Domov › Nastavení › Co znamená Winchester? Záznam informací na pevný disk. Hlavní vlastnosti pevných disků

Co znamená Winchester? Záznam informací na pevný disk. Hlavní vlastnosti pevných disků

Tento článek bude hovořit pouze o pevných discích (HDD), tedy o magnetických diskových médiích. Příští článek bude o SSD.

Co je to pevný disk

Tradičně se podívejme na definici pevného disku na Wikipedii:
Pevný disk (šroub, pevný disk, pevný disk, HDD, HDD, HMDD) je úložiště s libovolným přístupem založené na principu magnetického záznamu.
Používají se v naprosté většině počítačů a také jako samostatně připojená zařízení pro ukládání záložních kopií dat, jako úložiště souborů atd.
Pojďme na to trochu přijít. Líbí se mi termín „pevný disk“. Těchto pět slov vyjadřuje podstatu. HDD je zařízení, jehož účelem je ukládat na něj zaznamenaná data po dlouhou dobu. Základem HDD jsou pevné (hliníkové) disky se speciálním povlakem, na které se zapisují informace pomocí speciálních hlav.
Nebudu podrobně zvažovat samotný proces nahrávání - v podstatě jde o fyziku posledních stupňů školy a jsem si jistý, že se do toho nechcete ponořit, a o tom tento článek vůbec není.
Všimněme si také fráze: „náhodný přístup“, což zhruba znamená, že my (počítač) můžeme kdykoli číst informace z libovolného úseku železnice.
Důležitým faktem je, že paměť HDD není volatilní, to znamená, že bez ohledu na to, zda je napájení připojeno nebo ne, informace zaznamenané na zařízení nikam nezmizí. To je důležitý rozdíl mezi trvalou pamětí počítače a dočasnou pamětí (RAM).
Při pohledu na pevný disk počítače v reálném životě neuvidíte ani disky, ani hlavy, protože to vše je skryto v uzavřeném pouzdře (hermetická zóna). Externě pevný disk vypadá takto.
Myslím, že chápete, co je HDD. Jdeme dál.

Proč počítač potřebuje pevný disk?

Podívejme se, co je to HDD v počítači, tedy jakou roli hraje v PC. Je jasné, že ukládá data, ale jak a co. Zde zdůrazňujeme následující funkce HDD:
- úložiště OS, uživatelského softwaru a jejich nastavení;
- Ukládání uživatelských souborů: hudba, videa, obrázky, dokumenty atd.;
- Využití části kapacity pevného disku k ukládání dat, která se nevejdou do paměti RAM (swap soubor), nebo k ukládání obsahu paměti RAM při používání režimu spánku;
- Jak vidíte, pevný disk počítače není jen skládka fotografií, hudby a videí. Je na něm uložen celý operační systém a navíc pevný disk pomáhá vyrovnat se se zátěží RAM, přičemž přebírá některé jeho funkce.

Z čeho se skládá pevný disk?

Částečně jsme zmínili komponenty pevného disku, nyní se na to podíváme podrobněji. Takže hlavní součásti HDD:
- Pouzdro - chrání mechanismy pevného disku před prachem a vlhkostí. Zpravidla je utěsněn, aby se dovnitř nedostala vlhkost a prach;
- Disky (placky) - destičky z určité kovové slitiny, oboustranně potažené, na kterých jsou zaznamenány údaje. Počet talířů se může lišit - od jednoho (v rozpočtových možnostech) po několik;
- Motor - na jehož vřetenu jsou upevněny palačinky;
- Hlavový blok - struktura vzájemně propojených pák (vahadel) a hlavic. Část pevného disku, která na něj čte a zapisuje informace. Na jednu palačinku se používá pár hlav, protože horní i spodní část fungují;
- Polohovací zařízení (aktor) - mechanismus, který ovládá blok hlavy. Skládá se z dvojice permanentních neodymových magnetů a cívky umístěné na konci hlavového bloku;
- Řadič - elektronický čip, který řídí činnost HDD;
- Odstavná plocha - místo uvnitř pevného disku vedle disků nebo na jejich vnitřní části, kde jsou hlavy v době nečinnosti sklopené (zaparkované), aby nedošlo k poškození pracovní plochy palačinek.
Jedná se o jednoduché zařízení s pevným diskem. Vznikl před mnoha lety a dlouho na něm nebyly provedeny žádné zásadní změny. A jedeme dál.

Jak funguje pevný disk?

