HDD: toimintaperiaate ja tärkeimmät ominaisuudet

Kiintolevyt, tai, kuten niitä kutsutaan, kiintolevyt ovat yksi tärkeimmistä osista tietokonejärjestelmän. Noin kaikki tietävät sen. Mutta tämä ei ole moderni käyttäjä edes periaatteessa arvauksia siitä, miten kiintolevy. Toimintaperiaate, yleensä, ja perustiedot melko yksinkertainen, mutta on olemassa joitakin vivahteita, joka edelleen käsitellään.

Kysymykset määränpää ja luokittelu kiintolevyt?

Kysymys määränpäässä tietenkin retorinen. Kukaan, edes kaikkein lähtötason välittömästi vastasi, että kovalevy (kutsutaan myös kiintolevyn, eli kiintolevy tai kiintolevy) heti vastasi, että hän käytetään tallentamaan tietoa.

Yleensä totta. Älä unohda, että kiintolevylle, paitsi käyttöjärjestelmän ja käyttäjän tiedostot luodaan käyttöjärjestelmän käynnistyssektorit, jonka ansiosta hän alkaa, sekä joitakin merkkejä, levy voi nopeasti löytää etsimänsä tiedon.

Nykyiset mallit ovat varsin vaihtelevia: tavalliset HDD, ulkoiset kiintolevyt, nopea solid-state SSD, vaikka se johtuu kiintolevyjen ja ei hyväksytä. Lisäksi ehdotetaan harkita laitteen ja HDD toimintaperiaate, jos ei kokonaan niin ainakin tässä, se riitti ymmärtämiseksi peruskäsitteistön ja prosesseja.

Huomaa, että on olemassa erityinen luokittelu nykypäivän kiintolevylle joitakin peruskriteerit, joiden joukossa ovat seuraavat:

• Menetelmä tiedon tallentamiseksi;
• mediatyypin;
• Menetelmä järjestää tiedonsaannin.

Miksi kiintolevy kutsutaan kovalevy?

Nykyään monet ihmiset ajattelevat, miksi kiintolevyt kutsutaan kiintolevyjä kuuluvat Käsiaseiden. Näyttää siltä, että siellä voi olla yhtäläisyyksiä kahden laitteen välillä?

Termi ilmestyi jo vuonna 1973, kun markkinat näyttivät ensin HDD maailmassa, jonka rakentaminen koostui kahdesta erillisiä osastoja ilmatiiviissä astiassa. Kapasiteetti kunkin osaston oli 30 megatavua, minkä vuoksi insinöörit ovat antaneet koodinimi levyn "30-30", joka oli täysin sopusoinnussa brändin suosittu tuolloin aseen "Winchester, 30-30". Kuitenkin 90-luvun alussa Amerikassa ja Euroopassa on nimi käytännössä mennyt pois käytöstä, mutta on edelleen suosittu entisen Neuvostoliiton.

Laite ja HDD toimintaperiaate

Mutta me eksyä. HDD toimintaperiaate voidaan tiivistää prosessin lukemisen tai kirjoittamisen. Mutta miten tämä tapahtuu? Jotta ymmärtäisimme toiminnan magneettisen kovalevyn, sinun on ensin opittava se toimii.

Kiintolevy itsessään on joukko levyjä, joiden lukumäärä voi vaihdella neljästä yhdeksään toisiinsa akselin (akseli), jota kutsutaan kara. Levyt on sijoitettu toistensa yläpuolelle. Useimmissa tapauksissa, materiaalista niiden valmistamiseksi ovat alumiini, messinki, keramiikka, lasi ja vastaavat. D. Itse levyn on erityinen magneettinen päällyste materiaalia kutsutaan vati, joka perustuu gamma-ferriitti, kromioksidi, bariumferriittiä ja t. D . Kukin levyn paksuus on noin 2 mm.

Tallentamiseen ja lukee tietoja vastaavat säteen pää (yksi kunkin levyn) ja levyjä käytetään molempien pintojen. Aikana karan kierto, jonka nopeus voi olla 3600-7200 rev. / Min, ja liikkuvat päät vastaa kaksi sähkömoottoria.

Tässä tapauksessa perusperiaate tietokoneen kiintolevyllä on, että tieto on tallennettu ei ole missään, mutta tiukan määrätyssä paikassa, kutsutaan sektoreiksi, jotka sijaitsevat samankeskeisinä kappaleita tai raitoja. Sekaannuksen välttämiseksi sovellettava yhtenäisiä sääntöjä. On mielestä periaatteet kiintolevyjen kannalta niiden loogista rakennetta, universaali. Esimerkiksi koko yhden sektorin, että yhtenäinen standardi käyttöön maailmanlaajuisesti, on 512 tavua. alat on jaettu klustereita, jotka ovat sekvenssejä useilla aloilla ovat puolestaan. Ja varsinkin kiintolevylle toimintaperiaatetta tässä suhteessa on, että tietojen vaihto ja juuri tehnyt koko klustereita (kokonaisluku alat ketjut).

Mutta miten on luettavaksi? ajaa teokset: kiintolevylle seuraavasti: Käyttämällä erityistä kiinnike lukupää säteen (kierukka) suuntaan siirtyy halutun kappaleen ja vuorostaan on sijoitettu tietyllä alalla, kaikki päämiehet voidaan siirtää samanaikaisesti lukemalla samat tiedot ei ainoastaan eri kappaleita mutta eri levyjen (kiekot). Kaikki kappaleet, joilla on sama järjestysluku numeroita kutsutaan sylinterit.

On mahdollista valita toinen toimintaperiaatetta kiintolevyn: lukupäätä lähempänä magneettisia pinnalla (mutta ei kuitenkaan kosketa sitä), sitä suurempi tallennus tiheys.

Miten kirjoittaminen ja lukeminen tietoja?

Kiintolevyt tai kovalevyjä, ja siksi on kutsuttu magneettinen että he käyttävät lakeja magnetismin fysiikan, muotoileman Faradayn ja Maxwell.

Kuten jo mainittiin, levyt nemagnitochuvstvitelnogo magneettinen pinnoite levitetään paksuuteen muutaman mikrometrin. Toiminnassa, magneettikentän, jolla on niin kutsuttu domeenin rakenne.

Magneettinen domain on puhtaasti rajaamalla magnetoitu alueiden rajat Ferroalloy. Lisäksi HDD toimintaperiaate voidaan esittää yhteenvetona seuraavasti: siinä tapauksessa, että ulkoisen magneettikentän, oikeaan asemaan kenttä alkaa ohjataan tarkasti pitkin magneettivuon ja päättymisen vaikutus levyjen näkyvät remanenssi alueella, jolla tallennetut tiedot on jo kiinnitetty pääkentän .

Luomiseksi ulkoisen kenttä on vastuussa tallentamiseen lukemista pää, ja lukualueen remanenssi, on vastakkainen pään luo sähkömotorisen voiman EMF. Sitten kaikki on yksinkertainen: muuttaa EMF vastaa yhtä binary, ja niiden puuttumisen tai lopettamista - nolla. Aika muuttuu EMF nimeltään bittisolun.

Lisäksi magneettinen pinta puhtaasti Informatics näkökohdat voidaan yhdistää, kuten eräänlainen kohta sekvenssin databittien. Koska sijainti näiden pisteiden on täysin mahdotonta laskea tarkkaan, ajaa haluat asentaa jonkinlainen ennalta nimettyyn jotka auttoivat määrittelemään haluttuun paikkaan. Luominen tällaisten leimojen kutsutaan muotoiluja (karkeasti jaettu levyke kappaleita ja aloilla, klusteroitu).

Looginen rakenne ja toimintaperiaate kiintolevyn suhteen muotoilun

Ottaa huomioon loogisen HDD organisaatioiden tässä ensinnäkin on muotoilu, jossa on kahta päätyyppiä: matalan tason (fyysinen) ja korkean tason (logiikka). Ilman näitä vaiheita, jolloin kaikista kovalevyn toimintakuntoon voi puhua. Tietoa siitä, miten alustaa uuden kovalevyn, se käsitellään erikseen.

Alustus vaatii fyysinen vaikutus pinnalla HDD, jossa sektorit on sijoitettu kiskoja pitkin. On mielenkiintoista, että periaate kiintolevy on sellainen, että jokainen sektori on perustettu oma yksilöllinen osoite, joka sisältää hyvin alan numero, kappaleen numero, jossa se sijaitsee, ja rekisterinumero. Siten, järjestämisestä suora yhteys samaa muistia käsitellään suoraan annettu osoite, mieluummin kuin etsivät oikeaa tietoa pinnan poikki, jonka vuoksi nopeus on saavutettu (vaikka se ei ole kaikkein tärkein). Huomaa, että kun alustus poistetaan kokonaan kaikki tieto ja palauttamalla se useimmiten ei voi olla.

Toinen asia - looginen formaatti (Windows-pohjaisiin järjestelmiin on pika-alustus tai pika-muodossa). Lisäksi nämä menetelmät ovat sovellettavissa luomiseen loogisia osioita edustavien tietty alue ensisijaisen kiintolevyn, joka toimii samoilla periaatteilla.

Looginen muotoilu vaikuttaa ensisijaisesti järjestelmän alueella, joka koostuu boot sektorin ja osiotaulu (MBR boot record), tiedostovaraustaulukkoa (FAT, NTFS, ja niin edelleen. D.) Ja juurihakemiston (Root Directory).

Informaation tallentamiseksi aloilla klusterin kautta useisiin osiin, jolloin yksi klusteri voi sisältää kaksi samanlaista kohteita (tiedostoja). Itse asiassa, että luodaan looginen osio, sellaisena kuin se erottaa sen tärkein järjestelmäosion, niin että tallennetun tiedon siitä, jos oli virheitä ja vikoja muuttaa tai poistaminen ei vaikuta.

Pääpiirteistä HDD

Luulen, yleisesti HDD toimintaperiaate vähän ymmärretty. Siirrymme nyt pääpiirteistä, jotka antavat täydellisen kuvan kaikista mahdollisuuksista (tai haittoja) modernin kiintolevyjä.

Periaate kiintolevyn ja tärkeimmät ominaisuudet voivat olla aivan erilaiset. Ymmärtää, mistä on kyse, valitsemme alkeellisinta parametrit luonnehtivat kaikki toistaiseksi tiedossa tietovarannoiltaan:

• kapasiteetti (tilavuus);
• suorituskyky (tietojen käytön nopeus lukeminen ja kirjoittaminen tietojen);
• liitäntä (yhteys menetelmä, ohjain tyyppi).

Kapasiteetti on informaation kokonaismäärä, joka voidaan tallentaa ja tallennetaan kiintolevylle. HDD tehdasteollisuuden kasvaa niin nopeasti, että nyt on tullut käyttöön kiintolevyjä määriä suuruusluokkaa 2 Tt tai enemmän. Ja kuten uskotaan tämä ei ole rajaa.

Rajapinta - merkittävin ominaisuus. Se määrittää, millä tavalla laite on kytketty emolevyyn, joka ohjain on käytetty lukeminen ja kirjoittaminen suoritetaan, ja niin edelleen. D. suurimmista ja yhteisiä rajapintoja pidetään IDE, SATA ja SCSI.

Levyt IDE-rajapinnan eri edullisia, kuitenkin, joukossa suurimmista haitoista voidaan erottaa rajoitettu määrä samanaikaisesti liitettyjen laitteiden (enintään neljä) ja alhaisen datanopeuden (ja jopa tukea direct memory access Ultra DMA tai protokollia Ultra ATA (tila 2 ja tila 4). Vaikka uskotaan niiden käyttö voi nostaa luku- / 16 Mb / s, mutta nopeus on paljon pienempi kuin todellisuudessa. lisäksi, että UDMA tila vaatii asennuksen erikoisajureita, joka teoriassa olisi mukana emolevyn.

Puhutaan mitä periaatteesta kiintolevyn ja ominaisuuksia, voit sivuuttaa SATA-liitäntää, joka on jatkoa versio IDE ATA. Se etu, että tämä tekniikka on, että luku- / voidaan nostaa 100 Mb / s käyttämällä nopeiden linja Fireware IEEE-1394.

Lopuksi, SCSI verrattuna kahteen edelliseen on joustava ja korkeimman nopeuden (luku / kirjoitus nopeus jopa 160 Mt / s ja yli). Mutta on niin kiintolevyt on lähes kaksi kertaa kalliimpaa. Mutta määrä samanaikaisesti kytketty tallennuslaitteita vaihtelee seitsemän viidenteentoista yhteys voidaan suorittaa ilman de-energisoiden tietokone, ja kaapelin pituus voi olla suuruusluokkaa 15-30 metriä. Oikeastaan, tämän tyyppinen HDD suurin osa ei koske käyttäjän tietokoneita ja palvelimia.

Suorituskykyä kuvaavat siirtonopeus ja suoritusteho I / O-kapasiteetti, joka ilmaistaan yleensä lähetysaika ja lähetetyn datan määrää sarjassa, ja ilmaistaan MB / s.

Lisämahdollisuuksia

Puhutaan mikä on kiintolevy toimintaperiaate ja mitkä parametrit vaikuttavat sen toimintaan, ei voida välttää, ja joitakin muita ominaisuuksia, jotka voivat vaikuttaa suorituskykyyn tai laitteen käyttöiän.

Tässä, ensimmäinen paikka on pyörimisnopeus, joka vaikuttaa suoraan haun ja alustuksen aikaa (tunnistus) haluttua luettelossa. Tämä niin sanottu piilevä hakuaikaa - aikaväli, jonka aikana tarvitaan alan kääntyy lukupään. Antoi tänään useita standardeja kierrosluku ilmaistuna kierroksina minuutissa kanssa viiveen millisekunteina:

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

Se on helppo nähdä, että mitä suurempi nopeus, sitä vähemmän aikaa kuluu haku alalla, ja fyysisellä tasolla - pyörähdyksen levyn asennuksen pään pisteen haluttu paikannus levy.

Toinen parametri, - sisäinen siirtonopeus. Ulommalla kappaleet on minimaalinen, mutta kasvaa asteittaista siirtymistä sisemmän kappaleen. Siten sama eheytysprosessi edustavat liikkeen usein käytettyjen tietojen nopein alueella levyn - ei pelkästään siirto sisemmän radan suurempi nopeus käsittelyssä. Ulkoinen nopeus on kiinteä arvo ja riippuu käytetyn rajapinnan.

Lopuksi, yksi tärkeä liittyvien pisteiden läsnäolon kiintolevyn oma välimuisti tai puskuria. Itse asiassa, kiintolevy toimii periaatteella puskurin käytön jotain vastaavaa operatiivista tai virtuaalimuistin. Suurempi välimuistin koko (128-256 kb), sitä nopeammin kovalevy.

Tärkeimmät vaatimukset HDD

Perusvaatimukset, joka useimmissa tapauksissa on esitetty kovalevyt, ei niinkään. Tärkeintä - pitkä käyttöikä ja luotettavuutta.

Vähimmäisvaatimuksen useimpien HDD pidetään elämän järjestyksen 5-7 vuotta toiminta-aikaa vähintään viisisataatuhatta tuntia, mutta high-end-asemat, luku on vähintään miljoona tuntia.

Kuten luotettavuus, on vastuussa tämän toiminnon SMART itsetestin, joka tarkkailee yksittäisten osien kiintolevy, suorittaa jatkuvaa valvontaa. Pohjalta kerätyt tiedot voidaan tuottaa jopa ennuste voi syntyä myös vikojen tulevaisuudessa.

On sanomattakin selvää, että käyttäjä saisi sivuun. Esimerkiksi, kun käytetään HDD äärimmäisen tärkeää noudattaa optimaalinen lämpötila-alueella (0-50 ± 10 astetta), jotta vältetään iskut, vaikutukset ja kuuluu kiintolevy, osuma pölyn tai muut pienet hiukkaset, jne. Mainittakoon, monet ovat .. kiinnostuneita tietämään, että sama savuhiukkaset on noin kaksi kertaa suurempi kuin etäisyys lukupään ja magneettisen pinnan kiintolevyn, ja hiuksista - 5-10 kertaa.

Kysymykset alustaa järjestelmää korvaamalla kiintolevyn

Nyt muutaman sanan, mihin toimiin olisi ryhdyttävä, jos jostain syystä käyttäjän muuttaa kiintolevyn tai asentaa dpolnitelny.

Täysin kuvaamaan prosessi ei, ja keskittyy vain päälavalla. Ensin täytyy kytkeä kiintolevyn ja etsi BIOS-asetuksia, jos uusi laitteisto havaitaan, että hallinnon osassa levy alustaa ja luoda boot record, luoda yksinkertainen tilavuus, määrittää tunnuksen (kirjain) ja alustaa saa valita tiedostojärjestelmän. Vasta sen jälkeen uuden "ruuvi" on täysin käyttövalmis.

johtopäätös

Siinä kaikki, joka tulee kertomaan perusteet toiminnan ja suorituskyvyn nykyaikaisten kiintolevyt. Toimintaperiaate on ulkoinen kovalevy ei pidetä tärkeänä, koska se ei käytännössä poikkea käytetään paikallaan HDD. Ainoa ero on vain LiitŠntŠtapa lisää tallennustilaa tietokoneeseen tai kannettavaan. Yleisin on yhteys USB-liitäntä, joka on suoraan kytketty emolevyyn. Samalla, jos haluat varmistaa parhaan mahdollisen suorituskyvyn, on parempi käyttää standardia USB 3.0 (portti sisällä väriltään sininen), tietysti edellyttäen, että ulkoinen kiintolevy itse tukee sitä.

Muilta, luulen, että monet ihmiset edes vähän, kävi ilmi, miten kiintolevy tahansa. Ehkä edellä on annettu liian paljon teknistä tietoa, sitä enemmän myös koulusta fysiikan kurssin, kuitenkin ilman että ymmärtää täysin kaikki perusperiaatteet ja menetelmät vahvistetut HDD tuottamisessa ja teknologiat eivät ymmärrä.