Arahan

Gunakan pengurus fail biasa sistem pengendalian anda sebagai alat jika pemacu optik digunakan untuk membuat sandaran atau memindahkan fail. Dalam kes ini, struktur storan dan format fail di atasnya tidak mempunyai sebarang ciri khas. Dalam Windows OS, pengurus fail (Explorer) bermula secara automatik apabila anda memasukkan DVD ke dalam pemacu. Pilih semua objek yang diperlukan cakera sumber dalam tetingkapnya dan tekan kombinasi kekunci Ctrl + C supaya sistem pengendalian mengingati senarai perkara yang sedang disalin. Kemudian pergi ke pemacu dan folder pada komputer anda di mana anda ingin meletakkan maklumat, dan tekan kombinasi kekunci Ctrl + V (perintah tampal). Selepas ini, proses duplikasi DVD bermula.

Prosedur untuk menyalin cakera sumber tidak akan berbeza daripada yang diterangkan dalam langkah pertama walaupun data padanya dirakam dalam format DVD dan tanpa menggunakan sebarang sistem perlindungan. Jika terdapat perlindungan, maka anda perlu menggunakan program yang lebih sesuai untuk bekerja dengan cakera optik daripada pengurus fail biasa. Sebagai contoh, ini boleh menjadi aplikasi Slysoft CloneDVD atau Slysoft AnyDVD, DVD Mate, DVD Decrypter, dll. Urutan tindakan apabila menggunakannya adalah berbeza, tetapi prinsip umum adalah sama - dalam borang program anda perlu menunjukkan sumber cakera dan lokasi di mana maklumat disimpan, dan aplikasi akan melakukan selebihnya sendiri.

Gunakan perisian pengimejan cakera jika anda ingin menggunakan salinan maya DVD asal yang disimpan pada komputer anda. Program sedemikian, sebagai tambahan kepada menyalin maklumat, merekodkan dalam format khas dan semua butiran peletakannya pada cakera optik, dan kemudian boleh melakukan prosedur terbalik - menghasilkan semula salinan asal yang tepat secara maya atau membakarnya ke DVD kosong. Aplikasi paling popular jenis ini hari ini ialah Alkohol 120%, Alat Daemon, ROM Pembakaran Nero. Apabila menggunakan program ini, prinsip umum tindakan juga sama: tentukan cakera sumber dan lokasi untuk menyimpan imejnya, dan program akan melakukan yang lain. Sebagai contoh, dalam aplikasi Alat Daemon, anda harus mengklik pada butang "Buat imej cakera", dalam dialog yang terbuka, pastikan bahawa nilai dalam medan "Drive" menghala ke pemacu DVD yang dikehendaki dan, jika perlu, tukar alamat simpan dalam medan "Imej output". Di samping itu, di sini anda boleh menyemak kotak semak "Mampatkan data imej" jika anda ingin menjimatkan sedikit ruang pada cakera keras anda. Selepas mengklik butang "Mula", proses itu sendiri bermula, yang mungkin mengambil masa beberapa jam - tempoh bergantung pada jumlah maklumat pada cakera dan kelajuan ia dibaca dalam pemacu DVD anda.

Pemacu keras, atau pemacu keras sebagaimana ia juga dipanggil, adalah salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Semua orang tahu tentang ini. Tetapi tidak setiap pengguna moden mempunyai pemahaman asas tentang bagaimana cakera keras berfungsi. Prinsip operasi, secara umum, agak mudah untuk pemahaman asas, tetapi terdapat beberapa nuansa, yang akan dibincangkan lebih lanjut.

Soalan tentang tujuan dan klasifikasi cakera keras?

Persoalan tentang tujuan, sudah tentu, retorik. Mana-mana pengguna, walaupun yang paling peringkat permulaan, akan segera menjawab bahawa cakera keras (aka cakera keras, aka Pemacu Keras atau HDD) akan serta-merta menjawab bahawa ia digunakan untuk menyimpan maklumat.

Secara umum, ini adalah benar. Jangan lupa bahawa pada cakera keras, sebagai tambahan kepada sistem pengendalian dan fail pengguna, terdapat sektor boot yang dicipta oleh OS, berkat ia bermula, serta label tertentu yang membolehkan anda mencari maklumat yang diperlukan dengan cepat pada cakera.

Model moden agak pelbagai: HDD biasa, pemacu keras luaran, pemacu keadaan pepejal berkelajuan tinggi (SSD), walaupun ia secara amnya tidak diklasifikasikan sebagai pemacu keras. Seterusnya, adalah dicadangkan untuk mempertimbangkan struktur dan prinsip operasi cakera keras, jika tidak sepenuhnya, maka sekurang-kurangnya dengan cara yang cukup untuk memahami istilah dan proses asas.

Sila ambil perhatian bahawa terdapat juga klasifikasi khas HDD moden mengikut beberapa kriteria asas, antaranya adalah yang berikut:

• kaedah menyimpan maklumat;
• jenis media;
• cara mengatur akses kepada maklumat.

Mengapa cakera keras dipanggil cakera keras?

Hari ini, ramai pengguna tertanya-tanya mengapa mereka memanggil cakera keras yang berkaitan dengan senjata kecil. Nampaknya, apakah perkara biasa antara kedua-dua peranti ini?

Istilah itu sendiri muncul pada tahun 1973, apabila HDD pertama di dunia muncul di pasaran, reka bentuknya terdiri daripada dua petak berasingan dalam satu bekas tertutup. Kapasiti setiap petak adalah 30 MB, itulah sebabnya jurutera memberikan cakera nama kod "30-30", yang selaras sepenuhnya dengan jenama pistol "30-30 Winchester", yang popular pada masa itu. Benar, pada awal 90-an di Amerika dan Eropah nama ini hampir tidak digunakan, tetapi ia masih kekal popular di ruang pasca-Soviet.

Struktur dan prinsip operasi cakera keras

Tetapi kita menyimpang. Prinsip operasi cakera keras boleh digambarkan secara ringkas sebagai proses membaca atau menulis maklumat. Tetapi bagaimana ini berlaku? Untuk memahami prinsip operasi cakera keras magnetik, anda perlu mengkaji cara ia berfungsi terlebih dahulu.

Pemacu keras itu sendiri adalah satu set plat, bilangannya boleh berkisar antara empat hingga sembilan, disambungkan antara satu sama lain oleh aci (paksi) yang dipanggil gelendong. Plat terletak satu di atas yang lain. Selalunya, bahan untuk pembuatannya adalah aluminium, tembaga, seramik, kaca, dll. Plat itu sendiri mempunyai salutan magnetik khas dalam bentuk bahan yang dipanggil platter, berdasarkan gamma ferrite oxide, chromium oxide, barium ferrite, dsb. Setiap plat sedemikian adalah kira-kira 2 mm tebal.

Kepala jejari (satu untuk setiap plat) bertanggungjawab untuk menulis dan membaca maklumat, dan kedua-dua permukaan digunakan dalam plat. Yang mana ia boleh berkisar antara 3600 hingga 7200 rpm, dan dua motor elektrik bertanggungjawab untuk menggerakkan kepala.

Dalam kes ini, prinsip asas operasi cakera keras komputer ialah maklumat tidak direkodkan di mana-mana sahaja, tetapi di lokasi yang ditetapkan dengan ketat, dipanggil sektor, yang terletak pada laluan atau trek sepusat. Untuk mengelakkan kekeliruan, peraturan seragam dikenakan. Ini bermakna bahawa prinsip operasi cakera keras, dari sudut pandangan struktur logiknya, adalah universal. Sebagai contoh, saiz satu sektor, yang diterima pakai sebagai standard seragam di seluruh dunia, ialah 512 bait. Seterusnya, sektor dibahagikan kepada kelompok, yang merupakan urutan sektor bersebelahan. Dan keistimewaan prinsip operasi cakera keras dalam hal ini ialah pertukaran maklumat dilakukan oleh keseluruhan kluster (sebilangan keseluruhan rantaian sektor).

Tetapi bagaimana pembacaan maklumat berlaku? Prinsip operasi pemacu cakera magnet keras adalah seperti berikut: menggunakan pendakap khas, kepala bacaan digerakkan dalam arah jejari (lingkungan) ke trek yang dikehendaki dan, apabila diputar, diletakkan di atas sektor tertentu, dan semua kepala boleh bergerak serentak, membaca maklumat yang sama bukan sahaja dari trek yang berbeza, tetapi juga dari cakera yang berbeza (plat). Semua trek dengan nombor siri yang sama biasanya dipanggil silinder.

Dalam kes ini, satu lagi prinsip operasi cakera keras boleh dikenal pasti: semakin dekat kepala bacaan dengan permukaan magnet (tetapi tidak menyentuhnya), semakin tinggi ketumpatan rakaman.

Bagaimanakah maklumat ditulis dan dibaca?

Pemacu keras, atau cakera keras, dipanggil magnet kerana ia menggunakan undang-undang fizik kemagnetan, yang dirumuskan oleh Faraday dan Maxwell.

Seperti yang telah disebutkan, plat yang diperbuat daripada bahan sensitif bukan magnet disalut dengan salutan magnet, ketebalannya hanya beberapa mikrometer. Semasa operasi, medan magnet muncul, yang mempunyai struktur domain yang dipanggil.

Domain magnet ialah kawasan bermagnet bagi ferroalloy yang dihadkan dengan ketat oleh sempadan. Selanjutnya, prinsip operasi cakera keras boleh diterangkan secara ringkas seperti berikut: apabila terdedah kepada medan magnet luaran, medan cakera itu sendiri mula berorientasikan dengan ketat di sepanjang garis magnet, dan apabila pengaruh berhenti, zon magnetisasi sisa muncul. pada cakera, di mana maklumat yang sebelum ini terkandung dalam medan utama disimpan .

Kepala membaca bertanggungjawab untuk mencipta medan luaran semasa menulis, dan apabila membaca, zon kemagnetan sisa, terletak bertentangan dengan kepala, mewujudkan daya gerak elektrik atau EMF. Selanjutnya, semuanya mudah: perubahan dalam EMF sepadan dengan satu dalam kod binari, dan ketiadaan atau penamatannya sepadan dengan sifar. Masa perubahan EMF biasanya dipanggil elemen bit.

Di samping itu, permukaan magnet, semata-mata dari pertimbangan sains komputer, boleh dikaitkan sebagai urutan titik tertentu bit maklumat. Tetapi, kerana lokasi titik tersebut tidak dapat dikira dengan tepat, anda perlu memasang beberapa penanda yang telah ditetapkan pada cakera yang membantu menentukan lokasi yang dikehendaki. Mencipta tanda sedemikian dipanggil pemformatan (secara kasarnya, membahagikan cakera kepada trek dan sektor digabungkan menjadi kelompok).

