Jak funguje pevný disk počítače (HDD)? Oddíly pevného disku a souborové systémy. Základní pojmy a základy práce Jak zjistit, jakou strukturu má pevný disk

Stejně jako diskety je pevný disk rozdělen na stopy a sektory. Každá stopa je jednoznačně identifikována číslem hlavy a sériovým číslem na disku vzhledem k vnějšímu okraji. Sektory jsou identifikovány svým pořadovým číslem vzhledem k začátku stopy. Číslování sektorů na dráze začíná od jedné a hlavy a válce - od nuly.

Počet sektorů se může lišit (od 17 do 150) v závislosti na typu disku. Každý sektor obsahuje nějaké servisní informace a data. Velikost sektoru je obvykle 571 bajtů. Na začátku každého sektoru je napsána hlavička (Prefix part), která určuje začátek sektoru a jeho číslo, a na konci sektoru (Suffix part - konec sektoru) obsahuje kontrolní součet nutný pro kontrolu integritu dat. Mezi hlavičkou sektoru a koncem je datová oblast 512 bajtů (pro DOS). Informace se na stopy nezaznamenávají v konstantním proudu, jako v domácích magnetofonech, ale v blocích po 512 bajtech.

Počet disků, hlav a stop pevného disku nastavuje výrobce na základě vlastností a kvality disků. Tyto vlastnosti nelze změnit. Počet sektorů na disku závisí na metodě záznamu a hustota závisí na médiu: čím lepší je materiál disku, tím hustší data lze na něj zaznamenat. Moderní pevné disky obsahují až 150 sektorů na stopu.

Základní typy rozhraní

Pevný disk musí být připojen přes řadič, který může být umístěn buď na speciální rozšiřující kartě, nebo na samotné základní desce. Je to tento ovladač, který přijímá, vysílá a zpracovává signály z pevného disku. V praxi jsou nyní nejrozšířenější pevné disky IDE, méně často SCSI.

Pojďme se na tyto typy pevných disků podívat blíže.

U pevných disků typu IDE (Integrated Drive Electronics) se řídicí elektronika nenachází v řadiči, ale na pevném disku. Výhoda pevných disků tohoto typu se projevuje především v příjmu a přenosu informací, to znamená, že u takových pevných disků je příjem a přenos signálů optimálně sladěn. Takové pevné disky se k ovladači připojují 40žilovým plochým kabelem. Pevné disky IDE není nutné formátovat na nízké úrovni. Po instalaci do počítačové skříně a připojení zbývá pouze:

Zapište jeho parametry do CMOS Setup

Rozdělte pevný disk a

Naformátujte jej pomocí operačního systému

Pro kompenzaci různých hustot záznamu se používá metoda záznamu v zónách. Podstatou metody je, že celý pracovní prostor magnetického disku je rozdělen do zón: 8 nebo více. Nejnižší zóna, tedy stopa nejdále od středu disku, obsahuje nejvíce sektorů (obvykle 120-96). Směrem do středu disku se počet sektorů snižuje a v nejstarší zóně dosahuje 64-56. Díky tomu, jelikož se disk otáčí konstantní rychlostí, přichází podstatně větší množství informací z vnějších zón než z vnitřních. Nerovnoměrnost příjmu dat je kompenzována zvýšením rychlosti kanálu čtení/převodu dat a použitím speciálních laditelných filtrů pro korekci frekvence podle zóny a také použitím vysoce výkonných jednočipových mikrokontrolérů.

Pevné disky fungující tímto způsobem nelze deklarovat v nastavení CMOS s jejich skutečnými parametry. Pro tyto disky existuje možnost nazvaná Režim překladu. Když je nainstalován, je hodnota určená v nastavení CMOS přepočítána řadičem v souladu s umístěním válců a sektorů.

Logickou strukturou pevného disku je rozdělení diskového prostoru do oblastí, které ukládají různé servisní (MBR (MasterBoot Record), BR (Boot Record), FAT1 a FAT2 atd., Root Directory) a uživatelské informace.

Pokud je obecně vše s informacemi o uživateli (daty) jasné, pak podmínky v oblasti služeb vyžadují objasnění.

MBR nebo hlavní spouštěcí záznam- jedná se o hlavní zaváděcí sektor, nejčastěji první fyzický sektor na disku operace počítače začíná načtením jeho obsahu při zapnutí nebo restartu (nutné pro načtení operačního systému); MBR se skládá ze dvou částí: první část obsahuje program IPL1 - Initial Program Loading 1, během kterého počítač zkoumá obsah druhé části MBR - tabulka rozdělení disku Partition Table, která udává čísla prvního a posledního sektoru. každého diskového oddílu. Tabulka oddílů také ukládá informace o typu systému souborů oddílu a o tom, zda je oddíl zaváděcí nebo ne. Každý oddíl pevného disku obsahuje sektor BR (Boot Record), dvě kopie tabulky alokace souborů (FAT) - FAT1 a FAT2, kořenový adresář a datovou oblast.

Funkce MBR je „přesunout“ do oddílu pevného disku, ze kterého by měl být spuštěn „další kód“ (obvykle načtení OS). Ve fázi „MBR“ je vybrán diskový oddíl v pozdějších fázích algoritmu. Během procesu spouštění počítače, po skončení počátečního testu (Power-on self-test - POST), systém BIOS (Basic Input/Output System) načte „kód MBR“ do paměti RAM (v IBM PC, obvykle z adresy 0000:7c00) a přenese řídicí spouštěcí kód umístěný v MBR.

Sektor BR (Boot Record) je první sektor oddílu, ve kterém je zaznamenán stejnojmenný program Boot Record, který je součástí operačního systému a je určen ke spouštění dalších programů operačního systému uložených na disku. BR je k dispozici na všech oddílech pevného disku, i když ne všechny oddíly obsahují soubory operačního systému, tzn. ne všechny oddíly jsou "systémové" oddíly.

Tabulka FAT (File Allocation Table) je alokační tabulka souborů, která ukládá záznamy o délce 16 nebo 32 bitů, které ukládají informace o umístění clusterů, na kterých je každý soubor zaznamenán. Pokud dojde k poškození FAT, počítač ztratí přístup k souboru a na disku se objeví „ztracené shluky“ – tzn. sektory se zbytečnými informacemi, které nelze přečíst.

Kořenový adresář - kořenový adresář disku, obsahuje záznamy s informacemi o každém souboru - název, typ, svazek, datum a čas vytvoření, atribut souboru (systémový, skrytý, jen pro čtení, archiv) a ukládá ukazatel na první shluk souboru. Kořenový adresář je nejvíce „hlavní“ adresář v diskovém oddílu, všechny ostatní adresáře a soubory jsou umístěny v hierarchii pod ním.

Datová oblast - oblast pro data - hlavní oblast diskového oddílu, ukládá samotné soubory.

Pevné disky nebo pevné disky, jak se jim také říká, jsou jednou z nejdůležitějších součástí počítačového systému. Každý o tom ví. Ale ne každý moderní uživatel má základní představu o tom, jak pevný disk funguje. Princip fungování je obecně pro základní pochopení poměrně jednoduchý, ale existují určité nuance, o kterých se bude dále diskutovat.

Máte otázky týkající se účelu a klasifikace pevných disků?

Otázka účelu je samozřejmě rétorická. Každý uživatel, dokonce i ten nejzákladnější, okamžitě odpoví, že pevný disk (aka pevný disk, aka Hard Drive nebo HDD) okamžitě odpoví, že se používá k ukládání informací.

Obecně je to pravda. Nezapomeňte, že na pevném disku jsou kromě operačního systému a uživatelských souborů spouštěcí sektory vytvořené OS, díky nimž se spouští, a také určité štítky, pomocí kterých můžete rychle najít potřebné informace o disk.

Moderní modely jsou poměrně rozmanité: běžné pevné disky, externí pevné disky, vysokorychlostní pevné disky (SSD), i když nejsou obecně klasifikovány jako pevné disky. Dále se navrhuje zvážit strukturu a princip fungování pevného disku, pokud ne v plném rozsahu, pak alespoň takovým způsobem, že stačí porozumět základním pojmům a procesům.

Upozorňujeme, že existuje také speciální klasifikace moderních pevných disků podle některých základních kritérií, mezi něž patří:

• způsob ukládání informací;
• typ média;
• způsob organizace přístupu k informacím.

Proč se pevný disk nazývá pevný disk?

Dnes se mnoho uživatelů diví, proč nazývají pevné disky související s ručními palnými zbraněmi. Zdálo by se, co by mohlo být mezi těmito dvěma zařízeními společného?

Samotný termín se objevil již v roce 1973, kdy se na trhu objevil první pevný disk na světě, jehož design se skládal ze dvou samostatných přihrádek v jedné uzavřené nádobě. Kapacita každé přihrádky byla 30 MB, proto inženýři dali disku kódové označení „30-30“, které plně ladilo se značkou tehdy populární zbraně „30-30 Winchester“. Je pravda, že na počátku 90. let v Americe a Evropě toto jméno téměř přestalo být používáno, ale stále zůstává populární v postsovětském prostoru.

