Instructies

Gebruik de gewone bestandsbeheerder van uw besturingssysteem als hulpmiddel als het optische station wordt gebruikt voor het maken van back-ups of het overbrengen van bestanden. In dit geval hebben de opslagstructuur en de bestandsformaten erop geen speciale kenmerken. In Windows OS start bestandsbeheer (Verkenner) automatisch wanneer u een dvd in het station plaatst. Selecteer alle benodigde objecten van de bronschijf in het venster en druk op de toetsencombinatie Ctrl + C zodat het besturingssysteem de lijst onthoudt van wat er wordt gekopieerd. Ga vervolgens naar het station en de map op uw computer waar u de informatie wilt plaatsen en druk op de toetsencombinatie Ctrl + V (plakopdracht). Hierna begint het dvd-duplicatieproces.

De procedure voor het kopiëren van een bronschijf zal niet verschillen van die beschreven in de eerste stap, zelfs als de gegevens erop zijn opgenomen in DVD-formaat en zonder gebruik van enig beveiligingssysteem. Als er bescherming is, zul je programma's moeten gebruiken die geschikter zijn voor het werken met optische schijven dan een gewone bestandsbeheerder. Dit kan bijvoorbeeld de applicatie Slysoft CloneDVD of Slysoft AnyDVD, DVD Mate, DVD Decrypter, etc. zijn. De volgorde van acties bij het gebruik ervan is anders, maar het algemene principe is hetzelfde: in de programmaformulieren moet u de bron aangeven schijf en de locatie waar de informatie is opgeslagen, en de applicatie doet de rest zelf.

Gebruik schijf-imagingsoftware als u virtuele kopieën wilt gebruiken van de originele dvd die op uw computer is opgeslagen. Dergelijke programma's nemen, naast het kopiëren van informatie, alle details van de plaatsing ervan op een optische schijf op in een speciaal formaat en kunnen vervolgens de omgekeerde procedure uitvoeren: een exacte kopie van het origineel virtueel reproduceren of deze op een lege dvd branden. De meest populaire toepassingen van dit type zijn tegenwoordig Alcohol 120%, Daemon Tools, Nero Burning ROM. Bij het gebruik van deze programma's is het algemene actieprincipe ook hetzelfde: specificeer de bronschijf en de locatie waar de afbeelding moet worden opgeslagen, en het programma doet de rest. In de Daemon Tools-applicatie klikt u bijvoorbeeld op de knop "Een schijfkopie maken", in het dialoogvenster dat wordt geopend, zorgt u ervoor dat de waarde in het veld "Drive" naar het gewenste dvd-station verwijst en, indien nodig, wijzig het opslagadres in het veld "Uitvoerafbeelding". Bovendien kunt u hier het selectievakje "Afbeeldingsgegevens comprimeren" aanvinken als u wat ruimte op uw harde schijf wilt besparen. Nadat u op de knop "Start" hebt geklikt, begint het proces zelf, wat enkele uren kan duren - de duur hangt af van de hoeveelheid informatie op de schijf en de snelheid waarmee deze in uw dvd-station wordt gelezen.

Harde schijven, of harde schijven zoals ze ook wel worden genoemd, zijn een van de belangrijkste componenten van een computersysteem. Iedereen weet hiervan. Maar niet elke moderne gebruiker heeft zelfs maar een basiskennis van hoe een harde schijf functioneert. Het werkingsprincipe is over het algemeen vrij eenvoudig voor een basisbegrip, maar er zijn enkele nuances die verder zullen worden besproken.

Vragen over het doel en de classificatie van harde schijven?

De vraag naar het doel is uiteraard retorisch. Elke gebruiker, zelfs de meest beginnende gebruiker, zal onmiddellijk antwoorden dat een harde schijf (ook wel harde schijf, ook wel harde schijf of HDD genoemd) onmiddellijk zal antwoorden dat deze wordt gebruikt om informatie op te slaan.

Over het algemeen is dit waar. Vergeet niet dat er op de harde schijf, naast het besturingssysteem en de gebruikersbestanden, opstartsectoren zijn die door het besturingssysteem zijn gemaakt, waardoor het start, evenals bepaalde labels waarmee u snel de nodige informatie over het besturingssysteem kunt vinden schijf.

Moderne modellen zijn behoorlijk divers: gewone harde schijven, externe harde schijven, snelle solid-state drives (SSD's), hoewel ze over het algemeen niet als harde schijven worden geclassificeerd. Vervolgens wordt voorgesteld om de structuur en het werkingsprincipe van een harde schijf te beschouwen, zo niet volledig, dan tenminste op zo'n manier dat het voldoende is om de basistermen en -processen te begrijpen.

Houd er rekening mee dat er ook een speciale classificatie van moderne harde schijven bestaat op basis van enkele basiscriteria, waaronder de volgende:

• methode voor het opslaan van informatie;
• mediatype;
• manier om de toegang tot informatie te organiseren.

Waarom wordt een harde schijf een harde schijf genoemd?

Tegenwoordig vragen veel gebruikers zich af waarom ze harde schijven gerelateerd noemen aan handvuurwapens. Het lijkt erop, wat kan er gemeenschappelijk zijn tussen deze twee apparaten?

De term zelf verscheen in 1973, toen 's werelds eerste HDD op de markt verscheen, waarvan het ontwerp bestond uit twee afzonderlijke compartimenten in één afgesloten container. De capaciteit van elk compartiment was 30 MB, daarom gaven de ingenieurs de schijf de codenaam "30-30", die volledig in overeenstemming was met het merk van het destijds populaire "30-30 Winchester" -pistool. Het is waar dat deze naam begin jaren negentig in Amerika en Europa praktisch buiten gebruik raakte, maar hij blijft nog steeds populair in de post-Sovjet-ruimte.

De structuur en het werkingsprincipe van een harde schijf

Maar we dwalen af. Het werkingsprincipe van een harde schijf kan kort worden omschreven als de processen van het lezen of schrijven van informatie. Maar hoe gebeurt dit? Om het werkingsprincipe van een magnetische harde schijf te begrijpen, moet je eerst bestuderen hoe deze werkt.

De harde schijf zelf is een set platen, waarvan het aantal kan variëren van vier tot negen, met elkaar verbonden door een as (as), een zogenaamde spil. De platen bevinden zich boven elkaar. Meestal zijn de materialen voor de vervaardiging ervan aluminium, messing, keramiek, glas, enz. De platen zelf hebben een speciale magnetische coating in de vorm van een materiaal dat een schotel wordt genoemd, op basis van gamma-ferrietoxide, chroomoxide, bariumferriet, enz. Elke dergelijke plaat is ongeveer 2 mm dik.

Radiale koppen (één voor elke plaat) zijn verantwoordelijk voor het schrijven en lezen van informatie, en beide oppervlakken worden in de platen gebruikt. Waarvoor het kan variëren van 3600 tot 7200 tpm, en twee elektromotoren zijn verantwoordelijk voor het verplaatsen van de koppen.

In dit geval is het basisprincipe van de werking van de harde schijf van een computer dat informatie niet zomaar ergens wordt vastgelegd, maar op strikt gedefinieerde locaties, sectoren genoemd, die zich op concentrische paden of sporen bevinden. Om verwarring te voorkomen gelden er uniforme regels. Dit betekent dat de werkingsprincipes van harde schijven, vanuit het oogpunt van hun logische structuur, universeel zijn. De grootte van één sector, die over de hele wereld als uniforme standaard wordt aangenomen, is bijvoorbeeld 512 bytes. Sectoren zijn op hun beurt verdeeld in clusters, die reeksen zijn van aangrenzende sectoren. En de eigenaardigheden van het werkingsprincipe van een harde schijf in dit opzicht zijn dat de uitwisseling van informatie plaatsvindt door hele clusters (een heel aantal ketens van sectoren).

Maar hoe gebeurt het lezen van informatie? De werkingsprincipes van een harde magnetische schijf zijn als volgt: met behulp van een speciale beugel wordt de leeskop in radiale (spiraalvormige) richting naar het gewenste spoor bewogen en, wanneer gedraaid, boven een bepaalde sector geplaatst, en alle koppen kunnen tegelijkertijd bewegen en dezelfde informatie niet alleen van verschillende sporen lezen, maar ook van verschillende schijven (platen). Alle sporen met dezelfde serienummers worden meestal cilinders genoemd.

In dit geval kan nog een principe van de werking van de harde schijf worden geïdentificeerd: hoe dichter de leeskop zich bij het magnetische oppervlak bevindt (maar deze niet aanraakt), hoe hoger de opnamedichtheid.

Hoe wordt informatie geschreven en gelezen?

Harde schijven, of harde schijven, werden magnetisch genoemd omdat ze gebruik maken van de wetten van de fysica van magnetisme, geformuleerd door Faraday en Maxwell.

Zoals reeds vermeld, zijn platen gemaakt van niet-magnetisch gevoelig materiaal bedekt met een magnetische coating waarvan de dikte slechts enkele micrometers is. Tijdens bedrijf ontstaat er een magnetisch veld, dat een zogenaamde domeinstructuur heeft.

Een magnetisch domein is een gemagnetiseerd gebied van een ferrolegering dat strikt wordt begrensd door grenzen. Verder kan het werkingsprincipe van een harde schijf kort als volgt worden beschreven: bij blootstelling aan een extern magnetisch veld begint het eigen veld van de schijf strikt langs de magnetische lijnen te worden georiënteerd, en wanneer de invloed stopt, verschijnen er zones met restmagnetisatie. op de schijven, waarin de informatie die voorheen in het hoofdveld stond, is opgeslagen.

De leeskop is verantwoordelijk voor het creëren van een extern veld tijdens het schrijven, en tijdens het lezen creëert de zone van restmagnetisatie, gelegen tegenover de kop, een elektromotorische kracht of EMF. Verder is alles eenvoudig: een verandering in EMF komt overeen met één in binaire code, en de afwezigheid of beëindiging ervan komt overeen met nul. Het tijdstip waarop de EMF verandert, wordt gewoonlijk een bitelement genoemd.

Bovendien kan het magnetische oppervlak, puur vanuit computerwetenschappelijke overwegingen, worden geassocieerd als een bepaalde puntreeks van informatiebits. Maar aangezien de locatie van dergelijke punten niet absoluut nauwkeurig kan worden berekend, moet u een aantal vooraf aangewezen markeringen op de schijf installeren die helpen bij het bepalen van de gewenste locatie. Het maken van dergelijke markeringen wordt formatteren genoemd (grofweg het verdelen van de schijf in tracks en sectoren gecombineerd in clusters).