Struktur logik dan prinsip operasi cakera keras dari segi pemformatan

Bagi organisasi logik HDD, pemformatan diutamakan di sini, di mana dua jenis utama dibezakan: peringkat rendah (fizikal) dan peringkat tinggi (logik). Tanpa langkah-langkah ini, tidak ada perbincangan untuk membawa cakera keras ke dalam keadaan berfungsi. Cara untuk memulakan cakera keras baharu akan dibincangkan secara berasingan.

Pemformatan peringkat rendah melibatkan kesan fizikal pada permukaan HDD, yang mewujudkan sektor yang terletak di sepanjang trek. Adalah aneh bahawa prinsip operasi cakera keras adalah sedemikian rupa sehingga setiap sektor yang dicipta mempunyai alamat uniknya sendiri, yang termasuk bilangan sektor itu sendiri, nombor trek di mana ia terletak, dan nombor sisi. daripada pinggan. Oleh itu, apabila mengatur capaian terus, RAM yang sama mengakses terus ke alamat yang diberikan, dan bukannya mencari maklumat yang diperlukan di seluruh permukaan, kerana prestasi itu dicapai (walaupun ini bukan perkara yang paling penting). Sila ambil perhatian bahawa apabila melakukan pemformatan peringkat rendah, benar-benar semua maklumat dipadamkan, dan dalam kebanyakan kes ia tidak boleh dipulihkan.

Perkara lain ialah pemformatan logik (dalam sistem Windows ini adalah pemformatan cepat atau format Pantas). Di samping itu, proses ini juga boleh digunakan untuk penciptaan partition logik, yang merupakan kawasan tertentu cakera keras utama yang beroperasi pada prinsip yang sama.

Pemformatan logik terutamanya mempengaruhi kawasan sistem, yang terdiri daripada sektor but dan jadual partition (Rekod Boot), jadual peruntukan fail (FAT, NTFS, dll.) dan direktori akar (Direktori Root).

Maklumat ditulis kepada sektor melalui kluster dalam beberapa bahagian, dan satu kluster tidak boleh mengandungi dua objek yang sama (fail). Sebenarnya, penciptaan partition logik, seolah-olah, memisahkannya daripada partition sistem utama, akibatnya maklumat yang disimpan di atasnya tidak tertakluk kepada perubahan atau pemadaman sekiranya berlaku ralat dan kegagalan.

Ciri-ciri utama HDD

Nampaknya secara umum prinsip operasi cakera keras agak jelas. Sekarang mari kita beralih kepada ciri utama, yang memberikan gambaran lengkap tentang semua keupayaan (atau kekurangan) cakera keras moden.

Prinsip pengendalian cakera keras dan ciri utamanya boleh berbeza sama sekali. Untuk memahami perkara yang kita bincangkan, mari kita serlahkan parameter paling asas yang mencirikan semua peranti storan maklumat yang diketahui hari ini:

• kapasiti (isipadu);
• prestasi (kelajuan capaian data, membaca dan menulis maklumat);
• antara muka (kaedah sambungan, jenis pengawal).

Kapasiti mewakili jumlah keseluruhan maklumat yang boleh ditulis dan disimpan pada cakera keras. Industri pengeluaran HDD berkembang dengan begitu pantas sehingga hari ini cakera keras dengan kapasiti kira-kira 2 TB dan lebih tinggi telah mula digunakan. Dan, seperti yang dipercayai, ini bukan hadnya.

Antara muka adalah ciri yang paling ketara. Ia menentukan dengan tepat cara peranti disambungkan ke papan induk, pengawal yang digunakan, cara membaca dan menulis dilakukan, dsb. Antara muka utama dan paling biasa ialah IDE, SATA dan SCSI.

Cakera dengan antara muka IDE adalah murah, tetapi kelemahan utama termasuk bilangan terhad peranti yang disambungkan secara serentak (maksimum empat) dan kelajuan pemindahan data yang rendah (walaupun ia menyokong akses memori langsung Ultra DMA atau protokol Ultra ATA (Mod 2 dan Mod 4) . Walaupun dipercayai penggunaannya membolehkan anda meningkatkan kelajuan baca/tulis ke tahap 16 MB/s, tetapi pada hakikatnya kelajuannya jauh lebih rendah. Selain itu, untuk menggunakan mod UDMA, anda perlu memasang alat khas pemandu, yang, secara teori, harus dibekalkan lengkap dengan motherboard.

Apabila bercakap tentang prinsip operasi cakera keras dan ciri-cirinya, kita tidak boleh mengabaikan yang merupakan pengganti kepada versi IDE ATA. Kelebihan teknologi ini ialah kelajuan baca/tulis boleh ditingkatkan kepada 100 MB/s melalui penggunaan bas Fireware IEEE-1394 berkelajuan tinggi.

Akhir sekali, antara muka SCSI, berbanding dua sebelumnya, adalah yang paling fleksibel dan terpantas (kelajuan tulis/baca mencapai 160 MB/s dan lebih tinggi). Tetapi pemacu keras sedemikian berharga hampir dua kali ganda. Tetapi bilangan peranti storan maklumat yang disambungkan secara serentak adalah antara tujuh hingga lima belas, sambungan boleh dibuat tanpa mematikan komputer, dan panjang kabel boleh menjadi kira-kira 15-30 meter. Sebenarnya, HDD jenis ini kebanyakannya digunakan bukan dalam PC pengguna, tetapi pada pelayan.

Prestasi, yang mencirikan kelajuan pemindahan dan daya pemprosesan I/O, biasanya dinyatakan dari segi masa pemindahan dan jumlah data berurutan yang dipindahkan dan dinyatakan dalam MB/s.

Beberapa pilihan tambahan

Bercakap tentang prinsip pengendalian cakera keras dan apakah parameter yang mempengaruhi fungsinya, kita tidak boleh mengabaikan beberapa ciri tambahan yang mungkin menjejaskan prestasi atau jangka hayat peranti.

Di sini, tempat pertama ialah kelajuan putaran, yang secara langsung mempengaruhi masa carian dan permulaan (pengiktirafan) sektor yang dikehendaki. Ini ialah masa carian terpendam yang dipanggil - selang semasa sektor yang diperlukan berputar ke arah kepala baca. Hari ini, beberapa piawaian telah diterima pakai untuk kelajuan gelendong, dinyatakan dalam pusingan seminit dengan masa tunda dalam milisaat:

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

Adalah mudah untuk melihat bahawa semakin tinggi kelajuan, semakin sedikit masa yang dibelanjakan untuk mencari sektor, dan dari segi fizikal, setiap revolusi cakera sebelum menetapkan kepala ke titik kedudukan plat yang dikehendaki.

Parameter lain ialah kelajuan penghantaran dalaman. Pada trek luaran ia adalah minimum, tetapi meningkat dengan peralihan beransur-ansur ke trek dalaman. Oleh itu, proses defragmentasi yang sama, yang memindahkan data yang kerap digunakan ke kawasan terpantas cakera, tidak lebih daripada mengalihkannya ke trek dalaman dengan kelajuan bacaan yang lebih tinggi. Kelajuan luaran mempunyai nilai tetap dan secara langsung bergantung pada antara muka yang digunakan.

Akhir sekali, salah satu perkara penting adalah berkaitan dengan kehadiran memori cache atau penimbal cakera keras itu sendiri. Sebenarnya, prinsip operasi cakera keras dari segi penggunaan penimbal agak serupa dengan RAM atau memori maya. Lebih besar memori cache (128-256 KB), lebih cepat cakera keras akan berfungsi.

Keperluan utama untuk HDD

Tidak begitu banyak keperluan asas yang dikenakan pada cakera keras dalam kebanyakan kes. Perkara utama ialah hayat perkhidmatan yang panjang dan kebolehpercayaan.

Standard utama untuk kebanyakan HDD ialah hayat perkhidmatan kira-kira 5-7 tahun dengan masa operasi sekurang-kurangnya lima ratus ribu jam, tetapi untuk pemacu keras mewah angka ini sekurang-kurangnya satu juta jam.

Bagi kebolehpercayaan, fungsi ujian diri S.M.A.R.T. bertanggungjawab untuk ini, yang memantau keadaan elemen individu cakera keras, menjalankan pemantauan berterusan. Berdasarkan data yang dikumpul, walaupun ramalan tertentu tentang kemungkinan kerosakan pada masa hadapan boleh dibentuk.

Tidak perlu dikatakan bahawa pengguna tidak sepatutnya berada di luar. Jadi, sebagai contoh, apabila bekerja dengan HDD, adalah sangat penting untuk mengekalkan rejim suhu optimum (0 - 50 ± 10 darjah Celsius), mengelakkan gegaran, hentaman dan kejatuhan cakera keras, habuk atau zarah kecil lain yang masuk ke dalamnya. , dan lain-lain By the way, ramai akan Ia adalah menarik untuk mengetahui bahawa zarah yang sama asap tembakau adalah kira-kira dua kali jarak antara kepala baca dan permukaan magnet cakera keras, dan rambut manusia - 5-10 kali.

Isu permulaan dalam sistem apabila menggantikan cakera keras

Sekarang beberapa perkataan tentang tindakan yang perlu diambil jika atas sebab tertentu pengguna menukar cakera keras atau memasang yang tambahan.

Kami tidak akan menerangkan sepenuhnya proses ini, tetapi akan memberi tumpuan hanya pada peringkat utama. Mula-mula, anda perlu menyambungkan cakera keras dan lihat dalam tetapan BIOS untuk melihat sama ada perkakasan baharu telah dikesan, mulakannya dalam bahagian pentadbiran cakera dan buat rekod but, buat volum mudah, tetapkan ia pengecam (huruf) dan formatkannya dengan memilih sistem fail. Hanya selepas ini "skru" baru akan siap sepenuhnya untuk berfungsi.

Kesimpulan

Sebenarnya, itu sahaja yang berkaitan dengan fungsi asas dan ciri-ciri pemacu keras moden. Prinsip operasi cakera keras luaran tidak dipertimbangkan secara asas di sini, kerana ia secara praktikalnya tidak berbeza dengan apa yang digunakan untuk HDD pegun. Satu-satunya perbezaan ialah kaedah menyambung pemacu tambahan ke komputer atau komputer riba. Sambungan yang paling biasa adalah melalui antara muka USB, yang disambungkan terus ke papan induk. Pada masa yang sama, jika anda ingin memastikan prestasi maksimum, lebih baik menggunakan standard USB 3.0 (port di dalamnya berwarna biru), sudah tentu, dengan syarat HDD luaran itu sendiri menyokongnya.

Jika tidak, saya fikir ramai orang telah sekurang-kurangnya sedikit memahami bagaimana cakera keras apa-apa jenis berfungsi. Mungkin terlalu banyak topik yang diberikan di atas, terutamanya walaupun dari kursus fizik sekolah, namun, tanpa ini, tidak mungkin untuk memahami sepenuhnya semua prinsip asas dan kaedah yang wujud dalam teknologi untuk menghasilkan dan menggunakan HDD.

