SATA/600). Винчестеры с интерфейсом PATA (IDE) почти вышли из употребления и используются только со старым оборудованием.

Что такое жесткий диск (HDD)?

Все, что вам нужно знать о компьютерных жестких дисках

Опубликовано 10.11.2019, 10:20   · Комментарии:15

Что такое жесткий диск (HDD)?

Жесткий диск является основным и, как правило, самым крупным аппаратным устройством хранения данных в компьютере. Операционная система, названия программного обеспечения, и большинство других файлов хранятся на жестком диске. Это устройство также иногда называют «диск C» из-за того, что Microsoft Windows по умолчанию назначает букву «C» диска первичному разделу на основном жестком диске компьютера.

Хотя это не технически правильный термин для использования, он все еще распространен. Например, некоторые компьютеры имеют несколько букв (например, C, D и E), представляющих разделы на одном или нескольких дисках. Жесткий диск также называется HDD (его сокращение), магнитный диск, механический диск, фиксированный диск, и винчестер. Независимо от того, как он называется, основной HDD обычно содержит корневую папку используемой операционной системы.

Популярные производители жестких дисков

Некоторые из самых популярных производителей жестких дисков включают Seagate, Western Digital, Hitachi и Toshiba.

Обычно вы можете купить жесткие диски этих марок и других производителей в магазинах и в Интернете, например, через собственные сайты компании, а также через сайты, такие как AliExpress или Avito.

Физическое описание HDD

Обычно их размер сопостовим с толстой книгой в мягкой обложке, но гораздо тяжелее.

На боковых сторонах жесткого диска имеются предварительно просверленные резьбовые отверстия для легкой установки в отсек для 3,5-дюймового диска в корпусе компьютера. Монтаж также возможен в большем 5,25-дюймовом отсеке для дисковода с адаптером. Жесткий диск смонтирован таким образом, чтобы его конец был обращен внутрь компьютера.

Задняя часть HDD содержит порт для кабеля, который подключается к материнской плате. Тип используемого кабеля (SATA или PATA) зависит от типа накопителя, но почти всегда входит в комплект поставки жесткого диска. Также здесь есть подключение для блока питания.

Большинство жестких дисков также имеют перемычки на задней панели, которые определяют, как материнская плата должна распознавать диск, когда присутствует более одного. Эти настройки различаются в зависимости от диска, поэтому уточните подробности у производителя устройства.

Как работает жесткий диск?

В отличие от энергозависимого хранилища, такого как ОЗУ, HDD имеет постоянную память, и хранит свои данные даже при выключенном питании. Вот почему вы можете перезагрузить компьютер, который выключает жесткий диск, но по-прежнему имеет доступ ко всем данным, когда он снова включен.

Внутри жесткого диска находятся сектора, расположенные на дорожках, которые хранятся на вращающихся пластинах. Эти пластины имеют магнитные головки, которые перемещаются с помощью рычага привода для чтения и записи данных на привод.

Виды жестких дисков

Жесткий диск компьютера — не единственный вид жесткого диска, а SATA и PATA — не единственные способы подключения к компьютеру. Более того, есть много разных размеров дисков, некоторые очень маленькие, а другие довольно большие.

Например, обычная флешка, это тоже HDD, но она не вращается, как традиционный жесткий диск. Флэш-накопители имеют встроенные твердотельные накопители и подключаются к компьютеру через USB.

Другим жестким диском USB является внешний жесткий диск, который в основном представляет собой обычный HDD, который помещен в отдельный корпус, чтобы его можно было безопасно использовать вне корпуса компьютера. Обычно они взаимодействуют с компьютером через USB, но некоторые используют FireWire или eSATA.

Внешний корпус — это корпус для внутреннего жесткого диска. Вы можете использовать один, если хотите «преобразовать» внутренний жесткий диск во внешний, чтобы сделать свой собственный внешний жесткий диск. Они тоже используют USB, FireWire и так далее.

Вместительность хранилища

Емкость жесткого диска является огромным фактором, определяющим, будет ли кто-то покупать конкретное устройство, такое как ноутбук или телефон. Если емкость хранилища достаточно мала, это означает, что она будет заполняться файлами быстрее, тогда как накопитель с большим и большим объемом памяти может обрабатывать гораздо больше данных.