Logische structuur en werkingsprincipe van een harde schijf in termen van formattering

Wat de logische organisatie van de HDD betreft, komt formattering hier op de eerste plaats, waarbij twee hoofdtypen worden onderscheiden: low-level (fysiek) en high-level (logisch). Zonder deze stappen is er geen sprake van het in werkende staat brengen van de harde schijf. Hoe u een nieuwe harde schijf initialiseert, wordt afzonderlijk besproken.

Bij formatteren op laag niveau is sprake van fysieke impact op het oppervlak van de harde schijf, waardoor sectoren langs de sporen ontstaan. Het is merkwaardig dat het werkingsprincipe van een harde schijf zodanig is dat elke gecreëerde sector zijn eigen unieke adres heeft, inclusief het nummer van de sector zelf, het nummer van de track waarop deze zich bevindt en het nummer van de zijkant van de schotel. Bij het organiseren van directe toegang heeft hetzelfde RAM dus rechtstreeks toegang tot een bepaald adres, in plaats van te zoeken naar de benodigde informatie over het hele oppervlak, waardoor prestaties worden bereikt (hoewel dit niet het belangrijkste is). Houd er rekening mee dat bij het uitvoeren van formattering op laag niveau absoluut alle informatie wordt gewist en in de meeste gevallen niet kan worden hersteld.

Een ander ding is logische formattering (in Windows-systemen is dit snel formatteren of snel formatteren). Bovendien zijn deze processen ook van toepassing op het maken van logische partities, een bepaald gebied van de hoofdharde schijf die volgens dezelfde principes werken.

Logische opmaak heeft vooral invloed op het systeemgebied, dat bestaat uit de opstartsector- en partitietabellen (Boot record), de bestandstoewijzingstabel (FAT, NTFS, enz.) en de hoofdmap (Root Directory).

Informatie wordt in verschillende delen via het cluster naar sectoren geschreven, en één cluster kan niet twee identieke objecten (bestanden) bevatten. Eigenlijk scheidt het aanmaken van een logische partitie deze als het ware van de hoofdsysteempartitie, waardoor de daarop opgeslagen informatie niet onderhevig is aan verandering of verwijdering in geval van fouten en storingen.

Belangrijkste kenmerken van HDD

Het lijkt erop dat het werkingsprincipe van een harde schijf in algemene termen een beetje duidelijk is. Laten we nu verder gaan met de belangrijkste kenmerken, die een compleet beeld geven van alle mogelijkheden (of tekortkomingen) van moderne harde schijven.

Het werkingsprincipe van een harde schijf en de belangrijkste kenmerken ervan kunnen compleet verschillend zijn. Laten we, om te begrijpen waar we het over hebben, de meest fundamentele parameters benadrukken die kenmerkend zijn voor alle tegenwoordig bekende informatieopslagapparaten:

• capaciteit (volume);
• prestaties (snelheid van gegevenstoegang, lees- en schrijfinformatie);
• interface (verbindingsmethode, controllertype).

Capaciteit vertegenwoordigt de totale hoeveelheid informatie die op een harde schijf kan worden geschreven en opgeslagen. De HDD-productie-industrie ontwikkelt zich zo snel dat tegenwoordig harde schijven met een capaciteit van ongeveer 2 TB en meer in gebruik zijn gekomen. En, zoals wordt aangenomen, is dit niet de limiet.

De interface is het belangrijkste kenmerk. Het bepaalt precies hoe het apparaat op het moederbord is aangesloten, welke controller wordt gebruikt, hoe er wordt gelezen en geschreven, etc. De belangrijkste en meest voorkomende interfaces zijn IDE, SATA en SCSI.

Schijven met een IDE-interface zijn goedkoop, maar de belangrijkste nadelen zijn een beperkt aantal gelijktijdig aangesloten apparaten (maximaal vier) en lage gegevensoverdrachtsnelheden (zelfs als ze Ultra DMA directe geheugentoegang of Ultra ATA-protocollen ondersteunen (Modus 2 en Modus 4) Hoewel wordt aangenomen dat het gebruik ervan de lees-/schrijfsnelheid verhoogt tot 16 MB/s, is de snelheid in werkelijkheid veel lager. Bovendien moet je, om de UDMA-modus te gebruiken, een speciaal stuurprogramma installeren, wat in theorie ook zou moeten gebeuren compleet met moederbord geleverd worden.

Als we het hebben over het werkingsprincipe van een harde schijf en de kenmerken ervan, kunnen we niet negeren wat de opvolger is van de IDE ATA-versie. Het voordeel van deze technologie is dat de lees-/schrijfsnelheid kan worden verhoogd tot 100 MB/s door het gebruik van de snelle Fireware IEEE-1394-bus.

Ten slotte is de SCSI-interface, vergeleken met de vorige twee, het meest flexibel en snelst (schrijf-/leessnelheden bereiken 160 MB/s en hoger). Maar dergelijke harde schijven kosten bijna twee keer zoveel. Maar het aantal gelijktijdig verbonden apparaten voor informatieopslag varieert van zeven tot vijftien, de verbinding kan tot stand worden gebracht zonder de computer uit te zetten en de kabellengte kan ongeveer 15-30 meter zijn. Eigenlijk wordt dit type HDD meestal niet op gebruikers-pc's gebruikt, maar op servers.

Prestaties, die de overdrachtssnelheid en I/O-doorvoer kenmerken, worden gewoonlijk uitgedrukt in termen van overdrachtstijd en de hoeveelheid sequentiële gegevens die worden overgedragen en uitgedrukt in MB/s.

Enkele extra opties

Als we het hebben over wat het werkingsprincipe van een harde schijf is en welke parameters de werking ervan beïnvloeden, kunnen we enkele aanvullende kenmerken niet negeren die de prestaties of zelfs de levensduur van het apparaat kunnen beïnvloeden.

Hier is de rotatiesnelheid op de eerste plaats, die rechtstreeks van invloed is op het tijdstip van zoeken en initialiseren (herkenning) van de gewenste sector. Dit is de zogenaamde latente zoektijd: het interval waarin de benodigde sector naar de leeskop draait. Tegenwoordig zijn er verschillende normen aangenomen voor het spiltoerental, uitgedrukt in omwentelingen per minuut met een vertragingstijd in milliseconden:

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

Het is gemakkelijk in te zien dat hoe hoger de snelheid, hoe minder tijd wordt besteed aan het zoeken naar sectoren, en in fysieke termen, per omwenteling van de schijf voordat de kop op het gewenste positioneringspunt van de schijf wordt gezet.

Een andere parameter is de interne transmissiesnelheid. Op externe sporen is dit minimaal, maar neemt toe bij een geleidelijke overgang naar interne sporen. Hetzelfde defragmentatieproces, waarbij veelgebruikte gegevens naar de snelste delen van de schijf worden verplaatst, is dus niets anders dan het verplaatsen van gegevens naar een intern spoor met een hogere leessnelheid. Externe snelheid heeft vaste waarden en is direct afhankelijk van de gebruikte interface.

Ten slotte heeft een van de belangrijke punten betrekking op de aanwezigheid van een eigen cachegeheugen of buffer van de harde schijf. In wezen is het werkingsprincipe van een harde schijf in termen van buffergebruik enigszins vergelijkbaar met RAM of virtueel geheugen. Hoe groter het cachegeheugen (128-256 KB), hoe sneller de harde schijf zal werken.

Belangrijkste vereisten voor HDD

Er zijn in de meeste gevallen niet zo veel basisvereisten die aan harde schijven worden gesteld. Het belangrijkste is een lange levensduur en betrouwbaarheid.

De belangrijkste standaard voor de meeste HDD's is een levensduur van ongeveer 5-7 jaar met een bedrijfstijd van minimaal vijfhonderdduizend uur, maar voor high-end harde schijven is dit minimaal een miljoen uur.

Wat de betrouwbaarheid betreft, is hiervoor de S.M.A.R.T.-zelftestfunctie verantwoordelijk, die de toestand van individuele elementen van de harde schijf bewaakt en constante monitoring uitvoert. Op basis van de verzamelde gegevens kan zelfs een bepaalde voorspelling worden gevormd over het optreden van mogelijke storingen in de toekomst.

Het spreekt voor zich dat de gebruiker niet aan de zijlijn mag blijven staan. Wanneer u bijvoorbeeld met een HDD werkt, is het uiterst belangrijk om het optimale temperatuurregime te handhaven (0 - 50 ± 10 graden Celsius), en te voorkomen dat de harde schijf schudt, stoot en valt, en dat er geen stof of andere kleine deeltjes in terechtkomen , etc. Velen zullen dat trouwens doen. Het is interessant om te weten dat dezelfde deeltjes tabaksrook ongeveer tweemaal de afstand hebben tussen de leeskop en het magnetische oppervlak van de harde schijf, en menselijk haar - 5-10 keer.

Initialisatieproblemen in het systeem bij het vervangen van een harde schijf

Nu een paar woorden over welke acties moeten worden ondernomen als de gebruiker om de een of andere reden de harde schijf heeft gewijzigd of een extra schijf heeft geïnstalleerd.

We zullen dit proces niet volledig beschrijven, maar zullen ons alleen concentreren op de belangrijkste fasen. Eerst moet u de harde schijf aansluiten en in de BIOS-instellingen kijken of er nieuwe hardware is geïdentificeerd, deze initialiseren in het schijfbeheergedeelte en een opstartrecord maken, een eenvoudig volume maken, er een identificatie (letter) aan toewijzen en formatteer het door een bestandssysteem te selecteren. Pas daarna is de nieuwe "schroef" volledig klaar voor gebruik.

Conclusie

Dat is in feite het enige dat kort betrekking heeft op de basiswerking en kenmerken van moderne harde schijven. Het werkingsprincipe van een externe harde schijf werd hier niet fundamenteel overwogen, omdat het praktisch niet verschilt van wat wordt gebruikt voor stationaire harde schijven. Het enige verschil is de manier waarop de extra schijf op een computer of laptop wordt aangesloten. De meest gebruikelijke aansluiting is via een USB-interface, die rechtstreeks op het moederbord is aangesloten. Tegelijkertijd kun je, als je maximale prestaties wilt garanderen, beter de USB 3.0-standaard gebruiken (de poort binnenin is blauw gekleurd), uiteraard op voorwaarde dat de externe harde schijf dit zelf ondersteunt.