Menyimpan maklumat pada cakera keras

Bahagian 1

1. Pengenalan

Kebanyakan pengguna, apabila menjawab soalan tentang apa yang ada dalam unit sistem mereka, menyebut cakera keras, antara lain. Pemacu keras ialah peranti di mana data anda paling kerap disimpan. Terdapat legenda yang menjelaskan mengapa cakera keras mendapat nama yang begitu mewah. Pemacu keras pertama yang dikeluarkan di Amerika pada awal 70-an mempunyai kapasiti 30 MB maklumat pada setiap permukaan kerja. Pada masa yang sama, senapang berulang O. F. Winchester, yang terkenal di Amerika, mempunyai kaliber 0.30; Mungkin cakera keras pertama bergemuruh seperti mesingan semasa operasinya, atau ia berbau serbuk mesiu - saya tidak tahu, tetapi sejak itu mereka mula memanggil cakera keras cakera keras.

Semasa operasi komputer, kerosakan berlaku. Virus, gangguan kuasa, ralat perisian - semua ini boleh menyebabkan kerosakan pada maklumat yang disimpan pada cakera keras anda. Kerosakan kepada maklumat tidak selalu bermakna kehilangannya, jadi adalah berguna untuk mengetahui cara ia disimpan pada cakera keras, kerana kemudian ia boleh dipulihkan. Kemudian, sebagai contoh, jika kawasan but rosak oleh virus, sama sekali tidak perlu memformat keseluruhan cakera (!), tetapi, setelah memulihkan ruang yang rosak, teruskan operasi biasa sambil mengekalkan semua data anda yang tidak ternilai.

Di satu pihak, dalam proses menulis artikel ini, saya menetapkan sendiri tugas untuk memberitahu anda:

1. mengenai prinsip merekod maklumat pada cakera keras;
2. mengenai penempatan dan pemuatan sistem pengendalian;
3. tentang cara membahagikan cakera keras baharu anda kepada sekatan dengan betul untuk menggunakan beberapa sistem pengendalian.

Sebaliknya, saya ingin menyediakan pembaca untuk artikel kedua, di mana saya akan bercakap tentang program yang dipanggil pengurus but. Untuk memahami cara program ini berfungsi, anda perlu mempunyai pengetahuan asas tentang perkara seperti MBR, Partition, dsb.

Perkataan umum yang cukup - mari kita mulakan.

2. Peranti cakera keras

Pemacu keras (HDD - Pemacu Cakera Keras) direka seperti berikut: pada gelendong yang disambungkan ke motor elektrik, terdapat blok beberapa cakera (pancake), di atas permukaannya terdapat kepala untuk membaca / menulis maklumat. Kepalanya berbentuk seperti sayap dan dilekatkan pada tali yang berbentuk bulan sabit. Semasa operasi, mereka "terbang" di atas permukaan cakera dalam aliran udara yang dicipta apabila cakera yang sama berputar. Jelas sekali, daya angkat bergantung pada tekanan udara pada kepala. Ia, seterusnya, bergantung kepada tekanan atmosfera luaran. Oleh itu, sesetengah pengeluar menunjukkan siling operasi maksimum (contohnya, 3000 m) dalam spesifikasi untuk peranti mereka. Kenapa bukan kapal terbang? Cakera dibahagikan kepada trek (atau trek), yang seterusnya dibahagikan kepada sektor. Dua trek yang sama jaraknya dari pusat tetapi terletak pada sisi bertentangan cakera dipanggil silinder.

3. Penyimpanan maklumat

Pemacu keras, seperti mana-mana peranti blok lain, menyimpan maklumat dalam bahagian tetap yang dipanggil blok. Blok ialah sekeping data terkecil yang mempunyai alamat unik pada cakera keras. Untuk membaca atau menulis maklumat yang diperlukan ke lokasi yang dikehendaki, adalah perlu untuk memberikan alamat blok sebagai parameter arahan yang dikeluarkan kepada pengawal cakera keras. Saiz blok telah lama menjadi standard untuk semua cakera keras - 512 bait.

Malangnya, selalunya terdapat kekeliruan antara konsep seperti "sektor", "kelompok" dan "blok". Malah, tidak ada perbezaan antara "blok" dan "sektor". Benar, satu konsep adalah logik, dan yang kedua adalah topologi. "Kluster" ialah beberapa sektor yang dipertimbangkan oleh sistem pengendalian secara keseluruhan. Mengapa anda tidak meninggalkan kerja mudah dengan sektor? Saya akan jawab. Perpindahan ke kelompok berlaku kerana saiz jadual FAT adalah terhad dan saiz cakera semakin meningkat. Dalam kes FAT16, untuk cakera 512 MB, kluster akan menjadi 8 KB, sehingga 1 GB - 16 KB, sehingga 2 GB - 32 KB, dan seterusnya.

Untuk menangani blok data secara unik, anda mesti menentukan ketiga-tiga nombor (nombor silinder, nombor sektor pada trek, nombor kepala). Kaedah pengalamatan cakera ini meluas dan kemudiannya ditetapkan dengan singkatan CHS (silinder, kepala, sektor). Kaedah inilah yang pada asalnya dilaksanakan dalam BIOS, jadi batasan yang berkaitan dengannya kemudiannya timbul. Faktanya ialah BIOS telah menentukan grid alamat bit 63 sektor, 1024 silinder dan 255 kepala. Walau bagaimanapun, pembangunan cakera keras pada masa itu terhad kepada penggunaan hanya 16 kepala kerana kerumitan pembuatan. Di sinilah had pertama pada kapasiti cakera keras maksimum yang dibenarkan untuk menangani muncul: 1024 × 16 × 63 × 512 = 504 MB.

Lama kelamaan, pengeluar mula membuat HDD yang lebih besar. Oleh itu, bilangan silinder pada mereka melebihi 1024, bilangan maksimum silinder yang dibenarkan (dari sudut pandangan BIOS lama). Walau bagaimanapun, bahagian cakera yang boleh dialamatkan terus menjadi 504 MB, dengan syarat cakera itu diakses menggunakan BIOS. Had ini akhirnya dialih keluar dengan pengenalan mekanisme terjemahan alamat yang dipanggil, yang dibincangkan di bawah.

Masalah yang timbul dengan batasan BIOS dari segi geometri fizikal cakera akhirnya membawa kepada kemunculan cara baru untuk menangani blok pada cakera. Kaedah ini agak mudah. Blok pada cakera diterangkan oleh satu parameter - alamat linear blok. Pengalamatan cakera secara linear menerima singkatan LBA (pengalamatan blok logik). Alamat linear blok dikaitkan secara unik dengan alamat CHSnya:

lba = (cyl*HEADS + head)*SEKTOR + (sektor-1);

Pengenalan sokongan untuk pengalamatan linear dalam pengawal cakera keras membolehkan BIOS terlibat dalam terjemahan alamat. Intipati kaedah ini ialah jika anda meningkatkan parameter HEADS dalam formula di atas, maka lebih sedikit silinder akan diperlukan untuk menangani perkara yang sama bilangan blok cakera. Tetapi kemudian lebih banyak kepala akan diperlukan. Walau bagaimanapun, hanya 16 daripada 255 kepala digunakan. Oleh itu, BIOS mula memindahkan lebihan silinder ke kepala, mengurangkan bilangan beberapa dan meningkatkan bilangan yang lain. Ini membolehkan mereka menggunakan keseluruhan grid pelepasan kepala. Ini telah menolak had ruang cakera boleh alamat BIOS kepada 8 GB.

Adalah mustahil untuk tidak mengatakan beberapa perkataan tentang Mod Besar. Mod pengendalian ini direka untuk mengendalikan cakera keras sehingga 1 GB. Dalam Mod Besar, bilangan kepala logik meningkat kepada 32, dan bilangan silinder logik dibelah dua. Dalam kes ini, akses kepada kepala logik 0..F diterjemahkan kepada silinder fizikal genap, dan akses kepada kepala 10..1F diterjemahkan kepada yang ganjil. Pemacu keras yang dipisahkan dalam mod LBA tidak serasi dengan mod Besar, dan begitu juga sebaliknya.

Peningkatan selanjutnya dalam kapasiti cakera boleh dialamatkan menggunakan perkhidmatan BIOS sebelumnya telah menjadi pada asasnya mustahil. Sesungguhnya, semua parameter digunakan pada "bar" maksimum (63 sektor, 1024 silinder dan 255 kepala). Kemudian antara muka BIOS lanjutan baru dibangunkan, dengan mengambil kira kemungkinan alamat blok yang sangat besar. Walau bagaimanapun, antara muka ini tidak lagi serasi dengan yang lama, akibatnya sistem pengendalian yang lebih lama, seperti DOS, yang menggunakan antara muka BIOS lama, tidak dapat dan tidak akan dapat melepasi had 8GB. Hampir semua sistem moden tidak lagi menggunakan BIOS, tetapi menggunakan pemacu mereka sendiri untuk bekerja dengan cakera. Oleh itu, sekatan ini tidak terpakai kepada mereka. Tetapi perlu difahami bahawa sebelum sistem boleh menggunakan pemacu sendiri, ia mesti sekurang-kurangnya memuatkan Oleh itu, Pada peringkat boot awal, mana-mana sistem terpaksa menggunakan BIOS. Ini menyebabkan sekatan untuk meletakkan banyak sistem melebihi 8GB; mereka tidak boleh boot dari sana, tetapi mereka boleh membaca dan menulis maklumat (contohnya, DOS yang berfungsi dengan cakera melalui BIOS).

4. Bahagian, atau Pembahagian

Sekarang mari kita beralih kepada meletakkan sistem pengendalian pada cakera keras. Untuk menyusun sistem, ruang alamat cakera bagi blok dibahagikan kepada bahagian yang dipanggil sekatan. Pemisahan adalah sama seperti keseluruhan cakera kerana ia terdiri daripada blok bersebelahan. Terima kasih kepada organisasi ini, untuk menerangkan bahagian, sudah cukup untuk menunjukkan permulaan bahagian dan panjangnya dalam blok. Pemacu keras boleh mengandungi empat partition utama.

Apabila komputer but, BIOS memuatkan sektor pertama partition kepala (sektor but) pada alamat 0000h:7C00h dan memindahkan kawalan kepadanya. Pada permulaan sektor ini terdapat pemuat but (kod but) yang membaca jadual partition dan menentukan partition boleh boot (aktif). Dan kemudian semuanya berulang. Iaitu, ia memuatkan sektor but partition ini ke alamat yang sama dan memindahkan kawalan kepadanya sekali lagi.