Po přivedení energie na HDD se motor, na jehož vřetenu jsou placky připevněny, začne roztáčet. Po dosažení rychlosti, při které se na povrchu disků vytváří konstantní proud vzduchu, se hlavy začnou pohybovat.
Tato sekvence (nejprve se roztočí kotouče a poté začnou pracovat hlavy) je nutná k tomu, aby se vlivem výsledného proudění vzduchu hlavy vznášely nad deskami. Ano, nikdy se nedotýkají povrchu disků, jinak by se disk okamžitě poškodil. Vzdálenost od povrchu magnetických desek k hlavám je však tak malá (~10 nm), že ji pouhým okem nevidíte.
Po spuštění se nejprve načtou servisní informace o stavu pevného disku a další potřebné informace o něm umístěné na tzv. nulté stopě. Teprve poté začíná práce s daty.
Informace na pevném disku počítače se zaznamenávají na stopy, které jsou zase rozděleny do sektorů (jako pizza nakrájená na kousky). Pro zápis souborů je několik sektorů sloučeno do clusteru, což je nejmenší místo, kam lze soubor zapsat.
Kromě tohoto „horizontálního“ oddílu disku existuje také konvenční „vertikální“ oddíl. Protože jsou všechny hlavy kombinované, jsou vždy umístěny nad stejným číslem stopy, každá nad vlastním diskem. Při provozu HDD se tedy zdá, že hlavy kreslí válec.
Zatímco HDD běží, provádí v podstatě dva příkazy: čtení a zápis. Když je potřeba provést příkaz zápisu, vypočítá se oblast na disku, kde bude proveden, poté se umístí hlavy a vlastně se příkaz provede. Výsledek se pak zkontroluje. Kromě zápisu dat přímo na disk končí informace také v jeho mezipaměti.
Pokud řadič obdrží příkaz ke čtení, nejprve zkontroluje, zda jsou požadované informace v mezipaměti. Pokud tam není, znovu se vypočítají souřadnice pro umístění hlavic, poté se hlavice umístí a načtou se data.
Po dokončení práce, když zmizí napájení pevného disku, jsou hlavy automaticky zaparkovány v parkovací zóně.
Takto v podstatě funguje pevný disk počítače. Ve skutečnosti je vše mnohem komplikovanější, ale průměrný uživatel s největší pravděpodobností takové podrobnosti nepotřebuje, takže dokončíme tuto část a pokračujeme.

Typy pevných disků a jejich výrobci

Dnes jsou na trhu vlastně tři hlavní výrobci pevných disků: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Plně pokrývají poptávku po zařízeních všech typů a požadavků. Zbytek společností buď zkrachoval, byly pohlceny jednou z hlavních tří společností, nebo byly změněny.
Pokud mluvíme o typech HDD, lze je rozdělit takto:

1. U notebooků je hlavním parametrem velikost zařízení 2,5 palce. To umožňuje jejich kompaktní umístění do těla notebooku;
2. Pro PC - v tomto případě je možné použít i 2,5″ pevné disky, ale zpravidla se používají 3,5″;
3. Externí pevné disky - zařízení, která jsou samostatně připojena k PC/notebooku, nejčastěji slouží jako úložiště souborů.
Existuje také speciální typ pevného disku - pro servery. Jsou totožné s běžnými PC, ale mohou se lišit v připojovacích rozhraních a větším výkonu.

Všechna ostatní rozdělení HDD na typy vycházejí z jejich vlastností, takže je zvažte.

Specifikace pevného disku

Takže hlavní vlastnosti pevného disku počítače:

Volume je ukazatel maximálního možného množství dat, které lze uložit na disk. První věc, na kterou se obvykle dívají při výběru HDD. Toto číslo může dosáhnout 10 TB, i když pro domácí PC často volí 500 GB - 1 TB;
- Form factor - velikost pevného disku. Nejběžnější jsou 3,5 a 2,5 palce. Jak bylo uvedeno výše, 2,5″ se ve většině případů instalují do notebooků. Používají se také v externích HDD. 3,5″ je nainstalován v počítačích a serverech. Formát také ovlivňuje objem, protože na větší disk se vejde více dat;
- Rychlost otáčení vřetena - jakou rychlostí rotují palačinky. Nejběžnější jsou 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Tato vlastnost přímo ovlivňuje výkon a také cenu zařízení. Čím vyšší je rychlost, tím větší jsou obě hodnoty;
- Rozhraní - způsob (typ konektoru) připojení HDD k počítači. Nejoblíbenějším rozhraním pro interní pevné disky je dnes SATA (starší počítače používaly IDE). Externí pevné disky se obvykle připojují přes USB nebo FireWire. Kromě těch uvedených existují také rozhraní jako SCSI, SAS;
- Objem vyrovnávací paměti (mezipaměť) – typ rychlé paměti (jako RAM) nainstalované na řadiči pevného disku, určené pro dočasné ukládání dat, ke kterým se nejčastěji přistupuje. Velikost vyrovnávací paměti může být 16, 32 nebo 64 MB;
- Doba náhodného přístupu je doba, po kterou je zaručeno, že HDD bude zapisovat nebo číst z jakékoli části disku. Rozsahy od 3 do 15 ms;

Kromě výše uvedených charakteristik můžete také najít takové ukazatele, jako jsou:

Rychlost přenosu dat;
- Počet I/O operací za sekundu;
- Hladina hluku;
- spolehlivost;
- Odolnost proti nárazu atd.;
To je vše o vlastnostech HDD.