Выбор жесткого диска в зависимости от того, сколько памяти он может сохранить, зависит от мнения и обстоятельств. Например, если вам нужен планшет, на котором можно хранить много видео, вы обязательно должны получить 64 ГБ, а не 8 ГБ.

То же самое верно для жестких дисков компьютера. Вы один, чтобы хранить много HD видео или изображений, или большинство ваших файлов резервируются онлайн ? При использовании автономного домашнего хранилища вы можете купить внутренний или внешний жесткий диск, поддерживающий 4 ТБ по сравнению с 500 ГБ. Смотрите терабайты, гигабайты и петабайты: насколько они велики? если вы не уверены, как эти единицы измерения сравниваются.

Общие задачи жесткого диска

Одна простая задача, которую вы можете выполнить с жестким диском, это изменить букву диска. Это позволяет вам обращаться к диску, используя другую букву. Например, хотя основной жесткий диск обычно называется диском «C» и не может быть изменен, вы можете изменить букву внешнего жесткого диска с «P» на «L» (или любую другую допустимую букву).

Что-то еще, что действительно легко сделать с жестким диском, это проверить, сколько свободного места осталось на нем. Это особенно важно, если вы получаете сообщения о недостаточном дисковом пространстве, но в равной степени важно для поддержания бесперебойной работы системы. Вы можете удалить ненужные программы или программы слишком большого размера и удалить файлы или скопировать их в другое место, если у вас мало места на жестком диске.

Вам необходимо отформатировать диск или разбить диск на разделы, прежде чем вы сможете установить операционную систему или сохранить файлы. При установке ОС в первый раз обычно бывает, когда новый жесткий диск отформатирован и передан в файловую систему. В противном случае, инструмент для создания разделов диска является обычным способом манипулирования диском таким способом.

Когда вы имеете дело с фрагментированным жестким диском, доступны бесплатные инструменты дефрагментации, которые могут помочь уменьшить фрагментацию. Иногда дефрагментация жесткого диска может заставить ваш компьютер работать быстрее.

Поскольку на жестком диске фактически хранятся все данные на компьютере, часто требуется надежно удалить данные с диска, как перед продажей оборудования или переустановкой новой операционной системы. Обычно это достигается с помощью программы уничтожения данных.

Устранение неполадок жесткого диска

Жесткий диск вашего компьютера используется снова и снова, каждый раз, когда вы делаете что-то, что включает чтение или запись данных на диск. Это нормально, чтобы в конечном итоге столкнуться с проблемой с устройством.

Одной из наиболее распространенных проблем является шум жесткого диска, и лучшим первым шагом в устранении неисправности любого жесткого диска является запуск теста жесткого диска.

Windows включает в себя встроенный инструмент под названием chkdsk, который помогает выявлять и, возможно, даже исправлять различные ошибки жесткого диска. Вы можете запустить графическую версию этого инструмента в большинстве версий Windows.

Множество бесплатных программ могут проверить жесткий диск на наличие проблем, которые могут в конечном итоге привести к необходимости замены диска. Некоторые из них также могут измерять производительность, например время поиска.

Жесткий диск HDD — что это такое: все о накопителе

06 февраля, 2020

Автор: Maksim

Жесткий диск является важной частью компьютера, на нем хранятся все ваши файлы, фотографии, фильмы. Именно с него и загружается операционная система, когда вы включаете свой ПК или ноутбук, если конечно не используете SSD.

Он установлен практически в каждом компьютере и знать, что он из себя представляет стоит каждому. Это довольно сложное устройство, которое обладает множеством возможностей и своих преимуществ перед другими накопителями информации.

Недавно мы разобрали, что такое SSD накопитель, данный материал будет посвящен другому накопителю информации — жесткому диску, вы узнаете, что это, из чего состоит и как работает.

Что такое жесткий диск HDD

Жесткий диск (HDD, hard disk, магнитный диск) — это устройство для хранения данных, в котором используются магнитные пластины для записи информации. Применяется в большинстве настольных компьютеров и ноутбуках в качестве основного накопителя.