Bahagian adalah bekas untuk semua kandungannya. Kandungan ini biasanya sistem fail. Dari sudut pandangan cakera, sistem fail merujuk kepada sistem untuk menandakan blok untuk menyimpan fail. Sebaik sahaja sistem fail telah dibuat pada partition dan fail sistem pengendalian terletak padanya, partition boleh menjadi bootable. Partition boleh boot mempunyai dalam blok pertamanya program kecil yang memuatkan sistem pengendalian. Walau bagaimanapun, untuk boot sistem tertentu, anda mesti melancarkan program butnya secara eksplisit dari blok pertama. Bagaimana ini berlaku akan dibincangkan di bawah.

Partition dengan sistem fail tidak boleh bertindih. Ini kerana dua sistem fail berbeza masing-masing mempunyai idea mereka sendiri tentang tempat fail diletakkan, tetapi apabila peletakan itu jatuh pada ruang cakera fizikal yang sama, konflik berlaku antara sistem fail. Konflik ini tidak timbul serta-merta, tetapi hanya apabila fail mula ditempatkan di tempat pada cakera di mana partition bersilang. Oleh itu, anda harus berhati-hati tentang membahagikan cakera kepada partition.

Persimpangan bahagian itu sendiri tidak berbahaya. Adalah berbahaya untuk meletakkan berbilang sistem fail pada partition bertindih. Membahagikan cakera tidak bermakna mencipta sistem fail. Walau bagaimanapun, percubaan untuk mencipta sistem fail kosong (iaitu, pemformatan) pada salah satu partition bersilang boleh menyebabkan ralat dalam sistem fail partition yang lain. Semua di atas digunakan sama rata untuk semua sistem pengendalian, dan bukan hanya yang paling popular.

Cakera dipisahkan secara pemrograman. Iaitu, anda boleh membuat konfigurasi partition sewenang-wenangnya. Maklumat pembahagian cakera disimpan dalam blok pertama cakera keras, dipanggil Master Boot Record (MBR).

5.MBR

MBR ialah kemudahan but cakera keras utama yang disokong oleh BIOS. Untuk kejelasan, mari bentangkan kandungan kawasan but dalam bentuk rajah:

Semua yang terletak pada offset 01BEh-01FDh dipanggil jadual partition. Anda boleh melihat bahawa ia mempunyai empat bahagian. Hanya satu daripada empat partition yang berhak untuk ditandakan sebagai aktif, yang bermakna program but mesti memuatkan sektor pertama partition tertentu itu ke dalam ingatan dan kawalan pemindahan di sana. Dua bait terakhir MBR mesti mengandungi nombor 0xAA55. Berdasarkan kehadiran tandatangan ini, BIOS mengesahkan bahawa blok pertama telah berjaya dimuatkan. Tandatangan ini tidak dipilih secara kebetulan. Ujian yang berjaya ini akan membuktikan bahawa semua talian data boleh membawa kedua-dua sifar dan satu.

Program but melihat melalui jadual partition, memilih yang aktif, memuatkan blok pertama partition ini dan memindahkan kawalan ke sana.

Mari lihat bagaimana deskriptor bahagian berfungsi:

* 0001h-0003h permulaan bahagian
** 0005h-0007h hujung bahagian

Dari sudut pandangan partition cakera, MS-DOS telah dan kekal sebagai yang paling popular sehingga baru-baru ini. Ia mengambil alih dua daripada empat partition: Partition DOS Primer, Partition DOS Extended. Yang pertama daripada mereka, (utama) ialah pemacu DOS biasa C:. Yang kedua ialah bekas pemacu logik. Mereka semua melepak di sana dalam bentuk rantaian subpartition, yang dipanggil: D:, E:, ... Pemacu logik juga boleh mempunyai sistem fail asing selain daripada sistem fail DOS. Walau bagaimanapun, sebagai peraturan, keasingan sistem fail adalah disebabkan oleh kehadiran sistem pengendalian lain, yang, secara amnya, harus diletakkan dalam partition sendiri (bukan DOS lanjutan), tetapi jadual partition selalunya terlalu kecil untuk itu. muslihat.

Mari kita perhatikan satu lagi keadaan penting. Apabila DOS dipasang pada cakera keras kosong, tiada alternatif dalam memilih sistem pengendalian semasa but. Oleh itu, pemuat but kelihatan sangat primitif; ia tidak perlu bertanya kepada pengguna sistem apa yang dia mahu boot. Dengan keinginan untuk mempunyai beberapa sistem sekaligus, terdapat keperluan untuk mencipta program yang membolehkan anda memilih sistem untuk boot.

6. Kesimpulan

Saya berharap saya dapat memberikan anda maklumat asas yang cukup jelas dan terperinci tentang peranti cakera keras, MBR dan PT. Pada pendapat saya, set pengetahuan sedemikian cukup untuk "pembaikan" kecil storan maklumat. Dalam artikel seterusnya saya akan memberitahu anda tentang program yang dipanggil Boot Manager dan prinsip operasinya.

Terima kasih banyak atas bantuan anda kepada Vladimir Dashevsky

Kuliah No. 5: Peranti storan maklumat

Rancang

1. Pemacu keras
2. Pemacu Keadaan Pepejal

1. Pemacu keras

Rujukan sejarah

Semasa pembangunan cakera keras, enam saiz standard - faktor bentuk - berubah.

Rajah 1. Saiz HDD

1956 - cakera keras IBM 350 sebagai sebahagian daripada komputer pengeluaran pertama, IBM 305 RAMAC. Pemacu itu menduduki kotak bersaiz peti sejuk besar dan seberat 971 kg, dan jumlah kapasiti memori 50 cakera nipis yang ditutup dengan besi tulen dengan diameter 610 mm berputar di dalamnya adalah kira-kira 5 juta bait 6-bit (3.5 MB in). sebutan bait 8-bit) .
1980 - Winchester 5.25-inci pertama, Shugart ST-506, 5 MB.
1981 – 5.25-inci Shugart ST-412, 10 MB.
1986 – Piawaian SCSI, ATA (IDE).
1991 – kapasiti maksimum 100 MB.
1995 – kapasiti maksimum 2 GB.
1997 – kapasiti maksimum 10 GB.
1998 – Piawaian UDMA/33 dan ATAPI.
1999 - IBM mengeluarkan Microdrive dengan kapasiti 170 dan 340 MB.
2002 – ATA/ATAPI-6 standard dan pemacu dengan kapasiti lebih 137 GB.
2003 – kemunculan SATA.
2005 – kapasiti maksimum 500 GB.
– Piawaian Serial ATA 3G (atau SATA II), kemunculan SAS (Serial Attached SCSI).
2006 – penggunaan kaedah rakaman serenjang dalam pemacu komersial.
– kemunculan pemacu keras "hibrid" pertama yang mengandungi blok memori kilat.
2007 - Hitachi memperkenalkan pemacu 1 TB komersial pertama.
2009 - berdasarkan pinggan 500 GB daripada Western Digital, kemudian Seagate Technology LLC mengeluarkan model dengan kapasiti 2 TB.
– Western Digital mengumumkan penciptaan HDD 2.5-inci dengan kapasiti 1 TB (ketumpatan rakaman - 333 GB pada satu plat)
– kemunculan standard SATA 3.0 (SATA 6G).
2010 – Seagate mula membangunkan HDD 3TB.

Definisi dan peranti HDD
Pemacu cakera keras atau HDD(Bahasa Inggeris) KerasCakeramemandu,HDD), HDD, Winchester, dalam slanga komputer "skru", keras, cakera Keras– peranti penyimpanan maklumat berdasarkan prinsip rakaman magnetik. Ia adalah peranti storan data utama dalam kebanyakan komputer.

Pada asasnya, HDD terdiri daripada blok utama berikut:
Unit elektronik termasuk kenalan dan litar mikro yang terletak: pengawal kawalan HDD, penyambung kuasa, blok pelompat, penyambung untuk kabel (antara muka sambungan).
Blok mekanikal terdiri daripada plat magnet, gelendong, lengan goyang, paksi putaran lengan goyang, pemacu servo lengan goyang, kepala baca dan tulis.
Bingkai– ini ialah struktur di mana semua elemen HDD berada.

Rajah 2. Gambar rajah peranti HDD

Rajah 3. Peranti HDD

Prinsip menyimpan maklumat pada HDD
Maklumat dalam HDD direkodkan pada plat keras (aluminium, seramik atau kaca) yang disalut dengan lapisan bahan feromagnetik (oksida besi), selalunya kromium dioksida. HDD menggunakan dari satu hingga beberapa plat pada satu paksi.
Data disimpan pada platter dalam trek sepusat, setiap satunya dibahagikan kepada sektor 512-bait yang terdiri daripada domain berorientasikan mendatar. Orientasi domain dalam lapisan magnetik berfungsi untuk mengenali maklumat binari (0 atau 1). Saiz domain menentukan ketumpatan rakaman data untuk tujuan menangani ruang permukaan piring cakera, yang dibahagikan kepada trek– kawasan cincin sepusat. Setiap trek dibahagikan kepada bahagian yang sama - sektor.

silinder– satu set trek dengan jarak yang sama dari tengah pada semua permukaan kerja pinggan cakera keras. Nombor kepala menentukan permukaan kerja yang akan digunakan (iaitu trek khusus dari silinder), dan nombor sektor– sektor tertentu di trek.

Organisasi membaca/menulis data berlaku berkat kepala baca/tulis (RW). Dalam mod pengendalian, GZZ tidak menyentuh permukaan plat disebabkan oleh lapisan aliran udara masuk yang terbentuk berhampiran permukaan semasa putaran pantas. Jarak antara kepala dan cakera ialah beberapa nanometer (dalam cakera moden kira-kira 10 nm). Ketiadaan sentuhan mekanikal memastikan hayat perkhidmatan peranti yang panjang. Apabila cakera tidak berputar, kepala terletak di gelendong atau di luar cakera di kawasan selamat (zon letak kereta), di mana sentuhan tidak normalnya dengan permukaan cakera dikecualikan.

Rajah 4. Organisasi piring HDD.

Mod menangani

Terdapat 2 cara utama untuk menangani sektor pada cakera: sektor kepala silinder(Bahasa Inggeris) silinder— kepala— sektor, C.H.S.) Dan pengalamatan blok linear(Bahasa Inggeris) linear blok menangani, LBA).

C.H.S.
Dengan kaedah ini, sektor ini ditangani oleh kedudukan fizikalnya pada cakera dengan 3 koordinat - nombor silinder, nombor kepala Dan nombor sektor. Dalam cakera moden dengan pengawal terbina dalam, koordinat ini tidak lagi sepadan dengan kedudukan fizikal sektor pada cakera dan merupakan "koordinat logik"
Pengalamatan CHS mengandaikan bahawa semua trek dalam kawasan cakera tertentu mempunyai bilangan sektor yang sama. Untuk menggunakan pengalamatan CHS anda perlu tahu geometri cakera yang digunakan: jumlah bilangan silinder, kepala dan sektor di dalamnya. Pada mulanya, maklumat ini perlu dimasukkan secara manual; dalam piawaian ATA, fungsi pengesanan geometri auto telah diperkenalkan (Kenal pasti arahan Drive).

