HDD: parimi i punës dhe karakteristikat kryesore të

Hard drives, ose, siç quhen, hard drives janë një nga komponentët më të rëndësishme të një sistemi kompjuterik. Rreth gjithkush e di atë. Por kjo nuk është një përdorues modern edhe në supozime parim për mënyrën se si hard drive. Parimi i funksionimit, në përgjithësi, për një kuptim bazë të mjaft e thjeshtë, por ka disa nuanca, të cilat më tej do të diskutohet.

Pyetjet destinacioni dhe klasifikimi i hard drives?

Çështja e destinacionit, sigurisht, retorike. Çdokush, madje edhe më hyrje të nivelit, menjëherë u përgjigj se hard drive (e njohur edhe si një hard disk, aka Hard Drive ose HDD) menjëherë u përgjigj se ai është përdorur për të ruajtur informacione.

Në përgjithësi, e vërtetë. Mos harroni se në hard disk, me përjashtim të sistemit operativ dhe fotografi përdoruesit janë të krijuar nga sektorët e sistemit operativ boot, në sajë të cilën ajo do të fillojë, si dhe disa marka të cilin disk mund të shpejt të gjetur informacionin e dëshiruar.

Modelet aktuale janë mjaft të ndryshme: i zakonshëm HDD, hard drives të jashtëm, me shpejtësi të lartë të ngurta-shtet SSD disqet, edhe pse ajo i atribuohet hard drives dhe nuk pranohet. Është propozuar edhe më tej të marrin në konsideratë pajisjen dhe parimin operacion HDD, nëse jo në mënyrë të plotë, atëherë të paktën në këtë, që ishte e mjaftueshme për të kuptuar terminologjinë themelore dhe proceset.

Ju lutem vini re se ekziston një klasifikim i veçantë i HDD të sotëm në disa kritere themelore, ndër të cilat janë si më poshtë:

• Metode per ruajtjen e informacionit;
• lloj media;
• Metoda e organizimit qasje në informata.

Pse është hard drive quhet hard drive?

Sot, shumë njerëz janë duke menduar në lidhje me pse hard drives janë quajtur hard disk i përkasin një armë të vogla. Ajo do të duket se mund të ketë ngjashmëri në mes të dy pajisjeve?

Termi u shfaq si qysh më 1973, kur tregu u shfaq për herë të parë në botë HDD, ndërtimi i së cilës përbëhej nga dy compartments të veçanta në një enë hermetik. Kapaciteti i secilës ndarje ishte 30 MB, e cila është arsyeja pse inxhinierët kanë dhënë emrin e koduar për të disk "30-30", e cila ishte plotësisht në një mendje me markë popullor në kohën armë "Winchester, 30-30". Megjithatë, në fillim të viteve '90 në Amerikë dhe Evropë është emri i dalë pothuajse jashtë përdorimit, por është ende popullor në hapësirën post-sovjetike.

Pajisja dhe parimi operacion HDD

Por ne dal nga tema. Parimi operacion HDD mund të përmblidhen si në procesin e leximit apo shkrimit. Por si ndodh kjo? Për të kuptuar funksionimin e një disk magnetik të vështirë, ju së pari duhet të mësojnë se si funksionon.

Hard vetvete makinë është një grup i pllaka, numri i të cilave mund të ndryshojnë nga katër deri në nëntë ndërlidhur me një bosht (bosht), quhet një gisht. Pllakat janë vendosur njëra mbi tjetrën. Në shumicën e rasteve, materiali për prodhimin e tyre janë alumini, bronzi, qeramika, qelqi dhe si. D. veten e pjatë kanë një shtresë të veçantë magnetike të një material të quajtur Platter, bazuar në oksid gama ferrite, oksid kromi, ferrite barium dhe t. D . Çdo trashësi pjatë prej rreth 2 mm.

Për regjistrimin dhe leximin e informacionit korrespondojnë kokë radiale (një për çdo pjatë) dhe pllaka janë përdorur në të dy sipërfaqeve. Gjatë rrotullimit gisht, shpejtësia e të cilave mund të jetë nga 3600 në 7200 rev / min., Dhe duke lëvizur kokën korrespondon me dy motore elektrike.

Në këtë rast, parimi themelor i hard disk të kompjuterit është se informacioni është i regjistruar nuk është kudo, por në një vend të caktuar në mënyrë rigoroze, të quajtur sektorët, të cilat janë të vendosura në gjurmët koncentrik apo gjurmët. Për të shmangur konfuzionin, zbatohen rregulla të njëtrajtshme. Ka një pamje që parimet e hard drives në drejtim të strukturës së tyre logjike, universale. Për shembull, madhësia e një sektori, për standardin e unifikuar të miratuar në të gjithë botën, është 512 bytes. sektorët janë të ndarë në grupe, të cilat janë sekuenca të një numri sektorësh janë nga ana e tij. Dhe sidomos hard disk i parimit operativ në këtë drejtim është se shkëmbimi i informacionit dhe të bëra vetëm grupimeve të tëra (sektorët integer zinxhirët).

Por si është lexuar të dhënat? përzënë vepra: një hard disk si vijon: Duke përdorur një kokë të veçantë leximi kllapa në një radiale (spiral) drejtim lëviz në rrugën e dëshiruar dhe në anën tjetër është e pozicionuar mbi një sektor të caktuar, të gjithë të parët mund të zhvendoset në të njëjtën kohë duke lexuar të njëjtin informacion jo vetëm nga këngë të ndryshme por me disqe të ndryshme (wafers). Të gjitha gjurmët me të njëjtin numër rendor quhen cilindra.

Është e mundur për të zgjedhur një tjetër parim operativ të një hard disk: kreu leximi afër në sipërfaqe magnetike (por nuk e prek atë), aq më e lartë dendësia regjistrimi.

Sa është shkrimi dhe leximi i informacionit?

Hard drives, ose hard drives, dhe për këtë arsye janë quajtur magnetike që ata përdorin ligjet e fizikës magnetizëm, të formuluara nga Faraday dhe Maxwell.

Siç është përmendur tashmë, fletët e nemagnitochuvstvitelnogo shtresë materiali magnetik është aplikuar në një trashësi prej një mikrometra pak. Në operacion, një fushë magnetike të paturit e një të ashtu-quajtur struktura domain.

Një domain magnetike është një kufizohet rreptësisht rajon magnetized kufijtë ferroalloy. Më tej parim operacion HDD mund të përmblidhen si më poshtë: në rast të një fushe të jashtme magnetike, fusha e duhur makinë fillon të udhëhiqet pikërisht përgjatë vijave magnetike dhe në përfundimin e ndikimit në disqe shfaqet zonë remanence në të cilën informacioni i ruajtur të përfshira më parë në fushën kryesore .

Për krijimin e një fushë të jashtëm është përgjegjës për regjistrimin kokë lexim, dhe lexim zonë remanence, duke qenë në kundërshtim me kreu krijon një forcë elektromotor ose EMF. Atëherë çdo gjë është e thjeshtë: të ndryshojë EMF korrespondon me një binar, dhe mungesa e saj apo të ndërprerjes - zero. Koha ndryshon EMF quhet bit qelizë.

Për më tepër, sipërfaqja magnetike nga konsideratat thjesht Informatikës mund të jetë i lidhur, si një lloj pikë bit të dhënave rend. Megjithatë, që vendndodhja e këtyre pikave është absolutisht e pamundur për të llogaritur me saktësi, në makinë ju dëshironi të instaloni një lloj para-përcaktuar etiketë që ndihmoi të përcaktojë vendin e dëshiruar. Krijimi i etiketave të tilla quhet formatimit (disk afërsisht ndarë në gjurmët dhe sektorëve, grumbulluara).

Struktura logjike dhe Parimi operativ i hard drive në drejtim të formatimit

Në lidhje me organizatat logjike HDD këtu në radhë të parë nuk është formatimit, në të cilën ka dy lloje kryesore: a nivelit të ulët (fizike) dhe të nivelit të lartë (logjika). Pa këto hapa, duke sjellë çdo hard drive në një shtet të punës nuk mund të flasin. Për informacion mbi se si të nisja një hard drive të ri, ajo do të diskutohet veçmas.

Nivelit të ulët formatimit kërkon një efekt fizik mbi sipërfaqen e HDD, në të cilën sektorët janë të vendosura përgjatë gjurmët. Është interesante se parimi i hard drive është e tillë që secili sektor ka krijuar adresën e vet unik, i cili përfshin numrin sektor shumë, të ndjekur numër, në të cilën ajo është e vendosur, dhe numri pjatë. Kështu, organizimi i aksesit të drejtpërdrejtë të njëjtën kujtesës drejtohet direkt nga adresën e dhënë, në vend se në kërkim për informacionin e duhur të gjithë sipërfaqen, për shkak të cilat shpejtësia është arritur (edhe pse kjo nuk është më e rëndësishme). Vini re se kur i nivelit të ulët e formatimit është shuar plotësisht të gjitha informatat dhe restauruar atë në shumicën e rasteve nuk mund të jetë.

Një tjetër gjë - një format logjik (në sistemet Windows-i bazuar është format i shpejtë ose format Quick). Për më tepër, këto procese janë të zbatueshme për krijimin e ndarëse logjike që përfaqësojnë një zonë të caktuar të diskut primar vështirë që vepron në të njëjtat parime.

Formatimi logjike kryesisht ndikon në zonën e sistemit, i cili përbëhet nga një sektori boot dhe tabelën e ndarjes (rekord MBR Boot), tabelën e ndarjen file (FAT, NTFS, dhe kështu me radhë. D.) dhe dosjen rrënjë (root directory).

Regjistrimin e informacionit në sektorët e grupimit është bërë përmes disa pjesë, ku në një grup nuk mund të përmbajë dy objekte identike (fotografi). Në fakt, krijimi i një ndarje logjike, siç ndan atë nga ndarje kryesore të sistemit, në mënyrë që informacioni i ruajtur në të, në qoftë se ka pasur gabime dhe dështime për të ndryshuar apo largimi nuk është prekur.

Karakteristikat kryesore HDD

Unë mendoj se, në përgjithësi parimin funksionimin HDD e pak kuptohet. Ne tani kthehet në karakteristikat kryesore, të cilat japin një pamje të plotë të të gjitha mundësive (ose disavantazhet) e drives hard moderne.

Parimi i diskut dhe kryesore karakteristikave të vështira mund të jenë krejt të ndryshme. Për të kuptuar se çfarë është në rrezik, ne kemi zgjedhur parametrat më themelore që karakterizojnë të gjithë të njohur për datën dyqane informacionit:

• kapacitet (volumi);
• Performanca (të dhënat leximi shpejtësia e qasjes dhe shkrim e informacionit);
• Ndërfaqja (metoda lidhje, lloji kontrollues).

Kapaciteti është shuma e përgjithshme e informacionit që mund të regjistrohen dhe ruhen në hard drive. e prodhimit të industrisë HDD po rritet në mënyrë të shpejtë që sot ka hyrë në përdorim hard disqe me vëllimet e rendit e 2 TB ose më shumë. Dhe, siç besohet kjo nuk është e kufizuar.

Interface - karakteristika më e rëndësishme. Ajo përcakton se cilat mënyra pajisja është e lidhur me motherboard, e cila kontrollues është përdorur si lexim dhe shkrim është kryer, dhe kështu me radhë. D. Interfaces të mëdha dhe më të zakonshme konsiderohet IDE, SATA dhe SCSI.

Disqe me IDE-ndërfaqe të ndryshme me kosto të ulët, megjithatë, në mesin e disavantazheve të mëdha mund të dallojë një numër të kufizuar të pajisjeve të lidhura njëkohësisht (maksimum prej katër) dhe një normë të ulët të dhënave (dhe madje edhe me mbështetjen e qasje të drejtpërdrejtë kujtesës DMA ultra ose protokolleve Ultra ATA (Modë 2 dhe Mode 4). edhe pse besohet përdorimi i tyre mund të rrisë nivelin e shpejtësisë lexoni / shkruani e 16 MB / s, por shpejtësia është shumë më e ulët se sa në realitet. Përveç kësaj, në mënyrë UDMA kërkon instalimin e shoferëve të veçanta, të cilat në teori, duhet të furnizohen me motherboard.

Duke folur në lidhje me atë parimin e hard drive dhe karakteristika, ju nuk mund të injorojë ndërfaqe SATA, e cila është versioni pasardhësi i IDE ATA. Avantazhi i kësaj teknologjie është se read shpejtësia / shkruani mund të rritet deri në 100 MB / s nga përdorimi i autobusit me shpejtësi të lartë Fireware IEEE-1394.

Së fundi, SCSI ndërfaqe krahasuar me dy e mëparshme është më fleksibël dhe më të lartë-shpejtësi (lexoni / shkruani shpejtësi deri në 160MB / s dhe më lart). Por ka drives të tilla vështirë është pothuajse dy herë më të shtrenjta. Por numri i pajisjeve të lidhura njëkohësisht ruajtjes duke filluar nga shtatë gjer në pesëmbëdhjetë, lidhja mund të kryhet pa de-energjike kompjuterin, dhe gjatësia kabllo mund të jetë në rendin e 15-30 metra. Në fakt, ky lloj i HDD për pjesën më të madhe nuk ka të bëjë me PC përdoruesit dhe serverat.

Performance karakterizojnë shpejtësinë e transmetimit dhe xhiros e I / O kapacitet, koha zakonisht shprehur transmetimit dhe sasinë e të dhënave të transmetuara në seri, dhe është shprehur në MB / s.

Disa opsione të tjera

Duke folur për atë që është një parim hard disk duke punuar dhe çfarë parametra ndikojnë në funksionimin e tij, nuk mund të shmanget, dhe disa karakteristika të tjera, të cilat mund të ndikojnë në performancën ose jetën e pajisjes.

Këtu, në radhë të parë është shpejtësia e rrotullimit, e cila ndikon drejtpërdrejt kërkimit dhe initialization kohë (njohjen) e sektorit të dëshiruar. Kjo e ashtuquajtura kohë Kërkimi latent - interval gjatë së cilës duhet për sektorin kthehet në kokë lexuar. Sot miratuar disa standarde për shpejtësi gisht, shprehur në revolucione për minutë me kohë vonesën në milisekonda:

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

Ajo shihet lehtë se sa më i lartë shpejtësia, aq më pak koha e kaluar në sektorin e kërkimit, dhe planin fizik - nga revolucioni i diskut të pikës kreu instalimin pjatë dëshiruar pozicionuar.

Një tjetër parametër - norma e brendshme e transferimit. Në gjurmët e jashtme është minimale, por rritet me një tranzicion gradual në rrugën e brendshme. Kështu, i njëjti proces defragmentation përfaqëson lëvizjen e shpesh përdoren të dhënat në zonën më të shpejtë të diskut - jo thjesht transferimin e pista të brendshëm me lexim më shpejtësi. Shpejtësia e jashtme ka një vlerë fikse dhe varet nga ndërfaqen e përdorur.

Së fundi, një nga pikat e rëndësishme lidhur me praninë e cache vet hard drive ose tampon. Në fakt, hard drive punon në drejtim të parimit të përdorimit tampon diçka të ngjashme me kujtesën operative apo virtuale. Madhësia më e madhe cache (128-256 kb), më të shpejtë hard drive.

Kërkesat kryesore për HDD

Kërkesat themelore, të cilat në shumicën e rasteve janë paraqitur hard drives, jo aq shumë. Gjëja kryesore - jetë të gjatë dhe besueshmërinë.

Standardi bazë për shumicën HDD është konsideruar jeta e rendit të 5-7 vjet me kohën operativ e jo më pak se pesëqind mijë orë, por për fund të lartë drives, kjo shifër nuk është më pak se një milion orë.

Sa për besueshmërinë, është përgjegjës për këtë funksion të SMART vetë-test, i cili monitoron statusin e elementeve individuale të hard drive, kryerjen e monitorimit të vazhdueshëm. Në bazë të të dhënave të mbledhura mund të gjenerohet edhe një parashikim për pamjen e mundshme të gabimeve në të ardhmen.

Ajo shkon pa thënë se përdoruesi nuk duhet të qëndrojë anash. Për shembull, kur duke përdorur HDD jashtëzakonisht e rëndësishme për të vëzhguar varg optimal të temperaturës (0 - 50 ± 10 gradë Celsius) për të shmangur goditjet, ndikimet dhe bie hard drive, të goditur nga pluhuri apo grimcat e tjera të vogla, etj Rastësisht, shumë do të jetë .. interesuar të dini se të njëjtat grimcat tymi është rreth dy herë më e madhe se distanca në mes të kokës lexuar dhe sipërfaqe magnetike e hard drive, dhe flokët e njeriut - 5-10 herë.

Pyetjet nisja sistemin duke zëvendësuar hard drive

Tani disa fjalë për çfarë veprimi duhet të merret, në qoftë se për ndonjë arsye përdoruesin të ndryshojë hard drive ose instaloni dpolnitelny.

Ne nuk do ta përshkruajmë plotësisht këtë proces, por do të përqendrohemi vetëm në fazat kryesore. Së pari, hard drive duhet të lidhet dhe të shihet në cilësimet e BIOS, nëse zbulohet hardueri i ri, inicializoni atë në seksionin e administrimit të diskut dhe krijoni një regjistër boot, krijoni një vëllim të thjeshtë, caktoni një identifikues (letër) dhe format me zgjedhjen e sistemit të skedarit. Vetëm pas kësaj, vidhosja e re do të jetë plotësisht e gatshme për punë.

përfundim

Kjo, në fakt, dhe gjithçka që shkurtimisht prek në bazat e funksionimit dhe karakteristikat e hard drives moderne. Parimi i funksionimit të një hard disk të jashtëm nuk u konsiderua këtu në parim, pasi që praktikisht nuk ndryshon nga ajo që përdoret për HDD stacionare. I vetmi ndryshim është vetëm në metodën e lidhjes së një drive shtesë me një kompjuter ose laptop. Lidhja më e zakonshme është nëpërmjet një ndërfaqe USB, e cila është e lidhur direkt me motherboard. Në këtë rast, nëse doni të siguroni performancën maksimale, është më mirë të përdorni standardin USB 3.0 (porti i brendshëm është pikturuar në blu), natyrisht, me kusht që vetë HDD-ja e mbështet atë.

Në pjesën tjetër, mendoj, u bë e qartë për shumë njerëz se si funksionon hardi i çdo lloji. Ndoshta shumë informacione teknike janë dhënë më lart, sidomos nga kursi i fizikës, megjithatë, pa të, të gjitha parimet themelore dhe metodat e përcaktuara në teknologjitë e prodhimit dhe aplikimit të HDD-së nuk mund të kuptohen plotësisht pa e kuptuar këtë.