Když se počítač spustí, sada firmwaru uložená v čipu BIOS zkontroluje hardware. Pokud je vše v pořádku, předá řízení zavaděči operačního systému. Poté se OS načte a vy začnete počítač používat. Kde byl zároveň uložen operační systém před zapnutím počítače? Jak vaše esej, kterou jste psal celou noc, zůstala po vypnutí PC nedotčena? Znovu, kde je uložen?

Dobře, asi jsem zašel příliš daleko a všichni dobře víte, že počítačová data jsou uložena na pevném disku. Ne každý však ví, co to je a jak to funguje, a protože jste tady, usuzujeme, že bychom to rádi věděli. No, pojďme to zjistit!

Co je to pevný disk

Tradičně se podívejme na definici pevného disku na Wikipedii:

pevný disk (šroub, pevný disk, pevný magnetický disk, HDD, HDD, HMDD) - úložiště s náhodným přístupem založené na principu magnetického záznamu.

Používají se v naprosté většině počítačů a také jako samostatně připojená zařízení pro ukládání záložních kopií dat, jako úložiště souborů atd.

Pojďme na to trochu přijít. Líbí se mi termín" pevný disk ". Těchto pět slov vyjadřuje podstatu. HDD je zařízení, jehož účelem je ukládat na něj zaznamenaná data po dlouhou dobu. Základem HDD jsou pevné (hliníkové) disky se speciálním povlakem, na které se zapisují informace pomocí speciálních hlav.

Nebudu podrobně zvažovat samotný proces nahrávání - v podstatě jde o fyziku posledních stupňů školy a jsem si jistý, že se do toho nechcete ponořit, a o tom tento článek vůbec není.

Věnujme pozornost také větě: „ náhodný přístup „Což, zhruba řečeno, znamená, že my (počítač) můžeme kdykoli číst informace z jakéhokoli úseku železnice.

Důležitým faktem je, že paměť HDD není volatilní, to znamená, že bez ohledu na to, zda je napájení připojeno nebo ne, informace zaznamenané na zařízení nikam nezmizí. To je důležitý rozdíl mezi trvalou pamětí počítače a dočasnou pamětí ().

Při pohledu na pevný disk počítače v reálném životě neuvidíte ani disky, ani hlavy, protože to vše je skryto v uzavřeném pouzdře (hermetická zóna). Externě vypadá pevný disk takto:

Proč počítač potřebuje pevný disk?

Podívejme se, co je to HDD v počítači, tedy jakou roli hraje v PC. Je jasné, že ukládá data, ale jak a co. Zde zdůrazňujeme následující funkce HDD:

Ukládání OS, uživatelského softwaru a jejich nastavení;
Ukládání uživatelských souborů: hudba, videa, obrázky, dokumenty atd.;
Využití části místa na pevném disku k ukládání dat, která se nevejdou do paměti RAM (swap soubor) nebo ukládání obsahu paměti RAM během používání režimu spánku;

Jak vidíte, pevný disk počítače není jen skládka fotografií, hudby a videí. Je na něm uložen celý operační systém a navíc pevný disk pomáhá vyrovnat se se zátěží RAM, přičemž přebírá některé jeho funkce.

Z čeho se skládá pevný disk?

Částečně jsme zmínili komponenty pevného disku, nyní se na to podíváme podrobněji. Takže hlavní součásti HDD:

Rám — chrání mechanismy pevného disku před prachem a vlhkostí. Zpravidla je utěsněn, aby se dovnitř nedostala vlhkost a prach;
Disky (palačinky) - destičky z určité kovové slitiny, oboustranně potažené, na kterých jsou zaznamenány údaje. Počet talířů se může lišit - od jednoho (v rozpočtových možnostech) po několik;
Motor — na jehož vřetenu jsou placky upevněny;
Blok hlavy - provedení vzájemně propojených pák (vahadel) a hlavic. Část pevného disku, která na něj čte a zapisuje informace. Na jednu palačinku se používá pár hlav, protože horní i spodní část fungují;
Polohovací zařízení (akční člen ) - mechanismus, který pohání blok hlavy. Skládá se z dvojice permanentních neodymových magnetů a cívky umístěné na konci hlavového bloku;
Ovladač — elektronický mikroobvod, který řídí provoz HDD;
Parkovací zóna - místo uvnitř pevného disku vedle disků nebo na jejich vnitřní části, kde jsou hlavy v době odstávky spuštěny (zaparkovány), aby nedošlo k poškození pracovní plochy palačinek.

