ЖЕСТКИЙ ДИСК

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винчестер» — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Жесткий диск

Какой жесткий диск выбрать?

Одной из главных характеристик накопителя это его ёмкость или другими словами, какое количество данных можно записать на него (музыка, фильмы, игры программы и т.д.). Ёмкость жёстких дисков чаще всего измеряется в гигабайтах. Те кто изготавливают накопители, т.е. производители, приравнивают 1Гб=1000Мб, а 1Мб=1000Кб и т.д. . А так как в информатике считают не 1000, а 1024, то ваша ОС обнаружит памяти меньше, чем заявлено на устройстве изготовителем.

Также неотъемлемо важна такая характеристика как скорость вращения шпинделя.

Этот показатель влияет на скорость работы HDD. Т.е. насколько шустро он будет обмениваться данными с другими составляющими компьютера. Скорость считывания и записи информации с HDD тем быстрее, чем быстрее может крутится шпиндель. В среднем для настольных компьютеров 7200 об/мин. Однако, стоимость устройства значительно повышается, если данная характеристика хороша. Эта характеристика скорости вращения связана с временем произвольного доступа. Продавцы редко указывают этот параметр, когда вы производите покупку, но в интернете вы её отыщете без труда. Это время произвольного доступа рассказывает о том, за какой промежуток времени винчестер прочтёт или запишет данные на любом участке диска. Измеряется это в миллисекундах. Соответственно чем меньше это время, тем лучше.

Ещё полезно знать, каким интерфейсом оборудован наш жёсткий диск. Если проще, то какой разъём имеет HDD для подсоединения к материнской плате. Сегодня есть такой устаревающий IDE или новый SATA. В случае если материнская плата на вашем ПК поддерживает SATA, то конечно разумнее будет поставить винчестер с этим интерфейсом.

Т.к. он работает быстрее и его удобнее устанавливать.

Ещё бывают диски для серверов. Они тех же размеров что и для настольных ПК, но работают быстрее. Скорость вращения их шпинделя может достигать 15000. Интерфейсы в них бывают последовательные SAS и SATA, параллельные SCSI. В сравнении с HDD для настольных ПК, серверные HDD гораздо качественнее. Продолжительность непрерывной работы около 1000000 часов.

Существуют ещё и внешние жёсткие диски. Их предназначение в том чтобы хранить и перевозить большие объёмы данных. Их могут называть мобильными носителями. С их помощью можно транспортировать аудио-, видеозаписи, офисные архивы. В комплект внешнего винчестера входит контроллер подключения. Контроллеры поддерживают USB 2.0, 3.0 и FireWire.

Винчестеры для ноутбуков имеют среднюю скорость вращения приблизительно 5400 и 4200 об/мин. Должны они также и обладать высокой ударостойкостью. Рассмотрим интерфейсы подключения HDD.

USB – последовательная передача данных. Пропускная способность USB 1.1 12 Мбит/с, USB 2.0 480 Мбит/с USB 3.0 5 Гбит/с.

IDE – параллельная передача данных. Пропускная способность около 133 Мб/сек. Обычно этот интерфейс использует настольный ПК и ноутбуки. SATA — его конкурент.

SATA – тоже параллельная передача данных. Пропускная способность сильно отличается в хорошую сторону. Порядка 300 Мб/с. Данный интерфейс устойчивее к помехам и значительно лучше IDE.

SCSI – параллельная передача данных. В большинстве своём используется в работе с серверами. Высокая надёжность и производительность.

Serial Attached SCSI, сокращённо SAS – последовательная передача информации. Усовершенствованная модификация SCSI. Улучшена производительность и надёжность.

FireWire – последовательная передача. Скорость близится к 400 Мбит/с. Лучшее решение при работе с видео.

В зависимости от ваших нужд и описание выше, поможет вам ответить на вопрос, в каком жёстком диске вы нуждаетесь.

http://27sysday. ru/zhyostkij-disk-eto/

 

Назад: Энциклопедия компьютера

для чего предназначен винчестер, составляющие HDD, устройство и принцип работы

Содержание:

• Что такое жесткий диск
• Устройство HDD, основные составляющие
  • Гермозона
  • Блок электроники
• Основные характеристики жестких дисков
• Как осуществляется запись и чтение информации
• Логическая структура и принцип работы жесткого диска

Содержание

• Что такое жесткий диск
• Устройство HDD, основные составляющие
  • Гермозона
  • Блок электроники
• Основные характеристики жестких дисков
• Как осуществляется запись и чтение информации
• Логическая структура и принцип работы жесткого диска

Что такое жесткий диск

Жесткий диск — это накопитель информации, запоминающее устройство, основанное на принципе магнитной записи, обеспечивающее произвольный доступ.