На сленге часто называется — винчестер, так его прозвали в 1973 году из-за сходства с винтовкой Winchester. Все потому, что у модели HDD 3340 было 2 модуля по 30Мб, а у винтовки патроны назывались 30-30 Winchester. Эта «удивительная» схожесть и породила такое название. Хотя в России чаще его просто называют — винт.

Память на таком устройстве не энергозависима, как, например, у оперативной памяти, это означает, что данные не будут стираться при отключении питания.

На компьютере или ноутбуке просто необходимо, чтобы был установлен какой-либо накопитель информации, это может быть, как раз жесткий диск, или твердотельный накопитель. Такой накопитель выполняет следующие функции:

  • Хранит на себе всю операционную систему, ее файлы и настройки
  • Все файлы, пользователи, музыка, фото, видеоролики, документы и т.д.
  • Используется для хранения временных файлов самой системой, чтобы разгрузить оперативную память

Конструкция

Конструкция HDD выглядит одновременно простой и довольно сложной. Собирается он из следующих основных компонентов:

  • Корпус — защищает от пыли, влаги
  • Магнитные пластины — на них, как раз и производится запись информации
  • Головки записи/чтения — они считывают информацию с магнитных пластин
  • Двигатель — он вращает магнитные пластины
  • Контроллер — управляет работой, по сути это обычная микросхема

В конструкции есть и другие элементы, но эти основные из них.

Как работает жесткий диск

По сути жесткие диски записывают и считывают информацию, примерно также, как происходить запись и чтение на виниловых пластинках. Т.е. не углубляясь в множество терминов. Головки чтения и записи информации при помощи магнитных импульсов записывают и считывают данные с магнитных пластин.

Записанная информация хранится на секторах, которые для большего удобства объединяются в кластеры. Выглядит это примерно, как разрезанная пицца. Запись информации происходит в непрерывной последовательности кластеров, т.е. головка для записи/чтения двигается по пластине без лишних сдвигов ровно по кластерам.

Это дает возможность быстрого доступа к записанной информации. Но, к сожалению, при удалении, какой-либо информации кластера пустеют и происходит фрагментация файлов подробнее об этом в материале — что такое дефрагментация диска.

Виды жестких дисков

Магнитные диски делают много разных производителей, основные из них это: Seagate, Western Digital и Toshiba. Делят их на следующие виды:

  • 3.5 дюймов — используют HDD такого размера обычно в персональных компьютерах и на серверах
  • 2.5 дюймов — в таком варианте можно чаще всего встретить в ноутбуках, но и на ПК тоже ставят
  • Внешние HDD — работают по USB, можно подключить к любому устройству, например, к телевизору, что реально удобно

По другим параметрам будем делить их по характеристикам.

Характеристики жестких дисков

Основные характеристики Hard Disk это:

  • Объем памяти — для домашнего ПК рекомендую на данный момент брать модели от 1 Тб т.к. игры, кино и другой медиа контент будет занимать довольно много места.
  • Форм фактор — для ПК стоит взять или 3.5 или 2.5, а для ноутбука 2.5. Если нужен, например, для телевизора — берите внешний.
  • Скорость работы — брать только от 7200 об/мин, остальное будет очень медленно, я про 5400 об/мин, особенно по сравнению с SSD. Лучше если найдете вариант с 10000 об/мин.
  • Интерфейс подключения — на данный момент в материнских платах для HDD предусмотрен интерфейс SATA, раньше использовался IDE. Внешние же — подключаются просто по USB.
  • Время произвольного доступа — промежуток в течение, которого жесткий гарантированно выполнит запись или чтение. Обычно это от 3 до 15 миллисекунд.

Также их можно еще разделить на: уровень издаваемого шума, защищенность от физического воздействия, надежность, на сколько циклов рассчитан.

Преимущества HDD дисков

Самое главное преимущество HDD перед SSD — это их долговечность в плане использования. Практически неограниченный цикл записи/чтения. Это идеальный вариант для хранения информации в виде: видео, фото, музыки. Если вы часто смотрите кино с телевизора, то рекомендую купить именно внешний жесткий диск. Разницы в скорости вы все равно не заметите, а прослужит он вам реально намного больше.