Jedná se o jednoduché zařízení s pevným diskem. Vznikl před mnoha lety a dlouho na něm nebyly provedeny žádné zásadní změny. A jedeme dál.

Jak funguje pevný disk?

Tato sekvence (nejprve se roztočí kotouče a poté začnou pracovat hlavy) je nutná k tomu, aby se vlivem výsledného proudění vzduchu hlavy vznášely nad deskami. Ano, nikdy se nedotýkají povrchu disků, jinak by se disk okamžitě poškodil. Vzdálenost od povrchu magnetických desek k hlavám je však tak malá (~10 nm), že ji pouhým okem nevidíte.

Po spuštění se nejprve načtou servisní informace o stavu pevného disku a další potřebné informace o něm umístěné na tzv. nulté stopě. Teprve poté začíná práce s daty.

Informace na pevném disku počítače se zaznamenávají na stopy, které jsou zase rozděleny do sektorů (jako pizza nakrájená na kousky). Pro zápis souborů je několik sektorů sloučeno do clusteru, což je nejmenší místo, kam lze soubor zapsat.

Kromě tohoto „horizontálního“ oddílu disku existuje také konvenční „vertikální“ oddíl. Protože jsou všechny hlavy kombinované, jsou vždy umístěny nad stejným číslem stopy, každá nad vlastním diskem. Při provozu HDD se tedy zdá, že hlavy kreslí válec:

Zatímco HDD běží, provádí v podstatě dva příkazy: čtení a zápis. Když je potřeba provést příkaz zápisu, vypočítá se oblast na disku, kde bude proveden, poté se umístí hlavy a vlastně se příkaz provede. Výsledek se pak zkontroluje. Kromě zápisu dat přímo na disk končí informace také v jeho mezipaměti.

Pokud řadič obdrží příkaz ke čtení, nejprve zkontroluje, zda jsou požadované informace v mezipaměti. Pokud tam není, znovu se vypočítají souřadnice pro umístění hlavic, poté se hlavice umístí a načtou se data.

Po dokončení práce, když zmizí napájení pevného disku, jsou hlavy automaticky zaparkovány v parkovací zóně.

Takto v podstatě funguje pevný disk počítače. Ve skutečnosti je vše mnohem komplikovanější, ale průměrný uživatel s největší pravděpodobností takové podrobnosti nepotřebuje, takže dokončíme tuto část a pokračujeme.

Typy pevných disků a jejich výrobci

Pokud mluvíme o typech HDD, lze je rozdělit takto:

U notebooků je hlavním parametrem velikost zařízení 2,5 palce. To umožňuje jejich kompaktní umístění do těla notebooku;
Pro PC - v tomto případě je také možné použít 2,5" pevné disky, ale zpravidla se používají 3,5";
Externí pevné disky jsou zařízení, která se samostatně připojují k PC/notebooku, nejčastěji slouží jako úložiště souborů.

Existuje také speciální typ pevného disku - pro servery. Jsou totožné s běžnými PC, ale mohou se lišit v připojovacích rozhraních a větším výkonu.

Všechna ostatní rozdělení HDD na typy vycházejí z jejich vlastností, takže je zvažte.

Specifikace pevného disku

Takže hlavní vlastnosti pevného disku počítače:

Objem — ukazatel maximálního možného množství dat, které lze uložit na disk. První věc, na kterou se obvykle dívají při výběru HDD. Toto číslo může dosáhnout 10 TB, i když pro domácí PC často volí 500 GB - 1 TB;
Tvarový faktor — velikost pevného disku. Nejběžnější jsou 3,5 a 2,5 palce. Jak bylo uvedeno výše, 2,5″ se ve většině případů instalují do notebooků. Používají se také v externích HDD. 3,5″ je nainstalován v počítačích a serverech. Formát také ovlivňuje objem, protože na větší disk se vejde více dat;
Rychlost vřetena — jakou rychlostí se palačinky otáčejí? Nejběžnější jsou 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Tato vlastnost přímo ovlivňuje výkon a také cenu zařízení. Čím vyšší je rychlost, tím větší jsou obě hodnoty;
Rozhraní — způsob (typ konektoru) připojení HDD k počítači. Nejoblíbenějším rozhraním pro interní pevné disky je dnes SATA (starší počítače používaly IDE). Externí pevné disky se obvykle připojují přes USB nebo FireWire. Kromě těch uvedených existují také rozhraní jako SCSI, SAS;
Objem vyrovnávací paměti (mezipaměť) - typ rychlé paměti (jako RAM) nainstalované na řadiči pevného disku, určené pro dočasné ukládání dat, ke kterým se nejčastěji přistupuje. Velikost vyrovnávací paměti může být 16, 32 nebo 64 MB;
Čas náhodného přístupu — doba, po kterou je zaručeno, že HDD bude zapisovat nebo číst z jakékoli části disku. Rozsahy od 3 do 15 ms;