LBA
Dengan kaedah ini, alamat blok data pada media ditentukan menggunakan alamat linear logik. Pengalamatan LBA mula dilaksanakan dan digunakan pada tahun 1994 bersama-sama dengan piawaian EIDE (Extended IDE). Piawaian ATA memerlukan surat-menyurat satu dengan satu antara mod CHS dan LBA:
LBA = [ (Silinder * bilangan kepala + kepala) * sektor/trek ] + (Sektor-1)
Kaedah LBA sepadan dengan Pemetaan Sektor untuk SCSI. BIOS pengawal SCSI melaksanakan tugas-tugas ini secara automatik, iaitu kaedah pengalamatan logik pada asalnya merupakan ciri antara muka SCSI.
Ciri-ciri HDD

Pada masa ini, ciri HDD berikut dibezakan:

Antara muka(Bahasa Inggeris) antara muka) – satu set talian komunikasi, isyarat yang dihantar sepanjang talian ini, cara teknikal yang menyokong garis peraturan pertukaran ini (protokol).
Pemacu keras yang dihasilkan secara komersial boleh menggunakan antara muka berikut:

Kapasiti(Bahasa Inggeris) kapasiti) - jumlah data yang boleh disimpan oleh pemacu. Sejak penciptaan cakera keras pertama, hasil daripada penambahbaikan berterusan dalam teknologi rakaman data, kapasiti maksimum yang mungkin mereka terus meningkat. Kapasiti pemacu keras moden (dengan faktor bentuk 3.5 inci) pada awal tahun 2010. mencapai 2000 GB (2 Terabait). Walau bagaimanapun, Seagate telah mengesahkan pembangunan HDD 3TB.

Nota: berbeza dengan sistem awalan yang diterima dalam sains komputer, menandakan gandaan 1024 nilai (lihat: awalan binari), apabila menetapkan kapasiti cakera keras, pengeluar menggunakan nilai gandaan 1000. Oleh itu, kapasiti cakera keras yang ditandakan sebagai “200 GB” ialah 186 ,2 GB.

Saiz fizikal (faktor bentuk) (Bahasa Inggeris) dimensi). Hampir semua pemacu moden (2001-2008) untuk komputer peribadi dan pelayan adalah sama ada 3.5 atau 2.5 inci lebar - saiz pelekap standard untuk mereka dalam komputer meja dan komputer riba, masing-masing. Format 1.8 inci, 1.3 inci, 1 inci dan 0.85 inci juga telah tersebar luas. Pengeluaran pemacu dalam faktor bentuk 8 dan 5.25 inci telah dihentikan.

Masa akses rawak (Bahasa Inggeris) rawak akses masa) - masa semasa cakera keras dijamin untuk melakukan operasi baca atau tulis pada mana-mana bahagian cakera magnetik. Julat parameter ini kecil - dari 2.5 hingga 16 ms. Sebagai peraturan, pemacu pelayan mempunyai masa minimum (contohnya, Hitachi Ultrastar 15K147 - 3.7 ms), yang paling lama daripada pemacu semasa ialah pemacu untuk peranti mudah alih (Seagate Momentus 5400.3 - 12.5).

Kelajuan gelendong (Bahasa Inggeris) gelendong kelajuan) - bilangan pusingan gelendong seminit. Masa capaian dan purata kelajuan pemindahan data sebahagian besarnya bergantung pada parameter ini. Pada masa ini, cakera keras dihasilkan dengan kelajuan putaran standard berikut: 4200, 5400 dan 7200 (komputer riba), 5400, 7200 dan 10,000 (komputer peribadi), 10,000 dan 15,000 rpm (pelayan dan stesen kerja berprestasi tinggi).

Kebolehpercayaan(Bahasa Inggeris) kebolehpercayaan) - ditakrifkan sebagai masa min antara kegagalan ( MTBF). Selain itu, sebahagian besar cakera moden menyokong teknologi S.M.A.R.T.

Bilangan operasi I/O sesaat - untuk cakera moden ini adalah kira-kira 50 op./s dengan akses rawak ke pemacu dan kira-kira 100 op./sec dengan akses berjujukan.

Penggunaan kuasa - faktor penting untuk peranti mudah alih.

Tahap bunyi bising- bunyi yang dihasilkan oleh mekanik pemacu semasa operasinya. Ditunjukkan dalam desibel. Pemacu senyap dianggap sebagai peranti dengan tahap hingar kira-kira 26 dB atau lebih rendah. Bunyi tersebut terdiri daripada bunyi putaran gelendong (termasuk bunyi aerodinamik) dan bunyi kedudukan.

Rintangan kesan (Bahasa Inggeris) G— terkejut penilaian) - rintangan pemacu terhadap lonjakan tekanan atau kejutan secara tiba-tiba, diukur dalam unit beban lampau yang dibenarkan dalam keadaan hidup dan mati.

Kadar pemindahan data (Bahasa Inggeris) Pemindahan Kadar) dengan akses berurutan:

• zon cakera dalaman: dari 44.2 hingga 74.5 MB/s;
• zon cakera luar: 60.0 hingga 111.4 MB/s.

Kelantangan penimbal- penimbal ialah memori perantaraan yang direka untuk melancarkan perbezaan dalam kelajuan baca/tulis dan kelajuan pemindahan ke atas antara muka. Pada cakera 2009, ia biasanya berbeza dari 8 hingga 64 MB.

Ketumpatan rakaman pada pinggan (ketumpatan kawasan) bergantung pada jarak antara trek (ketumpatan melintang) dan saiz minimum domain magnetik (ketumpatan membujur). Kriteria umum ialah ketumpatan rakaman per unit luas kapasiti cakera atau pinggan. Lebih tinggi ketumpatan rakaman, lebih cepat kadar pemindahan data antara kepala dan penimbal (kadar pemindahan data dalaman). Secara beransur-ansur, rizab pertumbuhan akibat lonjakan teknologi yang dinyatakan di atas mula merosot. Menjelang 2003, kapasiti tipikal piring cakera keras mencapai 80 GB. Pada tahun 2004, cakera dengan platters dengan kapasiti 100 MB muncul, pada tahun 2005 - 133 MB, pada tahun 2009 - 333 GB

Kawasan data boleh alamat minimum pada cakera keras ialah sektor. Saiz sektor secara tradisinya ialah 512 bait. Pada tahun 2006, IDEMA mengumumkan peralihan kepada saiz sektor 4096 bait, yang dirancang untuk disiapkan menjelang 2010.

Versi akhir Windows Vista, dikeluarkan pada tahun 2007, mempunyai sokongan terhad untuk cakera dengan saiz sektor ini.

Teknologi untuk merakam data pada cakera keras

Prinsip pengendalian cakera keras adalah serupa dengan pengendalian perakam pita. Permukaan kerja cakera bergerak relatif kepada kepala baca (contohnya, dalam bentuk induktor dengan jurang dalam litar magnetik). Apabila arus elektrik berselang-seli dibekalkan (semasa rakaman) ke gegelung kepala, medan magnet berselang-seli yang terhasil daripada celah kepala menjejaskan feromagnet permukaan cakera dan menukar arah vektor kemagnetan domain bergantung pada kekuatan isyarat. Semasa membaca, pergerakan domain di celah kepala membawa kepada perubahan dalam fluks magnet dalam litar magnet kepala, yang membawa kepada kemunculan isyarat elektrik berselang-seli dalam gegelung disebabkan oleh kesan aruhan elektromagnet.

Baru-baru ini, kesan magnetoresistif telah digunakan untuk membaca dan kepala magnetoresistif digunakan dalam cakera. Di dalamnya, perubahan dalam medan magnet membawa kepada perubahan dalam rintangan, bergantung kepada perubahan dalam kekuatan medan magnet. Kepala sedemikian memungkinkan untuk meningkatkan kemungkinan membaca maklumat yang boleh dipercayai (terutama pada kepadatan rakaman maklumat yang tinggi).

Kaedah rakaman selari
Bit maklumat direkodkan menggunakan kepala kecil, yang, melepasi permukaan cakera berputar, memmagnetkan berbilion-bilion kawasan diskret mendatar - domain. Setiap kawasan ini adalah sifar logik atau satu, bergantung pada kemagnetan.

Ketumpatan rakaman maksimum yang boleh dicapai menggunakan kaedah ini ialah kira-kira 23 Gbit/cm². Pada masa ini, kaedah ini secara beransur-ansur digantikan dengan kaedah rakaman berserenjang.

Kaedah rakaman berserenjang
Kaedah rakaman berserenjang ialah teknologi di mana bit maklumat disimpan dalam domain menegak. Ini membolehkan penggunaan medan magnet yang lebih kuat dan mengurangkan luas bahan yang diperlukan untuk menulis 1 bit. Ketumpatan rakaman sampel moden ialah 60 Gbit/cm². Pemacu keras rakaman berserenjang telah tersedia di pasaran sejak tahun 2005.

Kaedah rakaman magnet terma
Kaedah rakaman magnet terma Haba-dibantumagnetikrakamanHAMR) pada masa ini adalah yang paling menjanjikan daripada yang sedia ada; ia sedang giat dibangunkan. Kaedah ini menggunakan pemanasan titik cakera, yang membolehkan kepala memagnetkan kawasan yang sangat kecil pada permukaannya. Setelah cakera disejukkan, kemagnetan "ditetapkan." Pemacu keras jenis ini belum lagi dibentangkan di pasaran (sehingga 2009); hanya terdapat sampel eksperimen dengan ketumpatan rakaman 150 Gbit/cm². Pembangunan teknologi HAMR telah berlaku untuk beberapa lama, tetapi pakar masih berbeza dalam anggaran kepadatan rakaman maksimum. Oleh itu, Hitachi menamakan had pada 2.3-3.1 Tbit/cm², dan wakil Teknologi Seagate mencadangkan bahawa mereka akan dapat meningkatkan ketumpatan rakaman media HAMR kepada 7.75 Tbit/cm². Penggunaan meluas teknologi ini sepatutnya dijangka pada 2011-2012.

teknologi RAID

RAID (eng. tatasusunan berlebihan cakera bebas/murah) tatasusunan berlebihan cakera keras bebas/murah - matriks beberapa cakera dikawal oleh pengawal, disambungkan oleh saluran berkelajuan tinggi dan dilihat sebagai satu keseluruhan. Bergantung pada jenis tatasusunan yang digunakan, ia boleh memberikan tahap toleransi kesalahan dan prestasi yang berbeza-beza. Berfungsi untuk meningkatkan kebolehpercayaan storan data dan/atau untuk meningkatkan kelajuan membaca/menulis maklumat (RAID 0).