В отличие от гибкого носителя, запись в этом случае ведется на жесткие пластины — диски, покрытые слоем ферромагнитного вещества. Доступ к информации обеспечивается при помощи магнитных головок, движущихся на расстоянии 0,1 мк от вращающихся пластин.

Основным назначением жесткого диска является комплектация стационарных компьютеров с целью хранения данных и программ. Изделия бывают внутренними и внешними — оснащенными жестким корпусом и системой охлаждения.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Примечание

Жесткий диск имеет несколько названий. Наиболее распространенные из них: винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках — НЖМД, hard magnetic disk drive — HMDD, hard disk drive — HDD.

Устройство HDD, основные составляющие

Основными составными частями HDD являются гермозона и электронный блок.

Гермозона

Гермозона состоит из:

1. Корпуса, сделанного из прочного сплава.
2. Дисков с магнитным покрытием.
3. Блока головок с позиционирующим устройством.
4. Электропривода шпинделя.

В некоторых изделиях между пластинами дисков размещен сепаратор — разделитель, изготовленный из алюминия или пластика. Его основная функция — выравнивание воздушных потоков в гермозоне.

Устройство позиционирования или «актуатор» — это малоинерционный соленоидный двигатель, состоящий из неподвижной пары постоянных магнитов и катушки на подвижном кронштейне блока головок. Совместно с системой считывания и контроллером элемент образует сервопривод.

Блок электроники

Блок электроники включает:

1. Плату управления, расшифровывающую сигналы позиционирования головок, управляющую приводами дисков и головок, усиливающую сигналы считывания, записи.
2. ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, хранящее управляющие программы для блоков цифровой обработки сигнала, служебные данные жесткого диска.
3. Буферную память, введенную в состав для сглаживания разницы скоростей работы накопителя и интерфейсной части.
4. Блок цифровой обработки сигнала, осуществляющий очистку считанного аналогового сигнала, декодирование, извлечение цифровой информации.
5. Интерфейсный блок, обеспечивающий сопряжение электроники винчестера с системой компьютера.

Существует несколько видов интерфейсов — способов взаимодействия жесткого диска с материнской платой. К наиболее востребованным относятся SATA третьего поколения, серверный SAS.

Основные характеристики жестких дисков

Современные HDD производятся в 2 форм-факторах: 2,5” и 3,5”. Первый отличается компактностью, быстрым действием, экономным потреблением энергии. Второй вмещает больший объем информации.

Кроме форм-фактора, к определяющим характеристикам жесткого носителя информации относят:

1. Объем диска. Средним значением сегодня является 3-6 терабайт, но существуют носители емкостью 10 терабайт и более.
2. Скорость вращения шпинделя, определяющую оперативность записи и чтения.
3. Максимальную скорость передачи данных.
4. Назначение. К примеру, для круглосуточной работы в составе видеосистемы или для выполнения стандартных функций записи и чтения.
5. Поддержку NCQ, способную ускорить работу с носителем посредством оптимизации очереди команд.
6. Объем кэш-памяти, необходимой для буферизации данных.
7. Разновидность разъема.

Важным параметром является уровень шума во время работы, так как некоторые устройства способны создавать значительные шумовые помехи.

Примечание

Из не относящихся к технической стороне вопроса характеристик выделяют ударостойкость. Ее значение для обычных моделей составляет 40G. При серьезных нагрузках отдают предпочтение дискам с большей прочностью на удар.

Как осуществляется запись и чтение информации

Принцип работы винчестера схож с функционированием магнитофона. При записи воздействующее на ферромагнитное покрытие переменное магнитное поле изменяет направление вектора намагниченности доменов в соответствии с изменением величины сигнала.

В процессе считывания перемещение доменов приводит к изменению магнитного потока в головке, из-за чего в катушке за счет электромагнитной индукции возникает переменный электрический сигнал.

Примечание

Информация записывается с применением небольшой головки, которая, проходя над диском, намагничивает дискретные области — домены. Если эти домены имеют горизонтальное строение, то говорят методе продольной записи. Если биты информации сохраняются в вертикально расположенных доменах, то метод записи называют перпендикулярным.

Логическая структура и принцип работы жесткого диска

При описании логической структуры внимание фокусируют на форматировании, которое может быть:

1. Высокоуровневым или логическим.
2. Низкоуровневым или физическим.

Высокоуровневое форматирование призвано использовать системную область, состоящую из:

• корневого каталога;
• таблицы размещения файлов;
• таблиц разделов;
• загрузочного сектора.

Запись данных выполняется частями с параллельным созданием отдельного, защищенного логического раздела. Поэтому при возникновении общих ошибок записанная таким образом информация не повреждается.

Низкоуровневое форматирование основано на физическом воздействии на поверхность диска, в результате которого образуются расположенные вдоль дорожек секторы. Каждый сектор имеет уникальный адрес, состоящий из номеров сектора, дорожки, стороны пластины. При считывании оперативная память обращается сразу по этому адресу, за счет чего достигается быстродействие.

Примечание

Проведение физического форматирования диска влечет за собой потерю всех записанных на него данных. При этом в большинстве случаев восстановление невозможно.

Насколько полезной была для вас статья?

У этой статьи пока нет оценок.

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»

Поиск по содержимому

Жесткий диск — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Вид сверху и снизу жесткого диска Western Digital WD400 3,5 дюйма это устройство хранения данных для компьютеров, которое использует магнитную память для хранения данных Емкость жесткого диска обычно измеряется в гигабайтах (ГБ), однако емкость жесткого диска также может измеряться в терабайтах, если емкость превышает 1000 или 1024 гигабайт. Гигабайт — это одна тысяча мегабайт, а мегабайт — это один миллион байт, что означает, что гигабайт — это один миллиард байтов. Некоторые жесткие диски настолько велики, что их емкость измеряется в терабайтах (ТБ), где один терабайт — это тысяча гигабайт (1). ТБ = 1000 или 1024 ГБ).

Кабели Serial ATA — распространенный способ подключения жестких дисков.

За прошедшие годы появилось много типов дисковых интерфейсов, хотя во всех использовалась одна и та же технология записи с вращающимся диском. Различия заключались в способе кодирования данных в двоичном виде, целостности данных, скорости передачи данных, требованиях к кабелям и стоимости. В 2009 году было принято подключать жесткий диск с помощью соединения Serial ATA. Соединение, которое было до этого, называлось «IDE», а сегодня называется Parallel ATA. В крупных центрах обработки данных часто используется Fibre Channel.

Для серверов очень популярен интерфейс SCSI. Существует несколько типов и версий интерфейса SCSI, таких как параллельный и последовательный SCSI, каждый из которых имеет более высокую скорость и цену. В серверах несколько дисков SCSI часто используются вместе друг с другом для защиты от потери или повреждения данных (это называется RAID, и существует множество конфигураций на выбор).

Жесткий диск имеет двигатель диска и приводной двигатель, который позиционирует головку чтения/записи. Провода от привода подключаются к головке чтения/записи к усилителям. Они соединены подголовником. В современных приводах ускорение на голове достигает 550 g , таким образом, рычаг поддержки головки соединяет привод и головку чтения/записи.

Привод управляет головкой чтения/записи и действует как постоянный магнит. Металлическая пластина поддерживает приземистый неодим-железо-бор (NIB) магнит. Под этой пластиной находится звуковая катушка, прикрепленная к ступице привода. Под ступицей привода находится второй магнит NIB, установленный на нижней пластине привода.

Звуковая катушка имеет форму стрелы. Он состоит из магнита с пластиковой изоляцией. Этот магнит взаимодействует с магнитом привода, заставляя диск двигаться. Если бы магнитное поле было однородным, оно компенсировалось бы, но поверхностный магнит разделен между северным и южным полюсами посередине, поэтому сила создается, а не компенсируется.

Существует несколько причин повреждения внутреннего и внешнего жесткого диска. ^[1]

Атака вирусами и вредоносными программами:- Если система атакована вирусом, важные загрузочные файлы, хранящиеся на внутреннем жестком диске, могут быть удалены, что приведет к сбою загрузки. Между тем, важные данные и весь раздел также могут быть удалены вирусом или атакой вредоносного ПО.

Из-за физического повреждения:- Это также называется отказом оборудования и состоит из следующих типов: Перегрев жесткого диска, Поломка головки чтения/записи, Трещина или плохой контакт линии передачи данных, Царапина на магнитных пластинах, Короткое замыкание в плата управления и многое другое. Данные, потерянные по таким причинам, вряд ли можно восстановить. У пользователя нет другого выбора, кроме как обратиться к специалисту для восстановления данных с аппаратно поврежденного жесткого диска.

Повреждение загрузочного сектора:- Загрузочный сектор — это первый сектор жесткого диска. Это используется для загрузки управления процессором и последующего перемещения его в операционную систему. Когда загрузочный сектор поврежден, вы не сможете войти в систему и получить доступ к любым данным, хранящимся на внутреннем жестком диске.

Поврежденная файловая система:- Файловая система используется операционной системой для определения подхода к организации файлов на устройстве хранения. В частности, это как шлюз для доступа к данным, хранящимся на разделах жесткого диска. Если файловая система на внутреннем жестком диске каким-либо образом повреждена, диск может стать недоступным, и система может не запуститься.