Kromě výše uvedených charakteristik můžete také najít takové ukazatele, jako jsou:

- názvy HDD, pevný disk, pevný disk, všechny označují stejnou součást: paměťové zařízení počítače. V této publikaci budeme hovořit o technické struktuře, která tvoří základ takových zařízení pro ukládání dat. Na obrázcích názorně ukážeme princip jejich fungování, jak přesně se tam informace shromažďují a ukládají.

Jak funguje pevný disk?

Na základě oficiálního názvu tohoto zařízení pro ukládání dat - pevný (magnetický) disk. Z názvu můžete okamžitě uhodnout jeho účel a princip fungování. Díky nízké ceně a dlouhé životnosti jsou tyto datové disky široce používány v různých typech počítačů.

Charakteristickým rysem pevného disku je schopnost akumulovat a uchovávat gigantické množství informací a přitom mít malé rozměry. Dále v článku vám řekneme, co je v počítači a jeho konstrukční vlastnosti, jaké součásti jsou nainstalovány uvnitř a základy jejich provozu.

Utěsněný blok a elektronická deska

Řídicí obvodová deska je vyrobena z fóliového sklolaminátu s nanesenou krásnou zelenou pájecí maskou. Tato elektronická deska dále obsahuje osazené konektory, na které se připojuje napájecí napětí a konektor pro rozhraní SATA. Principem činnosti této elektronické řídicí jednotky je zajištění synchronního chodu HDD s ostatními komponentami počítače. Tělo zařízení je vyrobeno z eloxovaného hliníku všechny prvky umístěné uvnitř jsou utěsněná jednotka.

Pro podrobnější pochopení co je pevný disk v počítači, musíte si dobře prostudovat jeho strukturu. Pokračujme tedy dále: v centrální části řídicí desky je zabudován velký čip – mikrokontrolér. Jeho hlavním účelem je ovládání a koordinace elektronických zařízení. Moderní pevné disky mají mikroprocesory, které obsahují dva elektronické moduly. Jedním z nich je centrální procesorová jednotka, která plní hlavní výpočetní funkci. Dalším modulem je kanál pro čtení a zápis informací.

Je to toto zařízení, které převádí signál analogového kanálu přicházející z magnetické hlavy na diskrétní signál. To se děje v okamžiku, kdy magnetická hlava čte data. A přesně naopak, převádí diskrétní signál na analogový signál během doby záznamu. Mikroprocesor je vybaven vstupně/výstupními konektory, ze kterých jsou koordinovány ostatní komponenty osazené v obvodu. Výměna dat probíhá pomocí rozhraní SATA.

čip DDR SDRAM

Další čip DDR SDRAM nainstalovaný na desce není nic jiného než paměťový čip s dvojnásobnou kapacitou přenosu informací. Jeho kvantitativní vyjádření závisí na velikosti mezipaměti pevného disku. Tento čip je rozdělen na dva segmenty. Jeden oddíl je věnován paměti firmwaru, která je do jisté míry umístěna na flash disku. Druhou sekcí je vyrovnávací část, kterou potřebuje procesor pro zajištění nahrání firmwaru modulu. Na první pohled se zdá velmi obtížné pochopit celý design pevného disku, takže je dobré to pochopit co je pevný disk v počítači.

Třetím integrovaným obvodem je ovladač řídící jednotky magnetické hlavy a motor pro otáčení kotoučů. VCM okamžitě zaparkuje hlavu a je schopen zastavit otáčení disku. Koordinuje také pomocné napájecí zdroje, které jsou instalovány v obvodu. Z tohoto přídavného zdroje je napájen mikroprocesor a spínací předzesilovač, umístěný v utěsněné jednotce.

Spínací čip předzesilovače

Tento mikrokontrolér spotřebovává o něco více energie ve srovnání s ostatními součástmi dostupnými v obvodu. Je to dáno tím, že je zatížen motorem, který otáčí disky a mechanismem pro parkování magnetických čtecích/zapisovacích hlav. Spínací čip předzesilovače HDD může zůstat funkční, i když je jeho teplota 100 °C!

Pokračujeme ve studiu co je pevný disk v počítači. Když je na pevný disk přivedeno napájecí napětí, řadič přenese data uložená na flash čipu do paměťového modulu a začne realizovat nastavení v něm obsažená.