Anders denk ik dat veel mensen op zijn minst een beetje begrijpen hoe een harde schijf van welk type dan ook functioneert. Misschien zijn er hierboven te veel onderwerpen gegeven, vooral zelfs uit een natuurkundecursus op school, maar zonder dit zal het niet mogelijk zijn om alle basisprincipes en methoden die inherent zijn aan de technologieën voor het produceren en gebruiken van HDD's volledig te begrijpen.

Informatie opslaan op harde schijven

Deel 1

1. Inleiding

De meeste gebruikers noemen bij het beantwoorden van de vraag wat er in hun systeemeenheid zit onder meer de harde schijf. De harde schijf is het apparaat waarop uw gegevens het vaakst worden opgeslagen. Er is een legende die uitlegt waarom harde schijven zo'n mooie naam kregen. De eerste harde schijf die begin jaren zeventig in Amerika werd uitgebracht, had een capaciteit van 30 MB aan informatie op elk werkoppervlak. Tegelijkertijd had het repeteergeweer van O. F. Winchester, algemeen bekend in Amerika, een kaliber van 0,30; Misschien rommelde de eerste harde schijf tijdens de werking als een machinegeweer, of rook hij naar buskruit - ik weet het niet, maar vanaf dat moment begonnen ze harde schijven harde schijven te noemen.

Tijdens de werking van de computer treden er storingen op. Virussen, stroomstoringen, softwarefouten - dit alles kan schade veroorzaken aan de informatie die op uw harde schijf is opgeslagen. Schade aan informatie betekent niet altijd het verlies ervan. Het is dus handig om te weten hoe deze op de harde schijf is opgeslagen, omdat deze dan kan worden hersteld. Als het opstartgebied bijvoorbeeld door een virus is beschadigd, is het helemaal niet nodig om de hele schijf te formatteren (!), maar nadat u de beschadigde ruimte hebt hersteld, kunt u de normale werking voortzetten met behoud van al uw waardevolle gegevens.

Aan de ene kant heb ik mezelf tijdens het schrijven van dit artikel de taak opgelegd om u te vertellen:

1. over de principes van het vastleggen van informatie op een harde schijf;
2. over de plaatsing en het laden van het besturingssysteem;
3. over hoe u uw nieuwe harde schijf correct in partities kunt verdelen om meerdere besturingssystemen te kunnen gebruiken.

Aan de andere kant wil ik de lezer voorbereiden op het tweede artikel, waarin ik het zal hebben over programma's die bootmanagers worden genoemd. Om te begrijpen hoe deze programma's werken, moet je basiskennis hebben over zaken als MBR, partities, enz.

Genoeg algemene woorden - laten we aan de slag gaan.

2. Harde schijf

Een harde schijf (HDD - Hard Disk Drive) is als volgt ontworpen: op een as verbonden met een elektromotor bevindt zich een blok van meerdere schijven (pannenkoeken), boven het oppervlak waarvan zich koppen bevinden voor het lezen / schrijven van informatie. De hoofden hebben de vorm van een vleugel en zijn bevestigd aan een halvemaanvormige riem. Tijdens bedrijf ‘vliegen’ ze over het oppervlak van de schijven in de luchtstroom die ontstaat wanneer dezelfde schijven roteren. Uiteraard is de hefkracht afhankelijk van de luchtdruk op de hoofden. Het hangt op zijn beurt af van de externe atmosferische druk. Daarom geven sommige fabrikanten een maximaal bedrijfsplafond (bijvoorbeeld 3000 m) aan in de specificaties van hun apparaten. Waarom geen vliegtuig? De schijf is verdeeld in tracks (of tracks), die op hun beurt zijn onderverdeeld in sectoren. Twee sporen die op gelijke afstand van het midden liggen, maar zich aan weerszijden van de schijf bevinden, worden cilinders genoemd.

3. Informatieopslag

Een harde schijf slaat, net als elk ander blokapparaat, informatie op in vaste delen die blokken worden genoemd. Een blok is het kleinste stukje gegevens met een uniek adres op de harde schijf. Om de vereiste informatie naar de gewenste locatie te lezen of te schrijven, is het noodzakelijk om het blokadres op te geven als parameter van de opdracht die aan de harde schijfcontroller wordt gegeven. De blokgrootte is lange tijd standaard geweest voor alle harde schijven: 512 bytes.

Helaas bestaat er vaak verwarring tussen begrippen als “sector”, “cluster” en “blok”. In feite is er geen verschil tussen een “blok” en een “sector”. Het is waar dat het ene concept logisch is en het tweede topologisch. Een “cluster” bestaat uit verschillende sectoren die door het besturingssysteem als één geheel worden beschouwd. Waarom heb je het eenvoudige werk met sectoren niet opgegeven? Ik zal antwoorden. De overstap naar clusters vond plaats omdat de grootte van de FAT-tabel beperkt was en de schijfgrootte toenam. In het geval van FAT16 is het cluster voor een schijf van 512 MB 8 KB, maximaal 1 GB - 16 KB, maximaal 2 GB - 32 KB, enzovoort.

Om een ​​datablok uniek te kunnen adresseren, moet u alle drie de cijfers opgeven (cilindernummer, sectornummer op het spoor, kopnummer). Deze methode voor schijfadressering was wijdverbreid en werd vervolgens aangeduid met de afkorting CHS (cilinder, kop, sector). Het was deze methode die oorspronkelijk in het BIOS was geïmplementeerd, dus er ontstonden later beperkingen die eraan verbonden waren. Feit is dat het BIOS een bitadresraster heeft gedefinieerd van 63 sectoren, 1024 cilinders en 255 koppen. De ontwikkeling van harde schijven was in die tijd echter beperkt tot het gebruik van slechts 16 koppen vanwege de complexiteit van de productie. Hier verscheen de eerste beperking van de maximaal toegestane harde schijfcapaciteit voor adressering: 1024 × 16 × 63 × 512 = 504 MB.

Na verloop van tijd begonnen fabrikanten grotere harde schijven te maken. Dienovereenkomstig overschreed het aantal cilinders erop 1024, het maximaal toegestane aantal cilinders (vanuit het oogpunt van het oude BIOS). Het adresseerbare deel van de schijf bleef echter 504 MB groot, op voorwaarde dat toegang tot de schijf werd verkregen via het BIOS. Deze beperking werd uiteindelijk opgeheven door de introductie van het zogenaamde adresvertalingsmechanisme, dat hieronder wordt besproken.

Problemen die zich voordeden met de beperkingen van het BIOS in termen van de fysieke geometrie van de schijven leidden uiteindelijk tot de opkomst van een nieuwe manier om blokken op de schijf aan te pakken. Deze methode is vrij eenvoudig. Blokken op een schijf worden beschreven door één parameter: het lineaire adres van het blok. Schijfadressering kreeg lineair de afkorting LBA (logische blokadressering). Het lineaire adres van een blok is uniek geassocieerd met zijn CHS-adres:

lba = (cyl*HEADS + hoofd)*SECTORS + (sector-1);

De introductie van ondersteuning voor lineaire adressering in harde schijfcontrollers maakte het voor BIOSen mogelijk om adresvertaling uit te voeren. De essentie van deze methode is dat als je de HEADS-parameter in de bovenstaande formule verhoogt, er minder cilinders nodig zullen zijn om hetzelfde te adresseren. Er zijn echter meer koppen nodig. Er werden echter slechts 16 van de 255 koppen gebruikt. Daarom begonnen BIOSen overtollige cilinders naar koppen over te brengen, waardoor het aantal van sommige werd verminderd en het aantal van andere werd vergroot. Hierdoor konden ze het volledige afvoerrooster van koppen gebruiken. Hierdoor werd de limiet van de BIOS-adresseerbare schijfruimte verhoogd naar 8 GB.

Het is onmogelijk om niet een paar woorden te zeggen over de grote modus. Deze bedrijfsmodus is ontworpen om harde schijven tot 1 GB te bedienen. In de grote modus neemt het aantal logische koppen toe tot 32 en wordt het aantal logische cilinders gehalveerd. In dit geval worden toegangen tot logische heads 0..F vertaald naar even fysieke cilinders, en worden toegangen tot heads 10..1F vertaald naar oneven cilinders. Een harde schijf die is gepartitioneerd in de LBA-modus is incompatibel met de Large-modus en omgekeerd.

Een verdere toename van de adresseerbare schijfcapaciteit met behulp van eerdere BIOS-services is fundamenteel onmogelijk geworden. Alle parameters worden inderdaad gebruikt op de maximale “bar” (63 sectoren, 1024 cilinders en 255 koppen). Vervolgens werd een nieuwe uitgebreide BIOS-interface ontwikkeld, waarbij rekening werd gehouden met de mogelijkheid van zeer grote blokadressen. Deze interface is echter niet meer compatibel met de oude, waardoor oudere besturingssystemen, zoals DOS, die gebruik maken van oude BIOS-interfaces, de limiet van 8 GB niet konden en zullen kunnen overschrijden. Bijna alle moderne systemen gebruiken niet langer het BIOS, maar gebruiken hun eigen stuurprogramma's om met schijven te werken. Daarom is deze beperking niet op hen van toepassing. Maar het moet duidelijk zijn dat voordat het systeem zijn eigen stuurprogramma kan gebruiken, het op zijn minst moet worden geladen Daarom wordt elk systeem in de eerste opstartfase gedwongen het BIOS te gebruiken. Dit veroorzaakt beperkingen voor de plaatsing van veel systemen die groter zijn dan 8 GB; ze kunnen daar niet opstarten, maar ze kunnen wel informatie lezen en schrijven (bijvoorbeeld DOS dat met de schijf werkt via het BIOS).

4. Secties of partities

Laten we nu kijken naar het plaatsen van besturingssystemen op harde schijven. Om systemen te organiseren, wordt de schijfadresruimte van blokken verdeeld in delen die partities worden genoemd. Partities lijken precies op een hele schijf, omdat ze uit aaneengesloten blokken bestaan. Dankzij deze organisatie is het voor het beschrijven van een sectie voldoende om het begin van de sectie en de lengte ervan in blokken aan te geven. Een harde schijf kan vier primaire partities bevatten.

Wanneer de computer opstart, laadt het BIOS de eerste sector van de hoofdpartitie (opstartsector) op adres 0000h:7C00h en draagt ​​de besturing daaraan over. Aan het begin van deze sector bevindt zich een bootloader (bootcode) die de partitietabel leest en de opstartbare partitie (actief) bepaalt. En dan herhaalt alles zich. Dat wil zeggen, het laadt de opstartsector van deze partitie naar hetzelfde adres en draagt ​​de controle er opnieuw over.

