Vad är en dators hårddisk definition. Hårddisk: funktionsprincip och huvudegenskaper


Hur det fungerar HDD? Vad är hårddiskar? Vilken roll spelar de i en dator? Hur interagerar de med andra komponenter? Vilka parametrar man ska tänka på när man väljer och köper hårddisk du kommer att lära dig av den här artikeln.

HDD- kort namn för " Hårddisk". Du kommer också att möta engelska HDD- och slang Winchester eller förkortat Skruva.

I en dator är hårddisken ansvarig för att lagra data. Operations rum Windows-system, program, filmer, foton, dokument, all information som du laddar ner till din dator lagras på din hårddisk. Och informationen i datorn är det mest värdefulla! Om processorn eller grafikkortet går sönder kan de köpas och bytas ut. Men förlorade familjebilder från förra sommarens semester eller ett års bokföringsdata för ett litet företag är inte så lätta att återställa. Därför ägnas tillförlitligheten av datalagring särskild uppmärksamhet.

Varför kallas en rektangulär metalllåda en skiva? För att svara på denna fråga måste vi titta inuti och ta reda på hur en hårddisk fungerar. På bilden nedan kan du se vilka delar en hårddisk består av och vilka funktioner varje del utför Klicka för att förstora. (Tat från itc.ua)

Jag föreslår också att du tittar på ett utdrag från Discovery Channel-programmet om hur en hårddisk fungerar och fungerar.

Ytterligare tre fakta du behöver veta om hårddiskar.

  1. Hårddisken är den långsammaste delen av en dator. När datorn är frusen, var uppmärksam på indikatorn jobba hårt disk. Om den blinkar snabbt eller förblir tänd, kör hårddisken kommandon från ett av programmen, medan alla andra är inaktiva och väntar på sin tur. Om operativsystemet saknar en snabb random access minne för att köra programmet använder det hårddiskutrymme, vilket saktar ner hela datorn väldigt mycket. Därför är ett sätt att öka hastigheten på din dator att öka mängden RAM.
  2. Hårddisken är också den ömtåligaste delen av en dator. Som du lärde dig från videon snurrar motorn skivan upp till flera tusen varv per minut. I detta fall "svävar" magnethuvudena ovanför skivan i luftflödet som skapas av den roterande skivan. Avstånd mellan skiva och huvuden moderna apparaterär cirka 10 nm. Om skivan utsätts för stötar eller stötar vid denna tidpunkt kan huvudet vidröra skivan och skada ytan med data lagrad på den. Som ett resultat, den sk dåliga block"- oläsbara områden, på grund av vilka datorn inte kan läsa någon fil eller starta upp systemet. I avstängt läge "parkerar huvuden" utanför arbetsområdet och överbelastning från stötar är inte så hemskt för hårddisken. Gör säkerhetskopior av viktig data!
  3. Kapaciteten på hårddisken är ofta något mindre än vad säljaren eller tillverkaren anger. Anledningen är att tillverkare anger storleken på disken utifrån det faktum att det finns 1 000 000 000 byte i en gigabyte, medan det finns 1 073 741 824 av dem.

Köpa en hårddisk

Om du bestämmer dig för att öka mängden informationslagring i din dator genom att ansluta en extra hårddisk eller byta ut den gamla mot en större, vad behöver du veta när du köper?

Titta först under locket systemblock din dator. Du måste ta reda på vilket gränssnitt ansluter hårt disken stöds av moderkortet. De i särklass mest använda standarderna SATA och överlevde sin ålder ID. De är lätta att särskilja på sitt utseende. Bilden till vänster visar ett fragment av moderkortet, som är utrustat med båda typerna av kontakter, men ditt kommer med största sannolikhet att vara en av dem.

Det finns tre versioner av gränssnittet SATA. De skiljer sig åt i dataöverföringshastighet. SATA, SATA II och SATA III med hastigheter på 1,5, 3 respektive 6 gigabyte per sekund. Alla gränssnittsversioner SATA ser likadana ut och är kompatibla med varandra. Du kan ansluta dem i valfri kombination, som ett resultat kommer dataöverföringshastigheten att begränsas till den långsammare versionen. Samtidigt är hastigheten på hårddisken ännu långsammare. Därför kan potentialen för snabba gränssnitt avslöjas först med tillkomsten av nya höghastighetsenheter.

Om du bestämmer dig för att köpa en extra hård SATA-enhet, kontrollera om du har en gränssnittskabel som på bilden. Den säljs inte med CD. (De brukar följa med moderkort.) Bland strömförsörjningskontakterna bör det också finnas minst en ledig för att ansluta en hårddisk, eller så kan du behöva en adapter från den gamla standarden till den nya.

Nu om själva hårddisken: Huvudparametern är förstås kapaciteten. Som jag nämnde ovan, observera att det kommer att vara något mindre än vad som anges. Operativsystemet och programmen kräver 100 - 200 gigabyte, vilket är ganska lite med moderna standarder. hur mycket du kan behöva extra utrymme du kan avgöra genom erfarenhet. Stora volymer kan krävas, till exempel för videoinspelning Hög kvalitet. Moderna filmer i HD-format når flera tiotals gigabyte.

