Thực đơn
trang chủExcel

Ổ cứng, nó là gì? Ổ cứng bao gồm những gì và nó hoạt động như thế nào? Ưu và nhược điểm của HDD so với SSD. Ổ cứng hoạt động như thế nào?

Ổ cứng, hay còn gọi là ổ cứng, là một trong những thành phần quan trọng nhất của hệ thống máy tính. Mọi người đều biết về điều này. Nhưng không phải người dùng hiện đại nào cũng có hiểu biết cơ bản về cách thức hoạt động của ổ cứng. Nhìn chung, nguyên lý hoạt động khá đơn giản để hiểu cơ bản, nhưng có một số sắc thái sẽ được thảo luận thêm.

Câu hỏi về mục đích và phân loại ổ cứng?

Tất nhiên, câu hỏi về mục đích chỉ mang tính tu từ. Bất kỳ người dùng nào, ngay cả người mới bắt đầu, sẽ trả lời ngay rằng ổ cứng (hay còn gọi là ổ cứng, hay còn gọi là Hard Drive hay HDD) sẽ trả lời ngay rằng nó được dùng để lưu trữ thông tin.

Nói chung, điều này là đúng. Đừng quên rằng trên ổ cứng, ngoài hệ điều hành và tệp người dùng, còn có các phần khởi động do HĐH tạo ra, nhờ đó nó khởi động, cũng như một số nhãn nhất định mà bạn có thể nhanh chóng tìm thấy thông tin cần thiết trên ổ cứng. đĩa.

Mẫu mã hiện đại khá đa dạng: ổ cứng HDD thông thường, ổ cứng ngoài, ổ cứng thể rắn (SSD) tốc độ cao, mặc dù chúng không được phân loại chung là ổ cứng. Tiếp theo, đề xuất xem xét cấu trúc và nguyên lý hoạt động của ổ cứng, nếu chưa đầy đủ thì ít nhất cũng đủ hiểu các thuật ngữ và quy trình cơ bản.

Xin lưu ý rằng cũng có một phân loại đặc biệt về ổ cứng hiện đại theo một số tiêu chí cơ bản, trong đó có những tiêu chí sau:

  • phương pháp lưu trữ thông tin;
  • loại phương tiện truyền thông;
  • cách tổ chức tiếp cận thông tin.

Tại sao ổ cứng được gọi là ổ cứng?

Ngày nay, nhiều người dùng thắc mắc tại sao lại gọi ổ cứng là liên quan đến vũ khí nhỏ. Có vẻ như, điểm chung giữa hai thiết bị này là gì?

Thuật ngữ này xuất hiện vào năm 1973, khi ổ cứng HDD đầu tiên trên thế giới xuất hiện trên thị trường, thiết kế của nó bao gồm hai ngăn riêng biệt trong một hộp kín. Dung lượng mỗi ngăn là 30 MB, đó là lý do tại sao các kỹ sư đặt cho đĩa tên mã “30-30”, hoàn toàn phù hợp với nhãn hiệu súng “30-30 Winchester” phổ biến lúc bấy giờ. Đúng vậy, vào đầu những năm 90 ở Mỹ và Châu Âu, cái tên này gần như không còn được sử dụng, nhưng nó vẫn còn phổ biến trong không gian hậu Xô Viết.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ổ cứng

Nhưng chúng ta lạc đề. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng có thể được mô tả ngắn gọn là các quá trình đọc hoặc ghi thông tin. Nhưng làm thế nào điều này xảy ra? Để hiểu nguyên lý hoạt động của ổ cứng từ tính, trước tiên bạn cần nghiên cứu cách thức hoạt động của nó.

Bản thân ổ cứng là một tập hợp các tấm, số lượng tấm có thể từ bốn đến chín, được kết nối với nhau bằng một trục (trục) gọi là trục xoay. Các tấm được đặt chồng lên nhau. Thông thường, vật liệu để sản xuất chúng là nhôm, đồng thau, gốm sứ, thủy tinh, v.v. Bản thân các tấm này có một lớp phủ từ tính đặc biệt dưới dạng vật liệu gọi là đĩa, dựa trên oxit gamma ferrite, oxit crom, bari ferrite, v.v. Mỗi tấm như vậy dày khoảng 2 mm.

Các đầu xuyên tâm (một đầu cho mỗi tấm) chịu trách nhiệm ghi và đọc thông tin, cả hai bề mặt đều được sử dụng trong các tấm. Tốc độ của nó có thể dao động từ 3600 đến 7200 vòng / phút và hai động cơ điện chịu trách nhiệm di chuyển các đầu.

Trong trường hợp này, nguyên tắc hoạt động cơ bản của ổ cứng máy tính là thông tin không được ghi ở bất cứ đâu mà ở những vị trí được xác định nghiêm ngặt, được gọi là các khu vực, nằm trên các đường hoặc rãnh đồng tâm. Để tránh nhầm lẫn, các quy tắc thống nhất sẽ được áp dụng. Điều này có nghĩa là các nguyên tắc hoạt động của ổ cứng, xét từ quan điểm cấu trúc logic của chúng, là phổ biến. Ví dụ: kích thước của một khu vực, được áp dụng làm tiêu chuẩn thống nhất trên toàn thế giới, là 512 byte. Lần lượt, các lĩnh vực được chia thành các cụm, là chuỗi các lĩnh vực liền kề. Và điểm đặc biệt trong nguyên lý hoạt động của ổ cứng về vấn đề này là việc trao đổi thông tin được thực hiện bởi toàn bộ cụm (toàn bộ chuỗi các ngành).

Nhưng việc đọc thông tin diễn ra như thế nào? Nguyên lý hoạt động của ổ đĩa từ cứng như sau: sử dụng một giá đỡ đặc biệt, đầu đọc được di chuyển theo hướng xuyên tâm (xoắn ốc) đến rãnh mong muốn và khi xoay, được đặt phía trên một khu vực nhất định và tất cả các đầu có thể di chuyển đồng thời, đọc cùng một thông tin không chỉ từ các bản nhạc khác nhau mà còn từ các đĩa (tấm) khác nhau. Tất cả các rãnh có cùng số sê-ri thường được gọi là hình trụ.

Trong trường hợp này, có thể nhận ra thêm một nguyên lý hoạt động của ổ cứng: đầu đọc càng gần bề mặt từ tính (nhưng không chạm vào) thì mật độ ghi càng cao.

Thông tin được viết và đọc như thế nào?

Ổ cứng hay ổ cứng được gọi là từ tính vì chúng sử dụng các định luật vật lý của từ tính do Faraday và Maxwell xây dựng.

Như đã đề cập, các tấm làm bằng vật liệu nhạy cảm không từ tính được phủ một lớp phủ từ tính, độ dày của lớp này chỉ vài micromet. Trong quá trình hoạt động, một từ trường xuất hiện, có cái gọi là cấu trúc miền.