Secties zijn containers voor al hun inhoud. Deze inhoud is doorgaans een bestandssysteem. Vanuit schijfoogpunt verwijst een bestandssysteem naar een systeem voor het markeren van blokken voor het opslaan van bestanden. Zodra er een bestandssysteem op de partitie is aangemaakt en de besturingssysteembestanden zich daarop bevinden, kan de partitie opstartbaar worden. De opstartbare partitie heeft in het eerste blok een klein programma dat het besturingssysteem laadt. Om een ​​bepaald systeem op te starten, moet u echter expliciet het opstartprogramma starten vanaf het eerste blok. Hoe dit gebeurt, wordt hieronder besproken.

Partities met bestandssystemen mogen elkaar niet overlappen. Dit komt omdat twee verschillende bestandssystemen elk hun eigen idee hebben van waar bestanden worden geplaatst, maar wanneer die plaatsing op dezelfde fysieke schijfruimte valt, ontstaat er een conflict tussen de bestandssystemen. Dit conflict ontstaat niet onmiddellijk, maar pas als bestanden zich op de plaats op de schijf bevinden waar de partities elkaar kruisen. Daarom moet u voorzichtig zijn met het verdelen van de schijf in partities.

Het kruisen van secties op zichzelf is niet gevaarlijk. Het is gevaarlijk om meerdere bestandssystemen op overlappende partities te plaatsen. Het partitioneren van een schijf betekent niet dat er bestandssystemen moeten worden aangemaakt. Alleen al de poging om een ​​leeg bestandssysteem (dat wil zeggen formatteren) aan te maken op een van de elkaar kruisende partities kan leiden tot fouten in het bestandssysteem van de andere partitie. Al het bovenstaande is in gelijke mate van toepassing op alle besturingssystemen, en niet alleen op de meest populaire.

De schijf wordt programmatisch gepartitioneerd. Dat wil zeggen dat u een willekeurige partitieconfiguratie kunt maken. Informatie over schijfpartitionering wordt opgeslagen in het allereerste blok van de harde schijf, het Master Boot Record (MBR) genoemd.

5.MBR

MBR is de primaire opstartfunctie voor de harde schijf die door het BIOS wordt ondersteund. Laten we voor de duidelijkheid de inhoud van het opstartgebied in de vorm van een diagram weergeven:

Alles dat zich op offset 01BEh-01FDh bevindt, wordt een partitietabel genoemd. Je kunt zien dat het vier secties heeft. Slechts één van de vier partities heeft het recht om als actief te worden gemarkeerd, wat betekent dat het opstartprogramma de eerste sector van die specifieke partitie in het geheugen moet laden en de besturing daar moet overdragen. De laatste twee bytes van de MBR moeten het nummer 0xAA55 bevatten. Op basis van de aanwezigheid van deze handtekening verifieert het BIOS dat het eerste blok succesvol is geladen. Deze handtekening is niet toevallig gekozen. Een succesvolle test hiervan zal aantonen dat alle datalijnen zowel nullen als enen kunnen bevatten.

Het opstartprogramma doorzoekt de partitietabel, selecteert de actieve, laadt het eerste blok van deze partitie en draagt ​​de besturing daar over.

Laten we eens kijken hoe de sectiedescriptor werkt:

* 0001h-0003h begin van de sectie
** 0005h-0007h einde sectie

Vanuit het oogpunt van schijfpartities was en blijft MS-DOS tot voor kort het populairst. Het neemt twee van de vier partities over: primaire DOS-partitie, uitgebreide DOS-partitie. De eerste (primair) is een gewone DOS-schijf C:. De tweede is een container met logische schijven. Ze hangen daar allemaal rond in de vorm van een keten van subpartities, die worden genoemd: D:, E:, ... Logische schijven kunnen ook andere bestandssystemen dan het DOS-bestandssysteem hebben. In de regel is de vreemdheid van het bestandssysteem echter te wijten aan de aanwezigheid van een ander besturingssysteem, dat over het algemeen op zijn eigen partitie moet worden geplaatst (niet in het uitgebreide DOS), maar de partitietabel is daarvoor vaak te klein. trucs.

Laten we nog een belangrijke omstandigheid opmerken. Wanneer DOS op een lege harde schijf is geïnstalleerd, zijn er geen alternatieven voor het kiezen van besturingssystemen bij het opstarten. Daarom ziet de bootloader er erg primitief uit; hij hoeft de gebruiker niet te vragen welk systeem hij wil opstarten. Met de wens om meerdere systemen tegelijk te hebben, is er behoefte aan het maken van een programma waarmee u een systeem kunt selecteren om op te starten.

6. Conclusie

Ik hoop dat ik u voldoende duidelijke en gedetailleerde basisinformatie heb kunnen geven over het harde schijfapparaat, MBR en PT. Naar mijn mening is een dergelijke set kennis voldoende voor kleine ‘reparaties’ van de informatieopslag. In het volgende artikel zal ik je vertellen over programma's genaamd Boot Manager en de principes van hun werking.

Hartelijk dank voor uw hulp aan Vladimir Dashevsky

Lezing nr. 5: Informatieopslagapparaten

Plan

1. Harde schijven
2. Solid State-schijven

1. Harde schijven

Historische achtergrond

Tijdens de ontwikkeling van harde schijven zijn zes standaardformaten – vormfactoren – veranderd.

Figuur 1. HDD-formaten

1956 - IBM 350 harde schijf als onderdeel van de eerste productiecomputer, de IBM 305 RAMAC. De schijf besloeg een doos ter grootte van een grote koelkast en woog 971 kg, en de totale geheugencapaciteit van 50 dunne schijven bedekt met puur ijzer met een diameter van 610 mm die erin ronddraaiden was ongeveer 5 miljoen 6-bits bytes (3,5 MB in termen van 8-bits bytes).
1980 - de eerste 5,25-inch Winchester, Shugart ST-506, 5 MB.
1981 - 5,25-inch Shugart ST-412, 10 MB.
1986 – SCSI, ATA (IDE)-standaarden.
1991 – maximale capaciteit 100 MB.
1995 – maximale capaciteit 2 GB.
1997 – maximale capaciteit 10 GB.
1998 – UDMA/33- en ATAPI-standaarden.
1999 - IBM brengt Microdrive uit met capaciteiten van 170 en 340 MB.
2002 – ATA/ATAPI-6-standaard en schijven met een capaciteit van meer dan 137 GB.
2003 – de verschijning van SATA.
2005 – maximale capaciteit 500 GB.
– Serial ATA 3G (of SATA II) standaard, de opkomst van SAS (Serial Attached SCSI).
2006 – toepassing van de loodrechte opnamemethode in commerciële ritten.
– het verschijnen van de eerste “hybride” harde schijven met een flashgeheugenblok.
2007 - Hitachi introduceert de eerste commerciële schijf van 1 TB.
2009 - gebaseerd op platters van 500 GB van Western Digital, waarna Seagate Technology LLC modellen uitbracht met een capaciteit van 2 TB.
– Western Digital kondigde de creatie aan van 2,5-inch harde schijven met een capaciteit van 1 TB (opnamedichtheid - 333 GB op één plaat)
– de opkomst van de SATA 3.0-standaard (SATA 6G).
2010 - Seagate begint met de ontwikkeling van een harde schijf van 3 TB.

HDD-definitie en apparaat
Harde schijf of HDD(Engels) MoeilijkSchijfDrijfveer,HDD), harde schijf, Winchester, in computerjargon "schroef", moeilijk, harde schijf– een apparaat voor informatieopslag gebaseerd op het principe van magnetische opname. Het is het belangrijkste apparaat voor gegevensopslag op de meeste computers.

Fundamenteel bestaat de HDD uit de volgende hoofdblokken:
Elektronica-eenheid omvat contacten en een microcircuit waarop zich bevinden: HDD-besturingscontroller, stroomconnectoren, jumperblok, connector voor kabels (verbindingsinterface).
Mechanisch blok bestaat uit magnetische platen, spindel, tuimelaar, tuimelaarrotatie-assen, tuimelaarservoaandrijving, lees- en schrijfkoppen.
Kader– dit is de structuur waarin alle elementen van de HDD zich bevinden.

Figuur 2. Diagram van HDD-apparaat

Figuur 3. HDD-apparaat

Principes van het opslaan van informatie op de harde schijf
Informatie op de harde schijf wordt vastgelegd op harde platen (aluminium, keramiek of glas) bedekt met een laag ferromagnetisch materiaal (ijzeroxide), meestal chroomdioxide. HDD's gebruiken één tot meerdere platen op één as.
Gegevens worden op de platters opgeslagen in concentrische sporen, die elk zijn verdeeld in sectoren van 512 bytes, bestaande uit horizontaal georiënteerde domeinen. De oriëntatie van domeinen in de magnetische laag dient om binaire informatie (0 of 1) te herkennen. De grootte van de domeinen bepaalt de gegevensregistratiedichtheid met als doel de oppervlakteruimte van de schijfplatters aan te spreken, die zijn onderverdeeld in sporen– concentrische ringgebieden. Elke track is verdeeld in gelijke secties - sectoren.

Cilinder– een reeks sporen op gelijke afstand van het midden op alle werkoppervlakken van de harde schijfschotels. Hoofd nummer specificeert het te gebruiken werkoppervlak (dat wil zeggen het specifieke spoor van de cilinder), en sectornummer– een specifieke sector op het spoor.

De organisatie van het lezen/schrijven van gegevens gebeurt dankzij de lees/schrijfkoppen (RW). In de bedrijfsmodus raken de GZZ's het oppervlak van de platen niet vanwege de laag binnenkomende luchtstroom die tijdens snelle rotatie nabij het oppervlak wordt gevormd. De afstand tussen de kop en de schijf bedraagt ​​enkele nanometers (in moderne schijven ongeveer 10 nm). De afwezigheid van mechanisch contact zorgt voor een lange levensduur van het apparaat. Wanneer de schijven niet roteren, bevinden de koppen zich op de spil of buiten de schijf in een veilig gebied (parkeerzone), waar abnormaal contact met het oppervlak van de schijven is uitgesloten.

Figuur 4. Organisatie van HDD-platters.

Adresseringsmodi

Er zijn twee manieren om sectoren op een schijf aan te pakken: cilinderkopsector(Engels) cilinder— hoofd— sector, C.H.S.) En lineaire blokadressering(Engels) lineair blok adresseren, LBA).

