În detaliu și simplu despre hard disk, cunoscut și sub numele de HDD (hard disk drive). Cum funcționează un hard disk (HDD) de calculator?

Fiecare computer are un hard disk sau, așa cum se numește adesea, un hard disk, care este principala locație de stocare pentru toate informațiile utilizate de computer și utilizatorul acestuia. Hard disk-ul stochează sistemul de operare instalat, toate programele utilizate de utilizator și datele. Procesorul preia informațiile necesare procesării de pe hard disk și apoi le scrie înapoi pe suport. Cantitatea de informații stocate pe un hard disk depinde de dimensiunea acestuia.

Primele modele de hard disk-uri permiteau stocarea a până la 10 MB de date pe discurile lor, ceea ce era mult în acele vremuri. În zilele noastre, dispozitivele moderne de stocare vă permit să stocați mii și zeci de mii de megaocteți. Capacitatea de memorie pe modelele moderne este calculată în gigaocteți și terabytes. Acest lucru face posibilă stocarea unei cantități uriașe de filme, muzică, videoclipuri, jocuri și alte date. O creștere semnificativă a cantității de memorie pe un HDD este asociată cu dezvoltarea progresivă a tehnologiei computerului, ca urmare a căreia filmele, jocurile și alte date ocupă tot mai mult spațiu liber.

Caracteristicile de proiectare ale hard disk-urilor

Un hard disk modern este format din mai multe discuri metalice pe care sunt înregistrate informații. Discurile sunt acoperite cu oxid de fier sau alt compus special care poate stoca efectele unui câmp magnetic. Numărul de discuri depinde de volumul suportului și de obicei variază de la 1 la 3. Discurile metalice sunt în mod ideal uniforme, netede și echilibrate, datorită cărora se pot roti la viteză mare; conform standardului, poate fi 5400, 7200 sau 10000 rpm.

Capetele speciale se deplasează de-a lungul discurilor cu cea mai mare precizie de poziționare. Fiecare disc are 2 capete magnetice. Citirea datelor de pe suprafața discurilor se realizează prin instalarea unor capete magnetorezistive speciale; acestea funcționează în funcție de modul în care se modifică câmpul magnetic de pe suprafața discului. Datele sunt transferate către un computer ca urmare a primirii unui semnal analogic care se transformă în formă digitală.

Pe discuri, informațiile sunt localizate în piste situate în jurul unui cerc. Pentru a lucra cu datele stocate pe medii, capetele magnetice se deplasează de-a lungul pistelor. Capetele sunt mutate cu ajutorul unui solenoid special. Astfel de capete pot accesa orice locație de pe disc datorită vitezei lor mari de rotație. Capetele sunt situate pe ambele părți ale discurilor, astfel încât fiecare dintre ele efectuează lucrări pe o parte și este pe deplin responsabil pentru aceasta.

Un sector de pe un hard disk vă permite să stocați 512 octeți de informații, iar fiecare pistă de pe un hard disk este formată din mai multe sectoare. Cantitatea maximă de informații care poate fi stocată pe un hard disk depinde de numărul de sectoare, capete și cilindri. HDD-urile pot avea același număr de discuri, dar capacitățile lor de memorie vor fi complet diferite. Acest lucru se datorează faptului că pentru a crește capacitatea, este mai convenabil să creșteți densitatea sectoarelor pe fiecare dintre discuri decât să creșteți numărul acestora, ceea ce va duce la o creștere semnificativă a dimensiunii suportului. Dezvoltarea tehnologiei informatice duce la faptul că fiecare componentă a PC-ului devine mai mică în dimensiuni externe și, dimpotrivă, capacitățile cresc.

Există concepte precum plasarea discurilor fizice și logice. Fizic este modul în care mediul de stocare este structurat în interior, iar logic este modul în care computerul îl vede. În realitate, fizicul și logicul sunt complet diferite. Dacă fizic, de exemplu, în interiorul unui hard disk pot fi instalate 3 discuri, atunci logic poate fi orice număr de ele și de orice dimensiune; un disc logic poate avea dimensiunea a două sau mai multe discuri fizice și invers.

În timpul producției de hard disk, este aproape imposibil să se evite deteriorarea sectoarelor sau pistelor, dar acestea nu sunt utilizate și nu sunt luate în considerare de media din cauza marcajelor.

Există hard disk-uri concepute pentru a fi utilizate în computerele de acasă și altele pentru a fi utilizate pe servere. Acestea din urmă sunt supuse unor cerințe mult mai mari, deoarece lucrează cu o sarcină semnificativă și trebuie să ofere productivitate și viteză ridicate.