Struktura a princip fungování pevného disku

Ale to jsme odbočili. Princip fungování pevného disku lze stručně popsat jako procesy čtení nebo zápisu informací. Ale jak se to stane? Abyste pochopili princip fungování magnetického pevného disku, musíte si nejprve prostudovat, jak funguje.

Samotný pevný disk je sada desek, jejichž počet se může pohybovat od čtyř do devíti, vzájemně spojených hřídelí (osou) zvanou vřeteno. Desky jsou umístěny nad sebou. Nejčastěji jsou materiály pro jejich výrobu hliník, mosaz, keramika, sklo atd. Samotné desky mají speciální magnetický povlak ve formě materiálu zvaného talíř, na bázi oxidu gamaferitu, oxidu chromu, feritu barya atd. Každá taková deska má tloušťku asi 2 mm.

Radiální hlavy (jedna pro každou desku) jsou zodpovědné za zápis a čtení informací a v deskách jsou použity oba povrchy. U kterých se může pohybovat od 3600 do 7200 otáček za minutu a pohyb hlav mají na starosti dva elektromotory.

Základní princip fungování pevného disku počítače v tomto případě spočívá v tom, že informace nejsou zaznamenávány jen tak kdekoli, ale na přesně definovaných místech, zvaných sektory, které jsou umístěny na soustředných cestách nebo stopách. Aby nedošlo k záměně, platí jednotná pravidla. To znamená, že principy fungování pevných disků jsou z hlediska jejich logické struktury univerzální. Například velikost jednoho sektoru, přijatého jako jednotný standard na celém světě, je 512 bajtů. Sektory jsou zase rozděleny do shluků, což jsou sekvence sousedních sektorů. A zvláštnosti principu fungování pevného disku v tomto ohledu spočívají v tom, že výměnu informací provádějí celé klastry (celý počet řetězců sektorů).

Jak ale probíhá čtení informací? Principy činnosti jednotky pevného magnetického disku jsou následující: pomocí speciálního držáku se čtecí hlava posune v radiálním (spirálním) směru na požadovanou stopu a při otáčení se umístí nad daný sektor a všechny hlavy se může pohybovat současně a číst stejné informace nejen z různých stop, ale také z různých disků (desek). Všechny stopy se stejnými sériovými čísly se obvykle nazývají válce.

V tomto případě lze identifikovat ještě jeden princip fungování pevného disku: čím blíže je čtecí hlava magnetickému povrchu (ale nedotýká se ho), tím vyšší je hustota záznamu.

Jak se informace zapisují a čtou?

Pevné disky, neboli pevné disky, se nazývaly magnetické, protože využívají zákony fyziky magnetismu, formulované Faradayem a Maxwellem.

Jak již bylo zmíněno, desky vyrobené z nemagneticky citlivého materiálu jsou potaženy magnetickým povlakem, jehož tloušťka je pouze několik mikrometrů. Během provozu se objevuje magnetické pole, které má tzv. doménovou strukturu.

Magnetická doména je zmagnetizovaná oblast feroslitiny přísně ohraničená hranicemi. Dále lze princip činnosti pevného disku stručně popsat takto: při vystavení vnějšímu magnetickému poli se vlastní pole disku začne orientovat přesně podél magnetických čar a když vliv ustane, objeví se zóny zbytkové magnetizace. na discích, ve kterých jsou uloženy informace, které byly dříve obsaženy v hlavním poli.

Čtecí hlava je zodpovědná za vytváření vnějšího pole při zápisu a při čtení vytváří zóna zbytkové magnetizace, umístěná naproti hlavě, elektromotorickou sílu neboli EMF. Dále je vše jednoduché: změna EMF odpovídá jedné v binárním kódu a její nepřítomnost nebo ukončení odpovídá nule. Čas změny EMF se obvykle nazývá bitový prvek.

Navíc, magnetický povrch, čistě z úvah počítačové vědy, může být spojen jako určitá bodová sekvence informačních bitů. Ale protože umístění takových bodů nelze vypočítat absolutně přesně, musíte na disk nainstalovat některé předem určené značky, které pomohou určit požadované umístění. Vytváření takových značek se nazývá formátování (zhruba řečeno rozdělení disku na stopy a sektory spojené do shluků).

Logická struktura a princip fungování pevného disku z hlediska formátování

Co se týče logické organizace HDD, je zde na prvním místě formátování, ve kterém se rozlišují dva hlavní typy: nízkoúrovňové (fyzické) a vysokoúrovňové (logické). Bez těchto kroků nelze hovořit o uvedení pevného disku do funkčního stavu. Jak inicializovat nový pevný disk bude diskutováno samostatně.

Nízkoúrovňové formátování zahrnuje fyzický dopad na povrch HDD, který vytváří sektory umístěné podél stop. Je zvláštní, že princip fungování pevného disku je takový, že každý vytvořený sektor má svou vlastní jedinečnou adresu, která zahrnuje číslo samotného sektoru, číslo stopy, na které se nachází, a číslo strany. talíře. Při organizaci přímého přístupu tedy stejná RAM přistupuje přímo na danou adresu, než aby celoplošně hledala potřebné informace, díky čemuž je dosahováno výkonu (i když to není to nejdůležitější). Vezměte prosím na vědomí, že při provádění nízkoúrovňového formátování jsou vymazány absolutně všechny informace a ve většině případů je nelze obnovit.

Další věcí je logické formátování (v systémech Windows je to rychlé formátování nebo Rychlé formátování). Kromě toho jsou tyto procesy použitelné také pro vytváření logických oddílů, které jsou určitou oblastí hlavního pevného disku, které fungují na stejných principech.

Logické formátování ovlivňuje především systémovou oblast, kterou tvoří zaváděcí sektor a tabulky oddílů (Boot record), alokační tabulka souborů (FAT, NTFS atd.) a kořenový adresář (Root Directory).

Informace se zapisují do sektorů prostřednictvím clusteru v několika částech a jeden cluster nemůže obsahovat dva stejné objekty (soubory). Vytvoření logického oddílu ho ve skutečnosti odděluje od hlavního systémového oddílu, v důsledku čehož se informace na něm uložené nepodléhají změně nebo vymazání v případě chyb a selhání.

Hlavní vlastnosti HDD

Zdá se, že obecně je princip fungování pevného disku trochu jasný. Nyní přejděme k hlavním charakteristikám, které poskytují úplný obrázek o všech možnostech (či nedostatcích) moderních pevných disků.

Princip fungování pevného disku a jeho hlavní charakteristiky mohou být zcela odlišné. Abychom pochopili, o čem mluvíme, zvýrazněme nejzákladnější parametry, které charakterizují všechna dnes známá zařízení pro ukládání informací:

• kapacita (objem);
• výkon (rychlost přístupu k datům, čtení a zápis informací);
• rozhraní (způsob připojení, typ ovladače).

Kapacita představuje celkové množství informací, které lze zapsat a uložit na pevný disk. Odvětví výroby pevných disků se rozvíjí tak rychle, že se dnes začaly používat pevné disky s kapacitou přibližně 2 TB a vyšší. A jak se věří, toto není limit.

Rozhraní je nejdůležitější charakteristikou. Ten přesně určuje, jak je zařízení připojeno k základní desce, jaký řadič se používá, jak probíhá čtení a zápis atd. Hlavní a nejběžnější rozhraní jsou IDE, SATA a SCSI.

Disky s rozhraním IDE jsou levné, ale mezi hlavní nevýhody patří omezený počet současně připojených zařízení (maximálně čtyři) a nízká rychlost přenosu dat (i když podporují přímý přístup do paměti Ultra DMA nebo protokoly Ultra ATA (režim 2 a režim 4) I když se předpokládá, že jejich použití zvýší rychlost čtení/zápisu na 16 MB/s, ve skutečnosti je rychlost mnohem nižší. Pro použití režimu UDMA je navíc potřeba nainstalovat speciální ovladač, který by teoreticky měl být dodávány se základní deskou.

Když mluvíme o principu fungování pevného disku a jeho vlastnostech, nemůžeme ignorovat, který je nástupcem verze IDE ATA. Výhodou této technologie je zvýšení rychlosti čtení/zápisu až na 100 MB/s pomocí vysokorychlostní sběrnice Fireware IEEE-1394.

A konečně, rozhraní SCSI je oproti předchozím dvěma nejflexibilnější a nejrychlejší (rychlost zápisu/čtení dosahuje 160 MB/s a vyšší). Takové pevné disky ale stojí téměř dvakrát tolik. Ale počet současně připojených zařízení pro ukládání informací se pohybuje od sedmi do patnácti, připojení lze provést bez vypnutí počítače a délka kabelu může být asi 15-30 metrů. Ve skutečnosti se tento typ HDD většinou nepoužívá v uživatelských počítačích, ale na serverech.