C.H.S.
Met deze methode wordt de sector aangesproken op basis van zijn fysieke positie op de schijf met 3 coördinaten - cilinder nummer, hoofd nummer En sectornummer. Op moderne schijven met ingebouwde controllers komen deze coördinaten niet langer overeen met de fysieke positie van de sector op de schijf en zijn het “logische coördinaten”
CHS-adressering gaat ervan uit dat alle tracks in een bepaald schijfgebied hetzelfde aantal sectoren hebben. Om CHS-adressering te gebruiken, moet u dit weten geometrie gebruikte schijf: het totale aantal cilinders, koppen en sectoren daarin. Aanvankelijk moesten deze gegevens handmatig worden ingevoerd; in de ATA-standaard werd de automatische geometriedetectiefunctie geïntroduceerd (opdracht Identify Drive).

LBA
Bij deze methode wordt het adres van datablokken op de media gespecificeerd met behulp van een logisch lineair adres. LBA-adressering werd in 1994 geïmplementeerd en gebruikt in combinatie met de EIDE-standaard (Extended IDE). ATA-standaarden vereisen een één-op-één-correspondentie tussen CHS- en LBA-modi:
LBA = [ (Cilinder * aantal koppen + koppen) * sectoren/spoor ] + (Sector-1)
De LBA-methode komt overeen met Sector Mapping voor SCSI. Het BIOS van de SCSI-controller voert deze taken automatisch uit, dat wil zeggen dat de logische adresseringsmethode oorspronkelijk kenmerkend was voor de SCSI-interface.
HDD-kenmerken

Momenteel worden de volgende HDD-kenmerken onderscheiden:

Interface(Engels) interface) – een reeks communicatielijnen, signalen die langs deze lijnen worden verzonden, technische middelen die deze uitwisselingsregels ondersteunen (protocol).
Commercieel geproduceerde harde schijven kunnen de volgende interfaces gebruiken:

Capaciteit(Engels) capaciteit) - de hoeveelheid gegevens die door de schijf kan worden opgeslagen. Sinds de creatie van de eerste harde schijven is, als gevolg van voortdurende verbeteringen in de gegevensregistratietechnologie, hun maximaal mogelijke capaciteit voortdurend toegenomen. Capaciteit moderne harde schijven (met een 3,5-inch vormfactor) begin 2010. bereikt 2000 GB (2 terabytes). Seagate heeft echter de ontwikkeling van een 3TB HDD bevestigd.

Opmerking: in tegenstelling tot het systeem van voorvoegsels dat in de informatica wordt geaccepteerd en een veelvoud van 1024 waarden aanduidt (zie: binaire voorvoegsels), gebruiken fabrikanten bij het aanduiden van de capaciteit van harde schijven waarden die veelvouden van 1000 zijn. de capaciteit van een harde schijf gemarkeerd als “200 GB” is 186,2 GB.

Fysieke grootte (vormfactor) (Engels) dimensie). Bijna alle moderne (2001-2008) schijven voor personal computers en servers zijn 3,5 of 2,5 inch breed - het formaat van standaardsteunen daarvoor in respectievelijk desktopcomputers en laptops. De formaten 1,8 inch, 1,3 inch, 1 inch en 0,85 inch zijn ook wijdverspreid geworden. De productie van schijven in de vormfactoren 8 en 5,25 inch is stopgezet.

Willekeurige toegangstijd (Engels) willekeurig toegang tijd) - de tijd gedurende welke de harde schijf gegarandeerd een lees- of schrijfbewerking uitvoert op enig deel van de magnetische schijf. Het bereik van deze parameter is klein: van 2,5 tot 16 ms. In de regel hebben serverschijven de minimale tijd (bijvoorbeeld Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 ms), de langste van de huidige zijn schijven voor draagbare apparaten (Seagate Momentus 5400.3 - 12.5).

Spilsnelheid (Engels) spindel snelheid) - het aantal spilomwentelingen per minuut. De toegangstijd en de gemiddelde snelheid van gegevensoverdracht zijn grotendeels afhankelijk van deze parameter. Momenteel worden harde schijven geproduceerd met de volgende standaard rotatiesnelheden: 4200, 5400 en 7200 (laptops), 5400, 7200 en 10.000 (personal computers), 10.000 en 15.000 rpm (servers en krachtige werkstations).

Betrouwbaarheid(Engels) betrouwbaarheid) - gedefinieerd als de gemiddelde tijd tussen storingen ( MTBF). Bovendien ondersteunt de overgrote meerderheid van moderne schijven de technologie SLIM.

Aantal I/O-bewerkingen per seconde - voor moderne schijven is dit ongeveer 50 op./s met willekeurige toegang tot de schijf en ongeveer 100 op./s met sequentiële toegang.

Energieverbruik - een belangrijke factor voor mobiele apparaten.

Geluidsniveau- het geluid geproduceerd door de mechanica van de aandrijving tijdens de werking ervan. Aangegeven in decibel. Stille schijven worden beschouwd als apparaten met een geluidsniveau van ongeveer 26 dB of lager. Het geluid bestaat uit spilrotatiegeluid (inclusief aerodynamisch geluid) en positioneringsgeluid.

Slagvastheid (Engels) G— schok beoordeling) - de weerstand van de schijf tegen plotselinge drukstoten of schokken, gemeten in eenheden van toegestane overbelasting in aan- en uit-stand.

Gegevensoverdrachtsnelheid (Engels) Overdracht Tarief) met sequentiële toegang:

• intern schijfgebied: van 44,2 tot 74,5 MB/s;
• buitenste schijfzone: 60,0 tot 111,4 MB/s.

Buffervolume- een buffer is een tussengeheugen dat is ontworpen om verschillen in lees-/schrijfsnelheid en overdrachtssnelheid via de interface op te heffen. In 2009-schijven varieert dit meestal van 8 tot 64 MB.

Opnamedichtheid op de schotel (gebiedsdichtheid) hangt af van de afstand tussen de sporen (dwarsdichtheid) en de minimale grootte van het magnetische domein (longitudinale dichtheid). Het algemene criterium is de opnamedichtheid per oppervlakte-eenheid van de schijf- of schotelcapaciteit. Hoe hoger de opnamedichtheid, hoe sneller de gegevensoverdrachtsnelheid tussen de koppen en de buffer (interne gegevensoverdrachtsnelheid). Geleidelijk begonnen de groeireserves als gevolg van de hierboven genoemde technologische sprong af te nemen. In 2003 bedroeg de typische capaciteit van harde schijven 80 GB. In 2004 verschenen schijven met platters met een capaciteit van 100 MB, in 2005 - 133 MB, in 2009 - 333 GB

Het minimaal adresseerbare gegevensgebied op een harde schijf is sector. De sectorgrootte is traditioneel 512 bytes. In 2006 kondigde IDEMA een overgang aan naar een sectorgrootte van 4096 bytes, die naar verwachting in 2010 voltooid zal zijn.

De definitieve versie van Windows Vista, uitgebracht in 2007, bood beperkte ondersteuning voor schijven met deze sectorgrootte.

Technologieën voor het vastleggen van gegevens op harde schijven

Het werkingsprincipe van harde schijven is vergelijkbaar met de werking van bandrecorders. Het werkoppervlak van de schijf beweegt ten opzichte van de leeskop (bijvoorbeeld in de vorm van een inductor met een opening in het magnetische circuit). Wanneer er (tijdens het opnemen) een elektrische wisselstroom aan de kopspoel wordt geleverd, beïnvloedt het resulterende magnetische wisselveld uit de kopspleet de ferromagneet van het schijfoppervlak en verandert de richting van de domeinmagnetisatievector afhankelijk van de signaalsterkte. Tijdens het lezen leidt de beweging van domeinen in de hoofdopening tot een verandering in de magnetische flux in het magnetische circuit van de kop, wat leidt tot het verschijnen van een wisselend elektrisch signaal in de spoel als gevolg van het effect van elektromagnetische inductie.

Onlangs is het magnetoresistieve effect gebruikt voor het lezen en worden magnetoresistieve koppen in schijven gebruikt. Daarin leidt een verandering in het magnetische veld tot een verandering in de weerstand, afhankelijk van de verandering in de magnetische veldsterkte. Dergelijke koppen maken het mogelijk om de waarschijnlijkheid van het betrouwbaar lezen van informatie te vergroten (vooral bij hoge informatieregistratiedichtheden).

Parallelle opnamemethode
Bits informatie worden vastgelegd met behulp van een kleine kop, die over het oppervlak van een roterende schijf gaat en miljarden horizontale discrete gebieden - domeinen - magnetiseert. Elk van deze gebieden is een logische nul of één, afhankelijk van de magnetisatie.

De maximaal haalbare opnamedichtheid met deze methode bedraagt ​​ongeveer 23 Gbit/cm². Momenteel wordt deze methode geleidelijk vervangen door de loodrechte opnamemethode.

Loodrechte opnamemethode
De loodrechte opnamemethode is een technologie waarbij stukjes informatie worden opgeslagen in verticale domeinen. Dit maakt het gebruik van sterkere magnetische velden mogelijk en verkleint het materiaaloppervlak dat nodig is om 1 bit te schrijven. De opnamedichtheid van moderne samples bedraagt ​​60 Gbit/cm². Harde schijven voor loodrechte opname zijn sinds 2005 op de markt verkrijgbaar.

Thermische magnetische opnamemethode
Thermische magnetische opnamemethode Warmte-bijgestaanmagnetischopnameHAMR) is momenteel de meest veelbelovende van de bestaande; het wordt momenteel actief ontwikkeld. Deze methode maakt gebruik van puntverwarming van de schijf, waardoor de kop zeer kleine delen van het oppervlak kan magnetiseren. Zodra de schijf is afgekoeld, is de magnetisatie ‘gefixeerd’. Harde schijven van dit type zijn nog niet op de markt gepresenteerd (vanaf 2009); er zijn alleen experimentele samples met een opnamedichtheid van 150 Gbit/cm². De ontwikkeling van HAMR-technologieën is al geruime tijd aan de gang, maar deskundigen verschillen nog steeds in schattingen van de maximale opnamedichtheid. Hitachi noemt de limiet dus 2,3-3,1 Tbit/cm², en vertegenwoordigers van Seagate Technology suggereren dat ze de opnamedichtheid van HAMR-media kunnen verhogen tot 7,75 Tbit/cm². In 2011-2012 wordt een wijdverbreid gebruik van deze technologie verwacht.