Miền từ tính là vùng từ hóa của hợp kim sắt bị giới hạn nghiêm ngặt bởi các ranh giới. Hơn nữa, nguyên lý hoạt động của đĩa cứng có thể được mô tả ngắn gọn như sau: khi tiếp xúc với từ trường bên ngoài, từ trường của đĩa cứng bắt đầu được định hướng chặt chẽ dọc theo các đường từ và khi ngừng ảnh hưởng, các vùng từ hóa dư sẽ xuất hiện. trên các đĩa, trong đó thông tin trước đây có trong trường chính được lưu trữ.

Đầu đọc có nhiệm vụ tạo ra một trường bên ngoài khi viết và khi đọc, vùng từ hóa dư nằm đối diện với đầu sẽ tạo ra một lực điện động hoặc EMF. Hơn nữa, mọi thứ đều đơn giản: một thay đổi trong EMF tương ứng với một thay đổi trong mã nhị phân và sự vắng mặt hoặc chấm dứt của nó tương ứng với 0. Thời gian thay đổi của EMF thường được gọi là phần tử bit.

Ngoài ra, bề mặt từ tính, hoàn toàn dựa trên những cân nhắc của khoa học máy tính, có thể được liên kết dưới dạng một chuỗi điểm nhất định của các bit thông tin. Tuy nhiên, vì vị trí của những điểm như vậy không thể tính toán chính xác tuyệt đối nên bạn cần cài đặt một số điểm đánh dấu được thiết kế sẵn trên đĩa để giúp xác định vị trí mong muốn. Việc tạo các dấu như vậy được gọi là định dạng (nói đại khái là chia đĩa thành các rãnh và các cung gộp lại thành cụm).

Cấu trúc logic và nguyên lý hoạt động của ổ cứng về mặt định dạng

Đối với tổ chức logic của ổ cứng, định dạng được đặt lên hàng đầu ở đây, trong đó có hai loại chính được phân biệt: cấp độ thấp (vật lý) và cấp độ cao (logic). Nếu không có những bước này thì sẽ không thể đưa ổ cứng vào tình trạng hoạt động được. Cách khởi tạo ổ cứng mới sẽ được thảo luận riêng.

Định dạng ở mức độ thấp liên quan đến tác động vật lý lên bề mặt của ổ cứng, tạo ra các cung nằm dọc theo rãnh. Điều tò mò là nguyên lý hoạt động của ổ cứng là mỗi khu vực được tạo ra có một địa chỉ duy nhất, bao gồm số của khu vực đó, số rãnh mà nó nằm trên đó và số của bên. của đĩa. Do đó, khi tổ chức truy cập trực tiếp, cùng một RAM sẽ truy cập trực tiếp vào một địa chỉ nhất định, thay vì tìm kiếm thông tin cần thiết trên toàn bộ bề mặt, nhờ đó đạt được hiệu suất (mặc dù đây không phải là điều quan trọng nhất). Xin lưu ý rằng khi thực hiện định dạng cấp thấp, tất cả thông tin sẽ bị xóa hoàn toàn và trong hầu hết các trường hợp, nó không thể khôi phục được.

Một điều nữa là định dạng logic (trong hệ thống Windows đây là định dạng nhanh hoặc định dạng nhanh). Ngoài ra, các quy trình này cũng có thể áp dụng để tạo các phân vùng logic, là một khu vực nhất định của ổ cứng chính hoạt động theo cùng nguyên tắc.

Định dạng logic chủ yếu ảnh hưởng đến khu vực hệ thống, bao gồm khu vực khởi động và bảng phân vùng (Bản ghi khởi động), bảng phân bổ tệp (FAT, NTFS, v.v.) và thư mục gốc (Thư mục gốc).

Thông tin được ghi vào các phần thông qua cụm thành nhiều phần và một cụm không thể chứa hai đối tượng (tệp) giống hệt nhau. Trên thực tế, việc tạo một phân vùng logic sẽ tách nó ra khỏi phân vùng hệ thống chính, do đó thông tin được lưu trữ trên đó không bị thay đổi hoặc xóa trong trường hợp có lỗi và lỗi.

Đặc điểm chính của ổ cứng

Có vẻ như nhìn chung nguyên lý hoạt động của ổ cứng hơi rõ ràng. Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang các đặc điểm chính giúp đưa ra bức tranh hoàn chỉnh về tất cả các khả năng (hoặc khuyết điểm) của ổ cứng hiện đại.

Nguyên lý hoạt động của ổ cứng và các đặc tính chính của nó có thể hoàn toàn khác nhau. Để hiểu những gì chúng ta đang nói đến, hãy nêu bật các thông số cơ bản nhất đặc trưng cho tất cả các thiết bị lưu trữ thông tin được biết đến ngày nay:

  • công suất (khối lượng);
  • hiệu suất (tốc độ truy cập dữ liệu, đọc và ghi thông tin);
  • giao diện (phương thức kết nối, loại bộ điều khiển).

Dung lượng thể hiện tổng lượng thông tin có thể được ghi và lưu trữ trên ổ cứng. Ngành công nghiệp sản xuất ổ cứng HDD đang phát triển nhanh chóng đến mức ngày nay các loại ổ cứng có dung lượng khoảng 2 TB trở lên đã được đưa vào sử dụng. Và, như người ta tin, đây không phải là giới hạn.

Giao diện là đặc điểm quan trọng nhất. Nó xác định chính xác cách thiết bị được kết nối với bo mạch chủ, bộ điều khiển nào được sử dụng, cách đọc và ghi được thực hiện, v.v. Các giao diện chính và phổ biến nhất là IDE, SATA và SCSI.

Đĩa có giao diện IDE không tốn kém nhưng nhược điểm chính bao gồm số lượng thiết bị được kết nối đồng thời hạn chế (tối đa bốn) và tốc độ truyền dữ liệu thấp (ngay cả khi chúng hỗ trợ truy cập bộ nhớ trực tiếp Ultra DMA hoặc giao thức Ultra ATA (Chế độ 2 và Chế độ 4) . Mặc dù người ta tin rằng việc sử dụng chúng cho phép bạn tăng tốc độ đọc/ghi lên mức 16 MB/s, nhưng trên thực tế, tốc độ này thấp hơn nhiều. Ngoài ra, để sử dụng chế độ UDMA, bạn cần cài đặt một công cụ đặc biệt về lý thuyết, trình điều khiển này phải được cung cấp đầy đủ cùng với bo mạch chủ.

Khi nói về nguyên lý hoạt động của ổ cứng và những đặc điểm của nó, chúng ta không thể bỏ qua đâu là phiên bản kế nhiệm của IDE ATA. Ưu điểm của công nghệ này là tốc độ đọc/ghi có thể tăng lên 100 MB/s thông qua việc sử dụng bus Fireware IEEE-1394 tốc độ cao.

Cuối cùng, giao diện SCSI, so với hai giao diện trước, là giao diện linh hoạt và nhanh nhất (tốc độ ghi/đọc đạt 160 MB/s trở lên). Nhưng những ổ cứng như vậy có giá gần như gấp đôi. Nhưng số lượng thiết bị lưu trữ thông tin được kết nối đồng thời dao động từ bảy đến mười lăm, có thể thực hiện kết nối mà không cần tắt máy tính và chiều dài cáp có thể khoảng 15-30 mét. Trên thực tế, loại HDD này chủ yếu không được sử dụng trong PC của người dùng mà trên máy chủ.