Výkon, který charakterizuje přenosovou rychlost a I/O propustnost, se obvykle vyjadřuje dobou přenosu a množstvím sekvenčně přenesených dat a je vyjádřen v MB/s.

Některé další možnosti

Když už mluvíme o tom, jaký je princip fungování pevného disku a jaké parametry ovlivňují jeho fungování, nemůžeme ignorovat některé další vlastnosti, které mohou ovlivnit výkon nebo dokonce životnost zařízení.

Zde je na prvním místě rychlost otáčení, která přímo ovlivňuje čas hledání a inicializace (rozpoznání) požadovaného sektoru. Jedná se o tzv. čas latentního vyhledávání – interval, během kterého se požadovaný sektor otočí směrem ke čtecí hlavě. Dnes bylo přijato několik norem pro rychlost vřetena, vyjádřenou v otáčkách za minutu s dobou zpoždění v milisekundách:

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

Je snadné vidět, že čím vyšší je rychlost, tím méně času se stráví hledáním sektorů a ve fyzickém vyjádření na otáčku disku před nastavením hlavy do požadovaného bodu umístění talíře.

Dalším parametrem je vnitřní přenosová rychlost. Na vnějších kolejích je minimální, ale s postupným přechodem na vnitřní koleje se zvyšuje. Stejný proces defragmentace, který přesouvá často používaná data do nejrychlejších oblastí disku, tedy není ničím jiným, než jejich přesunem na vnitřní stopu s vyšší rychlostí čtení. Externí rychlost má pevné hodnoty a přímo závisí na použitém rozhraní.

Konečně jeden z důležitých bodů souvisí s přítomností vlastní mezipaměti nebo vyrovnávací paměti pevného disku. Ve skutečnosti je princip fungování pevného disku z hlediska využití vyrovnávací paměti poněkud podobný RAM nebo virtuální paměti. Čím větší je mezipaměť (128-256 KB), tím rychleji bude pevný disk pracovat.

Hlavní požadavky na HDD

Základních požadavků, které jsou na pevné disky ve většině případů kladeny, není tolik. Hlavní je dlouhá životnost a spolehlivost.

Hlavním standardem pro většinu HDD je životnost asi 5-7 let s provozní dobou nejméně pět set tisíc hodin, ale u špičkových pevných disků je toto číslo nejméně milion hodin.

Co se týče spolehlivosti, za tu je zodpovědná funkce samotestování S.M.A.R.T, která sleduje stav jednotlivých prvků pevného disku a provádí neustálé sledování. Na základě shromážděných dat lze vytvořit i určitou předpověď výskytu možných poruch v budoucnu.

Samozřejmostí je, že uživatel by neměl zůstat stranou. Takže například při práci s HDD je nesmírně důležité udržovat optimální teplotní režim (0 - 50 ± 10 stupňů Celsia), vyvarovat se otřesů, nárazů a pádů pevného disku, prachu nebo jiných malých částic, které se do něj dostaly. , atd. Mimochodem, mnozí budou Je zajímavé vědět, že stejné částice tabákového kouře jsou přibližně dvojnásobkem vzdálenosti mezi čtecí hlavou a magnetickým povrchem pevného disku a lidskými vlasy - 5-10krát.

Problémy s inicializací v systému při výměně pevného disku

Nyní několik slov o tom, jaké akce je třeba provést, pokud uživatel z nějakého důvodu změnil pevný disk nebo nainstaloval další.

Tento proces nebudeme plně popisovat, ale zaměříme se pouze na hlavní fáze. Nejprve je potřeba připojit pevný disk a podívat se do nastavení BIOSu, zda nebyl detekován nový hardware, inicializovat jej v sekci správy disku a vytvořit bootovací záznam, vytvořit jednoduchý svazek, přiřadit mu identifikátor (písmeno) a naformátujte jej výběrem systému souborů. Teprve poté bude nový „šroub“ zcela připraven k práci.

Závěr

To je vlastně vše, co se stručně týká základního fungování a vlastností moderních pevných disků. Princip fungování externího pevného disku zde nebyl zásadně zvažován, protože se prakticky neliší od toho, co se používá u stacionárních HDD. Jediným rozdílem je způsob připojení přídavného disku k počítači nebo notebooku. Nejběžnější připojení je přes USB rozhraní, které je přímo připojeno k základní desce. Zároveň, pokud si chcete zajistit maximální výkon, je lepší použít standard USB 3.0 (port uvnitř je zbarven modře), samozřejmě za předpokladu, že jej podporuje samotný externí HDD.

Jinak si myslím, že mnoho lidí alespoň trochu pochopilo, jak funguje pevný disk jakéhokoli typu. Možná bylo výše uvedeno příliš mnoho témat, zejména dokonce ze školního kurzu fyziky, ale bez toho nebude možné plně porozumět všem základním principům a metodám, které jsou vlastní technologiím výroby a používání HDD.

Zdravím všechny čtenáře blogu. Mnoho lidí se zajímá o otázku, jak funguje pevný disk počítače. Proto jsem se rozhodl dnešní článek věnovat právě tomuto.

Pevný disk počítače (HDD nebo pevný disk) je potřeba k ukládání informací po vypnutí počítače, na rozdíl od paměti RAM () - která uchovává informace až do odpojení napájení (do vypnutí počítače).

Pevný disk lze právem nazvat skutečným uměleckým dílem, pouze inženýrským. Ano Ano přesně. Všechno uvnitř je tak složité. V současné době je na celém světě pevný disk nejoblíbenějším zařízením pro ukládání informací, je srovnatelný se zařízeními, jako jsou flash paměti (flash disky), SSD. Mnoho lidí slyšelo o složitosti pevného disku a jsou zmateni, jak se do něj vejde tolik informací, a proto by rádi věděli, jak je pevný disk počítače strukturován nebo z čeho se skládá. Dnes taková příležitost bude).

Pevný disk se skládá z pěti hlavních částí. A první z nich - integrovaný obvod, který synchronizuje disk s počítačem a řídí všechny procesy.

Druhou částí je elektromotor(vřeteno), způsobí otáčení disku rychlostí přibližně 7200 ot./min a integrovaný obvod udržuje otáčky konstantní.

A teď asi třetí nejdůležitější částí je vahadlo, který umí zapisovat i číst informace. Konec vahadla je obvykle rozdělen, aby bylo možné ovládat více disků najednou. Vahadlo se však nikdy nedotýká kotoučů. Mezi povrchem disku a hlavou je mezera, velikost této mezery je přibližně pěttisíckrát menší než tloušťka lidského vlasu!

Ale ještě se podívejme, co se stane, když mezera zmizí a vahadlo se dostane do kontaktu s povrchem rotujícího disku. Ještě ze školy si pamatujeme F=m*a (podle mě druhý Newtonův zákon), z čehož vyplývá, že předmět s malou hmotností a velkým zrychlením neuvěřitelně ztěžkne. S ohledem na enormní rychlost otáčení samotného disku je hmotnost hlavy vahadla velmi, velmi patrná. Poškození disku je v tomto případě samozřejmě nevyhnutelné. Mimochodem, toto se stalo disku, ve kterém tato mezera z nějakého důvodu zmizela:

Důležitá je i role třecí síly, tzn. jeho téměř úplná absence, kdy vahadlo začne číst informace, přičemž se pohybuje až 60krát za sekundu. Ale počkat, kde je motor, který pohání vahadlo, a v takové rychlosti? Ve skutečnosti to není vidět, protože jde o elektromagnetický systém, který funguje na interakci 2 přírodních sil: elektřiny a magnetismu. Tato interakce umožňuje zrychlit vahadlo na rychlost světla, a to doslova.

Čtvrtá část- samotný pevný disk je místo, odkud se informace zapisují a čtou, může jich být několik;

No a pátou a poslední částí designu pevného disku je samozřejmě pouzdro, do kterého se instalují všechny ostatní komponenty. Použité materiály jsou následující: téměř celé tělo je vyrobeno z plastu, vrchní kryt je však vždy kovový. Smontované pouzdro se často nazývá „hermetická zóna“. Existuje názor, že uvnitř kontejnmentové zóny není vzduch, nebo spíše, že je tam vakuum. Tento názor je založen na skutečnosti, že při tak vysokých rychlostech rotace disku může i smítko prachu, které se dostane dovnitř, napáchat spoustu nepěkných věcí. A to je skoro pravda, až na to, že tam není vakuum – ale je tam vyčištěný, vysušený vzduch nebo neutrální plyn – například dusík. I když možná v dřívějších verzích pevných disků se místo čištění vzduchu jednoduše odčerpával.

Bavili jsme se o součástkách, tzn. z čeho se skládá pevný disk?. Nyní pojďme mluvit o ukládání dat.

Jak a v jaké formě jsou data ukládána na pevný disk počítače?

Data jsou uložena v úzkých stopách na povrchu disku. Během výroby je na disk naneseno více než 200 tisíc těchto stop. Každá stopa je rozdělena do sektorů.

Mapy tratí a sektorů umožňují určit, kam se mají zapisovat nebo číst informace. Všechny informace o sektorech a stopách jsou opět umístěny v paměti integrovaného obvodu, který se na rozdíl od ostatních komponent pevného disku nenachází uvnitř pouzdra, ale vně a obvykle ve spodní části.

Samotný povrch disku je hladký a lesklý, ale to je jen na první pohled. Při bližším zkoumání se struktura povrchu ukáže jako složitější. Disk je totiž vyroben z kovové slitiny potažené feromagnetickou vrstvou. Tato vrstva dělá veškerou práci. Feromagnetická vrstva si pamatuje všechny informace, jak? Velmi jednoduché. Kolébková hlava zmagnetizuje mikroskopickou oblast na filmu (feromagnetická vrstva), čímž nastaví magnetický moment takové buňky do jednoho ze stavů: o nebo 1. Každá taková nula a jedna se nazývají bity. Jakákoli informace zaznamenaná na pevném disku tedy ve skutečnosti představuje určitou sekvenci a určitý počet nul a jedniček. Například kvalitní fotografie zabírá asi 29 milionů těchto buněk a je rozptýlena ve 12 různých sektorech. Ano, zní to působivě, ale ve skutečnosti tak obrovské množství bitů zabírá velmi malou plochu na povrchu disku. Každý centimetr čtvereční povrchu pevného disku obsahuje několik desítek miliard bitů.

Jak funguje pevný disk

Právě jsme se podívali na pevný disk, každou jeho součást zvlášť. Nyní navrhuji zapojit vše do určitého systému, díky kterému bude jasný samotný princip fungování pevného disku.

Tak, princip, na kterém pevný disk funguje dále: když je pevný disk uveden do provozu, znamená to, že se na něj buď zapisuje, nebo se z něj nebo z něj čtou informace, elektromotor (vřeteno) začíná nabírat na síle, a protože pevné disky jsou připojeny k samotnému vřetenu, podle toho se s ním také začnou otáčet. A dokud otáčky kotouče (disků) nedosáhnou takové úrovně, že se mezi hlavou vahadla a kotoučem vytvoří vzduchový polštář, je vahadlo umístěno ve speciální „parkovací zóně“, aby nedošlo k poškození. Takhle to vypadá.

Jakmile otáčky dosáhnou požadované úrovně, servopohon (elektromagnetický motor) pohne vahadlem, které je již umístěno v místě, odkud je třeba informace zapisovat nebo číst. To přesně usnadňuje integrovaný obvod, který řídí všechny pohyby vahadla.

Je rozšířený názor, jakýsi mýtus, že v době, kdy je disk „nečinný“, tzn. Dočasně s ním nejsou prováděny žádné operace čtení/zápisu a pevné disky uvnitř se přestanou otáčet. To je skutečně mýtus, protože ve skutečnosti se pevné disky uvnitř skříně neustále točí, i když je pevný disk v úsporném režimu a nic se na něj nezapisuje.

Dobře, podrobně jsme se podívali na zařízení pevného disku počítače. Samozřejmě v rámci jednoho článku nelze mluvit o všem, co souvisí s pevnými disky. Například tento článek nemluvil o - to je velké téma, rozhodl jsem se o tom napsat samostatný článek.

Našel jsem zajímavé video o tom, jak funguje pevný disk v různých režimech

Děkuji všem za pozornost, pokud jste se ještě nepřihlásili k odběru aktualizací na tomto webu, vřele doporučuji tak učinit, abyste nepřišli o zajímavé a užitečné materiály. Uvidíme se na stránkách blogu!

LOGICKÁ STRUKTURA PEVNÉHO DISKU

Aby mohl pevný disk konečně začít pracovat jako informační stodola, musí projít alespoň dvěma testy: vytvořením oddílů a logických jednotek na pevném disku a formátováním.

Oddíly a disky

Začněme tím prvním – rozdělením místa na jediném pevném disku na menší kousky. Pouze pro nás, uživatele, vypadá pevný disk jako monolitický, jednotný a nedělitelný tvor. I když to ani z fyzikálního hlediska není pravda: je informační prostor našeho pevného disku umístěn na několika fyzických deskách? Nyní se ukazuje, že na logické úrovni může být na jednom pevném disku několik disků!

Za prvé, disk lze rozdělit na několik oddílů. Například dva – hlavní a doplňkový. Hlavní program nezbytný pro chod počítače (operační systém) musí být nutně umístěn v hlavním oddílu (v praxi lze na počítač nainstalovat NĚKOLIK operačních systémů).

Zábava však začíná až poté: v každém oddílu můžeme vytvořit několik dalších „logických jednotek“! Zároveň pro nás, uživatele, i pro počítač budou vypadat jako samostatná zařízení, z nichž každé bude mít svůj název. Stává se to i naopak – díky technologii RAID můžete spojit několik fyzických pevných disků do jednoho logického disku. Doma se tato metoda používá zřídka, ale na výkonných serverech zabývajících se například zpracováním videa nebo v počítačích „knihovny“ se takové „super disky“ vyskytují neustále.

Ve většině případů se při instalaci nového pevného disku do počítače na něm vytvoří pouze jeden oddíl, a tedy jeden logický disk. Mnoho uživatelů se však domnívá, že pro správnou organizaci práce je moudřejší dělat věci jinak. Pokud máte například v systému nainstalovaný pevný disk s velkou kapacitou (100–200 GB), lze jej rozdělit alespoň na dva oddíly. První s kapacitou cca 25–30 GB lze alokovat pouze pro operační systém a aplikační programy. A druhá, větší část zůstane dokumentům, fotografiím, sbírkám hudby nebo filmů. Proč je to nutné? Je to velmi jednoduché: pokud se něco stane se „systémovým“ oddílem, vaše dokumenty zůstanou nedotčeny ve své „rezervaci“.

Několik logických jednotek se vám také bude hodit, pokud chcete do počítače nainstalovat několik operačních systémů najednou (například Windows a Linux). Pravda, podle statistik se takovým trikům věnuje méně než jedno procento uživatelů.

Pevný disk je tedy rozdělen do sekcí a v rámci sekcí jsou vytvářeny logické jednotky... Je jasné, že každý takový disk by měl mít své jméno - to je pohodlnější jak pro uživatele, tak pro počítač samotný.

Názvy jednotek jsou písmena, například:

A – disketa;

C – pevný disk;

D – druhý pevný disk nebo, pokud chybí, DVD mechanika...

Mimochodem, když k počítači připojíte vyměnitelné disky, například flash disk nebo externí pevný disk, počítač jim okamžitě přiřadí vlastní písmeno. A když odpojíte zařízení a vyjmete disk ze systému, písmeno se uvolní. Teoreticky tedy můžete na svém počítači snadno vytvořit alespoň dva tucty „logických jednotek“ – stačila by písmena. I když je důležité to nepřehánět - k čemu je tucet „virtuálních“ disků o několika gigabajtech!

K rozdělení pevného disku můžeme použít jak standardní programy, tak samostatné utility jako Partition Magic od Symantecu.

Klastry a sektory

Takže jsme rozdělili disk na oddíly a logické jednotky (nebo vytvořili jeden oddíl a disk - na tom nezáleží). Pole takříkajíc rozdělili na sekce. Ale naše práce ještě nekončí: po rozdělení musíme provést operaci formátování, logické rozložení celého místa na pevném disku. Toto formátování je jako orání, proměňující beztvarý prostor v pole připravené k setí, ozdobené úhlednými brázdami.

„Brázdy“ však již byly položeny před námi: na fyzické úrovni je pevný disk již rozdělen na stopy - které jsou zase rozděleny do sektorů. Sektor– jedná se o minimální fyzický objem disku, který lze zabírat daty: jeho objem je zpravidla 512 bajtů. To je docela málo - představte si, že budete muset rozdělit velký soubor na kousky o velikosti 512 bajtů a také si zapamatovat umístění každého takového zrna! Proto se při logickém uspořádání pevného disku na něm vytvářejí větší logické části - shluky, spojující několik sektorů. Počet sektorů v clusteru, a tedy jeho velikost, závisí na velikosti pevného disku a zvoleném typu souborového systému.

Zde je například tabulka velikostí clusterů pro systém souborů NTFS:

Velikost clusteru ovlivňuje jak objem obsazený vašimi soubory, tak rychlost celého systému. Nic jiného totiž nelze umístit do clusteru, který je částečně obsazen souborem. Řekněme, že se váš soubor nachází v 10 shlucích o velikosti 1024 bajtů a v posledním – desátém shluku zabírá pouhých deset bajtů. Co se stane se zbývajícím volným kilobajtem? Nic. Prostě to pro vás zmizí. Takové nepoužitelné zbytky se nazývají „ocasy“. A „ocasy“ často obsahují poměrně značné množství místa – až několik set megabajtů!

Pokud je vaší prioritou svazek, měla by být velikost clusteru co nejmenší. Ale také to nemůžete snižovat donekonečna: čím menší je oddíl clusteru, tím větší je fragmentace dat ve vašem počítači (což zase vede ke snížení rychlosti výměny dat s pevným diskem).

Poslední fází přípravy pevného disku k použití je vytvoření alokační tabulky souborů(fat), druh obsahu, který bude obsahovat všechny vaše soubory a složky a také jejich fyzické adresy na vašem pevném disku. Nicméně stojí za to mluvit podrobněji o souborech a složkách - „kontejnerech“, ve kterých jsou uloženy všechny informace ve vašem počítači.

Jak se informace ukládají?

Nyní, pokud jste dotázáni, jak jsou informace uloženy ve vašem počítači, můžete odpovědět takto:

Kde přesně? – na stopách a sektorech pevného disku (nebo na logické úrovni – ve formě clusterů na logických discích);

jak přesně? – ve formě logických nul a jedniček (bitů), jakož i jejich skupin (bajtů).

To vše je správné... Ale stále to není jasné. Pro počítač to může být jednodušší, protože je naprosto lhostejné, čím přesně pevný disk plníme – zda ​​dokumenty, hudbou nebo obrázky. To vše jsou pro něj informace, které stačí rozložit na určité kousky a v každém okamžiku vědět, kde přesně se ten či onen kousek nachází. Ale nejsou to jen bity a bajty, s nimiž se my, uživatelé, musíme vypořádat. A zvláště ne s klastry a sektory. Zajímá nás další dělení informací – logické. Obsah. Proto musíme přijmout novou jednotku, nový referenční bod. Takovými jednotkami se pro nás stanou soubor a složka.

Soubory

Soubor(soubor) přeložený z angličtiny je list, na který lze zaznamenat některé informace. Nezáleží na tom, co to je - kód programu nebo text, který jste vytvořili. Důležitá je další věc – každý takový papír je něčím logicky uceleným, uceleným.

Do souboru lze uložit libovolné informace - text, grafické informace, programový kód atd. (i když existují i ​​některé „kombinované“ soubory, včetně např. obrázku, textu a programového prvku). Hlavní je, že my, uživatelé, vždy dokážeme rozlišit jednu „informaci“ od druhé a přesně víme, jak s každým typem souboru pracovat.

Jak se to dělá? Je to velmi jednoduché: každý soubor, stejně jako osoba, má své vlastní „křestní jméno“ a „příjmení“ (toto se nazývá „typ“ souboru).

Název souboru nejčastěji si může uživatel zvolit libovolně. Řekněme, že jste vytvořili soubor dokumentu s textem vaší smlouvy se společností – může se nazývat „Smlouva“, „Dokument 4155“ nebo dokonce „Dubnové práce“.

Dříve, v době DOSu, se názvy souborů mohly skládat maximálně z osmi písmen latinské abecedy – dnes jich může být až 256 a nezůstávají žádná jazyková omezení. Při práci s ruskou verzí systému Windows můžeme našim souborům dokumentů přidělit ruské názvy a například Číňané mohou snadno používat své hieroglyfy. Další otázkou je, že takový dokument nelze vždy otevřít na jiných počítačích - „americký“ Windows nemusí čínskému názvu rozumět, ale naše ruská verze často naráží na západoevropské znaky.

Typ souboru ukazuje, jaký druh obsahu je uložen v každém informačním „kontejneru“ – ať už jde o kresbu, text nebo program. Vypovídá o typu souboru rozšíření- část jména o třech (výjimečně čtyřech) písmenech, oddělená od hlavní části jména tečkou.

Například soubor, ve kterém je tato kniha uložena, se nazývá Compbook doc.

V počítačovém světě existuje nespočet rozšíření - je prostě nemožné si vše zapamatovat. Není však tolik hlavních rozšíření:

EXE je zkratka pro „spustitelný“ soubor, který ukládá program. Například winword exe;

Com je jiný typ programového souboru. Soubory com obvykle odpovídají malým (až stovkám kilobajtů) programům. Často se s nimi setkáváme v době DOSu, ale dnes prakticky zmizeli ze scény;

Bat je takzvaný dávkový soubor určený ke spouštění několika programů (nebo příkazů) postupně. V podstatě se jedná o běžný textový soubor, ve kterém jsou názvy souborů programu, které chcete spustit, napsány v požadovaném pořadí.

Příklad: soubor autoexec bat, automaticky spuštěný při spuštění počítače;

Cfg – konfigurační soubor, ve kterém program specifikuje parametry své činnosti;

Dll je tzv. dynamicky se propojující datová knihovna, ke které může podle potřeby přistupovat několik programů;

Hlp – soubor nápovědy, který uchovává „tipy“ a někdy i kompletní manuál pro konkrétní program;

Txt, doc – textové soubory;

Htm, html – hypertextový internetový dokument;

Xls – tabulka;

Dat – datový soubor;

Wav, mp3 – zvuk v digitálním formátu;

Bmp, jpg – grafické informace, obrázky;

Arj, zip, rar, 7z jsou „archivní“ soubory, tedy informace komprimované pomocí speciálních „archivačních“ programů. Jeden archivní soubor může ve skutečnosti uložit mnoho souborů. A tak dále.

Ve skutečnosti by se o typech souborů dala napsat celá kniha (a taková kniha už byla napsána dávno, a ne jedna), ale není třeba je všechny vyjmenovávat.

Při práci ve Windows nejčastěji neuvidíte příponu souboru, ale odpovídající grafickou ikonu. Například list s textem a písmenem W ukáže, že se jedná o dokument vytvořený v aplikaci Microsoft Word. To je samozřejmě pohodlné, ale nezapomeňte, že ikony se mohou měnit v závislosti na tom, ke kterému programu je konkrétní typ souboru přidružen. Kromě toho může jedna ikona označovat soubory několika typů najednou. Rozšíření zůstává ve všech případech nezměněno.

Soubor má také ještě jednu vlastnost zvanou atribut. Na rozdíl od názvu a přípony (a ve Windows ikonu určitého typu) ji však uživatel nevidí. Počítač ale vidí a rozumí mu dokonale. Zde je jen několik z těchto atributů.

Skrytý(skrytý). Soubory s těmito atributy obvykle nejsou pro uživatele viditelné. Pro jistotu jsou tyto soubory zpravidla velmi důležité pro fungování systému. I když pro zkušeného „uživatele“ nebude těžké nastavit prohlížeč souborů (správce souborů) tak, aby všechny skryté soubory byly jasně viditelné.

Pouze na čtení(pouze ke čtení). Ale tyto soubory jsou vždy otevřené zvědavému pohledu... Ale to je vše. Není možné změnit jejich obsah - alespoň bez zvláštního příkazu uživatele, aby si byl zcela jistý, co přesně dělá.

Systém(Systém). Tento atribut, jako zvláštní znak rozlišení, označuje nejdůležitější soubory v operačním systému, které jsou zodpovědné za spouštění počítače. Jejich poškození či odstranění má vždy nejzávažnější následky, a tak je velkorysý počítač, aniž by se omezoval, „odměňuje“ zároveň dvěma předchozími atributy – „pouze pro čtení“ a „skrytý“.

archivní(archiv). Tento atribut se obvykle nastavuje při práci se souborem, kdy se mění. Na konci pracovního sezení se obvykle odstraní.

Složky

Pokud jsme porovnávali soubory s listy, tak proč nepokračujeme v analogii dále? Kde jsou stromy, na kterých takové užitečné listy rostou? Srovnání se stromem není náhodné. Koneckonců, uspořádání souborů na pevném disku se nazývá „stromová struktura“. Jsou tam listy. Rostou na větvičkách. Větvičky zase rostou na větvích. Větve... No, řekněme, na větvích. A ty mrchy... A tak dále do nekonečna.

Je jasné, že není možné držet úplně jiné soubory na jedné hromadě. Je třeba je organizovat. Každý cvrček má své hnízdo, každá rodina má svůj byt... A tak dále.

Soubory jsou spojeny do speciálních struktur - složky. – Nebo – katalogy. Nebo – adresáře. Nebo – složky. Je naprosto nepochopitelné, proč bylo nutné vytvořit takovou hromadu termínů pro jeden jediný předmět. Folder je poslední termín a dle mého názoru nejúspěšnější. Ve složce jsou umístěny soubory letáků. Složka, kterou můžete kdykoli otevřít a najít v ní list, který potřebujete. Složka, do které mimochodem můžete vložit další složku...

Každý softwarový balík nainstalovaný na vašem počítači obvykle zabírá vlastní samostatnou složku. Stává se však také, že program jako mazaný pták kukačka rozhází své soubory do mnoha složek. Obzvláště to rády dělají softwarové balíčky běžící pod operačním systémem Windows.

Jak rozlišit složku od souboru? Není to tak těžké. Za prvé, složky nemají příponu a jsou ve Windows označeny speciálními ikonami – stejně jako otevírací složka. Za druhé, na složku nelze použít operace úprav. Přejmenovat, přesunout, smazat - prosím. A samozřejmě můžete složku otevřít a zjistit, co v ní je. Chcete-li to provést, stačí na něj dvakrát kliknout levým tlačítkem myši.

Nyní pojďme zjistit, jak vypadá logická adresa jakéhokoli souboru nebo složky na našem pevném disku. Prvním prvkem této adresy je název jednotky. Skládá se z jednoho písmene, dvojtečky a zpětného lomítka, kterým se v počítačovém žargonu říká "zpětné lomítko":

A:C:D:

Disk A: nejčastěji se tomu říká disketová mechanika a dokud do ní nevložíte disketu, nebudete mít tento disk. A Bůh mu žehnej: disků je dost i bez něj.

Disk C:– hlavní pevný disk vašeho počítače (nebo logický disk v hlavním oddílu). Z tohoto disku se systém spouští a právě na něm „žije“ většina vašich programů a dokumentů.

Pokud má váš systém více než jeden pevný disk nebo je jeden pevný disk rozdělen do několika oddílů, budou tyto oddíly pojmenovány podle následujících písmen latinské abecedy. A poslední písmeno názvu obvykle označuje jednotku CD-ROM.

Třetím prvkem adresy je název samotného souboru. Například adresa:

C:WINDOWS egedit exe odpovídá programu pro úpravu systémového registru Windows, který je umístěn na jednotce C: ve složce Windows.

Souborový systém

Nyní chápeme, jak je pro počítač pohodlnější ukládat data a v jaké formě je preferujeme vidět. V zákulisí zůstává pouze jedna věc - jak se sektory a clustery, naplněné do posledního místa bity a bajty, promění v soubory a složky, které jsou pro nás vhodné! Mystika, magie? Vůbec ne. Jde jen o to, že když jsme hovořili o logické struktuře pevného disku, záměrně jsme přeskočili velmi důležitou fázi – vytvoření souborový systém. Totiž nám umožňuje konečně uspořádat data na našem pevném disku a kdykoli z tohoto informačního „skládky“ vydolovat potřebný kousek.

Když zapisujeme soubory a složky na pevný disk, počítač je rozdělí do známých shluků a rozmístí je po prostoru pevného disku. Soubor se samozřejmě nevejde do jednoho clusteru. Žije v několika najednou a není vůbec nutné, aby tyto shluky žily vedle sebe, jako hrách v lusku. Častěji se to děje naopak: soubor je na disku uložen ve fragmentované podobě – „hlava“ v jedné části disku, „nohy“ v jiné...

Aby se počítač neztratil ve svých vlastních „přihrádkách“, vytvoří na samém začátku pevného disku speciálního „průvodce“ jeho obsahem - FAT, tabulku alokace souborů. Právě FAT uchovává všechny informace o tom, které clustery konkrétní soubor nebo složka zabírá, a také jejich hlavičky. To je pohodlné: s tímto způsobem umístění nemusí počítač zběsile hledat na pevném disku kousek o přesné velikosti, která je vhodná pro konkrétní soubor. Pište kam chcete! A mazání souborů a složek je jednodušší – nemusíte mazat obsah clusterů, které k nim patří, stačí je prohlásit za volné změnou několika bajtů ve FAT. A uživatel má stále možnost je rychle obnovit pomocí stejného páru bajtů...

Tabulka přidělení souborů- toto je část souborového systému zodpovědného za ukládání dat na našem počítači. Souborový systém se vytváří na pevném disku v konečné fázi formátování a právě na něm závisí tak důležité parametry, jako je velikost clusteru, počet (nebo typ) znaků v názvu souboru, schopnost pracovat se složkami a mnoho dalšího. na něm - do maximální velikosti pevného disku...

Existuje několik standardních systémů souborů, které jsou vázány na konkrétní operační systémy.

Například starověký DOS A první verze Windows používal 16bitový souborový systém FAT16, který nepodporoval dlouhá jména a velikost logického disku nesměla přesáhnout 4 GB (65 524 64 KB clusterů). Zejména tento faktor donutil majitele velkokapacitních pevných disků, aby je „rozdělili“ do několika oddílů - jinak nebylo možné s diskem pracovat.

Pro Windows 95 byla vytvořena nová modifikace souborového systému – 32bitový FAT32, který nám umožnil používat dlouhá jména, která jsme tolik milovali. Maximální velikost clusteru byla snížena na 16 kb (standardní velikost byla 4 kb). A hlavně se zvětšila maximální velikost pevného disku – až 4 TB!

Brzy se však ukázalo, že FAT32 také nefunguje bezchybně: i přes deklarovanou podporu až 4 TB diskové paměti umožňovaly standardní utility vytvářet logické oddíly s kapacitou pouze do 32 GB. Velikost souboru ve FAT32 navíc nesměla přesáhnout 4 GB, což milovníkům digitálního videa nesmírně ztěžovalo práci (přeci jen digitalizovaný film může na disku zabrat stovky gigabajtů!). O změně souborového systému jsme tedy museli uvažovat poměrně brzy, přestože FAT32 se dodnes používá například při vytváření DVD.

A před sedmi lety začal svět pomalu přecházet na nový typ souborového systému – NTFS, jehož kvantitativní změny byly mnohem méně zajímavé než ty kvalitativní. Ano, díky NTFS bylo možné odstranit omezení velikosti souboru – nyní může zabírat minimálně celý pevný disk – a maximální velikost diskového oddílu se zvýšila na 12 TB. Mnohem zajímavější však byly novinky: kromě běžných logických disků pevné velikosti umožňuje NTFS vytvářet i „dynamické“ pevné disky, podporuje šifrování a ochranu jednotlivých oddílů a složek heslem.

Hlavní předností nového systému je spolehlivost ukládání dat: pokud bylo snadné „upustit“ pevný disk s FAT32, budou se vaše data pod ochranou NTFS cítit mnohem bezpečněji. NTFS udržuje svůj vlastní „provozní protokol“, který pomáhá chránit data v případě selhání.

Zkuste náhle vypnout počítač při kopírování nebo mazání souboru ve FAT32 - a s největší pravděpodobností za takovou svobodu zaplatíte ztrátou dat. Koneckonců, změny v alokační tabulce souborů nebudou uloženy a váš dokument se změní na hromadu „ztracených shluků“ (proto je FAT vždy uložen ve 2 kopiích!). NTFS provádí změny v tabulce pouze po úspěšném dokončení operace a „žurnál“ pomáhá zajistit soubory proti předčasné smrti.

Bohužel musíte obětovat kompatibilitu kvůli spolehlivosti.

Pokud pevné disky naformátované ve FAT 16 a FAT32 vidí téměř všechny verze Windows (a také operační systémy rodiny Linux), pak při použití NTFS jste pevně svázáni s řadou Windows 2000 - XP - Vista.

Pokud má váš počítač dva operační systémy, starý Windows ME a nový Windows XP (se systémem souborů NTFS), pak obsah oddílu „xx“ nebo celý disk zůstane pro mě neviditelný. Navíc ztratíte možnost pracovat s diskem zavedením v režimu „příkazového řádku“ z CD nebo „spouštěcí“ diskety – pro DOS také neexistuje souborový systém NTFS.

A konečně, pokud převod souborového systému FAT32 na NTFS není obtížný ani pomocí standardních programů Windows a při plném zachování všech informací, pak je ve většině případů jednoduše nemožné provést zpětnou konverzi bez formátování disku. A v důsledku toho ztráta všech informací...

Samozřejmostí jsou speciální programy pro práci s oddíly a souborovými systémy, například Partition Magic, které umí převést NTFS disk na FAT32 bez ztráty informací. Jejich použití je však spojeno se značnými obtížemi, zejména pro začátečníky. ...A přesto, přes všechny nevýhody, použití NTFS dnes přináší mnohem více výhod než nepříjemností. Takže sebevědomě odpovězte: "Ano!" na otázku ohledně přechodu na NTFS - a rozlučte se konečně s minulostí.

Programy a jejich typy

Při práci s počítačem si většina lidí nevytváří potřebné programy sama, ale používá pouze hotová řešení. Proto se jim říká uživatelé. Být uživatelem však také není snadné. Musíte totiž umět nejen zacházet s několika běžnými softwarovými balíky, ale také se orientovat v „moři softwaru“, abyste v případě potřeby snadno a rychle našli ten správný program a naučili se s ním pracovat. to.

Vyjmenovat je všechny? To je ale téměř nemožné: různých programů existují statisíce, ne-li miliony a každý den k nim přibude asi sto dalších! Takže stojí za to pokusit se obejmout nesmírnost? Proto se pokusíme rozdělit celou řadu programů vytvořených ve světě do několika hlavních skupin.

Typy programů podle účelu

Jak víte, každý program je zodpovědný za svou vlastní specifickou oblast práce. Některé pomáhají vytvářet text nebo grafiku, jiné pomáhají dát věci do pořádku na pevném disku, další vám pomáhají pracovat na internetu... Někdy se zdá, že tolik programů, kolik je kategorií, může být. A to je částečně pravda. S trochou píle se však můžete pokusit zredukovat veškeré množství softwaru na několik hlavních částí. Pojďme si také dopřát klasifikaci a vytvořit malou „periodickou tabulku programů“ v duchu Mendělejeva.

První a největší skupina programů, se kterými se budeme muset vypořádat, jsou:

Systémové programy. Systém - prostředky nezbytné k zajištění běžného provozu počítače, jeho údržby a konfigurace. Mezi takové programy patří především operační systém. A řada malých pomocných programů – utilit.

operační systém- Toto je první a hlavní prostředník mezi počítačovým hardwarem a všemi ostatními programy, duší a srdcem počítače. Neexistuje žádný operační systém – a váš počítač nebude schopen přijmout žádný příkaz, dokonce nebude moci ani nabootovat.

Utility. Tato třída sdružuje obrovské množství užitečných programů určených k obsluze vašeho počítače. K výběru veřejných služeb je třeba přistupovat obzvláště pečlivě, aby se nepřeháněl. Nemělo by vám ale chybět ani nic opravdu užitečného – správně zvolená utilita vám může hodně usnadnit život. Můžete sem zařadit i testy - programy pro testování softwarových i hardwarových prostředků PC.

Samozřejmě je nespravedlivé, že největší množství programů vzniklo proto, aby sloužily potřebám počítače, a ne jeho vlastníka – člověka... Pro nás jsou nejdůležitější kreativní programy, pracovní nástroje určené pro tvorbu a zpracování informací. . Ve zkratce, aplikační programy.

Uživatel je na rozdíl od počítače neobyčejně rozmarný tvor. Proto existuje mnohem více typů aplikačních programů než systémových. Jmenujme jen některé z nich.

Kancelářské programy.Účelem těchto programů je vytvářet a upravovat dokumenty, ať už jde o text, tabulku, obrázek nebo jejich kombinaci. Někdy se takovým programům říká staromódně „editoři“ (ačkoli skutečný editor zůstává člověkem a program je pouze jeho pracovním nástrojem). Dnes na trhu nezůstávají téměř žádné jednotlivé programy této třídy - častěji se prodávají „kompletní sady“ včetně všeho, co potřebujete. Nejoblíbenější kancelářský balík Microsoft Office se skládá z textového editoru Microsoft Word, tabulkového procesoru Microsoft Excel, prezentačního programu Microsoft PowerPoint, programu pro správu databází Microsoft Access a řady menších podpůrných programů. Stojí od sebe finanční A účetní programy. Domácí účetnictví se u nás ještě nedostalo do módy, ale je to jen otázka času! Na Západě vždy patřily k nejoblíbenějším programy pro plánování výdajů, účtování rodinných financí a výpočet daní. Ve stejné skupině jsou tabulky a nástroje finanční podpory.

Multimediální programy.„Média“ v překladu znamená „nosič“, „posel“ a v moderní interpretaci typ informace. „Multimédia“ jsou tedy souhrnem všech typů informací. Tento termín sám o sobě se zrodil v době, kdy používání jakýchkoliv informačních prostředků jiných než „holého“ textu bylo pro počítač novinkou. Přísně vzato lze za „multimédia“ označit pouze programy, které dokážou pracovat s několika typy informací. Ale takových programů v přírodě moc není... A stává se, že „multimédia“ dnes označují grafické, zvukové a video programy... zkrátka takové, které pracují s jiným typem informací než textem.

Programy pro zpracování a vytváření obrázků.

To už jsou docela profesionální programy, které se vyplatí nainstalovat do počítače pouze v jednom případě, pokud alespoň umíte kreslit. Pokud ne, pak vám nepomůže ani tak výkonný program, jakým je vektorový grafický (kreslicí) editor CorelDraw. Totéž platí pro programy pro zpracování fotografií, jako je Adobe Photoshop. Samozřejmě, že s jejich pomocí můžete vytvořit velkolepou fotomontáž nebo zesměšnit fotografii své zbožňované manželky... Ale znovu, je to pro vás zásadní?

Programy pro práci se zvukem. Minimální sada programů pro zpracování a přehrávání zvuků a hudby je již součástí operačního systému. Několik dalších programů (například hráči nebo „hráči“) neuškodí. A seriózní, profesionální balíčky pro zpracování zvuku (Sound Forge, CoolEdit) přenechejte profesionálům.

Hráči(přehrávače) a prohlížecí programy (prohlížeče) na rozdíl od editorů neumožňují upravovat textový dokument, zvukový soubor nebo video. Jejich úkolem je skromnější, například zahrát hudební skladbu nebo zobrazit obrázek na obrazovce.

3D grafické a animační editory. Díky „Jurskému parku“ a dalším filmům napěchovaným speciálními efekty se u nás tyto programy staly překvapivě populární (i když na Západě jsou to samé 3D Studio MAX nebo Softimage ryze profesionální programy za desítky tisíc dolarů).

Profesionální programy. Velmi podmíněná skupina. Program jakékoli skupiny lze vlastně zařadit mezi profesionální, vysoce specializované programy - záleží pouze na jeho „propracovanosti“, poptávce relativně malého okruhu lidí a v důsledku toho vysoké ceně. Tyto programy mají jedno společné: nejsou vhodné pro domácí kancelář ani každodenní použití. A potřebují je specialisté, kteří vědí, proč tento program vlastně potřebují. S 3D-Studiem si samozřejmě můžete hrát i doma, ale je to nevděčný úkol. Samozřejmě, kromě toho, co je zde popsáno, existuje také moře „specializovaných“ programů, ale bohužel o nich nelze psát.

Programovací nástroje. Super komplexní programovací systémy, profesionální kompilátory a mnoho dalšího. Pro programátory je to nástroj číslo jedna, ale domácí uživatelé je nejčastěji nepotřebují. Ačkoli je mnoho moderních programovacích systémů tak jednoduchých a „vizuálních“, že umožňují vytvářet aplikace jejich sestavením z hotových bloků.

Počítačem podporované konstrukční systémy(CAD). Tyto programy (například AutoCAD) se také často instalují na domácí stroje - zřejmě z neznalosti, protože kreslení profesionálních vývojových diagramů je obtížný úkol a nepřipomíná hru.

Matematické a přírodovědné programy- dědictví vědců a pokročilých inženýrů.

Komerční status programů

Kromě tematického členění pořadů existuje ještě další členění. Souvisí to se způsobem distribuce programu a těmi podmínkami, jejichž přijetím získá spotřebitel možnost jej používat. A samozřejmě s jeho náklady... Každý uživatel ví, že existují placené a bezplatné programy. Málokdo si ale přesně uvědomuje, kolik „placených“ a „bezplatných“ úprav vychytralí autoři programu vymysleli!

Svobodný software(freeware). Zpočátku byly na principu freewaru distribuovány malé utility nebo bezplatné doplňky ke známým komerčním balíčkům. Dnes jsou však poměrně vážné balíčky od známých výrobců, včetně Microsoftu, někdy distribuovány jako freeware.

Mezi freewarové programy někdy patří aplikace distribuované na principu OpenSource, například operační systém Linux a aplikace pro něj. To však není tak úplně pravda: z postulátů OpenSource vyplývá možnost změny programového kódu samotným uživatelem (s čímž ne všichni autoři freewarových programů souhlasí). A distribuce takových produktů nemusí být zdarma – například na světě existuje mnoho „komerčních“ verzí stejného Linuxu. Častěji však jdou freeware a OpenSource ruku v ruce.

Shareware– (shareware). Nejrozšířenější skupina programů, která zahrnuje téměř všechny utility, a často velmi seriózní, sofistikované softwarové balíčky. Sharewarové programy jsou zpravidla distribuovány ve formě plnohodnotných verzí, omezených buď dobou provozu, nebo počtem spuštění. Po uplynutí doby vyhrazené pro testování (obvykle 15 až 45 dní) se program buď jednoduše zastaví, nebo ztratí některé své funkce a přejde do méně funkční freewarové verze. V pro vás nejpříznivějším případě zůstává program plně funkční, ale čas od času vás obtěžuje naléhavými výzvami k zaplacení – to dělá například oblíbený souborový manažer Windows Commander.

Pokud se přesto rozhodnete program zakoupit a převést určitou částku na účet autora, výměnou obdržíte speciální digitální kód (klíč), který je třeba zadat do speciálního registračního okna programu. Volitelně lze odeslat speciální soubor „klíč“, který je nutné zkopírovat do složky s nainstalovaným programem.

– Rozkvět tohoto typu pořadů nastal na konci 90. let – dnes jejich obliba výrazně poklesla. Princip adwaru znamená, že za program neplatí uživatel, ale inzerent, který na oplátku dostane prostor pro zveřejňování informací o svých produktech ve formě bannerů nebo vyskakovacích oken. A uživatelé jsou nuceni tyto reklamy sledovat a někdy také klikají na obrázky, které se jim obzvlášť líbí, a jdou přímo na web inzerenta... Návratnost těchto cest není příliš velká, nicméně i pár klientů může přinést, například stovky dolarů zisku internetovému obchodu, z nichž 10 -15 rád zaplatí programátorovi.