Минусы HDD

Одним из самых главных минусов по сравнению с новыми SSD является — скорость работы. Да они действительно работают намного медленнее. Поэтому для операционной системы лучше брать именно ССД, а вот уже для хранения файлов — жесткий disk.

Еще один минус, это то, что они сильно подвержены механическому воздействию, такие накопители лучше не ронять. А если берете внешний, то лучше ищите модель, защищенную от падений и ударов, такой Travel вариант.

В заключение

Этот тип хранителей информации действительно надежен и долговечен. Рекомендую брать для хранения всех своих файлов, также можно использовать в качестве резервного хранилища. Для каких целей используете вы свой HDD?

Что такое жесткий диск компьютера

HMDD

Наверняка все слышали слова жесткий диск, винчестер или винт, однако начинающему пользователю может быть не ясно, какое отношение они имеют к компьютеру. Восполним этот пробел в знаниях и разберемся с назначением, устройством и основными характеристиками жесткого диска компьютера.

Жесткий диск служит для долговременного хранения информации в компьютере, то есть вся ваша музыка, фильмы, фотографии, документы, а также установленные программы и файлы самой операционной системы хранятся на нем. Жесткий диск компьютера можно сравнить с тетрадью, куда студент записывает лекции и остальную информацию, которая понадобится ему в дальнейшем. Пока в тетради есть чистые страницы на них можно записывать новые данные или при необходимости изменить уже записанные, воспользовавшись «замазкой».

Ключевое слово здесь, для долговременного хранения информации, так как в нее записывают только информацию, которая потребуется в дальнейшем и в любое время. Если данные нужны на короткое время, то человек просто запомнит их или запишет на стикер, чтобы выбросить сразу, как только они станут не нужны.

По такому же принципу устроено хранение информации в компьютере. Жесткий диск обладает энергонезависимой памятью, и отключение питания не влияет на их сохранность. В этом заключается принципиальное отличие от оперативной памяти компьютера являющейся энергозависимой. Подробности взаимодействия разных компонентов компьютерной системы можно посмотреть здесь.

Устройство жесткого диска

Правильное название данного устройства звучит как — накопитель на жестких магнитных дисках или hard (magnetic) disk drive на английском языке. Так же широко распространены следующие варианты: винчестер, винт, хард, НМЖД, HDD, HMDD. Почему его называют винчестер есть множество версий, но наиболее распространенная версия, что первый жесткий диск в современном понимании этого слова разработанный компанией IBM имел внутренне сокращенное наименование «30-30», что совпадало с популярной охотничьей винтовкой Winchester Model 1894 применявшей патрон .30-30 Winchester. Название «винт» является его сокращением в компьютерном сленге.

Мы не будем подробно описывать принципы магнитной записи и устройства HDD, так как обычным пользователям это не нужно, а рассмотрим основные моменты работы жесткого диска и его характеристики. Технически представляет собой устройство записи и хранения информации основанное на принципе магнитной записи. Информация записывается на круглые жесткие диски (пластины или блины) покрытые слоем ферромагнитного материала и расположенные на одной оси привода. Чтение и запись данных осуществляется с помощью подвижных считывающих головок. Принцип напоминает проигрыватель на виниловых пластинках, однако в винчестере считывающие головки не касаются поверхности пластин, в отличие от иглы проигрывателя. В рабочем положении они парят над поверхностью пластин на высоте нескольких нанометров за счет потока набегающего воздуха от быстрого вращения пластин. В выключенном состоянии, головки располагаются в парковочной зоне, чтобы исключить случайное взаимное повреждение деталей от сотрясения винчестера.

Наличие подвижных механических частей несколько снижает надежность устройства, однако отсутствие прямого механического контакта между подвижными деталями компенсирует этот недостаток и обеспечивает надежность и большой ресурс работы винчестеров. Тем не менее, иногда на диске могут все-таки появляться поврежденные участки по различным причинам. Помимо пластин, привода и считывающих головок в одном корпусе с ними располагается управляющая электроника.