Pokud se stahování kódu nezdaří, pevný disk s největší pravděpodobností ani nebude schopen roztočit vřeteno. Pokud jde o flash paměť, může být integrována do mikrokontroléru spíše než zabudována do elektronické desky. Dále, když se ponoříme hlouběji do struktury HDD, postupně si ujasníme, co je pevný disk v počítači.

Senzor vibrací

Snímač instalovaný v obvodu, který monitoruje úroveň vibrací, jasně určuje kritický moment vibrací. A pokud usoudí, že stupeň vibrací překračuje normu, je do ovladače odeslán signál. Na to obratem reaguje ovladač, který koriguje chod vřetena a parkování magnetických hlav.

A poté jsou hlavy okamžitě zaparkovány nebo se vřeteno pevného disku přestane otáčet. Ve skutečnosti je toto zařízení navrženo tak, aby chránilo pevný disk před všemi druhy poškození. I když během provozu se to ne vždy podaří. V tomto ohledu nedovolte, aby pevný disk spadl na tvrdý povrch, aby nedošlo k poškození snímače vibrací.

A v důsledku toho se celé zařízení stává nepoužitelným. Existují pevné disky vybavené zvláště citlivými vibračními zařízeními schopnými detekovat nevýznamné úrovně vibrací. Informace, které přicházejí do řídicí jednotky hlavy a motoru, pomáhají regulovat pohyb hlav. Díky tomu jsou disky většinou vybaveny dvojicí takových senzorů. A abyste dobře pochopili princip jejich fungování, musíte vědět co je pevný disk v počítači.

Na desce elektroniky je instalována další součástka, která slouží k ochraně regulátoru - jedná se o prvek omezující pulzní napětí. Jeden elektronický obvod pevného disku může obsahovat jeden nebo více takových omezovačů.

Vnější rovina utěsněného bloku

Pod spodní částí elektronické desky jsou konektory pro připojení vřetenového motoru a jednotky magnetické hlavy. Nechybí ani velmi malý speciální otvor (Breath hole), pomocí kterého se vyrovnává tlak uvnitř HDD. I když existuje tvrzení, že uvnitř pevného disku je vakuum, ale pokud důkladně víte, co je pevný disk v počítači, pochopíte, že se jedná o fikci. Z vnitřní strany je HDA ošetřena speciální filtrační složkou, která zabraňuje pronikání vlhkosti a prachu do ní.

Utěsněná jednotka zevnitř

Horní panel HDA je vyroben z plechu speciální konfigurace. Na vnitřní straně je gumové těsnění, které poskytuje ochranu proti pronikání prachu. Uvnitř uzavřené jednotky je mechanismus pro magnetické diskové jednotky.

V počítačovém slangu se těmto diskům říká také plotny. Nejčastěji se vyrábějí ze speciálního skla nebo předleštěného hliníku. Dále se na disky nanese několik vrstev určitých látek, které obsahují materiál, který má vlastnosti spontánní magnetizace. Právě tato vlastnost tohoto materiálu umožňuje zapisovat a ukládat data na pevný disk. Desky mají mezi sebou separátory a jejich funkcí je vyrovnat proudění vzduchu a snížit akustický hluk. Materiálem pro jejich výrobu je obvykle buď plast nebo hliník.

Magnetický blok hlavy

Konzolová podpěra nainstalovaná v mechanismu magnetické hlavy se čtecími a zapisovacími hlavami nainstalovanými na jejích koncích. Po zastavení motoru vřetena se zaparkují na vyhrazeném místě.

Jednou z podmínek, která zaručuje stabilní a dlouhodobý provoz HDD, je přítomnost čistého vzduchu v systémové jednotce počítače. Faktem je, že znečištěný vzduch v PC skříni obsahuje mikročástice různých materiálů, včetně kovu. Jsou to právě ony, kdo při provozu dělá pevnému disku velké problémy. Pevné disky jsou sice vybaveny cirkulačními filtry, které výrazně snižují riziko, že se tyto mikročástice dostanou dovnitř pevného disku. Postupem času se tam však stále dostávají.

Každý počítač má pevný disk nebo, jak se často říká, pevný disk, který je hlavním úložištěm všech informací používaných počítačem a jeho uživatelem. Na pevném disku je uložen nainstalovaný operační systém, všechny programy používané uživatelem a data. Procesor přebírá informace potřebné pro zpracování z pevného disku a poté je zapisuje zpět na médium. Množství informací uložených na pevném disku závisí na jeho velikosti.

Úplně první modely pevných disků umožňovaly na jejich disky uložit až 10 MB dat, což bylo na tehdejší dobu hodně. Moderní média dnes umožňují uložit tisíce a desetitisíce megabajtů. Kapacita paměti u moderních modelů se počítá v gigabajtech a terabajtech. Díky tomu je možné ukládat obrovské množství filmů, hudby, videí, her a dalších dat. Výrazný nárůst množství paměti na HDD souvisí s progresivním rozvojem výpočetní techniky, v důsledku čehož filmy, hry a další data zabírají stále více volného místa.