RAID 0

RAID 0 (“Striping”) ialah tatasusunan cakera 2 atau lebih cakera, di mana maklumat dibahagikan kepada blok A n dan ditulis secara berurutan ke cakera keras. Sehubungan itu, maklumat ditulis dan dibaca secara serentak, yang meningkatkan kelajuan.

Rajah 5. susun atur RAID 0

Malangnya, jika salah satu cakera gagal, maklumat hilang secara tidak dapat dipulihkan, jadi ia digunakan sama ada di rumah atau untuk menyimpan fail paging atau fail swap.

SERBU 1

RAID 1 (Mirroring - "mirroring"). Dalam kes ini, satu cakera adalah sama sepenuhnya dengan yang lain, yang menjamin operasi jika satu cakera gagal, tetapi jumlah ruang yang boleh digunakan dikurangkan separuh. Memandangkan cakera dibeli pada masa yang sama, sekiranya kumpulan yang rosak, kedua-dua cakera mungkin gagal. Kelajuan tulis adalah lebih kurang sama dengan kelajuan tulis pada satu cakera; adalah mungkin untuk membaca daripada dua cakera sekaligus (jika pengawal menyokong fungsi ini), yang meningkatkan kelajuan.

Rajah 6. susun atur RAID 1

Ia paling kerap digunakan di pejabat kecil untuk pangkalan data atau untuk menyimpan sistem pengendalian.

SERBU 10

SERBUAN 10 (SERBUHAN 1+0). Ia menggabungkan prinsip RAID 0 dan RAID 1. Apabila ia digunakan, setiap cakera keras mempunyai "pasangan cermin" sendiri dan separuh daripada kapasiti boleh guna digunakan. Ia beroperasi selagi terdapat satu cakera yang berfungsi daripada setiap pasangan. Prestasi tulis/tulis semula tertinggi, setanding dengan RAID 5 dalam kelajuan baca. Digunakan untuk menyimpan pangkalan data di bawah beban tinggi.

SERBUAN 5

RAID 5. Dalam kes ini, semua data dibahagikan kepada blok dan untuk setiap set jumlah semak dikira, yang disimpan pada salah satu cakera - ditulis secara kitaran kepada semua cakera tatasusunan (bergantian kepada setiap satu), dan digunakan untuk memulihkan data . Tahan kehilangan tidak lebih daripada satu cakera.

Rajah 7. susun atur RAID 5

RAID 5 mempunyai prestasi bacaan yang tinggi - maklumat dibaca dari hampir semua cakera, tetapi prestasi tulis dikurangkan - adalah perlu untuk mengira jumlah semak. Tetapi operasi yang paling kritikal ialah menulis semula, kerana ia berlaku dalam beberapa peringkat:
1) Baca data
2) Membaca checksum
3) Perbandingan data baru dan lama
4) Menulis data baharu
5) Tulis checksum baharu
6) Digunakan apabila volum besar dan kelajuan bacaan tinggi diperlukan.

SERBU 6

RAID 6 (ADG). Kesinambungan logik RAID 5. Perbezaannya ialah checksum dikira 2 kali, dan, sebagai hasilnya, ia mempunyai kebolehpercayaan yang lebih besar (tahan terhadap kegagalan lebih daripada 2 cakera) dan prestasi yang lebih rendah.

Rajah 8. susun atur RAID 6

Organisasi operasi RAID dipastikan oleh pengawal RAID, yang boleh dibina ke dalam papan induk, dalaman (dalam bentuk papan) atau luaran.

Rajah 9. Pengawal RAID dalaman

Dua atau lebih cakera disambungkan kepada pengawal dalam pelayan, atau kepungan cakera luaran disambungkan kepada pengawal, bergantung pada tahap toleransi kesalahan yang dipilih, ia melindungi satu atau lebih cakera daripada kegagalan sambil mengekalkan fungsi.

Dengan cache tidak meruap dan cakera SAS, ia melindungi daripada masalah yang berkaitan dengan gangguan bekalan elektrik melainkan kerosakan elektrik berlaku pada peralatan. Tetapi jika pelayan rosak, kehilangan data mungkin berlaku.

Melindungi data daripada:
- masalah perkakasan - kegagalan, kerosakan, kerosakan peralatan. Sebahagiannya, hanya dari kegagalan cakera keras;
- kegagalan kuasa - sebahagiannya melindungi data yang disimpan dalam penimbal pengawal dalam baris gilir tulis, tetapi untuk masa yang terhad dan hanya jika terdapat bateri pada pengawal.

Tidak melindungi daripada:
— kegagalan perisian;
- Faktor manusia;
— masalah infrastruktur (walaupun semua sambungan, sebagai peraturan, terletak dalam pelayan);
- kemalangan;
- bencana.

Tujuan utama aplikasi adalah untuk melindungi data daripada kehilangan sekiranya berlaku kegagalan cakera keras; juga, salah satu sebab untuk pelaksanaan adalah keperluan untuk meningkatkan prestasi subsistem cakera.

Pengawal RAID dibekalkan oleh banyak syarikat: IBM, DELL, SUN, HP, Adaptec, 3ware, LSI dan lain-lain.

Tatasusunan RAID luaran

Rajah 10.Tatasusunan RAID luaran

Tahap pertama. Cakera dan pengawal diletakkan dalam sistem luaran yang berasingan. Satu atau lebih pelayan boleh disambungkan kepada tatasusunan luaran menggunakan pelbagai antara muka, contohnya SAS, iSCSI, FC. Hampir semua sistem sedemikian mempunyai kipas berlebihan dan bekalan kuasa; banyak yang menyediakan kemungkinan memasang pengawal berlebihan. Dengan sendirinya, tatasusunan RAID luaran lebih berkuasa dan boleh dipercayai daripada pengawal RAID dalaman dan boleh dikembangkan kepada lebih daripada seratus cakera (menggunakan penutup cakera).

Pada masa ini, banyak model mempunyai alat pemantauan dan pengurusan lanjutan untuk tatasusunan itu sendiri dan data padanya. Alat untuk memantau keadaan cakera memberitahu lebih awal tentang kemungkinan kegagalan; kebanyakan pengeluar terkemuka menukar cakera hanya berdasarkan mesej ini, sebelum fakta tidak dapat dikendalikan. Sesetengah model mempunyai keupayaan untuk mengambil gambar, yang melindungi data dan memudahkan sandaran.

Melindungi data daripada:
- masalah perkakasan - sebahagiannya, jika terdapat pertindihan semua sistem.
- Kegagalan perisian - sebahagiannya, beberapa tatasusunan mempunyai fungsi untuk membuat salinan segera, yang akan membantu mencipta berbilang syot kilat;
- masalah infrastruktur - dilindungi di bawah syarat penduaan semua tatasusunan di luar pelayan;
— kegagalan kuasa – sebahagiannya, melindungi data dalam penimbal tulis pengawal apabila terdapat bateri. Kehadiran bekalan kuasa berlebihan menjamin kebolehpercayaan yang lebih besar.

Tidak melindungi daripada:
- Faktor manusia;
- kemalangan;
- bencana.

Sebab pelaksanaan adalah sama ada keperluan untuk penyatuan sumber storan, pengurusannya yang lebih mudah, kemungkinan akses serentak (contohnya, apabila membuat kluster), atau keperluan untuk prestasi tinggi, atau keperluan untuk kebolehpercayaan yang lebih besar (penduaan laluan kepada pengawal).

Wakil biasa kelas: Xyratex 5xxx/6xxx, Dell MD3000, IBM 3XXX, HP MSA 2000.

2. Pemacu Keadaan Pepejal

Rajah 11. Pemacu SSD

Pemacu keadaan pepejal (SSD, pemacu keadaan pepejal) ialah peranti storan komputer berdasarkan cip memori yang dikawal oleh pengawal. Pemacu SSD tidak mengandungi bahagian mekanikal yang bergerak.

Terdapat dua jenis pemacu keadaan pepejal: SSD berdasarkan memori yang serupa dengan RAM komputer, dan SSD berdasarkan memori kilat.

Pada masa ini, pemacu keadaan pepejal digunakan dalam peranti padat: komputer riba, netbook, komunikator dan telefon pintar. Beberapa pengeluar terkenal telah beralih kepada pengeluaran pemacu keadaan pepejal sepenuhnya, sebagai contoh, Samsung menjual perniagaan cakera kerasnya kepada Seagate pada tahun 2011.

Terdapat pemacu keras hibrid; peranti sedemikian menggabungkan dalam satu peranti pemacu cakera magnetik keras (HDD) dan pemacu keadaan pepejal yang agak kecil sebagai cache (untuk meningkatkan prestasi dan hayat perkhidmatan peranti, dan mengurangkan penggunaan kuasa). Setakat ini, cakera sedemikian digunakan terutamanya dalam peranti mudah alih (komputer riba, telefon bimbit, dll.).

Rajah 12. Pemacu hibrid Seagate Momentus XT 500 GB

Rajah 13. Pemacu hibrid Seagate Momentus XT 500 GB

Rajah 14. Unit elektronik pemacu hibrid Seagate Momentus XT 500 GB

Sejarah perkembangan

1978 - syarikat Amerika StorageTek membangunkan pemacu semikonduktor moden yang pertama (berdasarkan memori RAM).
1982 - Syarikat Amerika Cray memperkenalkan pemacu memori RAM semikonduktor untuk superkomputer Cray-1 dengan kelajuan 100 MBit/s dan Cray X-MP dengan kelajuan 320 MBit/s, dengan kapasiti 8, 16 atau 32 juta perkataan 64-bit.
1995 - Syarikat Israel M-Systems memperkenalkan pemacu memori kilat semikonduktor pertama.
2008 - Syarikat Korea Selatan Mtron Storage Technology berjaya mencipta pemacu SSD dengan kelajuan tulis 240 MB/s dan kelajuan baca 260 MB/s, yang ditunjukkan pada pameran di Seoul. Kapasiti pemacu ini ialah 128 GB. Menurut syarikat itu, pengeluaran peranti sedemikian akan bermula pada tahun 2009.
2009 – Super Talent Technology mengeluarkan SSD 512 GB, OCZ memperkenalkan SSD 1 terabait.

Pada masa ini, syarikat paling terkenal yang sedang membangunkan arah SSD secara intensif dalam aktiviti mereka termasuk Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial dan ADATA. Di samping itu, Toshiba menunjukkan minatnya dalam pasaran ini.