Dessutom anger bland huvudparametrarna:

  1. Formfaktor- diskstorlek. 1,8" och 2,5" diskar används i . För en stationär dator bör du köpa en 3,5-tums enhet. De har samma SATA-kontakter och en bärbar enhet kan fungera i en stationär dator. Men små enheter är gjorda med betoning på kompakthet och låg strömförbrukning, och är sämre än större modeller när det gäller hastighet. Och de kostar mer.
  2. RPM- skivans rotationshastighet. Mätt i varv per minut ( RPM- Förkortning av varv per minut). Ju högre rotationshastighet, desto snabbare körning skriver och läser information. Men det förbrukar också mer energi. Idag är de vanligaste skivorna med 5400 RPM och 7200 RPM. Lägre varvtal är vanligare i bärbara enheter, enheter stor kapacitet(mer än två terabyte) och de så kallade "gröna" enheterna, namngivna därför minskad strömförbrukning. Det finns även hårddiskar med rotationshastighet 10000 RPM och 15 000 RPM. De är designade för att fungera i högt belastade servrar och har en ökad tillförlitlighetsresurs, men de kostar också mycket mer än konventionella.
  3. Tillverkare. På det här ögonblicket på lagermarknaden finns det flera stora tillverkare. Bland dem är det ganska hård konkurrens, så de är inte på något sätt sämre än varandra i kvalitet. Därför kan du välja vilket som helst av de välkända namnen: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western digital.

Hårddiskar, eller, som de också kallas, hårddiskar, är en av de viktigaste komponenterna datorsystem. Alla vet om det. Men långt ifrån alla moderna användare gissar ens i princip hur en hårddisk fungerar. Funktionsprincipen är i allmänhet ganska enkel för en grundläggande förståelse, men det finns några nyanser som kommer att diskuteras vidare.

Frågor om syfte och klassificering av hårddiskar?

Frågan om syfte är förstås retorisk. Alla användare, även de flesta nybörjarnivå, kommer omedelbart att svara att hårddisken (aka hårddisk, aka hårddisk eller HDD) kommer omedelbart att svara att den används för att lagra information.

I allmänhet är det sant. Glöm inte att det på hårddisken, förutom operativsystemet och användarfilerna, finns startsektorer skapade av operativsystemet, tack vare vilka det startar, samt några märken som du snabbt kan hitta nödvändig information.

Moderna modeller är ganska olika: konventionella hårddiskar, externa hårddiskar, höghastighets solid state-enheter SSD, även om de är precis för hårddiskar tillskrivs och inte accepteras. Vidare föreslås det att överväga enheten och funktionsprincipen för hårddisken, om inte i sin helhet, så enligt åtminstone, på ett sådant sätt att det räcker att förstå de grundläggande termerna och processerna.

Observera att det också finns en speciell klassificering av moderna hårddiskar enligt några grundläggande kriterier, bland vilka följande kan särskiljas:

  • metod för att lagra information;
  • Mediatyp;
  • sätt att organisera tillgången till information.

Varför kallas en hårddisk en hårddisk?

Idag funderar många användare på varför de kallar hårddiskar relaterade till handeldvapen. Det verkar som om vad kan vara gemensamt mellan dessa två enheter?

Själva termen dök upp redan 1973, när världens första hårddisk dök upp på marknaden, vars design bestod av två separata fack i en förseglad behållare. Kapaciteten för varje fack var 30 MB, vilket är anledningen till att ingenjörerna gav skivan kodnamnet "30-30", vilket var helt i samklang med märket för den populära på den tiden pistolen "30-30 Winchester". Det är sant att i början av 90-talet i Amerika och Europa föll detta namn praktiskt taget i obruk, men det är fortfarande populärt i det postsovjetiska rymden.

Enheten och driftprincipen för hårddisken

Men vi avviker. Funktionsprincipen för en hårddisk kan kort beskrivas som processerna för att läsa eller skriva information. Men hur går det till? För att förstå principen för driften av en magnetisk hårddisk är det först nödvändigt att studera hur det fungerar.

Själva hårddisken är en uppsättning plattor, vars antal kan variera från fyra till nio, sammankopplade av en axel (axel) som kallas en spindel. Plattorna placeras ovanför varandra. Oftast är materialet för deras tillverkning aluminium, mässing, keramik, glas etc. Själva plattorna har en speciell magnetisk beläggning i form av ett material som kallas platter, baserat på gammaferritoxid, kromoxid, bariumferrit, etc. Varje sådan platta är cirka 2 mm tjock.

Radiella huvuden ansvarar för att skriva och läsa information (en för varje platta), och båda ytorna används i plattorna. För vilken den kan variera från 3600 till 7200 rpm, och två elmotorer är ansvariga för att flytta huvuden.