RAID-technologie

RAID (redundante array van onafhankelijke/goedkope schijven) redundante array van onafhankelijke/goedkope harde schijven - een matrix van verschillende schijven bestuurd door een controller, onderling verbonden door hogesnelheidskanalen en gezien als één geheel. Afhankelijk van het gebruikte type array kan deze een verschillende mate van fouttolerantie en prestaties bieden. Dient om de betrouwbaarheid van de gegevensopslag te vergroten en/of om de snelheid van het lezen/schrijven van informatie te verhogen (RAID 0).

RAID-0

RAID 0 (“Striping”) is een schijfarray van 2 of meer schijven, waarbij informatie wordt opgedeeld in A n-blokken en opeenvolgend naar harde schijven wordt geschreven. Dienovereenkomstig wordt informatie tegelijkertijd geschreven en gelezen, wat de snelheid verhoogt.

Figuur 5. RAID 0-indeling

Helaas, als een van de schijven defect raakt, gaat informatie onomkeerbaar verloren en wordt deze dus thuis gebruikt of voor het opslaan van een wisselbestand of wisselbestand.

RAID-1

RAID 1 (Spiegelen - “spiegelen”). In dit geval is de ene schijf volledig identiek aan de andere, wat de werking garandeert als een schijf uitvalt, maar de hoeveelheid bruikbare ruimte wordt gehalveerd. Omdat schijven tegelijkertijd worden aangeschaft, kunnen bij een defecte batch beide schijven defect raken. De schrijfsnelheid is ongeveer gelijk aan de schrijfsnelheid op één schijf; het is mogelijk om van twee schijven tegelijk te lezen (als de controller deze functie ondersteunt), waardoor de snelheid toeneemt.

Figuur 6. RAID 1-indeling

Het wordt meestal gebruikt in kleine kantoren voor databases of voor het opslaan van een besturingssysteem.

RAID-10

RAID 10 (RAID 1+0). Het combineert de principes van RAID 0 en RAID 1. Bij gebruik heeft elke harde schijf zijn eigen “spiegelpaar” en wordt de helft van de bruikbare capaciteit gebruikt. Het is operationeel zolang er van elk paar één werkende schijf is. De hoogste schrijf-/herschrijfprestaties, vergelijkbaar met RAID 5 wat betreft leessnelheid. Wordt gebruikt voor het opslaan van databases onder hoge belasting.

RAID-5

RAID 5. In dit geval worden alle gegevens in blokken verdeeld en wordt voor elke set een controlesom berekend, die op een van de schijven wordt opgeslagen - cyclisch naar alle schijven van de array geschreven (afwisselend naar elke schijf) en gebruikt om gegevens te herstellen . Bestand tegen verlies van niet meer dan één schijf.

Figuur 7. RAID 5-indeling

RAID 5 heeft hoge leesprestaties - informatie wordt van bijna alle schijven gelezen, maar verminderde schrijfprestaties - het is noodzakelijk om de controlesom te berekenen. Maar de meest kritische operatie is het herschrijven, omdat dit in verschillende fasen plaatsvindt:
1) Gegevens lezen
2) Het lezen van de controlesom
3) Vergelijking van nieuwe en oude gegevens
4) Nieuwe gegevens schrijven
5) Schrijf een nieuwe controlesom
6) Gebruikt wanneer grote volumes en een hoge leessnelheid vereist zijn.

RAID-6

RAID6 (ADG). Een logische voortzetting van RAID 5. Het verschil is dat de controlesom twee keer wordt berekend en daardoor een grotere betrouwbaarheid heeft (bestand tegen uitval van meer dan twee schijven) en lagere prestaties.

Figuur 8. RAID 6-indeling

De organisatie van de RAID-werking wordt verzekerd door RAID-controllers, die in het moederbord kunnen worden ingebouwd, intern (in de vorm van een bord) of extern.

Figuur 9. Interne RAID-controller

Er zijn twee of meer schijven aangesloten op de controller in de server, of er is een externe schijfbehuizing aangesloten op de controller. Afhankelijk van het geselecteerde niveau van fouttolerantie beschermt deze een of meer schijven tegen storingen terwijl de functionaliteit behouden blijft.

Met een niet-vluchtige cache en SAS-schijven beschermt het tegen problemen die verband houden met stroomuitval, tenzij er elektrische schade aan de apparatuur optreedt. Maar als de server beschadigd raakt, kan er gegevensverlies optreden.

Beschermt gegevens tegen:
- hardwareproblemen - storing, schade, defect aan apparatuur. Gedeeltelijk, alleen door een defect aan de harde schijf;
- stroomstoringen - beschermt gedeeltelijk gegevens die zijn opgeslagen in de controllerbuffer in de schrijfwachtrij, maar voor een beperkte tijd en alleen als er een batterij op de controller zit.

Beschermt niet tegen:
— softwarefouten;
— menselijke factor;
— infrastructuurproblemen (hoewel alle verbindingen zich in de regel binnen de server bevinden);
— ongevallen;
- rampen.

Het belangrijkste doel van de applicatie is het beschermen van gegevens tegen verlies in het geval van een defect aan de harde schijf; een van de redenen voor de implementatie is ook de behoefte aan betere prestaties van het schijfsubsysteem.

RAID-controllers worden door veel bedrijven geleverd: IBM, DELL, SUN, HP, Adaptec, 3ware, LSI en anderen.

Externe RAID-array

Figuur 10.Externe RAID-array

Instapniveau. De schijven en controller worden in een apart extern systeem geplaatst. Een of meer servers kunnen via verschillende interfaces, bijvoorbeeld SAS, iSCSI, FC, op een externe array worden aangesloten. Bijna al deze systemen zijn voorzien van redundante ventilatoren en voedingen; veel daarvan bieden de mogelijkheid om een ​​redundante controller te installeren. Op zichzelf zijn externe RAID-arrays krachtiger en betrouwbaarder dan interne RAID-controllers en kunnen worden uitgebreid tot meer dan honderd schijven (met behulp van schijfplanken).

Op dit moment beschikken veel modellen over geavanceerde monitoring- en beheertools voor zowel de array zelf als de gegevens erop. Hulpmiddelen voor het bewaken van de toestand van schijven informeren vooraf over een mogelijke storing; de meeste gerenommeerde fabrikanten vervangen schijven alleen op basis van deze berichten, voordat ze niet meer werken. Sommige modellen hebben de mogelijkheid om snapshots te maken, waardoor gegevens worden beschermd en back-ups worden vereenvoudigd.

Beschermt gegevens tegen:
- hardwareproblemen - gedeeltelijk, als er sprake is van duplicatie van alle systemen.
- Softwarefouten - gedeeltelijk hebben sommige arrays functies voor het maken van directe kopieën, wat zal helpen bij het maken van meerdere snapshots;
- infrastructuurproblemen - beschermd onder de voorwaarde van duplicatie van alle arrays buiten de server;
— stroomstoringen – beschermt gedeeltelijk gegevens in de schrijfbuffer van de controller als er een batterij aanwezig is. De aanwezigheid van redundante voedingen garandeert een grotere betrouwbaarheid.

Beschermt niet tegen:
— menselijke factor;
— ongevallen;
- rampen.

De reden voor implementatie is ofwel de behoefte aan consolidatie van opslagbronnen, het eenvoudiger beheer ervan, de mogelijkheid van gelijktijdige toegang (bijvoorbeeld bij het creëren van een cluster), of de behoefte aan hoge prestaties, of de behoefte aan grotere betrouwbaarheid (duplicatie van paden naar de regelaar).

Typische vertegenwoordigers van de klasse: Xyratex 5xxx/6xxx, Dell MD3000, IBM 3XXX, HP MSA 2000.

2. Solid State-schijven

Figuur 11. SSD-schijf

Solid-state drive (SSD, solid-state drive) is een computeropslagapparaat op basis van geheugenchips die worden bestuurd door een controller. SSD-schijven bevatten geen bewegende mechanische onderdelen.

Er zijn twee soorten solid-state drives: SSD's op basis van geheugen dat lijkt op computer-RAM, en SSD's op basis van flash-geheugen.

Momenteel worden solid-state drives gebruikt in compacte apparaten: laptops, netbooks, communicators en smartphones. Sommige bekende fabrikanten zijn volledig overgestapt op de productie van solid-state drives. Zo verkocht Samsung zijn harde-schijfactiviteiten in 2011 aan Seagate.

Er zijn hybride harde schijven; dergelijke apparaten combineren in één apparaat een harde magnetische schijf (HDD) en een relatief kleine SSD-schijf als cache (om de prestaties en levensduur van het apparaat te verbeteren en het stroomverbruik te verminderen). Tot nu toe worden dergelijke schijven voornamelijk gebruikt in draagbare apparaten (laptops, mobiele telefoons, enz.).

Figuur 12. Seagate Momentus XT 500 GB hybride schijf

Figuur 13. Seagate Momentus XT 500 GB hybride schijf

Figuur 14. Elektronica-eenheid van de Seagate Momentus XT 500 GB hybride schijf

Geschiedenis van ontwikkeling

1978 - het Amerikaanse bedrijf StorageTek ontwikkelde de eerste moderne halfgeleiderdrive (gebaseerd op RAM-geheugen).
1982 - Het Amerikaanse bedrijf Cray introduceert een halfgeleider RAM-geheugenstation voor zijn supercomputers Cray-1 met een snelheid van 100 MBit/s en Cray X-MP met een snelheid van 320 MBit/s, met een capaciteit van 8, 16 of 32 miljoen 64-bits woorden.
1995 - Het Israëlische bedrijf M-Systems introduceert de eerste halfgeleider-flashgeheugendrive.
2008 - Het Zuid-Koreaanse bedrijf Mtron Storage Technology slaagde erin een SSD-schijf te maken met een schrijfsnelheid van 240 MB/s en een leessnelheid van 260 MB/s, wat het demonstreerde op een beurs in Seoul. De capaciteit van deze schijf bedraagt ​​128 GB. Volgens het bedrijf zal de productie van dergelijke apparaten in 2009 beginnen.
2009 - Super Talent Technology bracht een SSD van 512 GB uit, OCZ introduceerde een SSD van 1 terabyte.

Momenteel zijn de meest opvallende bedrijven die de SSD-richting intensief ontwikkelen in hun activiteiten Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial en ADATA. Bovendien toont Toshiba interesse in deze markt.