Caracteristicile hard disk-urilor

Pentru a alege hard disk-ul potrivit pentru un anumit scop, trebuie să înțelegeți un număr mare de caracteristici. Primul lucru la care ar trebui să acordați atenție este factorul de formă. Pe computerele desktop sunt instalate hard disk-uri de 3,5 inchi, iar pe laptopuri, cele de 2,5 inchi. Există și alți factori de formă mai puțin obișnuiți. Al doilea parametru important este interfața prin care dispozitivul este conectat la computer. PC-urile folosesc diverse variante ale interfeței SATA.

Unul dintre parametrii importanți este capacitatea, care determină cantitatea de date stocată pe dispozitiv. Viteza de rotație a arborelui pe care sunt amplasate discurile afectează viteza de lucru cu informații.

Atunci când alegeți un hard disk, ar trebui să acordați atenție dimensiunii tamponului, care afectează direct viteza de procesare a informațiilor de către dispozitiv.

Fiecare hard disk face zgomot în timpul funcționării, ca orice alt dispozitiv mecanic. În timpul funcționării, zgomotul poate provoca neplăceri semnificative, așa că trebuie să acordați atenție nivelului său atunci când alegeți un model potrivit pentru computerul dvs.

Dacă intenționați să mutați frecvent dispozitivul de la un computer la altul, atunci este important un astfel de parametru precum rezistența la șoc. Cu cât este mai mare, cu atât este mai puțin probabil să piardă informații în timpul unui impact sau să deterioreze hard disk-ul.

În timpul lucrului cu informații, discul furnizează informațiile solicitate la o anumită viteză. Acest indicator se numește „Timp de acces aleatoriu” și cu cât este mai mic, cu atât mai rapid va fi transmisă cererea.

Având o înțelegere a tuturor parametrilor, caracteristicilor și designului hard disk-urilor moderne, puteți selecta rapid hard disk-ul potrivit pentru a vă îndeplini sarcinile pe computer.

Cum funcționează un hard disk? Ce tipuri de hard disk există? Ce rol joacă ei într-un computer? Cum interacționează ele cu alte componente? Veți afla din acest articol ce parametri trebuie să luați în considerare atunci când alegeți și cumpărați un hard disk.

HDD- nume prescurtat pentru " Stocare pe hard disk„. Veți găsi și engleză HDD- și argo Winchester sau pe scurt Şurub.

Într-un computer, hard disk-ul este responsabil pentru stocarea datelor. Sistemul de operare Windows, programele, filmele, fotografiile, documentele, toate informațiile pe care le descărcați pe computer sunt stocate pe hard disk. Iar informațiile de pe un computer sunt cel mai valoros lucru! Dacă procesorul sau placa video se defectează, le puteți cumpăra și înlocui. Dar fotografiile de familie pierdute din vacanța de vară trecută sau datele contabile în valoare de un an de la o afacere mică nu sunt atât de ușor de recuperat. Prin urmare, se acordă o atenție deosebită fiabilității stocării datelor.

De ce o cutie metalică dreptunghiulară se numește disc? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să ne uităm în interior și să aflăm cum funcționează hard disk-ul. În imaginea de mai jos puteți vedea din ce părți este compus hard disk-ul și ce funcții îndeplinește fiecare parte. Faceți clic pentru a mări. (Preluat de pe site-ul itc.ua)

De asemenea, vă sugerez să vizionați un fragment dintr-un program Discovery Channel despre cum funcționează și funcționează un hard disk.

Încă trei lucruri pe care trebuie să le știi despre hard disk-uri.

1. Hard disk-ul este partea cea mai lentă a computerului. Când computerul se blochează, acordați atenție indicatorului de activitate al hard diskului. Dacă clipește frecvent sau se aprinde continuu, înseamnă că hard disk-ul execută comenzi de la unul dintre programe, în timp ce toate celelalte sunt inactive și își așteaptă rândul. Dacă sistemul de operare nu are suficientă memorie RAM rapidă pentru a rula un program, acesta consumă spațiu pe hard disk, ceea ce încetinește foarte mult întregul computer. Prin urmare, o modalitate de a crește viteza computerului este de a crește dimensiunea memoriei RAM.
2. Hard disk-ul este, de asemenea, cea mai fragilă parte a unui computer. După cum ați învățat din videoclip, motorul învârte discul cu câteva mii de rotații pe minut. În acest caz, capetele magnetice „plutesc” deasupra discului în fluxul de aer creat de discul rotativ. Distanța dintre disc și capete în dispozitivele moderne este de aproximativ 10 nm. Dacă discul este supus la șocuri sau vibrații în acest moment, capul poate atinge discul și poate deteriora suprafața care conține datele stocate pe acesta. Ca urmare, așa-numitul „ badblocks" - zone ilizibile, din cauza cărora computerul nu poate citi niciun fișier sau porni sistemul. Când sunt oprite, capetele sunt „parcate” în afara zonei de lucru și supraîncărcările de șocuri nu sunt atât de groaznice pentru hard disk. Vă rugăm să faceți copii de rezervă ale date importante!
3. Capacitatea hard disk-ului este adesea puțin mai mică decât ceea ce indică vânzătorul sau producătorul. Motivul este că producătorii indică capacitatea discului pe baza faptului că există 1.000.000.000 de octeți într-un gigabyte, în timp ce există 1.073.741.824 dintre ei.