Hiệu suất, đặc trưng cho tốc độ truyền và thông lượng I/O, thường được biểu thị dưới dạng thời gian truyền và lượng dữ liệu tuần tự được truyền và biểu thị bằng MB/s.

Một số tùy chọn bổ sung

Nói về nguyên lý hoạt động của ổ cứng là gì và những thông số nào ảnh hưởng đến hoạt động của nó, chúng ta không thể bỏ qua một số đặc điểm bổ sung có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hay thậm chí là tuổi thọ của thiết bị.

Ở đây, vị trí đầu tiên là tốc độ quay, ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian tìm kiếm và khởi tạo (nhận dạng) của khu vực mong muốn. Đây được gọi là thời gian tìm kiếm tiềm ẩn - khoảng thời gian mà khu vực được yêu cầu quay về phía đầu đọc. Ngày nay, một số tiêu chuẩn đã được áp dụng cho tốc độ trục chính, được biểu thị bằng số vòng quay trên phút với thời gian trễ tính bằng mili giây:

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

Dễ dàng nhận thấy rằng tốc độ càng cao thì càng tốn ít thời gian tìm kiếm các cung, và về mặt vật lý, trên mỗi vòng quay của đĩa trước khi đặt đầu đọc đến điểm định vị đĩa mong muốn.

Một thông số khác là tốc độ truyền nội bộ. Trên các tuyến đường bên ngoài, tỷ lệ này là tối thiểu nhưng sẽ tăng lên khi chuyển dần sang các tuyến đường bên trong. Do đó, quá trình chống phân mảnh tương tự, di chuyển dữ liệu được sử dụng thường xuyên đến các khu vực nhanh nhất của đĩa, không gì khác hơn là di chuyển nó sang rãnh bên trong có tốc độ đọc cao hơn. Tốc độ bên ngoài có các giá trị cố định và phụ thuộc trực tiếp vào giao diện được sử dụng.

Cuối cùng, một trong những điểm quan trọng liên quan đến sự hiện diện của bộ nhớ đệm hoặc bộ đệm riêng của ổ cứng. Trên thực tế, nguyên lý hoạt động của ổ cứng về mặt sử dụng bộ đệm có phần giống với RAM hay bộ nhớ ảo. Bộ nhớ đệm càng lớn (128-256 KB) thì ổ cứng sẽ hoạt động càng nhanh.

Yêu cầu chính đối với ổ cứng

Trong hầu hết các trường hợp, không có quá nhiều yêu cầu cơ bản được áp dụng cho ổ cứng. Điều chính là tuổi thọ dài và độ tin cậy.

Tiêu chuẩn chính cho hầu hết các ổ cứng HDD là tuổi thọ khoảng 5-7 năm với thời gian hoạt động ít nhất là năm trăm nghìn giờ, nhưng đối với các ổ cứng cao cấp con số này ít nhất là một triệu giờ.

Về độ tin cậy, chức năng tự kiểm tra S.M.A.R.T. chịu trách nhiệm cho việc này, chức năng này theo dõi tình trạng của từng phần tử trong ổ cứng, thực hiện giám sát liên tục. Dựa trên dữ liệu được thu thập, thậm chí có thể hình thành một dự báo nhất định về khả năng xảy ra sự cố có thể xảy ra trong tương lai.

Không cần phải nói rằng người dùng không nên đứng ngoài cuộc. Vì vậy, chẳng hạn khi làm việc với ổ cứng HDD, điều cực kỳ quan trọng là phải duy trì chế độ nhiệt độ tối ưu (0 - 50 ± 10 độ C), tránh rung lắc, va đập, rơi ổ cứng, bụi hoặc các hạt nhỏ khác lọt vào. , v.v. Nhân tiện, nhiều người sẽ Thật thú vị khi biết rằng cùng một hạt khói thuốc lá có khoảng cách gần gấp đôi giữa đầu đọc và bề mặt từ tính của ổ cứng và tóc người - 5-10 lần.

Các vấn đề khởi tạo trong hệ thống khi thay thế ổ cứng

Bây giờ là một vài lời về những hành động cần thực hiện nếu vì lý do nào đó mà người dùng đã thay đổi ổ cứng hoặc cài đặt thêm ổ cứng.

Chúng tôi sẽ không mô tả đầy đủ quá trình này mà sẽ chỉ tập trung vào các giai đoạn chính. Trước tiên, bạn cần kết nối ổ cứng và xem trong cài đặt BIOS để xem phần cứng mới có được phát hiện hay không, khởi tạo nó trong phần quản trị đĩa và tạo bản ghi khởi động, tạo một ổ đĩa đơn giản, gán cho nó một mã định danh (chữ cái) và định dạng nó bằng cách chọn một hệ thống tập tin. Chỉ sau đó, “ốc vít” mới mới hoàn toàn sẵn sàng hoạt động.

Phần kết luận

Trên thực tế, đó là tất cả những gì liên quan ngắn gọn đến chức năng và đặc điểm cơ bản của ổ cứng hiện đại. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng ngoài không được xem xét cơ bản ở đây, vì thực tế nó không khác gì những gì được sử dụng cho ổ cứng cố định. Sự khác biệt duy nhất là phương pháp kết nối ổ đĩa bổ sung với máy tính hoặc máy tính xách tay. Kết nối phổ biến nhất là thông qua giao diện USB, được kết nối trực tiếp với bo mạch chủ. Đồng thời, nếu muốn đảm bảo hiệu suất tối đa, tốt hơn hết bạn nên sử dụng chuẩn USB 3.0 (cổng bên trong có màu xanh lam), tất nhiên với điều kiện là ổ cứng gắn ngoài hỗ trợ nó.

Mặt khác, tôi nghĩ rằng nhiều người ít nhất đã hiểu một chút về cách thức hoạt động của bất kỳ loại ổ cứng nào. Có lẽ có quá nhiều chủ đề đã được đưa ra ở trên, đặc biệt là ngay cả từ một khóa học vật lý ở trường, tuy nhiên, nếu không có chủ đề này, sẽ không thể hiểu đầy đủ tất cả các nguyên tắc và phương pháp cơ bản vốn có trong công nghệ sản xuất và sử dụng ổ cứng HDD.

Ngày nay sẽ không quá lời khi nói rằng đại đa số người dùng máy tính đều quen thuộc với khái niệm “ổ cứng máy tính”. Họ biết rằng mọi máy tính đều có một “bộ nhớ” lưu trữ tất cả thông tin như phim, nhạc, ảnh, trò chơi và chương trình. Tuy nhiên, rất ít người trong tổng số những người thích nhìn chằm chằm vào màn hình đã hiểu sâu hơn về thiết bị lưu trữ bí ẩn này ngoài kiến ​​thức rằng “đây là một vật hình chữ nhật trong đó tất cả các tập tin được lưu trữ một cách khó hiểu bằng cách nào đó”. Và chính xác là dành cho những độc giả muốn tìm hiểu sâu hơn và tìm hiểu cách thức hoạt động của ổ cứng, cũng như hiểu cấu trúc của nó, bài viết này đã được viết, trong đó chúng tôi sẽ giải quyết những vấn đề này một cách đơn giản và bằng tiếng Nga.