Ontwerp en bediening

SSD-schijven zijn er in twee soorten:

NAND SSD
NAND SSD – schijven gebouwd op gebruik niet-vluchtig geheugen (NAND SSD), verscheen relatief recent met veel lagere kosten (vanaf 2 dollar per gigabyte) en begon met vertrouwen de markt te veroveren. Tot voor kort waren ze aanzienlijk inferieur aan traditionele opslagapparaten - harde schijven - wat betreft schrijfsnelheid, maar dit werd gecompenseerd door een hoge snelheid van het ophalen van informatie (initiële positionering). Flash solid-state drives worden nu geproduceerd met lees- en schrijfsnelheden die vele malen groter zijn dan die van harde schijven. Ze worden gekenmerkt door een relatief klein formaat en een laag stroomverbruik.

RAM-SSD
RAM SSD's zijn schijven die zijn gebouwd met behulp van vluchtig geheugen (hetzelfde als dat gebruikt in PC RAM) worden gekenmerkt door ultrasnel lezen, schrijven en ophalen van informatie. Hun grootste nadeel zijn hun extreem hoge kosten (van 80 tot 800 dollar per gigabyte). Ze worden voornamelijk gebruikt om de werking van grote databasebeheersystemen en krachtige grafische stations te versnellen. Dergelijke schijven zijn meestal uitgerust met batterijen om gegevens op te slaan bij stroomuitval, en duurdere modellen zijn uitgerust met back-up- en/of online kopieersystemen.

Voordelen en nadelen
Voordelen, vergeleken met harde schijven (HDD):

• geen bewegende delen;
• hoge lees-/schrijfsnelheid, vaak hoger dan de doorvoersnelheid van de harde schijf-interface (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel, enz.);
• laag stroomverbruik;
• volledige afwezigheid van geluid door de afwezigheid van bewegende delen en koelventilatoren;
• hoge mechanische weerstand;
• breed scala aan bedrijfstemperaturen;
• stabiliteit van de leestijd van bestanden, ongeacht hun locatie of fragmentatie;
• kleine afmetingen en gewicht;
• Er is een groot moderniseringspotentieel, zowel in de aandrijvingen zelf als in hun productietechnologieën.
• veel minder gevoeligheid voor externe elektromagnetische velden.

Gebreken:

• Het grootste nadeel van SSD's is het beperkte aantal herschrijfcycli. Met conventioneel (MLC, Multi-level cell, multi-level memory cellen) flashgeheugen kunt u gegevens ongeveer 10.000 keer schrijven. Duurdere soorten geheugen (SLC, Single-level cell, single-level memory cellen) - meer dan 100.000 keer worden load-balancing-schema's gebruikt om ongelijkmatige slijtage tegen te gaan. De controller slaat informatie op over hoe vaak welke blokken zijn overschreven en “verwisselt ze” indien nodig;
• Het probleem is de compatibiliteit van SSD-schijven met verouderde en zelfs veel huidige versies van de Microsoft Windows-besturingssystemen, die geen rekening houden met de specifieke kenmerken van SSD-schijven en deze bovendien verslijten. Het gebruik van het swapmechanisme op SSD's door besturingssystemen zal waarschijnlijk ook de levensduur van de schijf verkorten;
• De prijs van een gigabyte SSD-schijven is aanzienlijk hoger dan de prijs van een gigabyte HDD. Bovendien zijn de kosten van SSD's recht evenredig met hun capaciteit, terwijl de kosten van traditionele harde schijven afhankelijk zijn van het aantal platters en langzamer groeien naarmate de opslagcapaciteit toeneemt.

Microsoft Windows en computers van dit platform met solid-state drives.

Windows 7 heeft een speciale optimalisatie geïntroduceerd voor het werken met SSD's. Als je SSD schijven hebt, werkt dit besturingssysteem daar anders mee dan met reguliere HDD schijven. Windows 7 past bijvoorbeeld geen defragmentatie toe op de SSD-, Superfetch- en ReadyBoost-technologieën en andere vooruitleestechnieken die het laden van applicaties vanaf reguliere HDD's versnellen.

Eerdere versies van Microsoft Windows hebben niet zo'n speciale optimalisatie en zijn ontworpen om alleen met gewone harde schijven te werken. Daarom kunnen sommige Windows Vista-bestandsbewerkingen, als ze niet worden uitgeschakeld, de levensduur van de SSD-schijf verkorten. De defragmentatiebewerking moet worden uitgeschakeld, omdat deze vrijwel geen invloed heeft op de prestaties van de SSD-schijf en deze alleen maar verder verslijt.

In 2007 bracht ASUS de EEE PC 701-netbook uit met een 4GB SSD-schijf. Op 9 september 2011 kondigde Dell de eerste op de markt aan die Dell Precision-laptops uitrustte met solid-state geheugen van 512 GB met één schijf en 1 TB met twee schijven voor respectievelijk de M4600- en M6600-computermodellen. De fabrikant stelde bij de aankondiging de prijs voor één 512 GB SATA3-schijf vast op $ 1.120,-.

Acer-tablets - Iconia Tab W500- en W501-modellen, Fujitsu Stylistic Q550 met Windows 7 - draaien op een SSD-schijf.

Mac OS X- en Macintosh-computers met SSD's

Het Mac OS X-besturingssysteem biedt vanaf versie 10.7 (Lion) volledige TRIM-ondersteuning voor solid-state geheugen dat in het systeem is geïnstalleerd.

Sinds 2010 heeft Apple Air line-computers geïntroduceerd die volledig zijn uitgerust met solid-state geheugen op basis van Flash NAND-geheugen. Tot 2010 kon de koper een gewone harde schijf voor deze computer kiezen, maar de verdere ontwikkeling van de lijn ten gunste van maximale verlichting en verkleining van het aantal computers in deze serie vereiste een volledige stopzetting van conventionele harde schijven ten gunste van solid-state schijven. De hoeveelheid inbegrepen geheugen in computers uit de Air-serie varieert van 64 GB tot 512 GB. Volgens J.P. Sinds de introductie van Morgan zijn er 420.000 computers in deze serie volledig verkocht op solid-state Flash NAND-geheugen.

3. Magnetische en optische opslag

Zelfstudie.

Ieder van ons komt dagelijks verschillende computertermen tegen, waarvan de kennis oppervlakkig is, en sommige termen zijn ons volkomen onbekend. En waarom iets weten over iets dat ons niet aangaat of ons niet stoort. Is het niet? Het is een bekende waarheid: zolang bepaalde apparatuur (waaronder een harde schijf) normaal en zonder problemen functioneert, zal niemand zich ooit bezighouden met de complexiteit van de werking ervan, en dat heeft geen zin.

Maar op momenten dat storingen beginnen tijdens de werking van een systeemeenheid, of gewoon plotseling hulp nodig hebben met een computer, pakken veel gebruikers onmiddellijk een schroevendraaier en een boek 'de basisprincipes van computergeletterdheid, of hoe je een computer thuis kunt reanimeren. ” En ze proberen het probleem zelf op te lossen, zonder de hulp van een specialist in te roepen. En meestal eindigt dit zeer slecht voor hun computer.

• De concepten van “harde schijf” of “harde schijf” en hun oorsprong

Definitie en oorsprong van het concept "harde schijf"

Dus het onderwerp van ons volgende artikel zal deze keer zo'n reserveonderdeel van de systeemeenheid zijn als een harde schijf. We zullen de betekenis van dit concept in detail bekijken, kort de geschiedenis van de ontwikkeling ervan in herinnering brengen, en dieper ingaan op de interne structuur, de belangrijkste typen, interfaces en details van de verbinding ervan analyseren. Laten we bovendien een beetje in de toekomst kijken, en misschien zelfs bijna in het heden, en u vertellen wat geleidelijk de goede oude schroeven vervangt. Laten we vooruitkijkend zeggen dat dit solid-state drives zijn die werken volgens het principe van USB-flashdrives - SSD-apparaten.

De eerste harde schijf ter wereld, van het type dat we nu gewend zijn te zien en te gebruiken, werd in 1973 uitgevonden door IBM-medewerker Kenneth Haughton. Dit model werd een mysterieuze combinatie van cijfers genoemd: 30-30, net als het kaliber van het bekende Winchester-geweer. Het is niet moeilijk te raden dat dit is waar een van de namen vandaan kwam: Winchester, dat nog steeds populair is IT-specialisten. Of misschien heeft iemand het net voor het eerst gelezen.

Laten we verder gaan met de definitie: een harde schijf (of, als het u uitkomt, een harde schijf, harde schijf, HDD of schroef) is een opslagapparaat van een computer (of laptop), waarop met behulp van speciale lees-/schrijfapparaten hoofden wordt informatie naar behoefte geschreven, opgeslagen en verwijderd.

"Hoe verschilt dit allemaal van eenvoudige diskettes of cd-dvd's?" - vraag je. Het punt is dat, in tegenstelling tot flexibele of optische media, hier gegevens worden vastgelegd op harde (vandaar de naam, hoewel iemand het misschien al geraden heeft) aluminium of glasplaten, waarop een dunne laag ferromagnetisch materiaal is aangebracht, meestal chroomdioxide wordt voor deze doeleinden gebruikt.

Het gehele oppervlak van dergelijke roterende magnetische platen is verdeeld in sporen en sectoren van elk 512 bytes. Sommige schijven hebben slechts één dergelijke schijf. Andere bevatten elf of meer platen en informatie is op beide zijden van elk ervan opgenomen.

Interne structuur

Het ontwerp van de harde schijf zelf bestaat niet alleen uit apparaten voor directe informatieopslag, maar ook uit een mechanisme dat al deze gegevens leest. Alles bij elkaar is dit het belangrijkste verschil tussen harde schijven en diskettes en optische stations. En in tegenstelling tot Random Access Memory (RAM), dat constant vermogen vereist, is een harde schijf een niet-vluchtig apparaat. Je kunt hem veilig loskoppelen en overal mee naartoe nemen. De gegevens worden erop opgeslagen. Dit wordt vooral belangrijk wanneer u informatie moet herstellen.

Laten we het nu eens hebben over de interne structuur van een harde schijf. De harde schijf zelf bestaat uit een afgesloten blok gevuld met gewone stofvrije lucht onder atmosferische druk. Wij raden af ​​om hem thuis te openen, omdat... dit kan het apparaat zelf beschadigen. Hoe netjes je ook bent, er zal altijd stof in de kamer aanwezig zijn en dat kan in de koffer terechtkomen. Professionele diensten die gespecialiseerd zijn in gegevensherstel beschikken over een speciaal uitgeruste “clean room”, waarin de harde schijf wordt geopend.