Designové vlastnosti pevných disků

Moderní pevný disk se skládá z několika kovových disků, na kterých se zaznamenávají informace. Disky jsou potaženy oxidem železa nebo jinou speciální sloučeninou, která dokáže akumulovat účinky magnetického pole. Počet disků závisí na objemu média a obvykle se pohybuje od 1 do 3. Kovové disky jsou ideálně rovnoměrné, hladké a vyvážené, díky čemuž se mohou otáčet vysokou rychlostí podle normy, může to být 5400, 7200; nebo 10 000 ot./min.

Speciální hlavy se pohybují podél disků s nejvyšší přesností polohování. Každý disk má 2 magnetické hlavy. Čtení dat z povrchu disků se provádí instalací speciálních magnetorezistivních hlav, které fungují v závislosti na tom, jak se mění magnetické pole na povrchu disku. Data jsou přenášena do počítače jako výsledek příjmu analogového signálu, který se převede do digitální podoby.

Na discích jsou informace umístěny ve stopách umístěných kolem kruhu. Pro práci s daty uloženými na médiu se magnetické hlavy pohybují po stopách. Hlavy se pohybují pomocí speciálního solenoidového pohonu. Takové hlavy mohou díky své vysoké rychlosti otáčení přistupovat na jakékoli místo na disku. Hlavy jsou umístěny na obou stranách disků, takže každý z nich vykonává práci na jedné straně a je za ni plně zodpovědný.

Sektor na pevném disku umožňuje uložit 512 bajtů informací a každá stopa na pevném disku se skládá z mnoha sektorů. Maximální množství informací, které lze uložit na pevný disk, závisí na počtu sektorů, hlav a válců. HDD mohou mít stejný počet disků, ale kapacity jejich paměti budou úplně jiné. Je to dáno tím, že pro zvýšení kapacity je výhodnější zvýšit hustotu sektorů na každém z disků, než zvyšovat jejich počet, což povede k výraznému zvětšení velikosti média. Rozvoj výpočetní techniky vede k tomu, že každá PC komponenta se vnějšími rozměry zmenšuje a naopak se zvyšují schopnosti.

Existují takové koncepty, jako je umístění fyzického a logického disku. Fyzické je to, jak je paměťové médium uvnitř strukturováno, a logické je, jak ho vidí počítač. Ve skutečnosti je fyzické a logické zcela odlišné. Pokud lze fyzicky na pevný disk nainstalovat např. 3 disky, pak jich logicky může být libovolný počet a jeden logický disk libovolné velikosti může mít velikost dvou nebo více fyzických a naopak.

Při výrobě pevných disků je téměř nemožné vyhnout se poškození sektorů nebo stop, které se však nepoužívají a média s nimi nepočítají kvůli značení.

Existují pevné disky určené pro použití v domácích počítačích a jiné pro použití v serverech. Na ty poslední jsou kladeny mnohem větší požadavky, protože pracují se značným zatížením a musí poskytovat vysokou produktivitu a rychlost.

Vlastnosti pevných disků

Abyste si vybrali správný pevný disk vhodný pro konkrétní účel, musíte pochopit velké množství charakteristik. První věc, kterou byste měli věnovat pozornost, je tvarový faktor. Na stolních počítačích jsou nainstalovány 3,5palcové pevné disky a na přenosných počítačích 2,5palcové. Existují také další méně obvyklé tvarové faktory. Druhým důležitým parametrem je rozhraní, přes které je zařízení připojeno k počítači. Počítače používají různé varianty rozhraní SATA.

Jedním z důležitých parametrů je kapacita, která určuje množství dat uložených v zařízení. Rychlost otáčení hřídele, na které jsou disky umístěny, ovlivňuje rychlost práce s informacemi.

Při výběru pevného disku byste měli věnovat pozornost velikosti vyrovnávací paměti, která přímo ovlivňuje rychlost zpracování informací zařízením.

Každý pevný disk vydává během provozu hluk, jako každé jiné mechanické zařízení. Během provozu může hluk způsobovat značné nepříjemnosti, proto je třeba při výběru modelu vhodného pro vaše PC věnovat pozornost jeho úrovni.

Pokud plánujete často přemisťovat zařízení z jednoho počítače do druhého, pak je důležitý takový parametr, jako je odolnost proti nárazům. Čím vyšší je, tím menší je pravděpodobnost ztráty informací při nárazu nebo poškození pevného disku.

Při práci s informacemi poskytuje disk požadované informace určitou rychlostí. Tento indikátor se nazývá „Random Access Time“ a čím nižší je, tím rychleji bude požadavek odeslán.