Стоит отметить, что сейчас активно развивается технология твердотельных накопителей (SSD). Так же используется для долговременного хранения информации в компьютере, но в них используются микросхемы памяти и отсутствуют движущиеся части. Кроме этого, есть гибридные жесткие диски, сочетающие в одном устройстве традиционный жесткий диск и SSD маленького объема для кэша.

Подвижная головка состоит из двух частей: головка чтения и головка записи. В зависимости от необходимой в данный момент времени операции, используется нужная головка. Количество пластин в корпусе жесткого диска может быть различно и зависит от его емкости и примененных технологий записи. Меньшее количество пластин уменьшает энергопотребление, снижает количество подвижных частей, улучшает температурный режим работы накопителя, что положительно сказывается на его надежности и долговечности. Правда это все в теории, а на практике, каждый конкретный экземпляр индивидуален и утверждать, что накопитель с четырьмя пластинами хуже, чем с двумя неверно.

Чтобы на пластины можно было записывать информацию, их поверхность разбивают на дорожки — концентрические кольцевые области. Все дорожки на всех пластинах HDD находящиеся на одинаковом расстоянии от центра называются цилиндр. В свою очередь, дорожки делятся на равные отрезки называемые секторами. Из объединения соседних секторов в группу образуется кластер. На рисунке ниже, представлена упрощенная схема структуры пластины жесткого диска компьютера.

Схема разбиения пластины HDD

На рисунке цифрами указано:
1 — геометрический сектор
2 — сектор дорожки
3 — дорожка
4 — кластер

Кластер — минимальная логическая ячейка для хранения информации на жестком диске компьютера. В настоящее время стандартным является кластер размером 4 096 байт, состоящий из восьми секторов по 512 байт каждый. Ознакомиться подробнее с влиянием его размера на параметры HDD можно в статье посвященной файловой системе в операционной системе Windows.

Методы магнитной записи данных на диск

В двух словах принцип записи информации выглядит следующем образом. Пластины жесткого диска вращаются с большой скоростью (обычно 5400 или 7200 об/мин для персональных компьютеров), а головки парят над ними. При подаче на головку переменного электрического тока возникает переменное магнитное поле изменяющее направление вектора намагниченности доменов находящихся под головкой в данный момент в зависимости от величины сигнала. Другими словами происходит заполнение пластин логическими нулями и единицами или процесс записи. Чтение данных с поверхности пластин происходит в обратном порядке, перемещение намагниченных доменов под считывающей головкой приводит появлению переменного электрического сигнала в катушке головки под влиянием эффекта электромагнитной индукции. Поскольку физические размеры пластин ограниченны и стандартизованы увеличение емкости жестких дисков возможно в двух направлениях: увеличение количества пластин в одном устройстве или увеличение количества записанной информации на одной пластине (плотность записи).

Метод продольной записи

Традиционный способ записи, применявшийся в накопителях на магнитных дисках. Вектор намагниченности домена параллелен поверхности пластины. Рост емкости жестких дисков привел в итоге к тому, что она больше не позволяла обеспечивать необходимые емкости дисков. В настоящее время практически не используется.

Метод перпендикулярной записи

Данный метод пришел на смену традиционному способу. За счет вертикальной ориентации доменов, плотность записи значительно возросла и следовательно на одну пластину можно записать больше информации.

Технологии не стоят на месте и ведутся исследования по дальнейшему увеличению плотности записи на пластину, например метод тепловой магнитной записи или метод самосборки полимеров.

Основные характеристики жестких дисков

Форм-фактор — определяет ширину жесткого диска в дюймах. Накопители имеют стандартизированные размеры 0.85, 1, 1.3, 1.8, 2.5, 3.5 дюймов. Стандартным для настольных компьютеров является 3.5 дюйма и 2.5 для ноутбуков.

Интерфейс — обеспечивает взаимодействие жесткого диска с материнской платой компьютера. В дисках предназначенных для установки внутри персональных компьютеров используется интерфейс SATA разных версий. Основное различие в скорости передачи данных: Revision 1.0 до 1,5 Гбит/с, Revision 2.0 до 3 Гбит/с (SATA/300), Revision 3.0 до 6 Гбит/с (SATA/600). Винчестеры с интерфейсом PATA (IDE) почти вышли из употребления и используются только со старым оборудованием.