Ổ cứng máy tính hoạt động như thế nào?

Đầu tiên, chúng ta hãy thực hiện một chuyến tham quan ngắn vào lịch sử. Ổ cứng đầu tiên được IBM tạo ra cách đây gần sáu thập kỷ, vào năm 1957. Dung lượng của nó là 5 megabyte - con số lố bịch theo tiêu chuẩn ngày nay, nhưng vào thời điểm đó, nó là một bước đột phá công nghệ thực sự. Sau một thời gian, các kỹ sư của cùng công ty đã tạo ra một ổ cứng có dung lượng 30 MB và thêm 30 MB trong khoang di động. Vì cấu trúc đĩa này gợi lên sự liên tưởng đến việc đánh dấu hộp mực cho loại carbine Winchester phổ biến ở Mỹ - “.30-30” - nên các nhà thiết kế đã đặt cho đĩa cứng này tên mã là “Winchester”. Một sự thật thú vị là ở thời hiện đại ở phương Tây hầu như không ai gọi ổ cứng như vậy, nhưng trong môi trường nói tiếng Nga, cái tên này đã bén rễ vững chắc hơn nhiều, đồng thời cũng tạo ra một phiên bản viết tắt tiện lợi - “vít”, được sử dụng rộng rãi trong lời nói thông tục.

Thiết kế ổ cứng

Bây giờ chúng ta hãy chuyển thẳng đến phần nổi bật của chương trình và bắt đầu với cấu trúc bên trong của nó. Thiết kế ổ cứng bao gồm các thành phần sau.

1. Một khối đĩa từ hay còn gọi là. “Bánh kếp” (từ một đến ba miếng trong một khối, nằm chồng lên nhau) về cơ bản là thành phần chính của ổ cứng. Mỗi đĩa từ được làm bằng nhôm hoặc thủy tinh và được phủ một vật liệu sắt từ, thường là crom dioxide. Dữ liệu được ghi vào lớp từ tính bằng đầu từ.
2. Khối đầu từ - là một cánh tay rocker được kết nối với vi mạch chuyển đổi bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiệu nhận được khi đọc từ đĩa. Ở đầu các tấm rocker có các đầu từ tương tác với đĩa từ khi thực hiện thao tác đọc và ghi.
3. Động cơ trục chính là động cơ điện đặc biệt dùng để tăng tốc đĩa từ. Tùy thuộc vào model ổ cứng, con số này có thể đạt tới 15.000 vòng/phút. Thiết kế của động cơ dựa trên việc sử dụng vòng bi (bóng và thủy động lực), giúp động cơ hoạt động im lặng và không tạo ra rung động.
4. Bo mạch điều khiển là một mạch tích hợp có chức năng điều khiển hoạt động của ổ cứng bằng cách chuyển đổi các tín hiệu truyền từ đầu từ thành tín hiệu mà máy tính có thể hiểu được.

Ổ cứng hoạt động như thế nào

Sau khi nghiên cứu từng thành phần riêng lẻ, chúng ta có thể vẽ ra một bức tranh hoàn chỉnh về những gì đang xảy ra và mô tả từng bước cách thức hoạt động của ổ cứng máy tính. Vì vậy, ổ cứng được cấp nguồn - bộ điều khiển điện tử sẽ gửi tín hiệu đến động cơ trục chính, động cơ này bắt đầu quay các đĩa từ được cố định chắc chắn vào trục của nó. Sau khi đạt tốc độ quay cần thiết, tại đó xuất hiện một khe hở không khí giữa bánh kếp và đầu, loại bỏ khả năng tiếp xúc của chúng, người điều khiển sẽ đưa các đầu về phía chúng ở một khoảng cách “làm việc”, tức là khoảng 10 nanomet (một phần tỷ của một mét, hãy tưởng tượng!).

Dữ liệu đầu tiên nhận được từ ổ cứng được bật luôn là thông tin dịch vụ hay còn gọi là thông tin dịch vụ. "không có đường ray". Nó chứa thông tin về trạng thái của ổ cứng và các đặc điểm của nó. Nếu vì lý do nào đó không thể lấy được thông tin này, thiết bị sẽ không khởi động và không hoạt động.
Nếu dữ liệu dịch vụ được nhận thành công và không có lỗi thì giai đoạn làm việc với thông tin được ghi trực tiếp trên đĩa sẽ bắt đầu. Rất có thể, bạn đã bị dày vò bởi câu hỏi - "nó được ghi lại như thế nào?" Chúng tôi trả lời: các đầu từ, dưới tác động của các xung dòng điện, có khả năng từ hóa các phần của đĩa, từ đó hình thành các bit (các số 0 logic và các số 1 logic khác nhau theo hướng của mô men từ). Nói cách khác, tất cả thông tin trên ổ cứng của máy tính là các phần được từ hóa khác nhau, sau khi được chuyển đổi thành tín hiệu tiêu chuẩn, sẽ được máy tính nhận dạng và hiển thị cho người dùng ở dạng mà người dùng có thể hiểu được. Cần lưu ý rằng các khu vực này được cấu trúc chặt chẽ - chúng đại diện cho cái gọi là. "dấu vết", tức là các vùng hình vòng trên bề mặt đĩa từ.

Điều quan trọng cần lưu ý là khối đầu là một mảnh, vì vậy tất cả các đầu trong đó đều di chuyển đồng bộ - do đó, chúng luôn nằm trên cùng một rãnh của từng chiếc bánh riêng lẻ. Dựa trên điều này, các đường ray tạo thành một hình trụ trong mặt phẳng thẳng đứng. Hơn nữa, mỗi track bao gồm các phân đoạn được gọi là “sector”. Khi ghi thông tin vào các lĩnh vực này, đầu từ sẽ thay đổi từ trường và khi đọc thông tin, chúng chỉ cần nắm bắt nó. Hiểu được cấu trúc vật lý của việc lưu trữ dữ liệu, chúng ta có thể kết luận rằng dung lượng của ổ cứng bằng tích của số trụ, số đầu và số cung.

Định dạng ổ cứng của bạn

Câu chuyện về cách thức hoạt động của ổ cứng máy tính không thể gọi là trọn vẹn nếu nó không đề cập đến chủ đề định dạng. Định dạng là một quá trình đặc biệt để đánh dấu vùng lưu trữ thông tin của ổ cứng, bản chất của quá trình này là tạo ra các cấu trúc nhất định để truy cập dữ liệu này, chẳng hạn như hệ thống tệp, bằng cách ghi lại một số thông tin dịch vụ nhất định. Trong trường hợp này, dữ liệu được lưu trữ trước đó sẽ bị hủy (tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể khôi phục được). Thông thường, định dạng được thực hiện khi cài đặt (hoặc cài đặt lại) hệ điều hành trên máy tính, vì tùy chọn tốt nhất cho việc này là đĩa "sạch", được định dạng, xóa dữ liệu khỏi hệ điều hành trước đó. Để không làm mất thông tin cần thiết, theo quy định, "ốc vít" trước tiên được chia thành nhiều phân vùng một cách hợp lý - trong trường hợp này, định dạng sẽ chỉ được yêu cầu cho phân vùng mà hệ điều hành sẽ được cài đặt, trong khi dữ liệu trên các phân vùng còn lại sẽ không bị ảnh hưởng, đây là một cách tiếp cận rất thân thiện với người dùng.

Ổ cứng gần như là một trong những thành phần quan trọng nhất của máy tính hiện đại. Vì nó được thiết kế chủ yếu để lưu trữ lâu dài dữ liệu của bạn nên đây có thể là trò chơi, phim và các tệp lớn khác được lưu trữ trên PC của bạn. Và sẽ thật đáng tiếc nếu nó đột ngột bị hỏng, hậu quả là bạn có thể mất tất cả dữ liệu và rất khó khôi phục. Và để vận hành và thay thế thành phần này đúng cách, bạn cần hiểu cách thức hoạt động của nó và ổ cứng là gì.


Từ bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về hoạt động của ổ cứng, các thành phần và đặc tính kỹ thuật của nó.

Thông thường, các thành phần chính của ổ cứng là một số đĩa nhôm tròn. Không giống như đĩa mềm (đĩa mềm bị lãng quên), chúng rất khó uốn cong nên có tên là đĩa cứng. Trong một số thiết bị, chúng được cài đặt không thể tháo rời và được gọi là cố định (đĩa cố định). Nhưng trong máy tính để bàn thông thường và thậm chí một số mẫu máy tính xách tay và máy tính bảng, chúng có thể được thay thế mà không gặp vấn đề gì.

Hình: Ổ cứng không có nắp trên

Ghi chú!

Tại sao ổ cứng đôi khi được gọi là ổ cứng và chúng có liên quan gì đến súng ống? Vào khoảng những năm 1960, IBM đã phát hành ổ cứng tốc độ cao với số phát triển 30-30. Điều này trùng hợp với tên gọi của loại vũ khí súng trường Winchester nổi tiếng, và do đó thuật ngữ này nhanh chóng trở thành tiếng lóng của máy tính. Nhưng trên thực tế, ổ cứng không có điểm gì chung với ổ cứng thật.

Ổ cứng hoạt động như thế nào?

Việc ghi và đọc thông tin nằm trên các vòng tròn đồng tâm của đĩa cứng, được chia thành các cung, được thực hiện bằng cách sử dụng các đầu ghi/đọc phổ thông.

Mỗi mặt của đĩa có rãnh riêng để ghi và đọc, nhưng các đầu đọc được đặt trên một ổ đĩa chung cho tất cả các đĩa. Vì lý do này, các đầu chuyển động đồng bộ.

Video YouTube: Thao tác mở ổ cứng

Hoạt động bình thường của ổ đĩa không cho phép tiếp xúc giữa các đầu và bề mặt từ tính của đĩa. Tuy nhiên, nếu không có điện và thiết bị dừng lại thì các đầu từ vẫn rơi xuống bề mặt từ tính.

Trong quá trình hoạt động của ổ cứng, một khe hở không khí nhỏ hình thành giữa bề mặt của đĩa quay và đầu. Nếu một hạt bụi lọt vào khe hở này hoặc thiết bị bị rung lắc thì khả năng cao đầu máy sẽ va chạm với bề mặt quay. Một cú va chạm mạnh có thể khiến đầu bị hỏng. Đầu ra này có thể dẫn đến một số byte bị hỏng hoặc thiết bị hoàn toàn không thể hoạt động được. Vì lý do này, trong nhiều thiết bị, bề mặt từ tính được hợp kim hóa, sau đó một chất bôi trơn đặc biệt được bôi lên bề mặt đó để đối phó với hiện tượng lắc đầu định kỳ.

Một số ổ đĩa hiện đại sử dụng cơ chế tải/dỡ để ngăn các đầu từ chạm vào bề mặt từ tính ngay cả khi mất điện.

Định dạng cấp cao và cấp thấp

Việc sử dụng định dạng cấp cao cho phép hệ điều hành tạo ra các cấu trúc giúp làm việc với các tệp và dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng dễ dàng hơn. Tất cả các phân vùng có sẵn (ổ đĩa logic) đều được cung cấp một khu vực khởi động ổ đĩa, hai bản sao của bảng phân bổ tệp và một thư mục gốc. Thông qua các cấu trúc trên, hệ điều hành quản lý việc phân bổ dung lượng ổ đĩa, theo dõi vị trí của tệp và cũng bỏ qua các vùng bị hỏng trên đĩa.

Nói cách khác, định dạng cấp cao liên quan đến việc tạo mục lục cho đĩa và hệ thống tệp (FAT, NTFS, v.v.). Định dạng “thực” chỉ có thể được phân loại là định dạng cấp thấp, trong đó đĩa được chia thành các rãnh và cung. Sử dụng lệnh DOS FORMAT, đĩa mềm trải qua cả hai loại định dạng cùng một lúc, trong khi đĩa cứng chỉ trải qua định dạng cấp cao.

Để thực hiện định dạng cấp độ thấp trên ổ cứng, bạn cần sử dụng một chương trình đặc biệt, thường do nhà sản xuất đĩa cung cấp. Định dạng đĩa mềm bằng FORMAT bao gồm việc thực hiện cả hai thao tác, trong khi đối với đĩa cứng, các thao tác trên phải được thực hiện riêng biệt. Hơn nữa, ổ cứng còn trải qua thao tác thứ ba - tạo phân vùng, đây là điều kiện tiên quyết để sử dụng nhiều hệ điều hành trên một PC.

Việc tổ chức một số phân vùng giúp bạn có thể cài đặt cơ sở hạ tầng hoạt động riêng trên mỗi phân vùng với ổ đĩa logic và ổ đĩa riêng. Mỗi ổ đĩa hoặc ổ đĩa logic có ký hiệu chữ cái riêng (ví dụ: ổ C, D hoặc E).

Ổ cứng gồm những gì?

Hầu hết mọi ổ cứng hiện đại đều bao gồm cùng một bộ thành phần:

đĩa(số lượng của chúng thường đạt tới 5 miếng);

đầu đọc/ghi(số lượng của chúng thường đạt tới 10 miếng);

cơ cấu truyền động đầu(cơ chế này đặt các đầu vào vị trí cần thiết);

động cơ ổ đĩa(một thiết bị làm cho đĩa quay);

bộ lọc khí(bộ lọc nằm bên trong hộp đựng ổ đĩa);

bảng mạch in có mạch điều khiển(thông qua thành phần này, ổ đĩa và bộ điều khiển được quản lý);

cáp và đầu nối(Linh kiện điện tử HDD).