Tvůrci programů bohužel této možnosti často zneužívali tím, že do svých produktů zaváděli spywarové moduly a dokonce i viry, takže dnes jsou adwarové programy prakticky postaveny mimo zákon.

Komerční software(komerční zboží). Za tyto programy musíte vždy platit, a to většinou poměrně značné částky. To zahrnuje všechny hlavní softwarové balíčky od známých výrobců a řadu utilit. Programy tohoto typu lze zakoupit v krásných krabicích nebo bez nich v každém počítačovém supermarketu. V dnešní době se však softwarové produkty stále častěji prodávají prostřednictvím internetu. Zakoupit je můžete buď na stránkách výrobců softwaru, nebo ve velkých internetových obchodech se softwarem. Zboží můžete obdržet dvěma způsoby. Velké programy v podobě těch barevných krabic s CD nebo dokumentací vám doručíme domů kurýrní službou nebo poštou a malé programy si můžete zkopírovat přímo z internetu.

V tomto případě, stejně jako v případě sharewarových programů, dostanete stažené (ukázka) nebo omezenou dobu provozu (zkušební verze) verze. trial, podobně jako sharewarový program, lze registrací proměnit v plně funkční verzi, ale tento trik nebude fungovat s demo verzí, protože zpočátku postrádá některé funkce. Například v textovém nebo grafickém editoru nebudete moci uložit provedené změny.

OEM verze. Speciální varianty běžného komerčního softwaru dodávané za sníženou cenu s hotovými počítači. Například náklady na Windows v OEM dodání mohou být několikrát levnější než u „krabicové“ verze.

"Sharewarové" programy(dárkové zboží). Autor takového programu naznačuje, že by v zásadě neodmítl pár coinů za své duchovní dítě, ale nikoho nenutí platit a neomezuje funkčnost programu. Objeví-li se touha, zaplať, neobjeví se... No, ne, žádný soud! Je jasné, že takových „polovičních altruistů“ je mezi programátory málo. A mezi uživateli je ještě méně poctivých platících.

"Pohlednicové" verze(cardware). Velmi exotický typ programu, za jehož použití jste požádáni, abyste autorovi poslali krásnou pohlednici.

Verze programu

Programy, jak víte, píší živí lidé. A lidé mají ve zvyku dělat chyby. A v programech se chyby vyskytují možná častěji než ve všech ostatních typech lidské činnosti dohromady. Existuje pro to mnoho důvodů, ale tím hlavním je složitost moderních počítačů: ani jeden člověk nemůže sledovat všechny příkazy prováděné počítačem, když je spuštěn program – s tím souvisí tolik věcí. To ani nemluvím o divoké rozmanitosti všemožného hardwaru, nastavení a nainstalovaných programů, které se při zveřejnění najde jakýkoli výtvor programátora. A samozřejmě byste neměli zapomínat na chyby programátora jak v algoritmu, tak v jeho implementaci...

Abyste pochopili, odkud chyby při implementaci pocházejí, můžete si vzít typický příklad - dělení nulou. Řekněme, že se rozhodnete napsat program, který spočítá průměrnou míru růstu člověka (nevím proč, ale řekněme). Uživatel zadá své datum narození a svou výšku a program od dnešního čísla odečte jeho datum narození, vypočítá váš věk ve dnech a vydělí vaši výšku počtem dní, ve kterých jste. Takový program bude skvěle fungovat pro vás a vaše příbuzné, ale pokud ho „vypustíte na veřejnost“, určitě se najde někdo, kdo zadá dnešní datum jako své narozeniny. A je to – věk je nula dní, pokus o dělení nulou a program spadne s chybou.

Samozřejmě, toto je nejjednodušší příklad. V reálném životě je vše složitější a závisí nejen na údajích zadaných uživatelem (které lze, nebo spíše je třeba před použitím v programu zkontrolovat), ale také na nainstalovaných systémových souborech, ovladačích a spoustě další věci, které nelze předvídat a jejich dopad na funkčnost programu není vůbec zřejmý.

Chyby „typu 1“ se zpravidla vypočítávají a opravují velmi snadno, do 10 minut. „Druhý typ“ je složitější, ale týká se relativně malého počtu uživatelů. Oprava takových chyb obvykle vede ke změně druhé nebo třetí číslice v čísle verze (nebo autor verzi vůbec nezmění, ale jednoduše nahraje aktualizovaný soubor).

Pokud vidíte, že se místo verze 2.1 objevila řekněme verze 2.11, pak má smysl podívat se na webovou stránku programu a zjistit, zda se tam objeví popis změn, abyste pochopili, zda jej potřebujete nebo ne. Pokud je program malý, můžete si jednoduše stáhnout aktualizovanou verzi...

Další věcí je zavádění nových funkcí do programu. Ostatně po vydání programu dostává autor od uživatelů určitý počet dopisů s požadavky na přidání nebo změnu v programu, rady na jeho vylepšení a podobně. Pokud se mnoho lidí ptá na jednu věc, autor často vyslechne jejich názor a přidá příslušnou funkci. Navíc může sám přijít s něčím novým a zajímavým a začlenit to do programu. Takové změny obvykle vedou ke zvýšení druhé číslice v čísle verze, to znamená, že místo 1.1 se objeví 1.2.

Tyto aktualizace jsou ve většině případů zdokumentovány a jejich popis je umístěn v souboru history txt nebo WhatsNew txt. Stojí za to se na tuto verzi podívat blíže - je vysoká pravděpodobnost, že se tam objevilo něco, co vám chybělo...

Zjištěné chyby nebo neoptimální části v algoritmu programu se zpravidla ukáží jako nejnepříjemnější pro autora, protože vyžadují přepsání velkých částí kódu nebo dokonce celého programu od začátku. Jejich korekce přitom přináší největší užitek těm, kteří tento program používají - výrazně se zvyšují schopnosti programu a rychlost jeho provozu, často se mění vzhled, objevuje se mnoho nových funkcí... Na druhou stranu, formát ukládání dat se může změnit, což bude vyžadovat speciální akce při migraci na novou verzi; Název programu, jeho cena a některé další věci se mohou změnit, což bude vyžadovat, aby uživatel pečlivě prostudoval dokumentaci (což obecně nikdy není na škodu). Takové „globální“ změny obvykle vedou ke zvýšení první číslice verze programu, tedy od 1x změní se na 2.0. Bohužel pravidla pro změnu verzí nejsou nikde popsána ani formalizována; to, co jsem popsal, je „průměrný popis“. Mnoho autorů používá jako číslo verze datum vydání programu. Někteří lidé nepoužívají „malé“ verze vůbec a zvyšují počet o jednu pro jakoukoli malou aktualizaci. Někdo změní program, aniž by změnil verzi. Někdy nastanou případy, kdy se verze změní, ale o provedených změnách není ani zmínka. Vše je v rukou autorů...

Alfa(alpha) – úplně první verze programu, hrubý návrh. Stav „alfa“ zaručuje, že se stažený program nainstaluje a dokonce spustí, ale jeho další akce jsou nepředvídatelné. Nejčastěji je „alfa“ verze napěchovaná chybami, jako houska s rozinkami, mnoho jejích vlastností a funkcí prostě nefunguje. Proto jen ti nejnetrpělivější a nejzoufalejší experimentátoři mohou používat „alfu“, čímž plní roli testerů. Zbytek by měl čekat na vzhled stabilnější a spolehlivější verze - „beta“.

Beta(beta) je zcela použitelný produkt. Hrubé chyby byly odstraněny, základní úkoly program plní úspěšně. Zůstaly jen malé nedokonalosti, které mohou zmizet v dalších betách. Mnoho programů zůstává po většinu svého života ve stavu „beta“ – stačí si vzpomenout na přehrávač WinAmp, e-mailový program The Bat! a řada dalších programů, jejichž „stav beta“ nebrání milionům uživatelů v jejich používání.

Poté, co byly opraveny chyby nalezené v alfa a beta verzích programů a přidány funkce, je čas na to RC (kandidát na uvolnění)– kandidát na konečnou verzi. Tento program je již považován za stabilní a používá se k identifikaci nejskrytějších chyb - takový program si téměř bez obav mohou stáhnout a nainstalovat i uživatelé, kteří se v počítačích špatně orientují. A protože se jedná o většinu, počet uživatelů se zvyšuje, což znamená nárůst počtu „testerů“. Chyby v RC verzích se počítají poměrně zřídka, takže při přechodu na „hlavní“ verzi zůstává program prakticky nezměněn.

Konečně, po všech těch mukách a dodělávkách, se objeví světlo uvolnění(release) – kompletně dokončená, finální verze programu.