Емкость — максимальное количество информации, которое может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах. Поскольку производители приравнивают один килобайт к тысяче байт (на самом деле 1 Кбайт = 1 024 байт), то жесткий диск маркированный как 500 ГБ имеет реальную емкость 465.7 ГБ.

Скорость вращения шпинделя — количество оборот шпинделя в минуту. Имеет стандартные скорости, в настольных компьютерах обычно 5400 или 7200 об/мин, а в ноутбуках 4500 или 5400 об/мин. В жестких дисках для серверов скорость вращения обычно составляет 10000 или 15000 об/мин. Чем больше скорость вращения, тем меньше время доступа к информации.

Объем буфера — специальная высокопроизводительная память, встроенная в жесткий диск служащая для ускорения работы накопителя и сглаживания разницы в скоростях чтения/записи и передачи.

Время произвольного доступа — определяет усредненное количество времени, требуемое головке для позиционирования на произвольном участке пластины. Непостоянная величина, зависящая от начального и конечного положения головки и места позиционирования. Чем меньше данный показатель, тем быстрее диск способен отдавать запрошенную информацию.

Время наработки на отказ — среднее время безотказной работы, рассчитанное производителем. Является аналогом параметра надежность и соответственно, чем оно больше, тем лучше.

Ударостойкость — способность винчестера безболезненно переносить удары и резкую смену давления. Измеряется в единицах допустимой перегрузки, раздельно для включенного и выключенного состояния. Чем больше ударостойкость, тем лучше. Более актуально для ноутбуков и переносных винчестеров.

Уровень шума — шум, производимый жестким диском во время работы, измеряется в децибелах. Включает в себя шум вращающихся пластин, аэродинамический и шум перемещающихся головок.

В одном компьютере может быть установлено несколько винчестеров. Общее количество ограничено наличием места в компьютерном корпусе и количеством коннекторов для подключения на материнской плате. Так же существует возможность объединения нескольких накопителей в единый дисковый массив для повышения скорости работы и надежности хранения информации.

Мы рассмотрели основные моменты устройства и работы жесткого диска в компьютере. Теперь даже если вы чайник, вы знаете, на что обращать внимание при покупке нового накопителя на жестких магнитных дисках.

Жесткий диск — это… Что такое Жесткий диск?

Схема устройства накопителя на жёстких магнитных дисках.

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, НЖМД, жёсткий диск, винче́стер (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD; в просторечии винт, хард, харддиск) — энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Название «Винчестер»

По одной из версий название «винчестер» накопитель получил благодаря фирме 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30»[1] предложил назвать этот диск «винчестером»[2].

В Европе и США название «винчестер» вышло из употребления в 1990-х годах, в русском же языке сохранилось и получило полуофициальный статус, а в компьютерном сленге сократилось до слов «винт» (наиболее употребимый вариант), «винч» и «веник».

Характеристики

Разобранный жёсткий диск Quantum fireball (модель 2001 года)

Интерфейс (англ. interface) — набор, состоящий из линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил обмена. Современные накопители могут использовать интерфейсы Serial ATA, SAS, FireWire, Fibre Channel.

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 Гб. (2 Тб) В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024, мега=1 048 576 и т. д.; позже для этого были не очень успешно введены двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 ГиБ.[3]

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension) — почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках. Так же получили распространение форматы — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторах 8 и 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа (англ. random access time) — время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик от 2,5 до 16 мс, как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс[4]), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5[5]).

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF). См. также: Технология SMART (S.M.A.R.T. (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя).

Количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate):

  • Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с
  • Внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с

Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных (2008 год) HDD он обычно варьируется от 8 до 32 Мб.