Hộp kín - HDA - thường được sử dụng làm vỏ cho đĩa, đầu, cơ cấu truyền động đầu và động cơ ổ đĩa. Thông thường hộp này là một hộp duy nhất gần như không bao giờ được mở ra. Các thành phần khác không có trong HDA, bao gồm các thành phần cấu hình, bảng mạch in và bảng mặt trước, đều có thể tháo rời.

Hệ thống điều khiển và đỗ xe đầu tự động

Trong trường hợp mất điện, một hệ thống đỗ xe liên lạc sẽ được cung cấp, nhiệm vụ của hệ thống này là hạ thanh có đầu xuống đĩa. Bất kể thực tế là ổ đĩa có thể chịu được hàng chục nghìn lần nâng lên và hạ xuống của đầu đọc, tất cả điều này phải xảy ra ở những khu vực được chỉ định đặc biệt cho những hành động này.

Trong quá trình nâng lên và hạ xuống liên tục, sự mài mòn không thể tránh khỏi của lớp từ tính sẽ xảy ra. Nếu ổ đĩa bị rung sau khi hao mòn, có thể xảy ra hư hỏng đĩa hoặc đầu. Để ngăn chặn những rắc rối trên, các ổ đĩa hiện đại được trang bị một cơ chế nạp/dỡ đặc biệt, đó là một tấm được đặt trên bề mặt ngoài của ổ cứng. Biện pháp này ngăn không cho đầu chạm vào bề mặt từ tính ngay cả khi tắt nguồn. Khi điện áp bị tắt, bộ truyền động sẽ tự động “đậu” các đầu trên bề mặt của tấm nghiêng.

Một chút về bộ lọc không khí và không khí

Hầu như tất cả các ổ đĩa cứng đều được trang bị hai bộ lọc không khí: bộ lọc khí áp và bộ lọc tuần hoàn. Điều khác biệt giữa các bộ lọc trên với các mẫu có thể thay thế được sử dụng trong các ổ đĩa thế hệ cũ là chúng được đặt bên trong vỏ và dự kiến ​​sẽ không được thay thế cho đến khi hết thời hạn sử dụng.

Các đĩa cũ sử dụng công nghệ không khí di chuyển liên tục vào và ra khỏi thùng máy, sử dụng bộ lọc cần được thay định kỳ.

Các nhà phát triển ổ đĩa hiện đại đã phải từ bỏ sơ đồ này, và do đó, bộ lọc tuần hoàn, nằm trong hộp HDA kín, chỉ được sử dụng để lọc không khí bên trong hộp khỏi các hạt nhỏ nhất bị mắc kẹt bên trong hộp. Bất kể mọi biện pháp phòng ngừa đã được thực hiện, các hạt nhỏ vẫn hình thành sau nhiều lần hạ cánh và cất cánh của đầu. Có tính đến thực tế là vỏ ổ đĩa được bịt kín và không khí được bơm vào bên trong, nó tiếp tục hoạt động ngay cả trong môi trường bị ô nhiễm nặng.

Đầu nối và kết nối giao diện

Nhiều ổ cứng hiện đại được trang bị một số đầu nối giao diện được thiết kế để kết nối với nguồn điện và toàn bộ hệ thống. Theo quy định, ổ đĩa chứa ít nhất ba loại đầu nối:

kết nối giao diện;

đầu nối nguồn điện;

đầu nối đất.

Các đầu nối giao diện đáng được quan tâm đặc biệt vì chúng được thiết kế để ổ đĩa nhận/truyền lệnh và dữ liệu. Nhiều tiêu chuẩn không loại trừ khả năng kết nối nhiều ổ đĩa với một bus.

Như đã đề cập ở trên, ổ HDD có thể được trang bị một số đầu nối giao diện:

MFM và ESDI- các đầu nối đã tuyệt chủng được sử dụng trên các ổ đĩa cứng đầu tiên;

IDE/ATA- một đầu nối để kết nối các thiết bị lưu trữ, từ lâu đã trở nên phổ biến nhất do giá thành thấp. Về mặt kỹ thuật, giao diện này tương tự như bus ISA 16-bit. Sự phát triển tiếp theo của các tiêu chuẩn IDE đã góp phần tăng tốc độ trao đổi dữ liệu, cũng như sự xuất hiện của khả năng truy cập trực tiếp vào bộ nhớ bằng công nghệ DMA;

ATA nối tiếp- một đầu nối thay thế IDE, về mặt vật lý là một đường một chiều được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếp. Tuy nhiên, ở chế độ tương thích tương tự như giao diện IDE, sự hiện diện của chế độ “gốc” cho phép bạn tận dụng một bộ khả năng bổ sung.

SCSI- giao diện phổ quát được sử dụng tích cực trên các máy chủ để kết nối ổ cứng và các thiết bị khác. Mặc dù có hiệu suất kỹ thuật tốt nhưng nó vẫn chưa trở nên phổ biến như IDE do giá thành cao.

SAS- SCSI tương tự nối tiếp.

USB- một giao diện cần thiết để kết nối ổ cứng ngoài. Trao đổi thông tin trong trường hợp này xảy ra thông qua giao thức USB Mass Storage.

FireWire- một đầu nối tương tự như USB, cần thiết để kết nối ổ cứng gắn ngoài.

Kênh sợi quang-giao diện được sử dụng bởi các hệ thống cao cấp do tốc độ truyền dữ liệu cao.

Chỉ báo chất lượng ổ cứng

Dung tích— lượng thông tin mà ổ đĩa có thể chứa. Con số này ở các ổ cứng hiện đại có thể lên tới 4 terabyte (4000 gigabyte);

Hiệu suất. Thông số này có tác động trực tiếp đến thời gian phản hồi và tốc độ truyền thông tin trung bình;

độ tin cậy- chỉ số được xác định bằng thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc.

Giới hạn năng lực vật lý

Dung lượng tối đa mà ổ cứng sử dụng phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm giao diện, trình điều khiển, hệ điều hành và hệ thống tệp.

Ổ ATA đầu tiên ra mắt năm 1986 có giới hạn dung lượng là 137 GB.

Các phiên bản BIOS khác nhau cũng góp phần làm giảm dung lượng tối đa của ổ cứng, do đó các hệ thống được xây dựng trước năm 1998 có dung lượng lên tới 8,4 GB và các hệ thống ra mắt trước năm 1994 có dung lượng 528 MB.

Ngay cả sau khi giải quyết các vấn đề với BIOS, giới hạn dung lượng của các ổ đĩa có giao diện kết nối ATA vẫn tồn tại; giá trị tối đa của nó là 137 GB. Hạn chế này đã được khắc phục thông qua tiêu chuẩn ATA-6, được phát hành năm 2001. Tiêu chuẩn này sử dụng sơ đồ địa chỉ mở rộng, do đó, góp phần tăng dung lượng lưu trữ lên 144 GB. Giải pháp như vậy giúp có thể giới thiệu các ổ đĩa có giao diện PATA và SATA, có dung lượng lưu trữ cao hơn giới hạn quy định là 137 GB.

Hạn chế của hệ điều hành về âm lượng tối đa

Hầu như tất cả các hệ điều hành hiện đại đều không áp đặt bất kỳ hạn chế nào đối với chỉ số như dung lượng ổ cứng, điều này không thể nói về các phiên bản hệ điều hành trước đó.

Ví dụ: DOS không nhận dạng ổ cứng có dung lượng vượt quá 8,4 GB, vì việc truy cập vào ổ đĩa trong trường hợp này được thực hiện thông qua địa chỉ LBA, trong khi ở DOS 6.x và các phiên bản trước đó chỉ hỗ trợ địa chỉ CHS.

Ngoài ra còn có giới hạn dung lượng ổ cứng khi cài đặt Windows 95. Giá trị tối đa cho giới hạn này là 32 GB. Ngoài ra, các phiên bản cập nhật của Windows 95 chỉ hỗ trợ hệ thống tệp FAT16, do đó, áp đặt giới hạn 2 GB cho kích thước phân vùng. Từ đó, nếu bạn sử dụng ổ cứng 30 GB thì phải chia thành 15 phân vùng.

Hạn chế của hệ điều hành Windows 98 cho phép sử dụng ổ cứng lớn hơn.

Đặc điểm và thông số

Mỗi ổ cứng có một danh sách các đặc tính kỹ thuật, theo đó hệ thống phân cấp sử dụng của nó được thiết lập.

Điều đầu tiên bạn nên chú ý là loại giao diện được sử dụng. Gần đây, mọi máy tính đều bắt đầu sử dụng SATA.

Điểm quan trọng không kém thứ hai là dung lượng trống trên ổ cứng. Giá trị tối thiểu của nó ngày nay chỉ là 80 GB, trong khi tối đa là 4 TB.

Một đặc điểm quan trọng khác khi mua máy tính xách tay là kiểu dáng ổ cứng.

Phổ biến nhất trong trường hợp này là các mẫu có kích thước 2,5 inch, trong khi ở máy tính để bàn có kích thước 3,5 inch.

Bạn không nên bỏ qua tốc độ quay trục chính, giá trị tối thiểu là 4200, tối đa là 15000 vòng/phút. Tất cả những đặc điểm trên đều ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của ổ cứng, được biểu thị bằng MB/s.

Tốc độ ổ cứng

Tầm quan trọng không nhỏ là các chỉ số tốc độ của ổ cứng, được xác định bởi:

Tốc độ trục chính, được đo bằng số vòng trên phút. Nhiệm vụ của nó không bao gồm việc xác định trực tiếp tốc độ trao đổi thực; nó chỉ cho phép bạn phân biệt thiết bị nhanh hơn với thiết bị chậm hơn.

Thời gian truy cập. Tham số này tính toán thời gian ổ cứng sử dụng từ khi nhận lệnh đến truyền thông tin qua giao diện. Tôi thường sử dụng giá trị trung bình và tối đa.

Thời gian định vị đầu. Giá trị này cho biết thời gian cần thiết để các đầu di chuyển và thiết lập từ rãnh này sang rãnh khác.

Băng thông hoặc hiệu suất đĩa trong quá trình truyền tuần tự một lượng lớn dữ liệu.

Tốc độ truyền dữ liệu nội bộ hoặc tốc độ truyền thông tin từ bộ điều khiển đến các đầu.

Tốc độ truyền bên ngoài hoặc tốc độ truyền thông tin qua giao diện bên ngoài.

Một chút về S.M.A.R.T.

THÔNG MINH.– một tiện ích được thiết kế để kiểm tra độc lập trạng thái của các ổ đĩa cứng hiện đại hỗ trợ giao diện PATA và SATA, cũng như các ổ đĩa chạy trên máy tính cá nhân có hệ điều hành Windows (từ NT đến Vista).

THÔNG MINH. tính toán và phân tích trạng thái của các ổ cứng được kết nối trong những khoảng thời gian bằng nhau, bất kể hệ điều hành có chạy hay không. Sau khi tiến hành phân tích, biểu tượng kết quả chẩn đoán sẽ hiển thị ở góc bên phải của thanh tác vụ. Dựa trên kết quả thu được trong quá trình S.M.A.R.T. chẩn đoán, biểu tượng có thể cho biết:

Để có tình trạng tuyệt vời của mọi ổ cứng được kết nối với máy tính hỗ trợ S.M.A.R.T. công nghệ;

Thực tế là một hoặc nhiều chỉ số sức khỏe không đạt giá trị ngưỡng, trong khi thông số Tiền thất bại/Tư vấn có giá trị bằng 0. Tình trạng trên của ổ cứng không được coi là lỗi trước, tuy nhiên, nếu ổ cứng này chứa thông tin quan trọng thì nên lưu nó trên phương tiện khác thường xuyên nhất có thể hoặc thay thế ổ cứng HDD.

Thực tế là một hoặc nhiều chỉ báo trạng thái không đáp ứng được giá trị ngưỡng, trong khi các tham số Tiền thất bại/Tư vấn có giá trị hoạt động. Theo các nhà phát triển ổ cứng, đây là trạng thái tiền khẩn cấp và không đáng để lưu trữ thông tin trên ổ cứng như vậy.

Hệ số tin cậy

Một chỉ số như độ tin cậy lưu trữ dữ liệu là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của ổ cứng. Tỷ lệ hỏng hóc của ổ cứng là hàng trăm năm mới có một lần, từ đó chúng ta có thể kết luận rằng ổ cứng HDD được coi là nguồn lưu trữ dữ liệu đáng tin cậy nhất. Đồng thời, độ tin cậy của mỗi đĩa bị ảnh hưởng trực tiếp bởi điều kiện hoạt động và bản thân thiết bị. Đôi khi các nhà sản xuất cung cấp cho thị trường một sản phẩm hoàn toàn “thô”, và do đó bạn không thể bỏ qua việc sao lưu và hoàn toàn dựa vào ổ cứng.

Chi phí và giá cả

Càng ngày giá thành của HDD càng ngày càng ít. Ví dụ, ngày nay giá ổ cứng ATA 500 GB trung bình là 120 USD, so với 1.800 USD vào năm 1983 cho ổ cứng 10 MB.

Từ nhận định trên, chúng ta có thể kết luận rằng giá thành của ổ cứng HDD sẽ tiếp tục giảm, và do đó trong tương lai mọi người sẽ có thể mua được những ổ đĩa khá dung lượng với giá cả hợp lý.

Rất nhiều người dùng quan tâm đến thiết bị ổ cứng. Và có lý do chính đáng, vì ngày nay thiết bị lưu trữ phổ biến nhất trên máy tính là ổ cứng HDD. Tiếp theo, các nguyên tắc hoạt động và cấu trúc của nó sẽ được thảo luận.