Het apparaat bevat ook een bord met een elektronisch besturingscircuit. In het blok bevinden zich de mechanische onderdelen van de aandrijving. Een of meer magnetische platen zijn bevestigd aan de spil van de schijfrotatie-aandrijfmotor.

De behuizing bevat tevens een voorversterker-schakelaar voor magneetkoppen. De magnetische kop zelf leest of schrijft informatie van het oppervlak van een van de zijkanten van de magnetische schijf. De rotatiesnelheid bereikt 15.000 omwentelingen per minuut - dit geldt voor moderne modellen.

Wanneer de stroom wordt ingeschakeld, begint de processor van de harde schijf met het testen van de elektronica. Als alles in orde is, wordt de spilmotor ingeschakeld. Nadat een bepaalde kritische rotatiesnelheid is bereikt, wordt de dichtheid van de luchtlaag die tussen het oppervlak van de schijf en de kop stroomt voldoende om de kracht van het drukken van de kop tegen het oppervlak te overwinnen.

Hierdoor “hangt” de lees/schrijfkop boven de wafer op een kleine afstand van slechts 5-10 nm. De werking van de lees-/schrijfkop is vergelijkbaar met het werkingsprincipe van een naald in een grammofoon, met slechts één verschil: deze heeft geen fysiek contact met de plaat, terwijl bij een grammofoon de naaldkop in contact is met de plaat. .

Wanneer de computer wordt uitgeschakeld en de schijven stoppen, wordt de kop neergelaten op een niet-werkzaam gebied van het schoteloppervlak, de zogenaamde parkeerzone. Daarom wordt het niet aanbevolen om de computer abnormaal af te sluiten - simpelweg door op de afsluitknop te drukken of door de stekker uit het stopcontact te halen. Dit kan leiden tot het falen van de gehele HDD. Vroege modellen hadden speciale software die de hoofdparkeeroperatie in gang zette.

Bij moderne HDD's wordt de kop automatisch in de parkeerzone gebracht wanneer de rotatiesnelheid onder de nominale snelheid daalt of wanneer een commando wordt gegeven om de stroom uit te schakelen. Pas als het nominale motortoerental is bereikt, worden de koppen weer in het werkgebied gebracht.

De vraag is zeker al in je nieuwsgierige geest rijp geworden: hoe afgedicht is het schijfblok zelf en hoe groot is de kans dat daar stof of andere kleine deeltjes kunnen lekken? Zoals we hierboven al schreven, kunnen ze leiden tot een storing van de harde schijf of zelfs tot het defect raken en verlies van belangrijke informatie.

Maar maak je geen zorgen. Fabrikanten hebben al lang geleden in alles voorzien. Het schijfblok met de motor en de koppen bevinden zich in een speciaal afgesloten behuizing - een hermetisch blok (kamer). De inhoud ervan is echter niet volledig geïsoleerd van de omgeving; het is noodzakelijk om lucht van de kamer naar buiten te verplaatsen en omgekeerd.

Dit is nodig om de druk in het blok gelijk te maken met de buitenkant om vervorming van de behuizing te voorkomen. Dit evenwicht wordt bereikt met behulp van een speciaal apparaat dat een barometrisch filter wordt genoemd. Het bevindt zich in het hermetische blok.

Het filter is in staat de kleinste deeltjes op te vangen, waarvan de grootte groter is dan de afstand tussen de lees-/schrijfkop en het ferromagnetische oppervlak van de schijf. Naast het bovengenoemde filter is er nog een: een recirculatiefilter. Het vangt deeltjes op die aanwezig zijn in de luchtstroom in de unit zelf. Ze kunnen daar verschijnen als gevolg van het afstoten van magnetische bestuiving van schijven (je hebt vast wel eens de uitdrukking gehoord dat "hard eraf is gevallen"). Bovendien vangt dit filter de deeltjes op die zijn barometrische ‘collega’ heeft gemist.

HDD-verbindingsinterfaces

Om een ​​harde schijf op een computer aan te sluiten, kunt u tegenwoordig een van de drie interfaces gebruiken: IDE, SCSI en SATA.

Aanvankelijk, in 1986, werd de IDE-interface alleen ontwikkeld voor het aansluiten van HDD's. Het werd vervolgens aangepast naar een uitgebreide ATA-interface. Hierdoor kun je er niet alleen harde schijven op aansluiten, maar ook cd/dvd-stations.

De SATA-interface is sneller, moderner en productiever dan ATA.

SCSI is op zijn beurt een krachtige interface die verschillende soorten apparaten kan verbinden. Dit omvat niet alleen apparaten voor informatieopslag, maar ook verschillende randapparatuur. Bijvoorbeeld snellere SCSI-scanners. Toen de USB-bus verscheen, verdween echter de noodzaak om randapparatuur via SCSI aan te sluiten. Dus als je het geluk hebt hem ergens te zien, beschouw jezelf dan als een geluksvogel.

Laten we het nu even hebben over het verbinden met de IDE-interface. Het systeem kan twee controllers hebben (primair en secundair), die elk twee apparaten kunnen verbinden. Dienovereenkomstig krijgen we er maximaal 4: primaire master, primaire slave en secundaire master, secundaire slave.

Nadat u het apparaat op de controller hebt aangesloten, moet u de bedrijfsmodus ervan selecteren. Deze wordt geselecteerd door een speciale jumper (een zogenaamde jumper) op een bepaalde plaats in de connector te installeren (naast de connector voor het aansluiten van de IDE-kabel).

Houd er rekening mee dat de snellere apparatuur eerst op de controller wordt aangesloten en master wordt genoemd. De tweede wordt slaaf genoemd. De laatste manipulatie is het aansluiten van de stroom, hiervoor moeten we een van de voedingskabels selecteren. Deze informatie zal nuttig voor u zijn als u een heel, heel oude computer heeft. Omdat in de moderne tijd de behoefte aan dergelijke manipulaties is verdwenen.

Aansluiten via SATA is veel eenvoudiger. De kabel daarvoor heeft aan beide uiteinden dezelfde connectoren. De SATA-schijf heeft geen jumpers, dus u hoeft de bedrijfsmodus van de apparaten niet te selecteren - zelfs een kind kan ermee overweg. De stroom wordt aangesloten met behulp van een speciale kabel (3,3 V). Wel is het mogelijk om via een adapter verbinding te maken met een reguliere stroomkabel.

Laten we een nuttig advies geven: als vrienden vaak naar je toe komen met hun harde schijven om nieuwe films of muziek te kopiëren (ja, je vrienden zijn zo hardvochtig dat ze geen externe harde schijf bij zich hebben, maar een gewone interne), en Als je het al beu bent om de hele tijd de systeemeenheid op te draaien, raden we je aan een speciaal vak voor de harde schijf aan te schaffen (het heet Mobile Rack). Ze zijn verkrijgbaar met zowel IDE- als SATA-interfaces. Om nog een extra harde schijf op uw computer aan te sluiten, plaatst u deze eenvoudigweg in een dergelijke zak en klaar is kees.

SSD-schijven - een nieuwe fase in ontwikkeling

Vandaag (en misschien zelfs gisteren) is de volgende fase in de ontwikkeling van apparaten voor informatieopslag al begonnen. Harde schijven worden vervangen door een nieuw type: SSD. Vervolgens zullen we u er meer in detail over vertellen.

SSD (Solid State Disk) is dus een solid-state schijf die werkt volgens het principe van USB-flashgeheugen. Een van de belangrijkste onderscheidende kenmerken van conventionele harde schijven en optische schijven is dat het apparaat geen bewegende delen of mechanische componenten bevat.

Schijven van dit type werden, zoals vaak gebeurt, aanvankelijk uitsluitend ontwikkeld voor militaire doeleinden, maar ook voor snelle servers, omdat de goede oude harde schijven niet langer snel en betrouwbaar genoeg waren voor dergelijke behoeften.

Laten we de belangrijkste voordelen van SSD op een rij zetten:

• Ten eerste gaat het schrijven van informatie naar en het lezen van een SSD veel sneller (tientallen keren) dan vanaf een HDD. De werking van een conventionele harde schijf wordt sterk belemmerd door de beweging van de lees-/schrijfkop. En omdat Als de SSD dit niet heeft, is er geen probleem.
• Ten tweede is de gegevensoverdrachtsnelheid veel hoger vanwege het gelijktijdige gebruik van alle geheugenmodules die in de SSD-schijf zijn geïnstalleerd.
• Ten derde zijn ze niet zo gevoelig voor schokken. Hoewel harde schijven bepaalde gegevens kunnen verliezen als ze worden geraakt of zelfs kapot gaan, wat het vaakst gebeurt, wees dan voorzichtig!
• Ten vierde verbruiken ze minder energie, waardoor ze gemakkelijk te gebruiken zijn in apparaten die op batterijen werken: laptops, netbooks, ultrabooks.
• Ten vijfde produceert dit type schijf vrijwel geen geluid tijdens het gebruik, terwijl we bij het werken van harde schijven de rotatie van de schijven en de beweging van de kop horen. En als ze falen, komt er meestal een krachtig krakend of kloppend geluid uit de koppen.

Maar laten we niet verbergen: misschien zijn er twee nadelen van SSD's: 1) voor zijn bepaalde capaciteit betaal je veel meer dan voor een harde schijf met een identieke hoeveelheid geheugen (het verschil zal meerdere keren zijn, hoewel het elk jaar minder wordt en minder); 2) SSD's hebben een relatief klein, beperkt aantal lees-/schrijfcycli (d.w.z. een inherent beperkte levensduur).

We maakten dus kennis met het concept van "harde schijf", onderzochten de structuur, het werkingsprincipe en de kenmerken van verschillende verbindingsinterfaces. We hopen dat de verstrekte informatie gemakkelijk te begrijpen en, belangrijker nog, nuttig was.

Als u moeite heeft met kiezen, als u niet kunt bepalen welk type harde schijven uw moederbord ondersteunt, welke interface geschikt is of welk formaat HDD het beste bij uw behoeften past, dan kunt u altijd terecht bij de computerservice van Compolife voor hulp in ons hele grondgebied. dienst.

Onze specialisten helpen u bij het kiezen en vervangen van een harde schijf. Daarnaast kunt u bij ons de installatie van een nieuw apparaat in uw systeemunit of laptop bestellen.

Bel een specialist