Производители

Большая часть всех винчестеров производятся всего несколькими компаниями: Seagate, Western Digital, Samsung, а также ранее принадлежавшим Hitachi. Fujitsu продолжает выпускать жёсткие диски для ноутбуков и 2001 году. Maxtor. В 2006 году состоялось слияние Seagate и Maxtor. В середине 1990-х годов существовала компания Conner, которую купила Seagate. В первой половине 1990-х существовала ещё фирма Micropolice, производившая очень дорогие диски premium-класса. Но при выпуске первых в отрасли винчестеров на 7200 об/мин ею были использованы некачественные подшипники главного вала, поставленные фирмой Nidek, и Micropolice понесла фатальные убытки на возвратах, разорилась и была на корню куплена той же Seagate.

Устройство

Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.

Гермозона

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения держатся в секрете. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с большим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин.

Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок.

Вопреки расхожему мнению, внутри гермозоны нет вакуума. Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом; а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля, который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а так же при прогреве устройства во время работы.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Низкоуровневое форматирование

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются — на них формируются дорожки и секторы.

Ранние «винчестеры» (подобно дискетам) содержали одинаковое количество секторов на всех дорожках. На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон. Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако, на каждой дорожке внешней зоны секторов больше, и чем зона ближе к центру, тем меньше секторов приходится на каждую дорожку зоны. Это позволяет добиться более равномерной плотности записи и, как следствие, увеличения ёмкости пластины без изменения технологии производства.

Границы зон и количество секторов на дорожку для каждой зоны хранятся в ПЗУ блока электроники.

Кроме того, в действительности на каждой дорожке есть дополнительные резервные секторы. Если в каком либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (англ. remaping). Конечно, данные, хранившиеся в нём, скорее всего, будут потеряны, но ёмкость диска не уменьшится. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая в процессе эксплуатации.

Таблицы переназначения секторов также хранятся в ПЗУ блока электроники.

Во время операций обращения к «винчестеру» блок электроники самостоятельно определяет, к какому физическому сектору следует обращаться и где он находится (с учётом зон и переназначений). Поэтому со стороны внешнего интерфейса «винчестер» выглядит однородным.

В связи с вышеизложенным существует очень живучая легенда о том, что корректировка таблиц переназначения и зон может увеличить ёмкость жёсткого диска. Для этого существует масса утилит, но на практике оказывается, что если прироста и удаётся добиться, то незначительного. Современные диски настолько дёшевы, что подобная корректировка не стоит потраченных на это ни сил, ни времени.

Блок электроники

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood — максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнении принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

Технологии записи данных

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них, изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).

Метод параллельной записи

На данный момент это всё ещё самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.

Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.

Метод перпендикулярной записи

Метод перпендикулярной записи — это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов — 15-23 Гбит/см², в дальнейшем планируется довести плотность до 60—75 Гбит/см².

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». На рынке ЖД данного типа пока не представлены (на 2009 год), есть лишь экспериментальные образцы, но их плотность уже превышает 150 Гбит/см². Разработка HAMR-технологий ведется уже довольно давно, однако эксперты до сих пор расходятся в оценках максимальной плотности записи. Так, компания Hitachi называет предел в 2,3−3,1 Тбит/см², а представители Seagate Technology предполагают, что они смогут довести плотность записи HAMR-носители до 7,75 Тбит/см².[6] Широкого распространения данной технологии следует ожидать после 2010 года.

Сравнение интерфейсов

Пропускная способность, Мбит/с Максимальная длина кабеля, м Требуется ли кабель питания Количество накопителей на канал Число проводников в кабеле Другие особенности
Ultra 2 40/80 Controller+2Slave, горячая замена невозможна
FireWire/400 400 4,5 (при последовательном соединении до 72 м) Да/Нет (зависит от типа интерфейса и накопителя) 63 4/6 устройства равноправны, горячая замена возможна
FireWire/800 800 4,5 (при последовательном соединении до 72 м) Нет 63 4/6 устройства равноправны, горячая замена возможна
USB 2.0 480 5 (при последовательном соединении, через хабы, до 72 м) Да/Нет (зависит от типа накопителя) 127 4 Host/Slave, горячая замена возможна
Ultra-320
SAS 3000 8 Да Свыше 16384 горячая замена; возможно подключение
eSATA 2400 2 Да 1 (с умножителем портов до 15) 4 Host/Slave, горячая замена возможна

История прогресса накопителей

Примечания

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о