Cumpărarea unui hard disk

Dacă decideți să creșteți capacitatea de stocare a computerului dvs. conectând un hard disk suplimentar sau înlocuind cel vechi cu unul mai mare, ce va trebui să știți când cumpărați?

În primul rând, priviți sub capacul unității de sistem a computerului dvs. Trebuie să aflați ce interfață de hard disk suportă placa de bază. Astăzi cele mai comune standarde sunt SATA si moribunde IDE. Sunt ușor de distins după aspectul lor. Imaginea din stânga arată un fragment dintr-o placă de bază care este echipată cu ambele tipuri de conectori, dar cel mai probabil al tău va avea unul dintre ei.

Există trei versiuni ale interfeței SATA. Ele diferă în ceea ce privește viteza de transfer de date. SATA, SATA IIȘi SATA III la viteze de 1,5, 3 și, respectiv, 6 gigaocteți pe secundă. Toate versiunile de interfață SATA arată la fel și sunt compatibile între ele. Le puteți conecta în orice combinație, ceea ce va duce la limitarea vitezei de transfer de date la versiunea mai lentă. În același timp, viteza hard disk-ului este și mai mică. Prin urmare, potențialul interfețelor rapide poate fi dezvăluit doar odată cu apariția noilor unități de mare viteză.

Dacă decideți să cumpărați un hard disk SATA suplimentar, verificați dacă aveți un cablu de interfață ca cel din imagine. Nu se vinde împreună cu discul. (De obicei sunt incluse cu placa de bază.) De asemenea, printre conectorii de alimentare ar trebui să existe cel puțin unul gratuit pentru conectarea unui hard disk, sau poate aveți nevoie de un adaptor de la vechiul standard la cel nou.

Acum despre hard disk în sine: parametrul principal este, desigur, capacitatea. După cum am menționat mai sus, vă rugăm să rețineți că va fi puțin mai puțin decât a afirmat. Sistemul de operare și programele necesită 100 - 200 de gigaocteți, ceea ce este destul de puțin conform standardelor moderne. Cât spațiu suplimentar aveți nevoie poate fi determinat experimental. Pot fi necesare volume mari, de exemplu, pentru a înregistra videoclipuri de înaltă calitate. Filmele moderne în format HD ajung la câteva zeci de gigaocteți.

În plus, parametrii principali includ:

1. Factor de formă- dimensiunea discului. Discurile de 1,8 și 2,5 inci sunt utilizate în . Pentru un computer desktop, ar trebui să achiziționați o unitate de 3,5 inchi. Au aceiași conectori SATA și unitatea laptopului poate funcționa într-un computer desktop. Dar discurile mici sunt realizate cu accent pe compactitate și consum redus de energie și sunt inferioare ca performanță față de modelele mai mari. Și costă mai mult.
2. RPM- viteza de rotatie a discului. Măsurată în rotații pe minut ( RPM- abrevierea pentru rotaţii pe minut). Cu cât viteza de rotație este mai mare, cu atât discul scrie și citește mai repede informațiile. Dar consumă și mai multă energie. Astăzi cele mai comune discuri sunt cu 5400 RPMȘi 7200 RPM. RPM-urile mai mici sunt mai frecvente în unitățile de laptop, unitățile de mare capacitate (mai mult de doi teraocteți) și așa-numitele unități „verzi”, numite astfel datorită consumului redus de energie. Există și hard disk-uri cu viteză de rotație 10000 RPMȘi 15000 RPM. Sunt proiectate să funcționeze pe servere foarte încărcate și au o durată de viață mai mare de fiabilitate, dar sunt și mult mai scumpe decât cele obișnuite.
3. Producător. În prezent, pe piața unităților de stocare există câțiva producători mari. Există o concurență destul de dură între ei, așa că nu sunt în niciun fel inferioare unul altuia ca calitate. Prin urmare, puteți alege oricare dintre numele cunoscute: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

Noi, utilizatorii de computere personale, întâlnim adesea abrevierea HDD. Iar dorința de a ști ce este un HDD, unde este și pentru ce este necesar este justificată.

HDD înseamnă „hard disk drive”. Mai simplu spus, este un hard disk. Ele devin treptat de domeniul trecutului, fiind înlocuite de SSD-uri, dar HDD-urile își vor ocupa mult timp nișa de piață.

De ce este unitatea „grea”

Nu există un nume pentru HDD într-un computer. Hard disk, hard disk, hard disk, șurub - doar o mică listă a numelor sale. De ce „hard disk”?

Spre deosebire de dischetele „floppy” (dischete), datele de pe HDD-uri sunt înregistrate pe plăci dure, iar acestea, la rândul lor, sunt acoperite cu un strat de material feromagnetic. Ele nu se numesc altceva decât „discuri magnetice”. Un hard disk folosește unul sau mai multe platouri pe o axă. Dispozitivele de citire (capete) nu ating suprafața plăcilor în timpul funcționării. Acest lucru se explică simplu: odată cu rotația rapidă a plăcilor, se formează un strat de flux de aer care intră. Distanța dintre dispozitivul de citire și suprafața de lucru este foarte mică - doar câțiva nanometri, iar stratul de aer, care elimină contactul mecanic, asigură o durată lungă de viață. Dacă plăcile nu se rotesc la viteza corespunzătoare, atunci capetele se află în așa-numita zonă de „parcare” - în afara limitelor plăcilor.

O proprietate distinctivă a unui HDD într-un computer este că mediul de stocare este combinat cu o unitate, precum și cu un bloc de electronice necesare într-o singură carcasă.

Principalele caracteristici ale HDD-ului

Ca orice dispozitiv tehnic, un hard disk are o serie de caracteristici, pe baza cărora se pot trage concluzii cu privire la relevanța sa.

• Capacitatea este una dintre cele mai importante cantități. Caracterizează cantitatea de date care poate fi stocată de unitate.
• Dimensiuni (factor de formă). Cele mai comune variante sunt 3,5 și 2,5 inchi. Definește lățimea dispozitivului.
• Viteza de rotație a axei și a arborelui. Numărul de rotații pe minut. Parametrul afectează semnificativ viteza de acces la date și direct viteza de transfer a acestora. Cele mai comune opțiuni: 4200, 5400, 7200, 10.000 rpm.
• Numărul de operațiuni I/O pe secundă. Pentru discurile moderne, acest număr se apropie de 50 (cu acces aleatoriu la date); cu acces secvenţial, este în mod corespunzător mai mare - aproximativ 100.
• Consumul de energie este un parametru important pentru dispozitivele portabile (vorbim de laptopuri/netbook-uri).
• Dimensiunea memoriei tampon. Bufferul este o memorie intermediară. Scopul său este de a netezi diferențele de viteză de citire/scriere. În HDD-urile moderne, acesta este de obicei situat în intervalul de la 8 la 64 de megaocteți.

Sper că am reușit să înțelegem ce este un HDD într-un computer și chiar să ne extindem puțin orizonturile în lumea hardware-ului computerelor.

Hard disk-urile, sau hard disk-urile, după cum mai sunt numite, sunt una dintre cele mai importante componente ale unui sistem informatic. Toată lumea știe despre asta. Dar nu orice utilizator modern are o înțelegere de bază a modului în care funcționează un hard disk. Principiul de funcționare, în general, este destul de simplu pentru o înțelegere de bază, dar există câteva nuanțe, care vor fi discutate în continuare.

Întrebări despre scopul și clasificarea hard disk-urilor?

Întrebarea scopului este, desigur, retorică. Orice utilizator, chiar și cel mai entry-level, va răspunde imediat că un hard disk (aka hard disk, aka Hard Drive sau HDD) va răspunde imediat că este folosit pentru a stoca informații.

În general, acest lucru este adevărat. Nu uitați că pe hard disk, pe lângă sistemul de operare și fișierele utilizator, există sectoare de boot create de sistemul de operare, datorită cărora pornește, precum și anumite etichete prin care puteți găsi rapid informațiile necesare pe disc.

Modelele moderne sunt destul de diverse: HDD-uri obișnuite, hard disk-uri externe, unități SSD de mare viteză, deși nu sunt clasificate în general ca hard disk-uri. În continuare, se propune să se ia în considerare structura și principiul de funcționare a unui hard disk, dacă nu în totalitate, atunci cel puțin în așa fel încât să fie suficient să înțelegem termenii și procesele de bază.

Vă rugăm să rețineți că există și o clasificare specială a HDD-urilor moderne în funcție de câteva criterii de bază, printre care se numără următoarele:

• metoda de stocare a informatiilor;
• tipul media;
• modalitatea de organizare a accesului la informaţie.

De ce se numește un hard disk?

Astăzi, mulți utilizatori se întreabă de ce numesc hard disk-uri legate de armele de calibru mic. S-ar părea, ce ar putea fi comun între aceste două dispozitive?

Termenul în sine a apărut în 1973, când a apărut pe piață primul HDD din lume, al cărui design consta din două compartimente separate într-un container sigilat. Capacitatea fiecărui compartiment era de 30 MB, motiv pentru care inginerii au dat discului numele de cod „30-30”, care era pe deplin în ton cu marca pistolului „30-30 Winchester”, popular la acea vreme. Adevărat, la începutul anilor 90 în America și Europa, acest nume aproape că a căzut din uz, dar rămâne încă popular în spațiul post-sovietic.

Structura și principiul de funcționare a unui hard disk

Dar divagam. Principiul de funcționare al unui hard disk poate fi descris pe scurt ca procesele de citire sau scriere a informațiilor. Dar cum se întâmplă asta? Pentru a înțelege principiul de funcționare a unui hard disk magnetic, mai întâi trebuie să studiați cum funcționează.

Hard disk-ul în sine este un set de plăci, al căror număr poate varia de la patru la nouă, conectate între ele printr-un arbore (axă) numit ax. Plăcile sunt amplasate una deasupra celeilalte. Cel mai adesea, materialele pentru fabricarea lor sunt aluminiu, alamă, ceramică, sticlă etc. Plăcile în sine au o acoperire magnetică specială sub forma unui material numit platou, pe bază de oxid de ferită gamma, oxid de crom, ferită de bariu etc. Fiecare astfel de placă are o grosime de aproximativ 2 mm.

Capetele radiale (unul pentru fiecare placă) sunt responsabile pentru scrierea și citirea informațiilor, iar ambele suprafețe sunt folosite în plăci. Pentru care poate varia de la 3600 la 7200 rpm, iar două motoare electrice sunt responsabile de mișcarea capetelor.

În acest caz, principiul de bază al funcționării hard disk-ului unui computer este că informațiile nu sunt înregistrate oriunde, ci în locații strict definite, numite sectoare, care sunt situate pe căi sau piste concentrice. Pentru a evita confuzia, se aplică reguli uniforme. Aceasta înseamnă că principiile de funcționare a hard disk-urilor, din punct de vedere al structurii lor logice, sunt universale. De exemplu, dimensiunea unui sector, adoptat ca standard uniform în întreaga lume, este de 512 octeți. La rândul lor, sectoarele sunt împărțite în clustere, care sunt secvențe de sectoare adiacente. Și particularitățile principiului de funcționare al unui hard disk în acest sens sunt că schimbul de informații este realizat de grupuri întregi (un număr întreg de lanțuri de sectoare).

Dar cum se întâmplă citirea informațiilor? Principiile de funcționare a unei unități de disc magnetic dur sunt următoarele: folosind un suport special, capul de citire este mutat într-o direcție radială (spirală) către pista dorită și, atunci când este rotit, este poziționat deasupra unui sector dat și toate capetele se poate deplasa simultan, citind aceleași informații nu numai de pe piste diferite, ci și de pe discuri (plăci) diferite. Toate pistele cu aceleași numere de serie sunt de obicei numite cilindri.

În acest caz, mai poate fi identificat un principiu de funcționare a hard diskului: cu cât capul de citire este mai aproape de suprafața magnetică (dar nu o atinge), cu atât densitatea de înregistrare este mai mare.

Cum se scrie și se citește informațiile?

Hard disk-urile, sau hard disk-urile, au fost numite magnetice deoarece folosesc legile fizicii magnetismului, formulate de Faraday și Maxwell.

După cum sa menționat deja, plăcile din material sensibil nemagnetic sunt acoperite cu un strat magnetic, a cărui grosime este de doar câțiva micrometri. În timpul funcționării, apare un câmp magnetic, care are o așa-numită structură de domeniu.

Un domeniu magnetic este o regiune magnetizată a unui feroaliaj strict limitată de granițe. În plus, principiul de funcționare al unui hard disk poate fi descris pe scurt după cum urmează: atunci când este expus la un câmp magnetic extern, câmpul propriu al discului începe să fie orientat strict de-a lungul liniilor magnetice, iar când influența se oprește, apar zone de magnetizare reziduală. pe discuri, în care sunt stocate informațiile care erau conținute anterior în câmpul principal.

Capul de citire este responsabil pentru crearea unui câmp extern la scriere, iar la citire, zona de magnetizare reziduală, situată vizavi de cap, creează o forță electromotoare sau EMF. În plus, totul este simplu: o modificare a EMF corespunde uneia în cod binar, iar absența sau terminarea acesteia corespunde cu zero. Timpul de schimbare a EMF este de obicei numit element bit.

În plus, suprafața magnetică, pur din considerente informatice, poate fi asociată ca o anumită secvență de biți de informații. Dar, deoarece locația unor astfel de puncte nu poate fi calculată cu absolut exactitate, trebuie să instalați pe disc niște markeri pre-desemnati care vă ajută să determinați locația dorită. Crearea unor astfel de mărci se numește formatare (în general, împărțirea discului în piste și sectoare combinate în clustere).

Structura logică și principiul de funcționare a unui hard disk în ceea ce privește formatarea

În ceea ce privește organizarea logică a HDD-ului, formatarea este pe primul loc aici, în care se disting două tipuri principale: de nivel scăzut (fizic) și de nivel înalt (logic). Fără acești pași, nu se vorbește despre aducerea hard disk-ului în stare de funcționare. Cum să inițializați un nou hard disk va fi discutat separat.

