HDD: ang nagtatrabaho prinsipyo at ang pangunahing katangian ng

Hard drive, o, bilang sila ay tinatawag na, hard drive ay isa sa mga pinakamahalagang bahagi ng isang sistema ng computer. Tungkol sa lahat ng tao alam ito. Ngunit ito ay hindi isang modernong user kahit sa prinsipyo guesses tungkol sa kung paano sa hard drive. Ang prinsipyo ng operasyon, sa pangkalahatan, para sa isang pangunahing pag-unawa ng mga lubos na simple, ngunit mayroong ilang mga nuances, na kung saan karagdagang tatalakayin.

Tanong patutunguhan at pag-uuri ng mga hard drive?

Tanong ng destination, siyempre, retorika. Kahit sino, kahit na ang pinaka-entry-level, agad na tumugon na ang mga hard drive (na kilala rin bilang isang hard disk, aka Hard Drive o HDD) agad na tumugon na siya ay ginagamit upang mag-imbak ng impormasyon.

Sa pangkalahatan, totoo. Huwag kalimutan na sa hard drive, maliban para sa mga operating system at mga file ng user ay nilikha sa pamamagitan ng sektor operating system boot, salamat sa kung saan ay siya magsimula, pati na rin ang ilang mga marka na kung saan ang disk ay maaaring mabilis na mahanap ang ninanais na impormasyon.

Kasalukuyang mga modelo ay lubos na iba-iba: ordinaryo ang HDD, panlabas na hard drive, high-speed solid-estado SSD drive, kahit na ito ay naiugnay sa hard drive at hindi tinanggap. karagdagang Ito ay iminungkahi upang isaalang-alang ang aparato at HDD operasyon prinsipyo, kung hindi sa buong pagkatapos ng hindi bababa sa ito, na noon ay sapat na para sa pag-unawa sa pangunahing kaalaman sa terminolohiya at mga proseso.

Mangyaring tandaan na may isang espesyal na pag-uuri ng HDD ngayong araw sa ilang mga pangunahing pamantayan, bukod sa kung saan ay ang mga sumusunod:

• pamamaraan para sa pag-iimbak ng impormasyon;
• uri ng media;
• paraan ng pag-aayos ng pag-access sa impormasyon.

Bakit ang hard drive ay tinatawag na hard drive?

Ngayon, maraming mga tao ay nag-iisip tungkol sa kung bakit hard drive ay tinatawag na hard disk na kabilang sa isang maliit na mga arm. Gusto Ito tila na maaaring may pagkakatulad sa pagitan ng dalawang aparato?

Ang terminong lumitaw bilang malayo likod bilang 1973, kapag ang market ay lumitaw una sa HDD mundo, sa pagtatayo ng na kung saan ay binubuo ng dalawang hiwalay na compartments sa isang airtight container. Ang kapasidad ng bawat kompartimento ay 30 MB, na kung saan ay kung bakit ang mga inhinyero ay ibinigay ang pangalan code para sa disc "30-30", na kung saan ay ganap na sa tune sa mga tatak ng popular na sa panahon ng baril "Winchester, 30-30". Gayunpaman, sa unang bahagi ng '90s sa Amerika at Europa ay ang pangalan ng halos wala na sa labas ng paggamit, ngunit ito ay pa rin popular sa post-Sobiyet space.

Ang aparato at ang HDD operasyon prinsipyo

Ngunit digress namin. HDD operasyon prinsipyo ay maaaring summarized bilang ang proseso ng pagbabasa o pagsusulat. Ngunit kung paano ito nangyari? Upang maunawaan ang mga operasyon ng isang magnetic hard disk, kailangan mo munang upang malaman kung paano ito gumagana.

Ang hard drive mismo ay isang hanay ng mga plates, ang bilang ng mga na kung saan maaaring mag-iba 4-9 interconnected sa pamamagitan ng isang katawan ng poste (axle), na tinatawag na isang mahaba at payat. Ang mga plate ay inilagay isa sa itaas ng isa. Sa karamihan ng mga kaso, ang materyal para sa kanilang paggawa ay aluminum, tanso, keramika, salamin at iba pa. D. Ang kanilang mga sarili sa mga plate ay may isang espesyal na magnetic patong ng isang materyal na tinatawag na Platter, batay sa mga gamma ferrite oxide, kromo oksido, barium ferrite at t. D . Ang bawat plate kapal ng tungkol sa 2 mm.