Samtidigt är grundprincipen för datorns hårddisk att information inte registreras någonstans, utan på strikt definierade platser, så kallade sektorer, som ligger på koncentriska spår eller spår. För att undvika förvirring gäller enhetliga regler. Det betyder att principerna för driften av driver på hårddiskar x, i termer av sin logiska struktur, är universella. Så till exempel är storleken på en sektor, antagen som en enda standard över hela världen, 512 byte. I sin tur är sektorer uppdelade i kluster, som är sekvenser av angränsande sektorer. Och särdragen med principen för driften av en hårddisk i detta avseende är att informationsutbytet utförs av hela kluster (ett heltal av kedjor av sektorer).

Men hur läses information? Principer för drift av hårddisken magnetiska skivor se ut så här: med hjälp av en speciell konsol, rör sig läshuvudet i radiell (spiral) riktning till önskat spår och, när det roteras, placeras ovanför den givna sektorn, och alla huvuden kan röra sig samtidigt och läsa samma information inte bara från olika spår, men också från olika skivor (plattor). Alla spår med samma serie nummer kallas cylindrar.

Samtidigt kan ytterligare en princip för hårddiskdrift urskiljas: ju närmare läshuvudet är den magnetiska ytan (men inte vidrör den), desto högre blir inspelningstätheten.

Hur skrivs och läses information?

Hårddiskar, eller hårddiskar, kallades magnetiska eftersom de använder magnetismens fysiklagar, formulerade av Faraday och Maxwell.

Som redan nämnts är plattor gjorda av icke-magnetiskt känsligt material belagda med en magnetisk beläggning, vars tjocklek bara är några mikrometer. Under arbetets gång uppstår ett magnetfält som har den så kallade domänstrukturen.

Den magnetiska domänen är en magnetiserad region av en ferrolegering strikt begränsad av gränser. Vidare kan funktionsprincipen för en hårddisk kort beskrivas enligt följande: när ett externt magnetfält uppstår, eget fält av skivan börjar orientera sig strikt längs de magnetiska linjerna, och när stöten upphör, visas zoner med kvarvarande magnetisering på skivorna, där informationen som tidigare fanns i huvudfältet lagras.

För att skapa yttre fält när man skriver svarar läshuvudet, och när man läser skapar den restmagnetiseringszon, som ligger mittemot huvudet, en elektromotorisk kraft eller EMF. Vidare är allt enkelt: en förändring i EMF motsvarar en enhet i en binär kod, och dess frånvaro eller avslutning motsvarar noll. Tidpunkten för ändring av EMF brukar kallas ett bitelement.

Dessutom kan den magnetiska ytan, rent av datavetenskapliga skäl, associeras som en viss prickad sekvens av informationsbitar. Men eftersom platsen för sådana punkter inte kan beräknas helt exakt, är det nödvändigt att ställa in några förutbestämda märken på skivan som hjälpte till att bestämma den önskade platsen. Skapandet av sådana märken kallas formatering (grovt sett, att bryta upp skivan i spår och sektorer kombinerade till kluster).

Den logiska strukturen och funktionsprincipen för hårddisken när det gäller formatering

När det gäller den logiska organisationen av hårddisken kommer formatering först här, där två huvudtyper särskiljs: lågnivå (fysisk) och högnivå (logisk). Utan dessa steg finns det ingen anledning att prata om att få hårddisken att fungera. Hur man initierar en ny hårddisk kommer att diskuteras separat.

Lågnivåformatering är fysisk påverkan på HDD yta, vilket skapar sektorer som ligger längs spåren. Det är märkligt att principen för driften av en hårddisk är sådan att varje skapad sektor har sin egen unika adress, som inkluderar numret på själva sektorn, numret på spåret på vilket den är belägen och numret på sidan av plattan. Alltså när man organiserar direkt tillgång samma RAM kommer direkt till en given adress och söker inte efter den nödvändiga informationen över hela ytan, på grund av vilken hastighet uppnås (även om detta inte är det viktigaste). Observera att när du kör lågnivåformatering absolut all information raderas, och i de flesta fall kan den inte återställas.

En annan sak är logisk formatering (på Windows-system, detta snabbformatering eller snabbformatering). Dessutom är dessa processer tillämpliga på skapandet av logiska partitioner, som är ett område på huvudhårddisken som fungerar enligt samma principer.

Logisk formatering påverkar i första hand systemområdet, som består av startsektorn och partitionstabeller (startpost), filallokeringstabeller (FAT, NTFS, etc.) och rotkatalogen(Rotkatalog).

Information skrivs till sektorer genom klustret i flera delar, och ett kluster kan inte innehålla två identiska objekt (filer). Faktum är att skapandet av en logisk partition, så att säga, skiljer den från huvudet systempartition, vilket gör att informationen som lagras på den, i händelse av fel och misslyckanden, inte kan ändras eller raderas.