Formatarea la nivel scăzut implică un impact fizic asupra suprafeței HDD-ului, care creează sectoare situate de-a lungul pistelor. Este curios că principiul de funcționare al unui hard disk este de așa natură încât fiecare sector creat are propria sa adresă unică, care include numărul sectorului însuși, numărul pistei pe care se află și numărul părții laterale. a platoului. Astfel, atunci când se organizează accesul direct, aceeași memorie RAM accesează direct la o anumită adresă, mai degrabă decât să caute informațiile necesare pe întreaga suprafață, datorită cărora se obține performanță (deși acesta nu este cel mai important lucru). Vă rugăm să rețineți că atunci când efectuați formatare la nivel scăzut, absolut toate informațiile sunt șterse și, în majoritatea cazurilor, nu pot fi restaurate.

Un alt lucru este formatarea logică (în sistemele Windows aceasta este formatarea rapidă sau formatarea rapidă). În plus, aceste procese sunt aplicabile și pentru crearea de partiții logice, care sunt o anumită zonă a hard disk-ului principal care funcționează pe aceleași principii.

Formatarea logică afectează în primul rând zona sistemului, care constă din sectorul de boot și tabelele de partiții (Boot record), tabelul de alocare a fișierelor (FAT, NTFS etc.) și directorul rădăcină (Root Directory).

Informațiile sunt scrise în sectoare prin cluster în mai multe părți, iar un cluster nu poate conține două obiecte (fișiere) identice. De fapt, crearea unei partiții logice, așa cum spune, o separă de partiția principală a sistemului, ca urmare a faptului că informațiile stocate pe ea nu pot fi modificate sau șterse în cazul unor erori și eșecuri.

Principalele caracteristici ale HDD-ului

Se pare că în termeni generali principiul de funcționare a unui hard disk este puțin clar. Acum să trecem la principalele caracteristici, care oferă o imagine completă a tuturor capabilităților (sau deficiențelor) hard disk-urilor moderne.

Principiul de funcționare al unui hard disk și principalele sale caracteristici pot fi complet diferite. Pentru a înțelege despre ce vorbim, să evidențiem cei mai de bază parametri care caracterizează toate dispozitivele de stocare a informațiilor cunoscute astăzi:

• capacitate (volum);
• performanță (viteza de acces la date, citirea și scrierea informațiilor);
• interfață (metoda de conectare, tipul controlerului).

Capacitatea reprezintă cantitatea totală de informații care pot fi scrise și stocate pe un hard disk. Industria de producție a HDD-urilor se dezvoltă atât de repede încât astăzi au intrat în uz hard disk-uri cu capacități de aproximativ 2 TB și mai mari. Și, după cum se crede, aceasta nu este limita.

Interfața este cea mai semnificativă caracteristică. Determină exact modul în care dispozitivul este conectat la placa de bază, ce controler este utilizat, cum se face citirea și scrierea etc. Principalele și cele mai comune interfețe sunt IDE, SATA și SCSI.

Discurile cu interfață IDE sunt ieftine, dar principalele dezavantaje includ un număr limitat de dispozitive conectate simultan (maximum patru) și viteze scăzute de transfer de date (chiar dacă acceptă acces direct la memorie Ultra DMA sau protocoale Ultra ATA (Mod 2 și Mode 4) Deși se crede că utilizarea lor vă permite să creșteți viteza de citire/scriere la nivelul de 16 MB/s, dar în realitate viteza este mult mai mică.În plus, pentru a utiliza modul UDMA, trebuie să instalați un driver, care, teoretic, ar trebui să fie furnizat complet cu placa de bază.

Când vorbim despre principiul de funcționare a unui hard disk și caracteristicile sale, nu putem ignora care este succesorul versiunii IDE ATA. Avantajul acestei tehnologii este că viteza de citire/scriere poate fi mărită la 100 MB/s prin utilizarea magistralei de mare viteză Fireware IEEE-1394.

În cele din urmă, interfața SCSI, în comparație cu cele două anterioare, este cea mai flexibilă și mai rapidă (vitezele de scriere/citire ajung la 160 MB/s și mai mult). Dar astfel de hard disk-uri costă aproape de două ori mai mult. Dar numărul de dispozitive de stocare a informațiilor conectate simultan variază de la șapte la cincisprezece, conexiunea se poate face fără a opri computerul, iar lungimea cablului poate fi de aproximativ 15-30 de metri. De fapt, acest tip de HDD este folosit în mare parte nu pe computerele utilizatorilor, ci pe servere.

Performanța, care caracterizează viteza de transfer și debitul I/O, este de obicei exprimată în termeni de timp de transfer și cantitatea de date secvențiale transferate și exprimate în MB/s.

Câteva opțiuni suplimentare

Vorbind despre care este principiul de funcționare al unui hard disk și ce parametri afectează funcționarea acestuia, nu putem ignora unele caracteristici suplimentare care pot afecta performanța sau chiar durata de viață a dispozitivului.

Aici, pe primul loc este viteza de rotație, care afectează direct timpul de căutare și inițializare (recunoaștere) a sectorului dorit. Acesta este așa-numitul timp de căutare latent - intervalul în care sectorul necesar se rotește spre capul de citire. Astăzi, au fost adoptate mai multe standarde pentru viteza axului, exprimată în rotații pe minut cu un timp de întârziere în milisecunde:

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

Este ușor de observat că cu cât viteza este mai mare, cu atât se petrece mai puțin timp căutând sectoare și, în termeni fizici, pe rotație a discului înainte de a seta capul la punctul de poziționare dorit al platoului.

Un alt parametru este viteza de transmisie internă. Pe pistele externe este minim, dar crește odată cu o tranziție treptată la pistele interne. Astfel, același proces de defragmentare, care mută datele utilizate frecvent în cele mai rapide zone ale discului, nu este altceva decât mutarea lor pe o pistă internă cu o viteză de citire mai mare. Viteza externă are valori fixe și depinde direct de interfața utilizată.

În cele din urmă, unul dintre punctele importante este legat de prezența memoriei cache sau a bufferului propriu al hard diskului. De fapt, principiul de funcționare al unui hard disk în ceea ce privește utilizarea bufferului este oarecum similar cu RAM sau memoria virtuală. Cu cât memoria cache este mai mare (128-256 KB), cu atât va funcționa mai repede hard diskul.

Cerințe principale pentru HDD

Nu există atât de multe cerințe de bază care sunt impuse hard disk-urilor în majoritatea cazurilor. Principalul lucru este durata lungă de viață și fiabilitatea.

Standardul principal pentru majoritatea HDD-urilor este o durată de viață de aproximativ 5-7 ani, cu o durată de funcționare de cel puțin cinci sute de mii de ore, dar pentru hard disk-uri de vârf, această cifră este de cel puțin un milion de ore.

În ceea ce privește fiabilitatea, este responsabilă funcția de autotestare S.M.A.R.T., care monitorizează starea elementelor individuale ale hard disk-ului, efectuând o monitorizare constantă. Pe baza datelor colectate, se poate forma chiar și o anumită prognoză a apariției unor posibile defecțiuni în viitor.

Este de la sine înțeles că utilizatorul nu trebuie să rămână pe margine. Deci, de exemplu, atunci când lucrați cu un HDD, este extrem de important să mențineți regimul optim de temperatură (0 - 50 ± 10 grade Celsius), să evitați scuturarea, impactul și căderea hard disk-ului, praful sau alte particule mici care pătrund în el , etc. Apropo, mulți vor Este interesant de știut că aceleași particule de fum de tutun sunt de aproximativ două ori distanța dintre capul de citire și suprafața magnetică a hard disk-ului și părul uman - de 5-10 ori.

Probleme de inițializare în sistem la înlocuirea unui hard disk

Acum câteva cuvinte despre ce acțiuni trebuie întreprinse dacă dintr-un motiv oarecare utilizatorul a schimbat hard disk-ul sau a instalat unul suplimentar.

Nu vom descrie pe deplin acest proces, ci ne vom concentra doar pe etapele principale. Mai întâi, trebuie să conectați hard diskul și să căutați în setările BIOS pentru a vedea dacă a fost detectat hardware nou, să îl inițializați în secțiunea de administrare a discului și să creați o înregistrare de pornire, să creați un volum simplu, să îi atribuiți un identificator (litera) și formatați-l selectând un sistem de fișiere. Abia după aceasta, noul „șurub” va fi complet gata de lucru.

Concluzie

Asta, de fapt, este tot ceea ce privește pe scurt funcționarea și caracteristicile de bază ale hard disk-urilor moderne. Principiul de funcționare a unui hard disk extern nu a fost luat în considerare în mod fundamental aici, deoarece practic nu este diferit de ceea ce este folosit pentru HDD-urile staționare. Singura diferență este metoda de conectare a unității suplimentare la un computer sau laptop. Cea mai comună conexiune este printr-o interfață USB, care este conectată direct la placa de bază. În același timp, dacă doriți să asigurați performanțe maxime, este mai bine să utilizați standardul USB 3.0 (portul din interior este colorat în albastru), bineînțeles, cu condiția ca însuși HDD-ul extern să îl suporte.

În rest, cred că mulți oameni au înțeles măcar puțin cum funcționează un hard disk de orice tip. Poate că au fost date prea multe subiecte mai sus, în special chiar și de la un curs de fizică școlar, cu toate acestea, fără aceasta, nu va fi posibil să înțelegem pe deplin toate principiile și metodele de bază inerente tehnologiilor de producere și utilizare a HDD-urilor.

Hard disk, hard disk sau doar un șurub, hard disk, hdd (Hard Disk Drive) - acest dispozitiv de stocare a datelor are mai multe denumiri și este principalul dispozitiv de stocare pentru stocarea informațiilor în toate computerele, laptopurile și serverele moderne. Pe acest dispozitiv sunt înregistrate toate fotografiile, videoclipurile, muzica, filmele și sistemul de operare al computerului însuși este înregistrat pe el. În zilele noastre, unitățile SSD și unitățile hibride SSHD devin din ce în ce mai răspândite; vom vorbi despre ele și despre avantajele și dezavantajele lor într-un articol separat.

Ce fel de discuri există?

În magazin astăzi puteți găsi hard disk-uri cu parametri diferiți, prin ce diferă? Să încercăm să înțelegem principalele diferențe și să evidențiem mai multe caracteristici ale unităților.

Factor de formă (dimensiune)

Parametrul arată lățimea hard disk-ului în inci. Lățimea principală este de 3,5 inchi și 2,5 inci, utilizată în computerele și laptopurile moderne, precum și în unitățile externe portabile și staționare și stocarea în rețea.

Pentru un computer de acasă staționar, dimensiunea standard este de 3,5 inchi; în cazurile moderne există locașuri pentru unități de 2,5 inchi, acestea sunt proiectate în principal pentru instalarea unei unități SSD; instalarea unei unități de 3,5 inci într-un computer în loc de o unitate de 3,5 inchi unitatea nu are prea mult sens, doar în cazuri foarte compacte, cum ar fi micro-ATX.

La laptopuri, dimpotrivă, economisirea spațiului este foarte importantă și folosesc factori de formă de 2,5 inci. Există discuri mai mici - 1,8 inchi, 1,3 inchi, 0,8 inci, dar nu le veți găsi în dispozitivele moderne.

Capacitate (De ce este capacitatea discului mai mică decât cea menționată?)

Un parametru care determină direct câte informații putem înregistra și stoca pe computerul sau laptopul nostru. Producătorii indică capacitatea la rata de 1 kilobyte = 1000 de octeți, dar computerele calculează diferit 1 KB = 1024 de octeți, de unde confuzia dintre utilizatorii care întâlnesc acest lucru pentru prima dată și cu cât volumul este mai mare, cu atât diferența este mai mare în volumul final. Acum volumul discurilor este măsurat în terabytes, ceea ce este mai mult decât suficient pentru a stoca o colecție nu numai de fotografii, ci și de muzică și filme.

Interfață

Veți găsi unități cu un conector SATA în toate dispozitivele moderne de astăzi. Singura diferență este viteza de transfer de date.

ATA aka PATA (IDE)

Discurile cu această interfață nu mai sunt produse sau instalate pe dispozitive moderne, dar le puteți găsi pe computere mai vechi. Inițial, interfața a fost numită ATA, dar după apariția celui mai modern și de mare viteză SATA în 2003, a fost redenumită PATA.

Numele IDE a fost inventat de WD (Western Digital) în 1986 din motive de marketing, când a dezvoltat prima versiune a acestui standard de conexiune.

SCSI și SAS

Discurile cu interfață SAS sunt utilizate în echipamentele server. Au înlocuit interfața SCSI. Utilizatorul obișnuit ar trebui să știe doar că sunt destinate unor sarcini complet diferite și nu sunt utilizate în computerele de acasă.

Viteza axului

Numărul de rotații ale axului (axa pe care se rotește placa sau mai multe plăci din interiorul discului). Există mai multe standarde; în computerele și laptopurile de acasă se folosesc discuri cu viteze de rotație de 5400, 7200 și 10000 rpm; pe echipamentele server există viteze de rotație de 15000 rpm. Parametrul afectează timpul de acces la informații.

Mai sunt câțiva parametri, cum ar fi nivelul de zgomot, timpul dintre defecțiuni etc. în unitățile moderne, acești parametri corespund criteriilor standard și nu diferă semnificativ; le vom acorda atenție atunci când comparăm și selectăm hard disk-uri.

Unități externe (portabile sau staționare)

Acestea sunt deja unități familiare, închise într-o cutie externă din plastic sau metal în care este instalată o placă de control sau chiar un întreg mini-PC pe placă. Aceste unități au diverse ieșiri, conectorii principali sunt mini-USB, micro-USB, micro-USB 3.0, fireware și altele; modelele portabile sunt alimentate de un conector USB. Cele staționare au un cablu de alimentare separat. Modelele moderne de unități externe pot funcționa printr-o rețea wireless wi-fi. Acum, la vânzare, puteți găsi stocare de rețea cu mai multe discuri într-o singură carcasă, care pot fi conectate în matrice RAID. Despre toate aceste dispozitive vom vorbi separat în articolele viitoare.