HDD: a működési elve és főbb jellemzői

Merevlemez, vagy ahogy ők nevezik, merevlemezek egyik legfontosabb összetevői a számítógépes rendszer. Körülbelül mindenki tudja. De ez nem egy modern felhasználói még elvben találgatások arról, hogy a merevlemez-meghajtót. A működési elve, az általános, az alapvető ismereteket a nagyon egyszerű, de vannak árnyalatok, ami tovább lesz szó.

Kérdések cél és osztályozása merevlemezek?

Kérdés rendeltetési természetesen retorikai. Bárki, még a belépő szintű, azonnal válaszolt, hogy a merevlemezt (vagy más néven a merevlemez, más néven merevlemez vagy HDD) azonnal reagált, hogy ő információk tárolására használják.

Általában igaz. Ne felejtsük el, hogy a merevlemezen, kivéve az operációs rendszer és a felhasználói fájlokat hoz létre az operációs rendszer boot szektorok, aminek köszönhetően ő indul, valamint néhány védjegyek a lemez gyorsan megtalálja a kívánt információt.

A jelenlegi modellek igen változatos: a hétköznapi HDD, külső merevlemezek, nagysebességű szilárdtest SSD, bár tulajdonítják, hogy a merevlemezek és nem fogadja el. Továbbá javasolja, hogy fontolja meg a készüléket, és HDD működési elvét, ha nem is teljes mértékben, de legalább azt, hogy az elég volt a megértése alapvető terminológia és folyamatokat.

Felhívjuk figyelmét, hogy van egy speciális besorolás a mai HDD néhány alapvető feltételeket, amelyek között a következők:

• Eljárás információ tárolására;
• adathordozó típusa;
• szervezésének módszere az információhoz való hozzáférés.

Miért van a merevlemezen az úgynevezett merevlemezt?

Manapság sokan gondolkodnak, hogy miért merevlemezek nevezik merevlemezek tartozó lőfegyverhez. Úgy tűnik, hogy lehetnek hasonlóságok a két készülék között?

A kifejezés jelent meg, amennyire vissza 1973-ban, amikor a piacon megjelent első a HDD világon, melynek építése során két külön rekesz légmentesen záródó edénybe. A kapacitás minden egyes rekesz volt 30 MB, ezért a mérnökök adtak a kódneve a lemez „30-30”, amely teljes mértékben összhangban legyen a márka népszerű abban az időben a fegyvert „Winchester, 30-30”. Azonban a '90 -es évek elején Amerikában és Európában a neve szinte eltűnt a használatból, de még mindig népszerű a posztszovjet térben.

A készülék és a HDD működési elvét

De elkalandoztam. HDD működési elv szerint lehet összefoglalni a folyamat írás vagy olvasás. De hogyan történik ez? Ahhoz, hogy megértsük a működését mágneses merevlemez, akkor először meg kell tanulni, hogyan működik.

A merevlemez-meghajtó maga egy sor lemez, amelyek száma változhat négyről kilencre kötve egy tengely (tengely), az úgynevezett egy orsóval. A lemezeket helyezünk egymás fölé. A legtöbb esetben, az anyagot a gyártásukhoz alumínium, sárgaréz, kerámia, üveg és hasonlók. D. Magukat a lemez egy különleges mágneses bevonat, amelynek anyaga a tál, alapján a gamma-ferrit-oxid, króm-oxid, bárium-ferrit és t. D . Minden lemez vastagsága körülbelül 2 mm.

Rögzítésére és információkat olvas megfelelnek radiális fej (minden egyes lemezen), és a lemezeket használnak mindkét felületen. Közben az orsó forgásának, a sebesség, amely lehet 3600-7200 ford. / Perc, és a mozgó fejek megfelel két villanymotor.

Ebben az esetben az alapelv a számítógép merevlemezére, hogy az információ kerül rögzítésre nincs sehol, de egy szigorúan meghatározott helyen, az úgynevezett ágazatokban, amelyek székhelye koncentrikus sávok vagy számokat. A félreértések elkerülése érdekében egységes szabályokat alkalmazzák. Van olyan vélemény is, hogy az elvek merevlemezek szempontjából a logikai szerkezet, univerzális. Például, a mérete egy szektor, az egységes szabvány elfogadott világszerte, 512 byte. szektorok vannak osztva klaszterek, amelyek szekvenciái több szektor viszont. És különösen a merevlemez működési elvét ebben a tekintetben, hogy az információcsere és végre az egész klaszter (integer szektorok láncok).

De hogyan lehet olvasni az adatokat? meghajtó művek: a merevlemez az alábbiak szerint: Egy különleges konzol olvasó fej sugárirányú (spirális) irányban mozog a kívánt számot, és a turn fölött helyezkedik el egy adott szektorban, mind a fej lehet mozgatni egy időben elolvassa ugyanazt az információt nem csak a különböző pályák de különböző lemezek (ostya). Az összes számot az azonos sorszámmal nevezzük henger.

Lehetőség van válasszon másik működési elvét merevlemez: az olvasó fej közelebb a mágneses felület (de ne érintse meg), annál nagyobb a felvételi sűrűség.

Milyen az írás és az olvasás információt?

Merevlemez, vagy merevlemezek, és ezért nevezik mágneses, hogy mindig a törvények mágnesesség fizika által megfogalmazott Faraday és Maxwell.

Mint már említettük, a lemezeket a nemagnitochuvstvitelnogo mágneses bevonó anyagot felvisszük egy vastagsága néhány mikrométer. Működés közben, egy mágneses mező, amelynek egy úgynevezett domén struktúra.

A mágneses domén egy szigorúan körülhatárolt mágnesezett régióhatár ferroötvezetgyártáshoz. További HDD működési elve a következőképpen foglalható össze: abban az esetben egy külső mágneses mező, a megfelelő meghajtó mező kezd vezérli pontosan mentén a mágneses vonalak és a megszűnése milyen hatással van a lemezek jelennek remanenciát zóna, ahol a tárolt információt korábban tartalmazott a fő területen .

Létrehozására külső területén felelős a felvétel olvasó fej, és olvasási zóna remanenciát, amely ellentétes a fej létrehoz egy elektromotoros erő vagy EMF. Ezután minden egyszerű: megváltoztatni a EMF megfelel egy bináris, és annak hiánya vagy megszűnése - nulla. Az idő változik EMF úgynevezett bit cellában.

Továbbá, a mágneses felületét tisztán Informatikai megfontolások társítható, mint egyfajta pont sequence data bit. Mivel azonban a helyét ezen pontok teljesen lehetetlen pontosan kiszámítani, a kívánt meghajtót telepíteni valamilyen előre meghatározott címkét, amely segített meghatározni a kívánt helyre. Létrehozása az ilyen címkék hívják formázás (durván hasított lemez sávokra és szektorokra, csoportos).

A logikai felépítése és működési elve a merevlemez szempontjából formázás

Ami a logikai HDD szervezetek itt az első helyen van a formázás, ahol két fő típusa van: alacsony szintű (fizikai) és magas szintű (logikai). Anélkül, ezeket a lépéseket, így bármilyen merevlemez egy működő állapotban nem tud beszélni. Arról, hogy hogyan kell inicializálni egy új merevlemezt, akkor külön kell tárgyalni.

Alacsony szintű formázás igényel fizikai hatása a felszínen a HDD, amelyben a szektorok mentén található zeneszámokat. Érdekes, hogy az elv a merevlemez olyan, hogy minden szektor létrehozta saját egyedi címet, amely magában foglalja a nagyon szektor száma, sáv száma, ahol ez található, és a rendszám. Így a szervezet a közvetlen hozzáférést az azonos memória címeket közvetlenül a megadott címre, ahelyett hogy a megfelelő információk a felületen, ami miatt a sebesség eléréséig (bár ez nem a legfontosabb). Megjegyezzük, hogy ha az alacsony szintű formázás törlődik teljesen minden információt, és helyreállítja a legtöbb esetben nem lehet.

A másik dolog - a logikai formátumú (Windows-alapú rendszerek a gyors formátum vagy a Gyors formátum). Ráadásul ezek a folyamatok alkalmazandó létrehozása logikai partíciók képviselő egy bizonyos területen az elsődleges merevlemez, hogy működik ugyanazon elvek szerint.

Logikai formázás elsődlegesen érinti a rendszer területén, amely egy boot szektor és a partíciós tábla (MBR boot record), a fájlallokációs tábla (FAT, NTFS, és így tovább. D.) És a gyökérkönyvtárban (Root Directory).

Felvételi információ ágazatokban a klasztert keresztül több részre, ahol egy klaszterben nem tartalmazhat két azonos tárgy (fájlok). Valójában, a teremtés egy logikai partíciót, hiszen elválasztja a fő rendszer partíció, úgy, hogy a rajta tárolt információhoz is, ha voltak hibák és kudarcok módosítani vagy eltávolítása nem érinti.

Főbb jellemzők HDD

Azt hiszem, általában HDD működési elvét egy kicsit érteni. Most viszont, hogy a főbb jellemzői, amelyek adnak teljes képet az összes lehetőséget (vagy hátrányok) modern merevlemezeket.

Az elv a merevlemez és a főbb jellemzői egészen más lehet. Ahhoz, hogy megértsük, mi forog kockán, akkor válassza ki a legalapvetőbb paraméterek jellemzik az összes eddig ismert információkat tárolja:

• kapacitás (térfogat);
• teljesítmény (adatelérési sebesség olvasása és írása információ);
• interfész (kapcsolódási mód, vezérlő típus).

A kapacitás a teljes mennyiségű információ, hogy lehet rögzíteni és tárolni a merevlemezen. HDD feldolgozóipar növekszik olyan gyorsan, hogy ma lépett használatra merevlemezek kötetek nagyságrendű 2 TB vagy nagyobb. És, mint azt gondoljuk, hogy ez nem a határ.

Interface - a legjelentősebb jellemző. Ez határozza meg, milyen módon a készülék csatlakozik az alaplap, amely vezérlő használnak az olvasás és írás végezzük, és így tovább. D. A fő és a leggyakoribb interfészek tekinthető IDE, SATA és SCSI.

Lemezek IDE interfész különböző olcsó, de egyik nagy hátránya lehet megkülönböztetni egy korlátozott számú egyidejű csatlakoztatott eszközök (legfeljebb négy) és egy alacsony adatsebesség (sőt támogatásával közvetlen memória-hozzáférés Ultra DMA vagy jegyzőkönyvek Ultra ATA (Mode 2 Mode 4). Bár úgy gondoljuk, azok felhasználása szintjének növelése írási / olvasási sebessége 16 Mb / s, de a sebesség sokkal alacsonyabb, mint a valóságban. mellett, hogy UDMA kell szerelni a speciális meghajtó, amely elméletben, meg kell adni azokat az alaplap.

Beszél arról, hogy mi az elvet a merevlemez és funkciók, akkor nem hagyhatja figyelmen kívül a SATA interfész, amely a rákövetkező verzióját IDE ATA. Az előnye ennek a technológiának az, hogy az írási / olvasási sebessége növelhető 100 Mb / s a nagy sebességű busz Fireware IEEE-1394.

Végül SCSI interfész míg az előző kettő a legrugalmasabb és legnagyobb sebesség (írási / olvasási sebesség akár 160MB / s felett). De vannak olyan merevlemezek majdnem kétszer olyan drága. De az egyidejűleg számos csatlakoztatott tárolóeszközök kezdve 7-15, a kapcsolat nélkül elvégezhető lekapcsolási a számítógépet, és a kábel hossza lehet a 15-30 métert. Valójában az ilyen típusú HDD többnyire nem vonatkozik a felhasználó PC-k és szerverek.

Teljesítmény jellemző átviteli sebesség és teljesítmény Az I / O kapacitás, ami leginkább az átviteli idő és az átvitt adatok mennyiségét sorozatban, és fejezzük MB / s.

Néhány további lehetőségek

Beszél arról, hogy mi van a merevlemez működési elve és milyen paramétereket befolyásolja annak működését, nem lehet elkerülni, és néhány további funkciók, amelyek befolyásolhatják a teljesítményét, illetve az eszköz élettartama.

Itt az első helyen van a forgási sebesség, amely közvetlenül érinti a keresést és inicializálási idő (felismerés) a kívánt szektort. Ez az úgynevezett látens keresési időt - intervallum, amely alatt a szükségességét, hogy az ágazatban fordul az olvasófej. Ma elfogadott több szabvány orsófordulatszámra kifejezve, percenkénti fordulatszáma a késleltetés ezredmásodpercben:

• 3600-8,33;
• 4500-6,67;
• 5400-5,56;
• 7200-4,17.

Könnyen belátható, hogy minél nagyobb a sebesség, annál kevesebb időt töltött a keresési ágazatban, valamint a fizikai síkon - a lemezfordulattal a szerelési fej pont kívánt pozicionálólemezhez.

Egy másik paraméter - a belső átviteli sebesség. A külső pályákon minimális, de növeli a fokozatos átmenet a belső pályán. Így ugyanaz a töredezettségmentesítés mozgását jelenti a gyakran használt adatokat a leggyorsabb a korongon - nem egyszerűen az átadás a belső sávnál nagyobb sebességét. Külső fordulatszám rögzített érték, és függ a használt felületet.

Végül az egyik legfontosabb pont jelenlétével kapcsolatos a merevlemez saját cache vagy pufferrel. Tény, hogy a merevlemez működik elvének értelmében puffer használat valami hasonló a működési vagy a virtuális memória. A nagyobb cache mérete (128-256 kb), a gyorsabb a merevlemez.

A fő követelmények HDD

Alapvető követelmény, ami a legtöbb esetben kerülnek bemutatásra merevlemezek, nem annyira. A legfontosabb dolog - a hosszú élettartam és a megbízhatóság.

Az alapvető szabvány a legtöbb HDD tartják az élet rendje 5-7 év a működési idő nem kevesebb, mint ötszázezer órát, de a high-end meghajtók, a szám nem kevesebb, mint egymillió órát.

Ami a megbízhatóság, a felelős ennek a funkciónak a SMART önteszt, ami figyeli a helyzetét az egyes elemek a merevlemez végző folyamatos nyomon követését. Alapján az összegyűjtött adatokat kaphatunk még egy előrejelzést a lehető észlelt hibákat a jövőben.

Magától értetődik, hogy a felhasználó ne álljon félre. Például, ha a HDD Rendkivül fontos figyelembe venni az optimális hőmérséklet-tartomány (0-50 ± 10 Celsius fok), hogy elkerüljük sokkok, hatások és esik merevlemezt, sújtotta por vagy más kis részecskék, stb Mellesleg, sok lesz .. érdekel, hogy ugyanaz a füst részecskék körülbelül kétszer nagyobb, mint a távolság az olvasófej és a mágneses felület a merevlemez, és emberi haj - 5-10 alkalommal.

Kérdések a rendszert a merevlemez cseréje

Most néhány szót arról, hogy mit kell fellépni, ha valamilyen okból a felhasználó módosíthatja a merevlemezt, vagy telepíteni dpolnitelny.

Teljesen leírják a folyamatot nem fog, és középpontjában csak a nagyszínpadon. Először is le kell csatlakoztatni a merevlemezt, és a BIOS-beállítások, ha az új hardvert észlel, az adminisztráció részén lemezt és hozzon létre a boot rekordot, hozzon létre egy egyszerű kötet, hozzá egy azonosítót (betű) és formázza a választás a fájlrendszer. Csak ezt követően az új „csavar” teljesen üzemkész.

következtetés

Ez minden, ami ismertetné az alapokat működésének és teljesítményének modern merevlemezeket. A működési elve a külső merevlemez nem tartották fontosnak, mert gyakorlatilag nem különbözik attól, amelyet helyhez kötött HDD. Az egyetlen különbség csak az eljárás csatlakozó további tárhelyet a PC vagy laptop. A leggyakoribb a csatlakoztatás USB-interfész, amely közvetlenül csatlakozik az alaplaphoz. Ugyanakkor, ha azt szeretnénk, hogy maximális teljesítményt, akkor jobb, hogy egy szabványos USB 3.0 (port belül kék színű), persze, feltéve, hogy a külső HDD maga támogatja.

Ami a többit illeti, azt hiszem, sokan még egy kicsit, világossá vált, hogy a merevlemez minden formáját. Lehet, hogy a fent kapott túl sok technikai információt, annál még az iskolai fizika persze, anélkül azonban, hogy teljes mértékben megértsék az összes alapvető elveket és módszereket megállapított HDD termelési és felhasználási technológiák nem fogja megérteni.