Winchester về cơ bản giống như một máy ghi âm. Nó cũng chứa các đĩa và đầu đọc. Tuy nhiên, thiết bị HDD phức tạp hơn. Nếu tháo ổ cứng ra, chúng ta sẽ thấy các tấm chủ yếu là kim loại và được phủ một lớp từ tính. Đây là nơi dữ liệu được viết. Tùy theo dung lượng của ổ cứng mà có từ 4 đến 9 tấm, được gắn trên một trục gọi là “trục xoay” và có tốc độ quay cao từ 3600 đến 10000 vòng/phút đối với các sản phẩm tiêu dùng.

Bên cạnh khối wafer có khối đầu đọc. Số lượng đầu được xác định bởi số lượng đĩa từ, cụ thể là một đầu cho mỗi bề mặt đĩa. Không giống như đầu phát đĩa cứng, đầu phát không chạm vào bề mặt của đĩa mà lơ lửng phía trên nó. Điều này giúp loại bỏ sự mài mòn cơ học. Vì các tấm có tốc độ quay cao và các đầu phải ở một khoảng cách không đổi cực kỳ nhỏ so với chúng, nên điều rất quan trọng là không có gì có thể lọt vào cơ thể. Rốt cuộc, một hạt bụi nhỏ nhất cũng có thể gây ra thiệt hại vật chất. Đó là lý do tại sao phần cơ khí được bọc kín bằng vỏ, còn phần điện tử được đưa ra bên ngoài.

Một số người dùng quan tâm đến cách tháo rời ổ cứng. Bạn cần hiểu rằng việc tháo rời một ổ đĩa đang hoạt động liên quan đến việc phá vỡ lớp niêm phong của nó. Và điều này sẽ khiến nó không thể sử dụng được. Do đó, bạn không nên làm điều này trừ khi bạn sẵn sàng mất tất cả dữ liệu trên phương tiện lưu trữ. Nếu bạn không có nhu cầu mở ổ đĩa gấp mà chỉ tò mò xem ổ cứng được làm bằng gì thì có thể xem ảnh ổ cứng đã được tháo rời.

Đó là lý do tại sao các ổ đĩa cứng trên đĩa từ được tháo rời trong quá trình sửa chữa và lắp ráp trong một tủ hút dòng chảy tầng đặc biệt. Sử dụng hệ thống cung cấp không khí có độ tinh khiết cao và độ kín cao, nó duy trì môi trường cần thiết cho công việc đó. Bằng cách tháo rời đĩa ở nhà, bạn chắc chắn sẽ khiến nó không thể hoạt động được.

Khi không hoạt động, đầu đọc được đặt bên cạnh khối wafer. Đây còn được gọi là “vị trí đỗ xe”. Một thiết bị đặc biệt chỉ đưa các đầu vào vùng làm việc khi đĩa đã tăng tốc đến tốc độ yêu cầu. Tất cả đều chuyển động cùng nhau, không phải mỗi cái riêng lẻ. Điều này cho phép bạn có quyền truy cập nhanh vào tất cả dữ liệu.

Bảng điện tử hay bộ điều khiển thường được gắn vào đáy ổ cứng. Không có gì bảo vệ nó, và điều này làm cho nó dễ bị tổn thương về mặt cơ học và nhiệt. Chính cô ấy là người điều khiển máy móc. Ổ cứng máy tính xách tay chỉ khác với kích thước 3,5 inch tiêu chuẩn. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng hoàn toàn giống nhau. Chúng chỉ có thể khác nhau về số lượng bánh từ tính và dung lượng bảo quản.

Như bạn có thể thấy, thiết bị ổ cứng có thể bị sốc, sốc, trầy xước, thay đổi nhiệt độ đáng kể và tăng điện. Và điều này làm cho nó không phải là một phương tiện cung cấp thông tin hoàn toàn đáng tin cậy. Chính vì điều này mà ổ cứng trên máy tính xách tay thường xuyên bị lỗi hơn trên máy tính để bàn. Rốt cuộc, các thiết bị di động liên tục bị rung lắc, đôi khi bị rơi, mang ra ngoài trời lạnh hoặc phơi nắng. Và điều này lại ảnh hưởng tiêu cực đến ổ cứng.

Để kéo dài tuổi thọ của ổ cứng, không để ổ cứng bị rơi hoặc va đập, đảm bảo vỏ máy có đủ thông gió và chỉ thực hiện bất kỳ thao tác nào với đĩa khi tắt nguồn. Những nhược điểm này đã dẫn đến sự xuất hiện của một loại ổ cứng SSD mới. Chúng đang dần thay thế ổ cứng HDD, thứ từng được coi là phương tiện lưu trữ tuyệt vời.

Thiết bị logic


Chúng tôi đã tìm ra bên trong ổ cứng trông như thế nào. Bây giờ chúng ta sẽ phân tích cấu trúc logic của nó. Dữ liệu được ghi vào ổ cứng của máy tính theo các rãnh được chia thành các khu vực cụ thể. Kích thước của mỗi khu vực là 512 byte. Các lĩnh vực liên tiếp được kết hợp thành một cụm.

Khi cài đặt ổ cứng mới, bạn cần định dạng nó, nếu không máy tính sẽ không thấy dung lượng trống trên ổ đĩa. Định dạng có thể là vật lý hoặc logic. Việc đầu tiên liên quan đến việc chia đĩa thành các lĩnh vực. Một số trong số chúng có thể được định nghĩa là "xấu", nghĩa là không phù hợp để ghi dữ liệu. Trong hầu hết các trường hợp, ổ đĩa đã được định dạng theo cách này trước khi được bán.

Định dạng logic liên quan đến việc tạo một phân vùng logic của ổ cứng. Điều này cho phép bạn đơn giản hóa và tối ưu hóa đáng kể công việc của mình với thông tin. Một vùng cụ thể của ổ đĩa được phân bổ cho một phân vùng logic (hay còn được gọi là “đĩa logic”). Bạn có thể làm việc với nó như với một ổ cứng riêng. Để hiểu cách ổ cứng hoạt động với các phân vùng của nó, chỉ cần chia ổ cứng thành 2-4 phần một cách trực quan là đủ, tùy thuộc vào số lượng ổ đĩa logic. Mỗi ổ đĩa có thể có hệ thống định dạng riêng: FAT32, NTFS hoặc exFAT.

Thông số kỹ thuật


Các ổ cứng khác nhau theo dữ liệu sau:

  • âm lượng;
  • tốc độ quay trục chính;
  • giao diện.

Ngày nay, dung lượng ổ cứng trung bình là 500-1000 GB. Nó xác định lượng thông tin mà bạn có thể viết cho phương tiện truyền thông. Tốc độ trục xoay sẽ quyết định tốc độ truy cập dữ liệu của bạn, tức là đọc và ghi thông tin. Giao diện phổ biến nhất là SATA, thay thế cho IDE vốn đã lỗi thời và chậm chạp. Chúng khác nhau về băng thông và loại đầu nối được kết nối với bo mạch chủ. Lưu ý rằng đĩa của máy tính xách tay hiện đại chỉ có thể có giao diện SATA hoặc SATA2.

Bài viết này xem xét cách hoạt động của ổ cứng, nguyên lý hoạt động, dữ liệu kỹ thuật và cấu trúc logic.