Hårddiskens huvudfunktioner

Man tror att i i generella termer principen för driften av hårddisken är lite tydlig. Låt oss nu gå vidare till huvudegenskaperna, som ger en komplett bild av alla möjligheter (eller nackdelar) med moderna hårddiskar.

Funktionsprincipen för hårddisken och huvudegenskaperna kan vara helt annorlunda. För att förstå vad i fråga, pekar vi ut de mest grundläggande parametrarna som kännetecknar alla för närvarande kända lagringsmedier:

  • kapacitet (volym);
  • hastighet (hastighet för dataåtkomst, läs- och skrivinformation);
  • gränssnitt (anslutningsmetod, styrenhetstyp).

Kapacitet är den totala mängd information som kan skrivas och lagras på en hårddisk. Hårddiskindustrin utvecklas så snabbt att hårddiskar med volymer i storleksordningen 2 TB och över idag redan har tagits i bruk. Och som man tror är detta inte gränsen.

Gränssnittet är den viktigaste funktionen. Den avgör exakt hur enheten är ansluten till moderkortet, vilken styrenhet som används, hur läsning och skrivning utförs etc. De huvudsakliga och vanligaste gränssnitten är IDE, SATA och SCSI.

Enheter med IDE-gränssnitt är inte dyra, men bland de största nackdelarna är begränsad mängd samtidigt anslutna enheter (högst fyra) och en låg dataöverföringshastighet (även om Ultra DMA direkt minnesåtkomst eller Ultra ATA-protokoll (läge 2 och läge 4) stöds. Även om användningen av dem, som man tror, ​​gör att du kan öka läsningen / skrivhastighet upp till 16 Mb/s, men i verkligheten är hastigheten mycket lägre. Dessutom, för att använda UDMA-läget måste du installera en speciell drivrutin, som i teorin bör levereras med moderkort.

På tal om vad som är principen för driften av en hårddisk och egenskaper, kan man inte ignorera och som är efterföljaren till IDE ATA-versionen. Fördelen med denna teknik är att läs/skrivhastigheten kan ökas upp till 100 Mb/s genom att använda höghastighets Fireware IEEE-1394-bussen.

Slutligen är SCSI-gränssnittet det mest flexibla och snabbaste jämfört med de två föregående (skriv/läshastigheten når 160 Mb/s och mer). Men dessa hårddiskar är nästan dubbelt så dyra. Men antalet samtidigt anslutna lagringsenheter är från sju till femton, anslutningen kan göras utan att datorn kopplas ur, och kabellängden kan vara cirka 15-30 meter. Egentligen används denna typ av hårddisk mestadels inte i användardatorer, utan på servrar.

Hastighet, som kännetecknar överföringshastigheten och genomströmning I/O, vanligtvis uttryckt i termer av överföringstid och mängd sekventiell överförd data, och uttrycks i Mbps.

Några ytterligare alternativ

När man talar om hur principen för en hårddisk fungerar och vilka parametrar som påverkar dess funktion, kan man inte ignorera några ytterligare egenskaper, vilket kan påverka enhetens prestanda eller till och med livslängden.

Här är i första hand rotationshastigheten, som direkt påverkar sök- och initialiseringstiden (igenkänning) för den önskade sektorn. Detta är den så kallade dolda söktiden - det intervall under vilket den önskade sektorn vänder sig till läshuvudet. Idag har flera standarder antagits för spindelhastighet uttryckt i varv per minut med uppehållstider i millisekunder:

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

Det är lätt att se att ju högre hastighet, desto mindre tid tar det att söka efter sektorer, och i fysiska termer - att rotera skivan innan du ställer in för huvudet önskad punkt plåtpositionering.

En annan parameter är den interna överföringshastigheten. På yttre spår den är minimal, men ökar med en gradvis övergång till de inre spåren. Således är samma defragmenteringsprocess, som flyttar ofta använda data till de snabbaste områdena på disken, inget annat än att flytta den till ett internt spår med en snabbare läshastighet. Extern hastighet har fasta värden och beror direkt på vilket gränssnitt som används.

Slutligen är en av de viktiga punkterna relaterad till det faktum att hårddisken har ett eget cacheminne eller buffert. Faktum är att principen för hårddisken när det gäller buffertanvändning är något liknande den operativa eller virtuellt minne. Ju större mängd cacheminne (128-256 KB), desto snabbare kommer hårddisken att fungera.

Huvudkrav för hårddisk

Det finns inte så många grundläggande krav som i de flesta fall gäller för hårddiskar. Huvudsaken - långsiktigt service och tillförlitlighet.

Huvudstandarden för de flesta hårddiskar anses vara en livslängd på cirka 5-7 år med en drifttid på minst femhundratusen timmar, men för hårddiskar hög klass denna siffra är minst en miljon timmar.

När det gäller tillförlitlighet är det S.M.A.R.T. självtestfunktionen som ansvarar för detta, som övervakar status enskilda element hårddisk av kontinuerlig övervakning. Baserat på de insamlade uppgifterna, även en viss prognos för utseendet på möjliga fel ytterligare.

Det säger sig självt att användaren inte ska lämnas utanför. Så, till exempel, när du arbetar med hårddisken, är det extremt viktigt att observera det optimala temperaturregim(0 - 50 ± 10 grader Celsius), undvik stötar, stötar och fall från hårddisken, att damm eller andra små partiklar kommer in i den, etc. Förresten, många kommer att vara intresserade av att veta att samma partiklar av tobaksrök är ungefär två gånger mer avstånd mellan läshuvudet och den magnetiska ytan på hårddisken, och ett människohår - 5-10 gånger.

Initialiseringsproblem i systemet vid byte av en hårddisk

Nu några ord om vilka åtgärder som bör vidtas om användaren av någon anledning ändrade hårddisken eller installerade ytterligare en.

Vi kommer inte att fullständigt beskriva denna process, utan kommer bara att uppehålla oss vid huvudstadierna. Först måste hårddisken anslutas och tittas in BIOS-inställningar, om ny hårdvara har fastställts, initialisera och skapa i avsnittet för diskadministration startrekord, skapa en enkel volym, tilldela en identifierare (bokstav) till den och formatera den med ett urval filsystem. Först efter det kommer den nya "skruven" att vara helt klar för arbete.

Slutsats

Det är i själva verket allt som kortfattat handlar om grunderna i funktionen och egenskaperna hos moderna hårddiskar. Principen för driften av en extern hårddisk övervägdes inte i grunden här, eftersom den praktiskt taget inte skiljer sig från vad som används för stationära hårddiskar. Den enda skillnaden är bara i metoden för att ansluta en extra enhet till en dator eller bärbar dator. Det vanligaste är anslutningen via ett USB-gränssnitt, som är direkt anslutet till moderkortet. Samtidigt, om du vill säkerställa maximal prestanda, är det bättre att använda USB 3.0-standarden (porten inuti är färgad blå), naturligtvis, förutsatt att den externa hårddisken själv stöder det.

För övrigt verkar det som att många åtminstone lite har förstått hur en hårddisk av alla slag fungerar. Kanske gavs för många ämnen ovan, även från en skolfysikkurs, men utan detta kommer det inte att vara möjligt att helt förstå alla grundläggande principer och metoder som är inneboende i produktion och tillämpning av hårddiskar.

Termen " HDD"är förkortning för" Hårddisk» ( HDD). Engelskt namn - " hårddisk» ( HDD eller HMDD med tillägg av ordet Magnetisk"). Förutom förkortningen "hårddisk" finns det andra slangnamn för denna enhet: " Winchester" (eller " skruva»), « hårddisk" (eller " hård»).

Namn " Winchester”, Enligt en version mottogs enheten tack vare IBM, som släppte hårddisken modell 3340 1973, som för första gången kombinerade skivplattor och läshuvuden i ett hölje i ett stycke. Vid utvecklingen av enheten använde ingenjörer den interna beteckningen " 30-30 ”, vilket innebar två moduler på 30 MB vid maximal layout.

Projektledare Kenneth Haughton i samklang med namnet på ett populärt jaktgevär (på den tiden) föreslog "Winchester 30-30" att kalla skivan som utvecklas för "Winchester". Men i USA och Europa på 1990-talet. Namnet "Winchester" har praktiskt taget gått ur bruk. Och på ryska har den bevarats och till och med fått en halvofficiell status. I datorslang har det förkortats till " skruva", som är den vanligaste varianten av namnet.

HDD- Detta är en anordning för att lagra information, vars funktion utförs enligt principen om magnetisk inspelning. Hårddisken används som primärt lagringsmedium i de flesta moderna .

På hårddisken, till skillnad från den så kallade "disketten" (eller disketten), registreras information på styva plattor (aluminium, glas eller keramik) belagda med ett tunt lager av ferromagnetiskt material, vilket oftast är kromdioxid . Hårddiskar använder en eller flera plattor på en gemensam axel.

I driftläget vidrör läshuvudena inte plattorna på grund av det luftflödeslager som bildas nära plattornas yta under deras snabba rotation. Mellan huvudet och plattan upprätthålls ett avstånd på flera nanometer (för moderna skivor, ca - 10 nm). När skivorna inte roterar är huvudena vid själva spindeln eller i ett säkert område utanför skivan, där deras mekaniska kontakt med skivorna är utesluten. Frånvaron av mekanisk kontakt mellan delar säkerställer en lång livslängd för enheten.

Till en början fanns det ett brett utbud av hårddiskar på marknaden, tillverkade av många företag. När konkurrensen hårdnade gick de flesta tillverkare antingen över till andra typer av produkter eller köptes av konkurrenter.

Ett ganska märkbart spår i järnvägens historia lämnades av företaget Kvant. En annan ledare inom produktion av skivor var företaget Maxtor, som köpte hårddiskverksamheten från Quantum 2001. 2006 gick Maxtor och Seagate samman. I mitten av 90-talet. det fanns ett känt företag Conner, som också slogs samman till Seagate.

I början av 90-talet fanns ett företag Mikropolis, som producerade dyra premiumhårddiskar. Men när den släppte de första 7200 rpm skivorna (en först i branschen), använde den dåliga Nidec huvudaxellager. Micropolis led stora förluster på avkastningen och köptes av samma Seagate.

Idag tillverkas mest av alla hårddiskar av ett litet antal företag: Seagate, Samsung, Western digital, tidigare division IBM, ägs nu Hitachi. Fram till 2009 Fujitsu producerade hårddiskar för bärbara datorer men överförde sedan all sin produktion till företaget Toshiba. Toshiba är nu huvudtillverkaren av 1,8" och 2,5" bärbara hårddiskar.

14.05.2010

Övrig intressanta publikationer:

Senaste ändring: 2011-11-17 17:06:09

Material taggar: ,

Detta är enheten i din dator eller bärbara dator där all information lagras. De där. fysiskt finns all data (foton, dokument, etc.) på den.

Följaktligen, om hårddisken plötsligt misslyckas, blir all din data otillgänglig eller, med andra ord, förlorad. Naturligtvis, med en mycket stark önskan, kan du återställa all data genom att kontakta ett specialiserat dataåterställningsservicecenter, men detta är en mycket dyr tjänst. Gör därför säkerhetskopior för att undvika dataförlust.

Hårddiskar finns i två fysiska storlekar(mått). 3,5 tum designad för installation i standard dator, dvs. inte bärbara datorer. Och 2,5 tum är designad på samma sätt för installation i bärbara datorer eller någon form av kompakta enheter.

Hur en hårddisk fungerar

Det finns flera magnetiska plattor inuti en hårddisk.. Metall runda plattor ser ut DVD-skivor, bara mindre. Det finns ett rörligt magnethuvud inuti hårddisken för att skriva eller läsa information från hårddiskplattan. Egentligen, när du skriver data, skriver magnethuvudet dem direkt till hårddiskplattan. Funktionsprincipen liknar hur en skivspelare fungerar för vinylskivor.

Det kan finnas flera sådana plattor på en hårddisk. Rotationshastigheten för sådana plattor i en vanlig hårddisk är 7200 rpm, förresten, detta är mycket. Tänk på det, skivan gör 120 varv per sekund!

Nackdelar med magnetiska hårddiskar

För närvarande är de mycket fördelaktiga för förvaring stora volymer information på grund av dess pris. Men de har med moderna mått mätt låg hastighet . Och för senare år 8, förmodligen har hastigheten på dessa diskar praktiskt taget inte ökat. Lagringsvolymerna växte snabbt, en gång var 120 GB mycket, men nu kommer du inte att hitta sådana enheter på rea, minst 340 GB.

Och det var stort problem eftersom processorer, minne och alla andra element i datorn ökade sina hastigheter ibland, och hårddiskar praktiskt taget inte ökade sina hastigheter. På grund av detta tog det fortfarande lång tid att starta upp datorn och programmen öppnades långsamt, eftersom hårddisken var flaskhalsen.

SSD-enheter

För inte så länge sedan allt SSD:er (Solid State Hard Drives) har blivit mer populära.. Sättet de arbetar på är helt annorlunda. Det finns inga magnetiska plattor, i själva verket är det en flash-enhet med ökad tillförlitlighet och med en mycket hög hastighet. SSD-enhet och minst 4 gånger snabbare än konventionella (magnetiska) hårddiskar.

Mer Viktig hård disk är åtkomsttiden. Jag ska förklara med ett exempel. Du måste öppna en fil, låt oss säga ett foto, och du trycker på öppna-knappen på din dator. Vilka åtgärder bör vidtas av hårddisken. Hårddisken måste flytta läshuvudet till den plats där posterna för ditt foto finns, detta bör ta lite tid. Detta är åtkomsttiden.

I SSD-enheter tas denna tid praktiskt taget inte med i beräkningen, eftersom det inte finns någon fysisk mekanism, det finns inget läshuvud som behöver flyttas någonstans. Detta Flashminne. Det har inget sådant koncept.

Varför används då fortfarande gamla magnetiska hårddiskar?

För det första på grund av volymen. Som jag sa ovan så används hårddiskar (magnetiska) för att lagra stora mängder information. Varför är det så? För det finns inte just nu. SSD-enheter stora volymer, och även om de vore det så kostar de minst 10 gånger mer.

För det andra är det priset. SSD-enheter är väldigt dyra. Till exempel kostar en 256 GB SSD-enhet cirka 7000 rubel, för samma pengar kan du köpa en vanlig 4000 GB hårddisk.

Du kanske tänkte varför jag behöver en så liten hårddisk, även om den är väldigt snabb, var ska jag lagra min data då.

Nu på bra datorer läggs det två hårddiskar. Ett SSD för att lagra operativsystemet på den och program för snabb laddning och datordrift.

Den andra är normal magnetisk hårddisk för att lagra din information(dokument, fotografier etc.).

För nu är detta idealiskt.

Under datorstart kontrollerar en uppsättning firmware lagrad i BIOS-chippet hårdvaran. Om allt är i sin ordning överför den kontrollen till operativsystemets loader. Sedan laddas operativsystemet och du börjar använda datorn. Samtidigt - där innan du slår på datorn lagrades operativ system? Hur blev din uppsats som du skrev hela natten intakt efter att ha stängt av strömmen till datorn? Återigen, var förvaras den?

Okej, jag kanske har gått för långt och ni vet alla mycket väl att datordata lagras på en hårddisk. Ändå vet inte alla vad det är och hur det fungerar, och eftersom du är här drar vi slutsatsen att vi skulle vilja veta det. Nåväl, låt oss ta reda på det!

Vad är en hårddisk

Traditionellt, låt oss ta en titt definition av hårt Wikipedia disk:

HDD (skruv, hårddisk, hårddisk, HDD, HDD, HMDD) är en lagringsenhet för direktåtkomst baserad på principen om magnetisk inspelning.

De används i de allra flesta datorer, såväl som separat anslutna enheter för lagring av säkerhetskopior av data, som fillagring, etc.

Låt oss ta reda på det lite. Jag gillar termen hårddisk ". Dessa fem ord förmedlar hela poängen. HDD är en enhet vars syfte är att lagra data inspelad på den under lång tid. Hårddiskar är baserade på hårddiskar (aluminium) med en speciell beläggning, på vilken information registreras med hjälp av speciella huvuden.

Jag kommer inte att i detalj överväga själva inspelningsprocessen - i själva verket är det här fysiken i skolans sista klasser, och jag är säker på att du inte har någon lust att fördjupa dig i detta, och artikeln handlar inte alls om det.

Notera också frasen: slumpmässig tillgång ” vilket grovt sett innebär att vi (dator) kan läsa information från vilken del av järnvägen som helst när som helst.

Det är viktigt att HDD-minnet inte är flyktigt, det vill säga det spelar ingen roll om strömmen är ansluten eller inte, informationen som registreras på enheten kommer inte att försvinna någonstans. Detta viktig skillnad datorns permanenta minne, från temporär ().

Om du tittar på en dators hårddisk i verkligheten kommer du inte att se några skivor eller huvuden, eftersom allt detta är dolt i ett förseglat hölje (hermetisk zon). Externt ser hårddisken ut så här:

Varför behöver en dator en hårddisk?

Tänk på vad en hårddisk är i en dator, det vill säga vilken roll den spelar i en PC. Det är klart att den lagrar data, men hur och vad. Här lyfter vi fram följande funktioner på hårddisken:

  • Lagring av operativsystem, användarprogram och deras inställningar;
  • Lagring av användarfiler: musik, video, bilder, dokument, etc.;
  • Använda en del av hårddiskutrymmet för att lagra data som inte får plats i RAM-minnet (växlingsfil) eller lagra innehållet i RAM-minnet i viloläge;

Som du kan se är en dators hårddisk inte bara en dump av foton, musik och videor. Den lagrar hela operativsystemet, och dessutom hjälper hårddisken till att klara av arbetsbelastningen av RAM, och tar på sig några av dess funktioner.

Vad är en hårddisk gjord av?

Vi nämnde delvis hårddiskens komponenter, nu kommer vi att behandla detta mer i detalj. Så, huvudkomponenterna i hårddisken:

  • Ram Skyddar hårddiskmekanismer från damm och fukt. Som regel är den lufttät så att inte samma fukt och damm kommer in;
  • Diskar (pannkakor) - tallrikar gjorda av en viss metallegering, belagda på båda sidor, på vilka data registreras. Antalet tallrikar kan vara olika - från en (i budgetalternativ) till flera;
  • Motor - på vars spindel pannkakor är fixerade;
  • Huvudblock - en design av sammankopplade spakar (vipparmar) och huvuden. Den del av en hårddisk som läser och skriver information till den. För en pannkaka används ett par huvuden, eftersom både de övre och nedre delarna av den fungerar;
  • Positioneringsanordning (ställdon ) - en mekanism som driver huvudblocket. Består av ett par permanenta neodymmagneter och en spole placerad i änden av huvudenheten;
  • Kontroller - elektronisk mikrokrets arbetsledare HDD;
  • parkeringszon - en plats inuti hårddisken bredvid skivorna eller på deras insida, där huvudena sänks (parkerade) under driftstopp, för att inte skada pannkakornas arbetsyta.

Det här är så okomplicerat enhet hård disk. Det bildades för många år sedan, och det har inte gjorts några grundläggande förändringar på länge. Och vi går vidare.

Hur en hårddisk fungerar

Efter att strömmen har tillförts hårddisken börjar motorn, på vars spindel pannkakor är fixerade, att snurra upp. Efter att ha fått en hastighet med vilken ett konstant luftflöde bildas nära skivornas yta, börjar huvudena att röra sig.

Denna sekvens (först snurrar skivorna upp och sedan börjar huvudena fungera) är nödvändig så att huvuden svävar över plattorna på grund av det resulterande luftflödet. Ja, de rör aldrig skivornas yta, annars skulle de senare skadas omedelbart. Avståndet från magnetplattornas yta till huvudena är dock så litet (~10 nm) att du inte kan se det med blotta ögat.

Efter start läses först och främst serviceinformation om hårddiskens tillstånd och annan nödvändig information om den, som finns på det så kallade nollspåret. Först då börjar arbetet med datan.

Information på datorns hårddisk spelas in på spår, som i sin tur är indelade i sektorer (såsom pizza skuren i bitar). För att skriva filer kombineras flera sektorer till ett kluster, vilket är den minsta plats där en fil kan skrivas.

Förutom en sådan "horisontell" partitionering av disken finns det också en villkorlig "vertikal". Eftersom alla huvuden är kombinerade är de alltid placerade ovanför samma spårnummer, var och en ovanför sin egen skiva. Alltså under Hårddisk fungerar huvudena verkar rita en cylinder:

Medan hårddisken fungerar utför den faktiskt två kommandon: läsa och skriva. När det är nödvändigt att utföra ett skrivkommando, beräknas området på skivan där det kommer att utföras, sedan placeras huvudena och i själva verket exekveras kommandot. Resultatet kontrolleras sedan. Förutom att skriva data direkt till disken hamnar även information i dess cache.

Om styrenheten tar emot ett läskommando, kontrollerar den först och främst förekomsten av den nödvändiga informationen i cachen. Om det inte finns där, beräknas koordinaterna för positionering av huvudena igen, sedan placeras huvudena och läser data.

Efter att arbetet är slutfört, när strömförsörjningen till hårddisken försvinner, parkeras huvuden automatiskt i parkeringszonen.

Så här fungerar en dators hårddisk i allmänna termer. I verkligheten är allt mycket mer komplicerat, men den genomsnittliga användaren behöver troligen inte sådana detaljer, så vi kommer att avsluta det här avsnittet och gå vidare.

Typer av hårddiskar och deras tillverkare

Idag finns det faktiskt tre huvudtillverkare av hårddiskar på marknaden: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. De täcker helt efterfrågan på enheter av alla typer och krav. Resten av företagen gick antingen i konkurs eller togs över av någon från de tre största, eller omprofilerades.

Om vi ​​pratar om typerna av hårddiskar kan de delas in på detta sätt:

  1. För bärbara datorer är huvudparametern enhetsstorleken 2,5 tum. Detta gör att de kan placeras kompakt i laptopfodralet;
  2. För PC - i det här fallet är det också möjligt att använda 2,5 ″ hårddiskar, men som regel används 3,5 tum;
  3. Externa hårddiskar är enheter som är separat anslutna till en PC/laptop, som oftast fungerar som fillagring.

Det finns också en speciell typ av hårddiskar - för servrar. De är identiska med konventionella datorer, men kan skilja sig åt i gränssnitt för anslutning och bättre prestanda.

Alla andra uppdelningar av hårddiskar i typer kommer från deras egenskaper, så vi kommer att överväga dem.

Hårddiskspecifikationer

Så, de viktigaste egenskaperna hos en dators hårddisk:

  • Volym - en indikator på den största möjliga mängden data som kan rymmas på disken. Det första de brukar titta på när de väljer en hårddisk. Denna siffra kan nå 10 TB, även om 500 GB - 1 TB oftare väljs för en hemdator;
  • Formfaktor - storleken på hårddisken. De vanligaste är 3,5 och 2,5 tum. Som nämnts ovan är 2,5 tum i de flesta fall installerade i bärbara datorer. De används också i extern hårddisk. 3,5" är installerat på PC:n och på servern. Formfaktorn påverkar också volymen, eftersom större skiva kan passa mer data;
  • Spindelhastighet - Hur snabbt roterar pannkakor? De vanligaste är 4200, 5400, 7200 och 10000 rpm. Denna egenskap påverkar direkt prestandan, såväl som enhetens pris. Ju högre hastighet, desto högre båda värdena;
  • Gränssnitt - metod (kontakttyp) för att ansluta hårddisken till datorn. Det mest populära gränssnittet för interna hårddiskar idag är SATA (äldre datorer använder IDE). Externa hårddiskar är vanligtvis anslutna via USB eller FireWire. Utöver de listade finns det andra gränssnitt som SCSI, SAS;
  • Buffertvolym (cache) - typ snabbt minne(efter typ av RAM) installerat på hårddiskkontrollern, designad för tillfällig lagring av data som oftast används. Buffertstorleken kan vara 16, 32 eller 64 MB;
  • Slumpmässig åtkomsttid - den tid under vilken hårddisken garanterat kan skriva eller läsa från någon del av disken. Den fluktuerar från 3 till 15 ms;

Utöver ovanstående egenskaper kan du även hitta indikatorer som t.ex.


2022 gtavrl.ru.