Reka bentuk dan operasi

Pemacu SSD terdapat dalam dua jenis:

SSD NAND
NAND SSD – pemacu dibina berdasarkan penggunaan tidak meruap memori (NAND SSD), muncul baru-baru ini dengan kos yang jauh lebih rendah (daripada 2 dolar AS setiap gigabait), dan mula menakluki pasaran dengan yakin. Sehingga baru-baru ini, mereka jauh lebih rendah daripada peranti storan tradisional - pemacu keras - dalam kelajuan menulis, tetapi dikompensasikan untuk ini dengan kelajuan tinggi mendapatkan maklumat (kedudukan awal). Pemacu keadaan pepejal denyar kini dihasilkan dengan kelajuan baca dan tulis yang berkali ganda lebih tinggi daripada pemacu keras. Mereka dicirikan oleh saiz yang agak kecil dan penggunaan kuasa yang rendah.

RAM SSD
SSD RAM ialah pemacu yang dibina menggunakan tidak menentu memori (sama seperti yang digunakan dalam RAM PC) dicirikan oleh pembacaan, penulisan dan pengambilan maklumat yang sangat pantas. Kelemahan utama mereka ialah kosnya yang sangat tinggi (dari 80 hingga 800 dolar AS setiap Gigabait). Ia digunakan terutamanya untuk mempercepatkan operasi sistem pengurusan pangkalan data yang besar dan stesen grafik yang berkuasa. Pemacu sedemikian biasanya dilengkapi dengan bateri untuk menyimpan data sekiranya berlaku kehilangan kuasa, dan model yang lebih mahal dilengkapi dengan sistem sandaran dan/atau salinan dalam talian.

Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan, berbanding cakera keras (HDD):

• tiada bahagian bergerak;
• kelajuan baca/tulis yang tinggi, selalunya melebihi daya pemprosesan antara muka cakera keras (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Saluran Gentian, dsb.);
• penggunaan kuasa yang rendah;
• ketiadaan bunyi bising sepenuhnya kerana ketiadaan bahagian bergerak dan kipas penyejuk;
• rintangan mekanikal yang tinggi;
• pelbagai suhu operasi;
• kestabilan masa membaca fail, tanpa mengira lokasi atau pemecahannya;
• dimensi dan berat kecil;
• Terdapat potensi pemodenan yang besar dalam kedua-dua pemacu itu sendiri dan dalam teknologi pengeluaran mereka.
• lebih kurang sensitiviti kepada medan elektromagnet luaran.

Kecacatan:

• Kelemahan utama SSD ialah bilangan kitaran penulisan semula yang terhad. Memori kilat konvensional (MLC, sel berbilang peringkat, sel memori berbilang peringkat) membolehkan anda menulis data lebih kurang 10,000 kali. Jenis memori yang lebih mahal (SLC, Sel peringkat tunggal, sel memori peringkat tunggal) - lebih daripada 100,000 kali Skim pengimbangan beban digunakan untuk memerangi haus yang tidak sekata. Pengawal menyimpan maklumat tentang berapa kali blok yang ditimpa dan, jika perlu, "menukarnya";
• Masalahnya ialah keserasian pemacu SSD dengan versi sistem pengendalian Microsoft Windows yang lapuk dan malah banyak versi semasa, yang tidak mengambil kira spesifikasi pemacu SSD dan juga memakainya. Penggunaan mekanisme pertukaran pada SSD oleh sistem pengendalian juga berkemungkinan mengurangkan hayat perkhidmatan pemacu;
• Harga gigabait pemacu SSD jauh lebih tinggi daripada harga gigabait HDD. Di samping itu, kos SSD adalah berkadar terus dengan kapasitinya, manakala kos pemacu keras tradisional bergantung pada bilangan pinggan dan berkembang dengan lebih perlahan apabila kapasiti storan meningkat.

Microsoft Windows dan komputer platform ini dengan pemacu keadaan pepejal.

Windows 7 telah memperkenalkan pengoptimuman khas untuk bekerja dengan pemacu keadaan pepejal. Jika anda mempunyai pemacu SSD, sistem pengendalian ini berfungsi dengannya secara berbeza daripada pemacu HDD biasa. Contohnya, Windows 7 tidak menggunakan defragmentasi pada SSD, teknologi Superfetch dan ReadyBoost serta teknik baca ke hadapan lain yang mempercepatkan memuatkan aplikasi daripada HDD biasa.

Versi sebelumnya Microsoft Windows tidak mempunyai pengoptimuman khas sedemikian dan direka untuk berfungsi hanya dengan pemacu keras biasa. Oleh itu, sebagai contoh, beberapa operasi fail Windows Vista, jika tidak dilumpuhkan, boleh mengurangkan hayat pemacu SSD. Operasi defragmentasi harus dilumpuhkan, kerana ia hampir tidak mempunyai kesan ke atas prestasi pemacu SSD dan hanya semakin haus.

Kembali pada tahun 2007, ASUS mengeluarkan netbook EEE PC 701 dengan pemacu SSD 4GB. Pada 9 September 2011, Dell mengumumkan yang pertama di pasaran untuk melengkapkan komputer riba Dell Precision dengan memori keadaan pepejal 512GB dengan satu pemacu dan 1TB dengan dua pemacu untuk model komputer M4600 dan M6600, masing-masing. Pengilang menetapkan harga untuk satu pemacu SATA3 512GB pada masa pengumuman pada $1,120 dolar AS.

Tablet Acer - Iconia Tab W500 dan model W501, Fujitsu Stylistic Q550 menjalankan Windows 7 - dijalankan pada pemacu SSD.

Komputer Mac OS X dan Macintosh dengan SSD

Sistem pengendalian Mac OS X, bermula dengan versi 10.7 (Lion), menyediakan sokongan TRIM sepenuhnya untuk memori keadaan pepejal yang dipasang dalam sistem.

Sejak 2010, Apple telah memperkenalkan komputer Air line yang dilengkapi sepenuhnya dengan memori keadaan pepejal berdasarkan memori Flash NAND. Sehingga 2010, pembeli boleh memilih pemacu keras biasa untuk komputer ini, tetapi pembangunan lanjut talian yang memihak kepada pencerahan maksimum dan pengurangan badan komputer dalam siri ini memerlukan pengabaian sepenuhnya pemacu keras konvensional yang memihak kepada keadaan pepejal. memandu. Jumlah memori yang disertakan dalam komputer siri Udara adalah antara 64GB hingga 512GB. Menurut J.P. Morgan sejak diperkenalkan, 420,000 komputer dalam siri ini telah dijual sepenuhnya pada memori Flash NAND keadaan pepejal.

3. Penyimpanan magnet dan optik

Belajar sendiri.

Setiap daripada kita setiap hari menghadapi pelbagai istilah komputer, pengetahuan yang cetek, dan beberapa istilah yang sama sekali tidak kita kenali. Dan mengapa tahu apa-apa tentang sesuatu yang tidak membimbangkan kita atau tidak mengganggu kita. bukan? Ia adalah kebenaran yang terkenal: selagi beberapa peralatan (termasuk cakera keras) berfungsi dengan normal dan tanpa masalah, tiada siapa yang akan mengganggu kepala mereka dengan selok-belok operasinya, dan ini tidak berguna.

Tetapi, pada saat-saat kerosakan bermula semasa operasi mana-mana peranti unit sistem, atau tiba-tiba memerlukan bantuan dengan komputer, ramai pengguna segera mengambil pemutar skru dan buku "asas celik komputer, atau cara menghidupkan semula komputer di rumah. ” Dan mereka cuba menyelesaikan masalah itu sendiri, tanpa menggunakan bantuan pakar. Dan selalunya ini berakhir dengan teruk untuk komputer mereka.

• Konsep "pemacu keras" atau "pemacu keras" dan asalnya

Definisi dan asal usul konsep "pemacu keras"

Jadi, topik artikel kami yang seterusnya, kali ini akan menjadi alat ganti unit sistem sebagai cakera keras. Kami akan mempertimbangkan secara terperinci makna konsep ini, mengingati secara ringkas sejarah perkembangannya, dan membincangkan dengan lebih terperinci tentang struktur dalaman, menganalisis jenis utama, antara muka dan butiran sambungannya. Di samping itu, mari kita lihat sedikit masa depan, dan mungkin juga hampir ke masa kini, dan beritahu anda apa yang secara beransur-ansur menggantikan skru lama yang baik. Melihat ke hadapan, katakan bahawa ini adalah pemacu keadaan pepejal yang beroperasi pada prinsip pemacu kilat USB - peranti SSD.

Pemacu keras pertama di dunia, jenis yang biasa kita lihat dan gunakan sekarang, telah dicipta oleh pekerja IBM Kenneth Haughton pada tahun 1973. Model ini dipanggil gabungan nombor misteri: 30-30, sama seperti kaliber senapang Winchester yang terkenal. Tidak sukar untuk meneka bahawa di sinilah salah satu nama berasal - Winchester, yang masih popular di kalangan pakar IT. Atau mungkin ada yang baru pertama kali membacanya.

Mari kita beralih kepada definisi: cakera keras (atau, jika ia mudah untuk anda, cakera keras, cakera keras, HDD atau skru) ialah peranti storan komputer (atau komputer riba), di mana, menggunakan baca/tulis khas kepala, maklumat ditulis, disimpan dan dipadam mengikut keperluan.

“Bagaimana semua ini berbeza daripada cakera liut ringkas atau CD-DVD?” - anda bertanya. Masalahnya ialah, tidak seperti media fleksibel atau optik, di sini data direkodkan pada hard (oleh itu namanya, walaupun seseorang mungkin sudah menekanya) plat aluminium atau kaca, di mana lapisan nipis bahan feromagnetik digunakan, selalunya kromium dioksida digunakan untuk tujuan ini.

Seluruh permukaan plat magnet berputar tersebut dibahagikan kepada trek dan sektor 512 bait setiap satu. Sesetengah pemacu hanya mempunyai satu cakera sedemikian. Lain-lain mengandungi sebelas atau lebih plat, dan maklumat direkodkan pada kedua-dua belah setiap satu daripadanya.

Struktur dalaman

Reka bentuk cakera keras itu sendiri bukan sahaja terdiri daripada peranti penyimpanan maklumat langsung, tetapi juga mekanisme yang membaca semua data ini. Secara keseluruhan, ini adalah perbezaan utama antara cakera keras dan cakera liut dan pemacu optik. Dan tidak seperti memori capaian rawak (RAM), yang memerlukan kuasa berterusan, cakera keras adalah peranti yang tidak meruap. Anda boleh mencabutnya dengan selamat dan membawanya ke mana-mana sahaja. Data disimpan di atasnya. Ini menjadi penting terutamanya apabila anda perlu memulihkan maklumat.

Sekarang mari kita bercakap sedikit tentang struktur dalaman cakera keras. Pemacu keras itu sendiri terdiri daripada blok tertutup yang diisi dengan udara bebas habuk biasa di bawah tekanan atmosfera. Kami tidak mengesyorkan membukanya di rumah, kerana... ini boleh merosakkan peranti itu sendiri. Tidak kira betapa kemas anda, akan sentiasa ada habuk di dalam bilik dan ia boleh masuk ke dalam kes itu. Perkhidmatan profesional yang pakar dalam pemulihan data mempunyai "bilik bersih" yang dilengkapi khas, di mana cakera keras dibuka.

Peranti ini juga termasuk papan dengan litar kawalan elektronik. Di dalam blok adalah bahagian mekanikal pemacu. Satu atau lebih plat magnet dipasang pada gelendong motor pemacu putaran cakera.

Perumah juga mengandungi suis prapenguat untuk kepala magnet. Kepala magnet itu sendiri membaca atau menulis maklumat dari permukaan salah satu sisi cakera magnetik. Kelajuan putaran yang mencapai 15 ribu putaran seminit - ini terpakai kepada model moden.

Apabila kuasa dihidupkan, pemproses cakera keras bermula dengan menguji elektronik. Jika semuanya teratur, motor gelendong dihidupkan. Selepas kelajuan putaran kritikal tertentu dicapai, ketumpatan lapisan udara yang mengalir di antara permukaan cakera dan kepala menjadi mencukupi untuk mengatasi daya menekan kepala terhadap permukaan.

Akibatnya, kepala baca/tulis "bergantung" di atas wafer pada jarak kecil hanya 5-10 nm. Operasi kepala baca/tulis adalah serupa dengan prinsip operasi jarum dalam gramofon, dengan hanya satu perbezaan - ia tidak mempunyai sentuhan fizikal dengan plat, manakala dalam gramofon kepala jarum bersentuhan dengan rekod .

Apabila kuasa komputer dimatikan dan cakera berhenti, kepala diturunkan ke kawasan tidak berfungsi permukaan pinggan, yang dipanggil zon letak kereta. Oleh itu, tidak digalakkan untuk menutup komputer secara tidak normal - hanya dengan menekan butang tutup atau mencabut palam kord kuasa dari alur keluar. Ini boleh menyebabkan kegagalan keseluruhan HDD. Model awal mempunyai perisian khas yang memulakan operasi parkir kepala.

Dalam HDD moden, kepala dibawa ke zon letak kereta secara automatik apabila kelajuan putaran menurun di bawah nominal atau apabila arahan diberikan untuk mematikan kuasa. Kepala dibawa kembali ke kawasan kerja hanya apabila kelajuan putaran enjin yang dinilai tercapai.

Sudah tentu, persoalannya telah pun menjadi matang dalam fikiran anda yang ingin tahu - sejauh manakah blok cakera itu tertutup dan apakah kemungkinan habuk atau zarah kecil lain boleh bocor di sana? Seperti yang telah kami tulis di atas, ia boleh membawa kepada kerosakan cakera keras atau bahkan kepada kerosakan dan kehilangan maklumat pentingnya.

Tapi jangan risau. Pengilang telah menyediakan segala-galanya sejak dahulu lagi. Blok cakera dengan enjin dan kepala terletak di perumahan tertutup khas - blok hermetik (ruang). Walau bagaimanapun, kandungannya tidak sepenuhnya terpencil dari alam sekitar, adalah perlu untuk memindahkan udara dari ruang ke luar dan sebaliknya.

Ini adalah perlu untuk menyamakan tekanan di dalam blok dengan bahagian luar untuk mengelakkan ubah bentuk perumahan. Keseimbangan ini dicapai menggunakan peranti khas yang dipanggil penapis barometrik. Ia terletak di dalam blok hermetik.

Penapis mampu menangkap zarah terkecil, saiznya melebihi jarak antara kepala baca/tulis dan permukaan feromagnetik cakera. Sebagai tambahan kepada penapis yang disebutkan di atas, terdapat satu lagi - penapis edaran semula. Ia memerangkap zarah yang terdapat dalam aliran udara di dalam unit itu sendiri. Mereka boleh muncul di sana akibat penumpahan pendebungaan magnet cakera (pasti anda pernah mendengar frasa bahawa "keras telah jatuh"). Selain itu, penapis ini menangkap zarah yang terlepas daripada "rakan sekerja" barometriknya.

Antara muka sambungan HDD

Hari ini, untuk menyambungkan cakera keras ke komputer, anda boleh menggunakan salah satu daripada tiga antara muka: IDE, SCSI dan SATA.

Pada mulanya, pada tahun 1986, antara muka IDE dibangunkan hanya untuk menyambungkan HDD. Ia kemudiannya diubah suai kepada antara muka ATA lanjutan. Akibatnya, anda boleh menyambung bukan sahaja pemacu keras, tetapi juga pemacu CD/DVD.

Antara muka SATA lebih pantas, lebih moden dan lebih produktif daripada ATA.

Sebaliknya, SCSI ialah antara muka berprestasi tinggi yang mampu menyambungkan pelbagai jenis peranti. Ini termasuk bukan sahaja peranti penyimpanan maklumat, tetapi juga pelbagai peranti persisian. Contohnya, pengimbas SCSI yang lebih pantas. Walau bagaimanapun, apabila bas USB muncul, keperluan untuk menyambung peranti melalui SCSI hilang. Jadi, jika anda bernasib baik untuk melihatnya di suatu tempat, maka anggap diri anda bertuah.

Sekarang mari kita bercakap sedikit tentang menyambung ke antara muka IDE. Sistem ini boleh mempunyai dua pengawal (utama dan menengah), setiap satunya boleh menyambungkan dua peranti. Sehubungan itu, kita mendapat maksimum 4: tuan primer, hamba primer dan tuan sekunder, hamba sekunder.

Selepas menyambungkan peranti kepada pengawal, anda harus memilih mod pengendaliannya. Ia dipilih dengan memasang pelompat khas (dipanggil pelompat) di tempat tertentu dalam penyambung (di sebelah penyambung untuk menyambungkan kabel IDE).

Harus diingat bahawa peralatan yang lebih cepat disambungkan ke pengawal terlebih dahulu dan dipanggil master. Yang kedua dipanggil hamba. Manipulasi terakhir adalah untuk menyambungkan kuasa, untuk ini kita perlu memilih salah satu kabel bekalan kuasa. Maklumat ini berguna kepada anda jika anda mempunyai komputer yang sangat lama. Sejak zaman moden keperluan untuk manipulasi sedemikian telah hilang.

Menyambung melalui SATA adalah lebih mudah. Kabel untuknya mempunyai penyambung yang sama di kedua-dua hujungnya. Pemacu SATA tidak mempunyai pelompat, jadi anda tidak perlu memilih mod pengendalian peranti - kanak-kanak pun boleh mengendalikannya. Kuasa disambungkan menggunakan kabel khas (3.3 V). Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk menyambung melalui penyesuai ke kabel kuasa biasa.

Mari berikan satu nasihat yang berguna: jika rakan sering datang kepada anda dengan cakera keras mereka untuk menyalin filem atau muzik baharu (ya, rakan anda sangat keras sehingga mereka membawa bukan HDD luaran, tetapi dalaman biasa), dan anda sudah bosan memutarkan unit sistem sepanjang masa, kami mengesyorkan agar anda membeli poket khas untuk cakera keras (ia dipanggil Rak Mudah Alih). Mereka tersedia dengan kedua-dua antara muka IDE dan SATA. Untuk menyambungkan pemacu keras tambahan lain ke komputer anda, hanya masukkannya ke dalam poket sedemikian dan anda selesai.

Pemacu SSD - peringkat baharu dalam pembangunan

Sudah hari ini (dan mungkin juga semalam) peringkat seterusnya dalam pembangunan peranti penyimpanan maklumat telah bermula. Pemacu keras sedang digantikan dengan jenis baru - SSD. Seterusnya kami akan memberitahu anda mengenainya dengan lebih terperinci.

Jadi, SSD (Solid State Disk) ialah pemacu keadaan pepejal yang berfungsi pada prinsip memori kilat USB. Salah satu ciri membezakannya yang paling penting daripada pemacu keras dan pemacu optik konvensional ialah perantinya tidak termasuk sebarang bahagian bergerak atau komponen mekanikal.

Pemacu jenis ini, seperti yang sering berlaku, pada mulanya dibangunkan secara eksklusif untuk tujuan ketenteraan, serta untuk pelayan berkelajuan tinggi, kerana pemacu keras lama yang baik tidak lagi pantas dan boleh dipercayai untuk keperluan tersebut.

Mari senaraikan kelebihan SSD yang paling penting:

• Pertama, menulis maklumat dan membaca daripada SSD adalah lebih pantas (berpuluh kali ganda) daripada daripada HDD. Operasi cakera keras konvensional sangat diperlahankan oleh pergerakan kepala baca/tulis. Dan kerana Jika SSD tidak memilikinya, maka tiada masalah.
• Kedua, disebabkan penggunaan serentak semua modul memori yang dipasang dalam pemacu SSD, kelajuan pemindahan data jauh lebih tinggi.
• Ketiga, mereka tidak begitu terdedah kepada kejutan. Walaupun cakera keras mungkin kehilangan beberapa data apabila terkena atau gagal, itulah yang paling kerap berlaku - berhati-hati!
• Keempat, mereka menggunakan lebih sedikit tenaga, yang menjadikannya mudah digunakan dalam peranti berkuasa bateri - komputer riba, netbook, ultrabook.
• Kelima, pemacu jenis ini hampir tidak menghasilkan bunyi semasa operasi, manakala apabila mengendalikan cakera keras kita mendengar putaran cakera dan pergerakan kepala. Dan apabila mereka gagal, biasanya terdapat bunyi retak atau ketukan yang kuat dari kepala.

Tetapi jangan kita sembunyikan: mungkin terdapat dua kelemahan SSD - 1) untuk kapasiti tertentu anda akan membayar lebih banyak daripada cakera keras dengan jumlah memori yang sama (perbezaan akan menjadi beberapa kali, walaupun setiap tahun ia menjadi kurang dan kurang); 2) SSD mempunyai bilangan kitaran baca/tulis yang agak kecil dan terhad (iaitu, hayat perkhidmatan yang sememangnya terhad).

Jadi, kami berkenalan dengan konsep "pemacu keras", mengkaji struktur, prinsip operasi dan ciri pelbagai antara muka sambungan. Kami berharap maklumat yang diberikan mudah difahami dan, yang paling penting, berguna.

Jika anda menghadapi kesukaran memilih, jika anda tidak dapat menentukan jenis pemacu keras yang disokong oleh papan induk anda, antara muka yang sesuai, atau saiz HDD yang paling sesuai dengan keperluan anda, maka anda sentiasa boleh menghubungi perkhidmatan komputer Compolife untuk mendapatkan bantuan di seluruh wilayah kami. perkhidmatan.

Pakar kami akan membantu anda memilih dan menggantikan cakera keras. Selain itu, anda boleh memesan pemasangan peranti baharu dalam unit sistem atau komputer riba anda daripada kami.

Hubungi pakar