Para sa pag-record at pagbabasa ng impormasyon tumutugma sa hugis ng bituin ulo (isa para sa bawat plate) at ang plates ay ginagamit sa parehong ibabaw. Sa panahon suliran pag-ikot, ang bilis na kung saan ay maaaring maging 3600-7200 rev. / Min, at paglipat ng mga ulo ay tumutugon sa dalawang electric Motors.

Sa kasong ito, ang pangunahing prinsipyo ng hard disk ng computer ay na ang impormasyon ay naitala ay hindi kahit saan, ngunit sa isang mahigpit na tinukoy na lokasyon, na tinatawag na sektor, na kung saan ay matatagpuan sa concentric mga track o track. Upang maiwasan ang pagkalito, ilapat ang pare-parehong mga patakaran. May ay isang pagtingin na ang mga prinsipyo ng hard drive sa mga tuntunin ng kanilang mga lohikal na istraktura, universal. Halimbawa, ang laki ng isang sektor, para sa pinag-isang standard na pinagtibay sa buong mundo, ay 512 bytes. sektor ay nahahati sa mga kumpol, na mga pagkakasunud-sunod ng isang bilang ng mga sektor ay nasa pagliko. At lalo na ang mga hard disk ng operating prinsipyo sa kadahilanang ito ay na ang palitan ng impormasyon at lamang na ginawa ng buong tumpok (integer sektor kadena).

Ngunit kung paano ay basahin ang mga impormasyon? drive gumagana: isang hard disk tulad ng sumusunod: Ang paggamit ng isang espesyal na ulo bracket sa pagbabasa sa isang radial (helical) na direksyon gumagalaw sa nais na track at sa pagliko ay nakaposisyon sa loob ng isang naibigay na sektor, ang lahat ng mga ulo maaaring ilipat nang sabay-sabay sa pamamagitan ng pagbabasa ng parehong impormasyon hindi lamang mula sa iba't ibang mga track subalit may ibang mga disc (manipis). Ang lahat ng mga track na may parehong Ordinal numero ay tinatawag na cylinders.

Ito ay posible na pumili ng isa pang operating prinsipyo ng isang hard disk: ang pagbabasa ng ulo mas malapit sa magnetic ibabaw (ngunit hindi hawakan ito), ang mas mataas ang pag-record density.

Paano ay ang pagsulat at pagbasa ng impormasyon?

Hard drive, o hard drive, at samakatuwid ay tinatawag na magnetic na ginagamit nila ang mga batas ng pang-akit physics, formulated sa pamamagitan ng Faraday at Maxwell.

Bilang na nabanggit, ang mga plate ng nemagnitochuvstvitelnogo magnetic patong na materyal ay inilapat sa isang kapal ng ilang micrometers. Sa operasyon, ang isang magnetic field pagkakaroon ng isang tinatawag na istraktura domain.

Isang magnetic domain ay isang mahigpit bounded magnetized rehiyon hangganan ferroalloy. Ang karagdagang HDD operasyon prinsipyo ay maaaring summarized tulad ng sumusunod: sa kaganapan ng isang panlabas na magnetic field, ang tamang drive ang patlang na nagsisimula na magabayan tiyak sa kahabaan ng linya ng magnetic at sa pagwawakas ng mga epekto sa mga disc lalabas remanence zone kung saan ang nakaimbak na impormasyon na dati na nakapaloob sa mga pangunahing larangan .

Para sa paglikha ng isang panlabas na field ay may pananagutan para sa pag-record ng pagbabasa ulo, at pagbasa zone remanence, pagiging tapat sa ulo lumilikha ng isang elektromotibo lakas o EMF. Pagkatapos lahat ng bagay ay simple: palitan ang EMF ay tumutugon sa isa binary, at ang kawalan o pagtigil - zero. Time nagbabago EMF tinatawag na bit cell.

Bukod dito, ang magnetic ibabaw ng pulos Informatics pagsasaalang-alang ay mauugnay, tulad ng isang uri ng point bits sequence data. Gayunpaman, dahil sa mga lokasyon ng mga puntong ito ay ganap na imposible upang tumpak na makalkula, sa drive na nais mong i-install ang ilang mga uri ng mga pre-tinukoy na label na nakatulong tukuyin ang ninanais na lokasyon. Ang paglikha ng mga naturang mga label ay tinatawag na pag-format (halos split disk sa track at sektor, tinipong).

Ang lohikal na istraktura at mga operating prinsipyo ng hard drive sa mga tuntunin ng pag-format

Na patungkol sa mga lohikal na HDD organisasyon dito sa unang lugar doon ay ang pag-format, kung saan mayroong dalawang pangunahing uri: isang mababang antas ng (pisikal) at mataas na antas (logic). Nang walang mga hakbang na ito, nagdadala tungkol sa anumang mga hard drive sa isang gumaganang estado ay hindi maaaring magsalita. Para sa impormasyon sa kung paano magpasimula ng isang bagong hard drive, ito ay tinalakay nang hiwalay.

Mababang antas ng pag-format ay nangangailangan ng isang pisikal na epekto sa ibabaw ng HDD, kung saan ang mga sektor ay matatagpuan sa kahabaan ng track. Ito ay kagiliw-giliw na ang prinsipyo ng hard drive ay tulad na ang bawat sektor ay lumikha ng sarili nitong natatanging address, na kasama ang tunay na bilang sektor, subaybayan ang numero, kung saan ito ay matatagpuan, at ang plate number. Kaya, ang mga organisasyon ng direktang pag-access sa parehong memory address nang direkta mula sa ibinigay na address, sa halip na naghahanap para sa tamang impormasyon sa kabuuan sa ibabaw, dahil sa kung saan ang bilis ay nakakamit (kahit na ito ay hindi ang pinaka-mahalaga). Tandaan na kapag ang mga mababang antas ng pag-format mabura ganap na ang lahat ng impormasyon at pagpapanumbalik ng mga ito sa karamihan ng mga kaso ay hindi maaaring maging.

Isa pang bagay - isang lohikal na format (sa Windows-based na mga sistema ay ang mabilis na format o Quick format). Higit pa rito, ang mga prosesong ito ay applicable sa ang paglikha ng lohikal partitions na kumakatawan sa isang tiyak na lugar sa mga pangunahing hard disk na nagpapatakbo sa parehong prinsipyo.

Lohiko pag-format lalo na nakakaapekto sa sistema ng lugar, na kung saan ay binubuo ng isang boot sektor at pagkahati table (MBR boot record), ang file allocation table (FAT, NTFS, at iba pa. D.) At ang root directory (Root Directory).

Pagre-record ng impormasyon sa mga sektor ng kumpol ay ginawa sa pamamagitan ng maraming mga bahagi, kung saan sa isang cluster ay hindi maaaring maglaman ng dalawang magkatulad na mga bagay (mga file). Sa totoo lang, ang paglikha ng isang lohikal na partisyon, tulad ng ito ay naghihiwalay sa ito mula sa pangunahing sistema partisyon, kaya na ang impormasyon na naka-imbak sa mga ito, kung may mga pagkakamali at mga kabiguan upang baguhin o pag-alis ay hindi apektado.

Pangunahing katangian HDD

Sa tingin ko, sa pangkalahatan HDD operasyon prinsipyo ng isang maliit na maintindihan. Turn na namin ngayon sa mga pangunahing tampok, na kung saan magbibigay ng isang kumpletong larawan ng lahat ng mga pagkakataon (o disadvantages) ng modernong hard drive.

Ang prinsipyo ng hard disk at pangunahing katangian ay maaaring maging lubos na naiiba. Upang maunawaan kung ano ay sa taya, pinili namin ang pinaka-pangunahing mga parameter na magpakilala lahat ng mga kilalang sa petsa iimbak ng impormasyon:

• kapasidad (dami);
• pagganap (data access bilis sa pagbabasa at pagsusulat ng impormasyon);
• interface (paraan ng koneksyon, controller type).

kapasidad ay ang kabuuang halaga ng impormasyon na maaaring ma-record at naka-imbak sa hard drive. ng HDD manufacturing industriya ay lumalaki kaya mabilis na ngayon ay pumasok sa paggamit hard disks sa volume ng ang pagkakasunod-sunod ng 2 TB o higit pa. At, tulad ng ito ay pinaniniwalaan na ito ay hindi ang limitasyon.

Interface - ang pinaka-makabuluhang katangian. Tinutukoy nito kung aling mga paraan ang aparato ay konektado sa motherboard, na controller ay ginagamit bilang pagbabasa at pagsusulat ay isinasagawa, at iba pa. D. Ang mga pangunahing at pinaka-karaniwang mga interface itinuturing IDE, SATA at SCSI.

Mga disk na may IDE-interface iba't ibang mga mababang gastos, gayunman, kabilang sa mga pangunahing disadvantages ay maaaring makilala sa isang limitadong bilang ng mga sabay-sabay na konektado aparato (maximum ng apat na) at isang mababang rate ng data (at kahit na may suporta direct memory access Ultra DMA o protocol Ultra ATA (Mode 2 at Mode 4). Kahit na ito ay pinaniniwalaan ang kanilang paggamit ay maaaring dagdagan ang antas ng basahin / isulat ang bilis ng 16 Mb / s, ngunit ang bilis ay lubhang mas mababa kaysa sa katotohanan. sa karagdagan, upang UDMA mode ay nangangailangan ng pag-install ng mga espesyal na mga driver, na kung saan sa teorya, ito ay dapat ibigay kasama ng motherboard.

Pakikipag-usap tungkol sa kung ano ang prinsipyo ng hard drive at mga tampok, hindi ka maaaring huwag pansinin ang SATA interface, na kung saan ay ang kahalili bersyon ng IDE ATA. Ang bentahe ng teknolohiya na ito ay na ang read / write bilis ay maaaring nadagdagan sa 100 Mb / s sa pamamagitan ng paggamit ng high-speed bus Fireware IEEE-1394.

Sa wakas, SCSI interface kumpara sa nakaraang dalawang ay ang pinaka-may kakayahang umangkop at may pinakamataas na bilis (basahin / isulat ang bilis ng hanggang sa 160MB / s at sa itaas). Ngunit may mga tulad na hard drive ay halos dalawang beses bilang mahal. Ngunit ang bilang ng mga sabay-sabay na konektado na aparato imbakan ranging 7-15, ang koneksyon ay maaaring gumanap nang walang de-energizing ang computer, at ang cable haba ay maaaring maging sa pagkakasunud-sunod ng 15-30 metro. Sa totoo lang, ang ganitong uri ng HDD para sa pinaka-bahagi ay hindi akma sa PCs user at server.

Pagganap ng characterizing ang paghahatid bilis at throughput ng I / O kapasidad, kadalasang ipinahayag paghahatid ng oras at ang dami ng data na ipinadala sa serye, at ay ipinahayag sa MB / s.

Ang ilang mga karagdagang mga pagpipilian

Pakikipag-usap tungkol sa kung ano ay isang hard disk nagtatrabaho prinsipyo at kung ano ang mga parameter makakaapekto sa operasyon nito, hindi maiiwasan, at ang ilang mga karagdagang mga tampok, na kung saan ay maaaring makaapekto sa pagganap o buhay ng mga aparato.

Dito, sa unang lugar ay ang bilis ng pag-ikot, na direktang nakakaapekto sa paghahanap at initialization oras (recognition) ng mga ninanais sektor. Ang tinatawag na latent time na paghahanap - na pagitan sa panahon na kung saan ang pangangailangan para sa mga sektor ay lumiliko sa read ulo. Ngayon pinagtibay ng ilang mga pamantayan para sa suliran bilis, ipinahayag sa revolutions kada minuto na may oras na pagkaantala sa milliseconds:

• 3,600-8.33;
• 4,500-6.67;
• 5,400-5.56;
• 7,200-4.17.

Ito ay madaling makita na ang mas mataas ang bilis, ang mas kaunting oras na ginugol sa sektor ng paghahanap, at ang pisikal na eroplano - sa pamamagitan ng rebolusyon ng disk sa pag-install ulo puntong nais na pagpoposisyon plate.

Ang isa pang parameter - ang panloob na transfer rate. Sa panlabas na mga track ay minimal ngunit pinatataas na may isang unti-unting paglipat sa panloob na track. Kaya, ang parehong defragmentation proseso na kumakatawan sa mga paggalaw ng mga madalas na ginagamit ng data sa ang pinakamabilis na lugar ng disc - hindi lamang ang paglipat ng panloob na track na may mas higit na bilis ng pagbabasa. Panlabas na bilis ay may isang nakapirming halaga at ay depende sa interface na ginagamit.