Když rozumíte všem parametrům, vlastnostem a designu moderních pevných disků, můžete rychle vybrat vhodný pevný disk pro provádění vašich úkolů na vašem počítači.

pevný disk(HDD - Hard Disk Drive) počítače je hlavním úložištěm informací (operační systém, aplikační programy, data). Potřebné informace ve správný čas načte z pevného disku procesor a zpracuje, výsledek zpracování lze zapsat na pevný disk.

První pevný disk byl vyvinut ještě před příchodem osobního počítače - v roce 1957 společností IBM. Měl objem 5 MB a stál šílené peníze. Pro osobní počítač IBM PC XT byl vyvinut 10 MB disk. Pevný disk měl 30 stop s 30 sektory v každé stopě. Analogicky s označením opakovací karabiny Winchester - „30/30“ se pevné disky začaly nazývat „ pevné disky“, nebo zkráceně „šrouby“.

Jaký je design pevného disku? Základem pevného disku je blok kovových disků potažených speciální látkou, která dokáže dobře zadržet účinky magnetického pole (například oxid železa). Moderní pevné disky obsahují jeden až tři takové disky. Kotouče mají výborné vyvážení a velmi hladký povrch, protože... rychlosti otáčení jsou poměrně vysoké (standardní rychlosti jsou 7200 nebo 10 000 ot./min) a přesnost polohování hlav musí být vysoká.

Pro zápis na disk se používají speciální magnetické hlavy (většinou dvě na každý disk - na obou stranách disku), schopné vytvořit magnetické pole vlivem proudových impulsů. Taková magnetická hlava zmagnetizuje část disku magnetickým momentem určitého směru (logická „nula“ nebo logická „jedna“, v závislosti na směru magnetického momentu). Proces magnetizace probíhá aplikací proudového impulsu v určitém časovém okamžiku, kdy je magnetická hlava umístěna v požadovaném místě.

Pro čtení z disku se používají speciální magnetorezistivní hlavy, které reagují na změny magnetického pole změnou síly vybuzeného proudu v hlavě. Tento analogový signál je přečten, převeden do digitální podoby a přiveden do počítačového systému.

Informace na discích jsou umístěny ve formě soustředných kruhů - stop. Během provozu se magnetické hlavy pohybují z jedné dráhy na druhou. U moderních pevných disků se magnetické hlavy pohybují solenoidový pohon. Na obrázku níže je schéma pohybu hlav - pohybují se kolem své osy. Na zadní straně hlav je připevněna cívka, která je v jednom nebo druhém směru přitahována elektromagnetem. Protože se disky pevného disku otáčejí a pohybují jedním nebo druhým směrem, má hlava přístup k jakémukoli bodu na disku. Po vypnutí napájení jsou čtecí hlavy odstraněny z povrchu disku a zaparkovány. Padat hlavy na povrch disku není dovoleno!

Informace na disku jsou uloženy ve formě soustředných kruhů. Hlavový blok je z jednoho kusu a všechny hlavy se pohybují současně. Každá hlava slouží jedné straně jednoho disku. V každém okamžiku jsou všechny hlavy na stejné dráze, ale na různých discích. Ve vertikální rovině se taková sada stop tvoří válec.

Cesta se dělí na sektory. Každý sektor uchovává 512 bajtů informací. Sektor je minimální prvek místa na disku.

Objem maximální možné uložené informace na pevném disku je součin tří složek: počtu válců, počtu hlav a počtu sektorů.

Z technologického hlediska je jednodušší vyrábět pevné disky s méně disky, ale s vyšší hustotou stop na jednom disku.

Mělo by se také říci o takové nuanci jako fyzické umístění válce, hlavy a sektory a logické umístění.

Dotkli jsme se fyzického umístění o něco výše. Ale logicky (a tak je „vidí“ počítač) program Setup zadá tyto parametry jiným způsobem (obvykle uvedeno na krytu pevného disku) a v budoucnu počítač pracuje přesně s logickým rozdělením pevného disku. Pro koordinaci fyzického a logického umístění parametrů disku byl vytvořen speciální postup - překlad parametrů disku. Překladová jednotka je umístěna na samotném pevném disku a převádí logické souřadnice na fyzické, čímž poskytuje hlavám přístup k požadované oblasti fyzického disku.

Při výrobě disků se určitému procentu vadných sektorů nebo dokonce stop nelze vyhnout (pokud samotný disk poskytuje požadovaný objem). Při nízkoúrovňovém formátování, kdy je diskový prostor rozdělen na logické válce, hlavy, sektory, jsou takovéto vadné oblasti označeny a nejsou brány v úvahu při dalším provozu tohoto pevného disku.

Oblíbené v kategorii: