HDD: het werkingsprincipe en de belangrijkste kenmerken van

Harde schijven, of, zoals ze worden genoemd, harde schijven zijn een van de belangrijkste onderdelen van een computersysteem. Over iedereen weet dat. Maar dit is niet een modern gebruiker, zelfs in principe gissingen over hoe de harde schijf. Het werkingsprincipe, in het algemeen voor een basisbegrip van vrij eenvoudig, maar er zijn enkele nuances, die verder zal worden besproken.

Vragen bestemming en de indeling van de harde schijven?

Vraag van bestemming, natuurlijk, retorisch. Iedereen, zelfs de meest entry-level, antwoordde onmiddellijk dat de harde schijf (ook wel bekend als een harde schijf, ook bekend als harde schijf of HDD) reageerde onmiddellijk dat hij wordt gebruikt om informatie op te slaan.

In het algemeen waar. Vergeet niet dat op de harde schijf, met uitzondering van het besturingssysteem en de gebruiker bestanden worden aangemaakt door het besturingssysteem opstartsectoren, dankzij die ze zal starten, evenals een aantal merken die de schijf snel de gewenste informatie kunt vinden.

Huidige modellen zijn heel gevarieerd: gewoon de harde schijf, externe harde schijven, high-speed solid-state SSD-schijven, maar het wordt toegeschreven aan de harde schijven en wordt niet geaccepteerd. Verder wordt voorgesteld om de inrichting en HDD werkingsprincipe interessant, zo niet volledig dan toch hierin, dat was genoeg voor het begrijpen van de fundamentele terminologie en processen.

Houdt u er rekening mee dat er een speciale indeling van de hedendaagse HDD op een aantal fundamentele criteria, waaronder de volgende:

• Werkwijze voor het opslaan van informatie;
• mediatype;
• wijze van organisatie van de toegang tot informatie.

Waarom is de harde schijf is de harde schijf genaamd?

Vandaag de dag zijn veel mensen aan het denken over de reden waarom harde schijven worden genoemd harde schijven die behoren tot een kleine wapens. Het lijkt erop dat er gelijkenissen tussen de twee apparaten kunnen zijn?

De term verscheen al in 1973, toen de markt voor het eerst in de HDD wereld, waarvan de constructie bestond uit twee gescheiden compartimenten in een luchtdichte container. De capaciteit van elk compartiment was 30 MB, dat is de reden waarom de ingenieurs de codenaam voor de disc "30-30", die volledig in overeenstemming was op dat moment met het merk populair hebben gegeven the gun "Winchester, 30-30". Echter, in de vroege jaren '90 in Amerika en Europa is de naam van vrijwel verdwenen buiten gebruik, maar is nog steeds populair in de post-Sovjet-ruimte.

De inrichting en het werkingsprincipe HDD

Maar wij dwalen. HDD functie principe kan worden samengevat als het proces van het lezen of schrijven. Maar hoe gebeurt dit? Met het oog op de werking van een magnetische harde schijf te begrijpen, moet je eerst leren hoe het werkt.

De harde schijf zelf is een stel platen, kan het aantal die variëren 4-9 onderling verbonden door een as (assen), genoemd spil. De platen worden geplaatst boven elkaar. In de meeste gevallen, het materiaal voor de vervaardiging daarvan aluminium, koper, keramiek, glas en dergelijke. D. Zich van de plaat hebben een speciale magnetische bekleding van een materiaal genaamd Plateau, op basis van de gamma ferriet oxide, chroomoxide, bariumferriet en t. D . Elk plaatdikte van ongeveer 2 mm.

Voor het registreren en uitlezen van informatie overeen radiale kop (één per plaat) en de platen worden in beide oppervlakken. Tijdens spindelrotatie, kan de snelheid daarvan te 3.600-7.200 omw. / Min en moving heads overeenkomt met twee elektromotoren.

In dit geval is het basisprincipe van de vaste schijf is dat de informatie wordt geregistreerd is nergens, maar strikt aangegeven locatie, genaamd sectoren, die zich op concentrische sporen of tracks. Om verwarring te voorkomen, uniforme regels toe te passen. Er is een uitzicht dat de beginselen van harde schijven in termen van hun logische structuur, universeel. Bijvoorbeeld, de grootte van een sector, voor de universele standaard wereldwijd aangenomen, is 512 bytes. sectoren zijn onderverdeeld in clusters, welke sequenties van een aantal sectoren op hun beurt. En vooral de harde schijf van het werkingsprincipe in dit verband is dat de uitwisseling van informatie en maakte hele clusters (integer sectoren ketens).

Maar hoe wordt lees de informatie? aandrijving werkt: een harde schijf als volgt: Met behulp van een speciale beugel leeskop in radiale (spiraalvormige) richting beweegt om het gewenste nummer en draai zich boven een bepaalde sector kunnen alle koppen gelijktijdig worden bewogen door het lezen van dezelfde gegevens, behalve op verschillende tracks maar met verschillende schijven (wafers). Alle nummers met dezelfde rangtelwoorden worden cilinders genoemd.

Het is mogelijk om een werkingsprincipe van een harde schijf te selecteren: de leeskop dichter bij het magnetische oppervlak (maar niet raakt), hoe groter de opnamedichtheid.

Hoe is het schrijven en lezen van informatie?

Harde schijven of harde schijven, en daarom zijn geroepen magnetische dat ze gebruik maken van de wetten van het magnetisme natuurkunde, geformuleerd door Faraday en Maxwell.

Zoals reeds vermeld, wordt de platen van nemagnitochuvstvitelnogo magnetische bekledingsmateriaal aangebracht op een dikte van enkele micrometers. In bedrijf wordt een magnetisch veld met een zogenaamde domeinstructuur.

Een magnetisch domein is strikt begrensd gemagnetiseerde gebiedsgrenzen ijzerlegering. Verdere HDD functie principe kan als volgt worden samengevat: in het geval van een extern magnetisch veld, begint de juiste aandrijfveld nauwkeurig worden geleid langs de magnetische lijnen en na afloop van de invloed op de schijven weergegeven remanentie zone waarin de opgeslagen gegevens die eerder in het hoofdveld .

Voor de creatie van een extern veld is verantwoordelijk voor de registratie leeskop en leesgebied remanentie dan waar zich de kop ontstaat een elektromotorische kracht EMF. Dan is alles eenvoudig: wijzig de EMF overeenkomt met een binair en de afwezigheid of beëindiging - nul. Tijd verandert EMF genoemd bit cel.

Bovendien kan het magnetische oppervlak van het louter informatica overwegingen worden ondergebracht, een soort point reeksgegevensbits. Echter, omdat de locatie van deze punten is het absoluut onmogelijk om nauwkeurig te berekenen, op het station dat u wilt een soort van vooraf gespecificeerde label dat hielp definiëren de gewenste locatie te installeren. Het creëren van dergelijke labels wordt formatteren genoemd (ruwweg gesplitst disk in sporen en sectoren, geclusterd).

De logische structuur en werkingsprincipe van de harde schijf qua opmaak

Wat de logische HDD organisaties hier in de eerste plaats is er de opmaak, waarbij er twee hoofdtypen: een laag niveau (fysiek) en hoog (logisch). Zonder deze stappen, tot stand brengen van een harde schijf naar een werkende staat kan niet spreken. Voor informatie over hoe u een nieuwe harde schijf te initialiseren, zal deze afzonderlijk worden besproken.

Low level format vereist een fysiek effect op het oppervlak van de schijf, waarbij de sectoren langs de sporen. Het is interessant dat het principe van de harde schijf is zodanig dat elke sector zijn eigen unieke adres, dat de sector aantal omvat geschapen heeft, track nummer, waar het zich bevindt, en de plaat nummer. Zo is de organisatie van de directe toegang tot dezelfde geheugenadressen rechtstreeks vanuit het opgegeven adres, in plaats van op zoek naar de juiste informatie over het oppervlak, waardoor de snelheid wordt bereikt (al is het niet het belangrijkste). Merk op dat wanneer de low-level-formattering volledig alle informatie wordt gewist en het herstellen ervan in de meeste gevallen kan niet.

Een ander ding - een logische indeling (in Windows-gebaseerde systemen is de snelle formaat of Quick-formaat). Bovendien zijn deze processen zijn van toepassing op het creëren van logische partities die een bepaald gebied van de primaire harde schijf die werkt op dezelfde principes.

Logische opmaak beïnvloedt vooral het systeem gebied, dat bestaat uit een boot sector en partitie tafel (MBR Boot record), de File Allocation Table (FAT, NTFS, en ga zo maar door. D.) en de root directory (Root Directory).

Registreren van informatie in sectoren van de cluster wordt gemaakt door verschillende delen, waarbij in één cluster niet twee identieke objecten (bestanden) bevatten. Eigenlijk is de totstandbrenging van een logische partitie, zoals scheidt van het hoofdsysteem partitie, zodat de informatie opgeslagen, als er fouten en storingen te veranderen of verwijdering niet aangetast.

Belangrijkste kenmerken HDD

Ik denk dat, in het algemeen HDD werkingsprincipe van een weinig begrepen. We gaan nu naar de belangrijkste functies, die een compleet beeld van alle mogelijkheden (of nadelen) van de moderne harde schijven te geven.

Het principe van de harde schijf en de belangrijkste kenmerken kan heel anders zijn. Om te begrijpen wat er op het spel staat, selecteren we de meest elementaire parameters die kenmerkend voor alle tot nu toe bekende gegevens winkels:

• capaciteit (volume);
• prestaties (data speed lezen en schrijven van informatie);
• interface (verbindingsmethode, type regelaar).

De capaciteit is de totale hoeveelheid informatie die kan worden geregistreerd en opgeslagen op de harde schijf. HDD-industrie is zo snel groeit dat vandaag de dag in gebruik harde schijven heeft gesloten met volumes in de orde van 2 TB of meer. En, zoals men gelooft is dit niet de limiet.

Interface - het belangrijkste kenmerk. Bepaalt welke wijze de inrichting is aangesloten op het moederbord, welke controller wordt gebruikt als lezen en schrijven wordt uitgevoerd, enz. D. De belangrijkste en meest voorkomende interfaces beschouwd IDE, SATA en SCSI.

Schijven met IDE interface verschillende goedkope, echter onder grote nadelen kan een beperkt aantal gelijktijdig aangesloten apparaten (maximaal vier) en een lage datasnelheid (en zelfs met ondersteuning directe geheugentoegang Ultra DMA of protocollen Ultra ATA (Modus 2 en Modus onderscheiden 4). Hoewel wordt aangenomen dat het gebruik ervan kan het niveau van de lees- / schrijfsnelheid van 16 Mb / s te verhogen, maar de snelheid is veel lager dan in de werkelijkheid. Bovendien, om UDMA-modus vereist de installatie van speciale drivers, die In theorie moet worden voorzien van het moederbord.

Praten over wat het principe van de harde schijf en functies, kun je niet het negeren SATA-interface, dat is de opvolger versie van IDE ATA. Het voordeel van deze technologie is dat de lees / schrijfsnelheid tot 100 Mb / s kan worden verhoogd door het gebruik van high-speed bus Fireware IEEE-1394.

Tot slot, SCSI-interface in vergelijking met de vorige twee is de meest flexibele en de hoogste snelheid (lees / schrijfsnelheid tot 160MB / s en hoger). Maar er zijn zulke harde schijven is bijna twee keer zo duur. Maar het aantal gelijktijdig aangesloten opslagapparaten variërend 7-15, kan de verbinding worden uitgevoerd zonder de bekrachtiging van de computer en de kabellengte kan in de orde van 15-30 meter. Eigenlijk betekent dit type HDD voor het grootste deel niet van toepassing op de gebruiker pc's en servers.

Prestaties karakteriseren van de transmissiesnelheid en de productie van de I / O-capaciteit, gewoonlijk uitgedrukt zendtijd en de hoeveelheid data verzonden in serie, en wordt uitgedrukt in MB / s.

Enkele aanvullende opties

Praten over wat is een harde schijf werkingsprincipe en welke parameters invloed hebben op de werking ervan, niet kan worden vermeden, en een aantal extra functies, die de prestaties of de levensduur van het apparaat kan beïnvloeden.

Hier, in de eerste plaats is de snelheid van de rotatie, die direct de zoek- en initialisatie tijd (erkenning) van de gewenste sector beïnvloedt. Deze zogenaamde latent zoektijd - interval gedurende welke de noodzaak voor de sector zich tot de leeskop. Vandaag heeft een aantal normen voor toerental, uitgedrukt in omwentelingen per minuut met de vertraging in milliseconden:

• 3.600-8,33;
• 4.500-6,67;
• 5.400-5,56;
• 7.200-4,17.

Het is goed te zien dat hoe hoger de snelheid, hoe minder tijd besteed aan het onderzoek sector, en het fysieke vlak - bij omwenteling van de schijf naar de installatie tophoek gewenste positionering plaat.

Een andere parameter - de interne transfer rate. Op de buitenste sporen minimaal is maar verhoogt met een geleidelijke overgang naar het binnenste spoor. Derhalve dezelfde defragmentatieproces die de beweging van vaak gebruikte gegevens op het snelste gebied van de schijf - niet alleen de overdracht van de inwendige baan met grotere snelheid lezen. Externe snelheid heeft een vaste waarde en is afhankelijk van de gebruikte interface.

Ten slotte is een van de belangrijke punten in verband met de aanwezigheid van de eigen cache of buffer van de harde schijf. In feite, de harde schijf werkt in termen van het beginsel van buffer gebruikt is vergelijkbaar met het operationele of virtueel geheugen. De grotere cache grootte (128-256 kb), hoe sneller de harde schijf.

De belangrijkste eisen voor HDD

Fundamentele eisen, die in de meeste gevallen worden gepresenteerd harde schijven, niet zo veel. Het belangrijkste ding - de lange levensduur en betrouwbaarheid.

De basis standaard voor de meeste HDD wordt beschouwd als het leven van de orde van grootte van 5-7 jaar met de gebruiksduur van niet minder dan vijfhonderdduizend uur, maar voor high-end drives, het cijfer is niet minder dan een miljoen uur.

Wat betreft betrouwbaarheid, verantwoordelijk voor deze functie van de SMART zelftest, die de status van de afzonderlijke elementen van de harde schijf bewaakt, het uitvoeren van continue monitoring. Op basis van de verzamelde gegevens kan zelfs een prognose van de mogelijke verschijning van fouten in de toekomst worden gegenereerd.

Het spreekt voor zich dat de gebruiker niet terzijde moet staan. Bijvoorbeeld, bij gebruik van HDD zeer belangrijk voor de optimale temperatuurbereik (0-50 ± 10 graden Celsius) nauwgezet schokken, stoten en vallen te voorkomen harde schijf, getroffen door stof of andere kleine deeltjes, enz. Overigens zullen velen .. interesseren dat dezelfde rookdeeltjes ongeveer tweemaal groter dan de afstand tussen de leeskop en het magnetisch oppervlak van de harde schijf en mensenhaar - 5-10 keer.

Vragen initialiseren van het systeem door het vervangen van de harde schijf

Nu een paar woorden over welke maatregelen moeten worden genomen, als om wat voor reden de gebruiker om de harde schijf te wijzigen of te installeren dpolnitelny.

Een volledige beschrijving van het proces niet, en zal alleen richten op het hoofdpodium. Eerst moet u de harde schijf aan te sluiten en kijk in de BIOS-instellingen, als de nieuwe hardware wordt gedetecteerd, in het onderdeel beheer schijf te initialiseren en maak de boot record, het creëren van een eenvoudig volume, een ID (brief) toe te wijzen en te formatteren met een keuze van het bestandssysteem. Pas na dat de nieuwe "schroef" is volledig klaar voor gebruik.

conclusie

Dat is alles dat wordt geleverd aan de basis van de werking en de prestaties van de moderne harde schijven briefen. Het werkingsprincipe van de externe harde schijf is niet belangrijk geacht omdat het vrijwel niet verschilt van dat welke bij stationaire schijf. Het enige verschil is alleen in de methode van het aansluiten van extra opslagruimte op uw pc of laptop. De meest voorkomende is een verbinding via USB-interface die direct is aangesloten op het moederbord. Op hetzelfde moment, als je wilt om maximale prestaties te garanderen, is het beter om een standaard USB 3.0 (poort binnen blauw gekleurd) te gebruiken, natuurlijk, op voorwaarde dat de externe harde schijf zelf ondersteunt.

Voor de rest, ik denk dat veel mensen zelfs een beetje, werd duidelijk hoe de harde schijf van elk type. Misschien is het bovenstaande is gegeven te veel technische informatie, hoe meer zelfs van school natuurkunde, maar zonder dat volledig te begrijpen alle basisbeginselen en methoden in de HDD productie en toepassing technologieën zullen niet begrijpen vastgelegd.