Sa wakas, isa sa mga mahahalagang puntos na nauugnay sa pagkakaroon ng sariling cache sa hard drive o buffer. Sa katunayan, ang hard drive ay gumagana sa mga tuntunin ng mga prinsipyo ng buffer paggamit ng isang bagay na katulad ng pagpapatakbo o virtual memory. Ang mas malaki na laki ng cache (128-256 kb), ang mas mabilis na hard drive.

Ang pangunahing mga kinakailangan para sa HDD

Mga panimulang pangangailangan, na sa karamihan ng mga kaso ay iniharap hard drive, hindi kaya magkano. Ang pangunahing bagay - ang mahabang buhay at pagiging maaasahan.

Ang mga pangunahing pamantayan para sa pinaka-HDD ay itinuturing na ang buhay ng pagkakasunud-sunod ng 5-7 taon na may operating oras ng hindi bababa sa limang daang libo na oras, ngunit para sa mga high-end drive, ang mga figure ay hindi mas mababa sa isang milyong oras.

Tulad ng para sa pagiging maaasahan, ay responsable para sa pag-andar ng ang SMART self-test, na kung saan sinusubaybayan ang katayuan ng mga indibidwal na mga elemento ng hard drive, nagdadala out tuloy-tuloy na pagsubaybay. Sa batayan ng ang nakolektang data ay maaaring likhain kahit isang forecast ng mga posibleng hitsura ng mga pagkakamali sa hinaharap.

Ito goes walang sinasabi na ang gumagamit ay hindi dapat tumayo sa isang tabi. Halimbawa, kapag gumagamit ng HDD lubhang mahalaga upang obserbahan ang pinakamainam na hanay ng temperatura (0 - 50 ± 10 degrees Celsius) upang maiwasan ang shocks, epekto at bumaba hard drive, hit sa pamamagitan ng dust o iba pang mga maliit na mga particle, atbp Hindi sinasadya, ngunit marami ang hindi .. interesado na malaman na ang parehong mga particle usok ay tungkol sa dalawang beses na mas malaki kaysa sa distansya sa pagitan ng read ulo at magnetic ibabaw ng hard drive, at buhok ng tao - 5-10 beses.

Tanong initialize ang sistema sa pamamagitan ng pagpapalit ng hard drive

Ngayon ng ilang mga salita tungkol sa kung ano ang aksyon ay dapat madala, kung para sa ilang kadahilanan sa gumagamit upang baguhin ang mga hard drive o i-install dpolnitelny.

Ganap na ilarawan ang proseso ay hindi, at ay tumutok lamang sa mga pangunahing entablado. Una kailangan mong ikonekta ang mga hard drive at hanapin sa mga setting ng BIOS, kung ang mga bagong hardware ay nakita, sa Pangangasiwa ng seksyon disk i-initialize at lumikha ng boot record, lumikha ng isang simpleng lakas ng tunog, magtalaga ng ID (titik) at i-format na may isang pagpipilian ng file system. Lamang matapos na ang bagong "tornilyo" ay ganap na handa na para sa operasyon.

konklusyon

Na ang lahat na pagdating sa bahagyang ang mga pangunahing kaalaman ng paggana at pagganap ng mga modernong hard drive. Ang prinsipyo ng operasyon ng mga panlabas na hard drive ay hindi itinuturing na mahalaga dahil ito halos ay hindi naiiba mula sa na ginagamit para sa nakatigil HDD. Ang pagkakaiba lamang ay lamang sa paraan ng pagkonekta ng karagdagang imbakan sa iyong PC o laptop. Ang pinaka-karaniwang ay isang koneksyon sa pamamagitan ng USB interface na ay direktang konektado sa motherboard. Kasabay nito, kung nais mong upang matiyak maximum na pagganap, ito ay mas mahusay na gumamit ng isang karaniwang USB 3.0 (port sa loob ng kulay bughaw), siyempre, sa kondisyon na ang mga panlabas na HDD mismo ay sumusuporta sa ito.

Bilang para sa natitirang, sa tingin ko maraming mga tao kahit na isang maliit na, ito ay naging malinaw kung paano ang mga hard disk ng anumang uri. Marahil sa itaas Nabigyan ng masyadong maraming teknikal na impormasyon, mas kahit na mula sa physics kurso ng paaralan, gayon pa man na walang na upang lubos na maunawaan ang lahat ng mga pangunahing mga prinsipyo at pamamaraan inilatag down na sa HDD produksyon at application teknolohiya ay hindi maunawaan.