Конфликт программного обеспечения: — Все виды приложений, установленных на вашем локальном компьютере в настоящее время, могут быть не в состоянии полностью поддерживать друг друга, поэтому время от времени происходит конфликт программного обеспечения, что приводит к внезапному выключению компьютера и повреждению внутреннего жесткого диска.

Щелчок смерти; звук «щелчок-щелк-щелчок-щелчок-щелчок» из-за сломанного жесткого диска

Когда жесткий диск не может прочитать данные (например, если его уронить, опрокинуть или иным образом повредить, жесткий диск может начать щелкните, чтобы указать, что он поврежден или сломан.

Видео сломанного жесткого диска, показывающее головку чтения/записи и вращающийся диск внутри жесткого диска.

Щелчок сам по себе возникает из-за неожиданного движения привода чтения/записи диска. При запуске и во время использования головка диска должна двигаться правильно и подтверждать, что она правильно отслеживает данные на диске. Если головка не может этого сделать, контроллер диска может попытаться восстановиться, повторив попытку. Это может вызвать слышимый «щелчок». В некоторых устройствах процесс автоматически повторяется, вызывая повторяющийся или ритмичный щелкающий звук, иногда сопровождаемый жужжащим звуком вращения приводного диска.

• Гибридный привод
• Твердотельный накопитель

1. ↑ «Повреждение жесткого диска». 2018-12-10. Проверено 7 октября 2020 г. . {{цитировать в Интернете}} : CS1 maint: URL-статус (ссылка)

Жесткий диск — Википедия

Жесткий диск — это тип запоминающего устройства, состоящего из пластин жесткого диска, шпинделя, головок чтения и записи, рычагов чтения и записи, электродвигателей и встроенной электроники, заключенных в герметичный корпус.

Содержание 1 Жесткий и гибкий 2 Жесткий диск 3 Доступ и интерфейсы 4 Производительность 5 Использование жестких дисков в операционной системе 6 производителей 7 Дополнительная литература

Использование жестких пластин и герметизация устройства допускают гораздо более жесткие допуски, чем в гибком диске. Следовательно, жесткие диски могут хранить гораздо больше данных, чем дискеты, а также быстрее получать к ним доступ и передавать их. В 2003 году типичный жесткий диск рабочей станции мог хранить от 60 до 120 ГБ данных, вращаться со скоростью от 5400 до 10 000 об/мин (оборотов в минуту) и иметь среднюю скорость передачи около 30 МБ/с.

 
Типичные жесткие диски середины 1990-х годов.
(показать в полном размере)

Дисковод — это тип дискового хранилища, который хранит и извлекает цифровые данные с плоской магнитной поверхности. Информация записывается на диск путем передачи электромагнитного потока через антенну или записывающую головку , которая очень близка к магнитополяризуемому материалу, меняющему свою поляризацию под действием потока. Информация может быть считана обратным образом, так как магнитные поля вызывают электрические изменения в катушке или считывает головку , проходящую над ней.

Типичная конструкция жесткого диска состоит из центральной оси или шпинделя, на котором пластины вращаются с постоянной скоростью. Вдоль и между пластинами на общей арматуре перемещаются головки чтения-записи, по одной головке на каждую сторону пластины. Якорь перемещает головки радиально по пластинам по мере их вращения, позволяя каждой головке получить доступ ко всей своей пластине.

Встроенная электроника[?] управляет движением арматуры чтения-записи и вращением диска, а также выполняет чтение и запись по требованию контроллера диска. Некоторая современная электроника привода способна эффективно планировать операции чтения и записи на диске, а также переназначать сбойные сектора диска.

Герметичный корпус защищает внутренние компоненты привода от пыли, конденсата и других источников загрязнения. Любое загрязнение головок чтения-записи или пластин диска может привести к поломке головки — отказу диска, при котором головка царапает поверхность пластины, стирая тонкую магнитную пленку. Сбои головки также могут быть вызваны отказом электроники, износом или некачественным изготовлением дисков.

Доступ к жесткому диску обычно осуществляется через один из нескольких типов шин, включая ATA (IDE, EIDE), SCSI, FireWire/IEEE 139.4 и оптоволоконный канал. С конца 2002 года был введен Serial ATA для улучшения производительности ATA.

Производительность жесткого диска определяется тремя основными факторами: временем поиска, задержкой и скоростью передачи данных, а также несколькими вспомогательными факторами:

• Время поиска — это мера скорости, с которой накопитель может расположить свои головки чтения/записи на любой конкретной дорожке данных. Поскольку ни начальное положение головки, ни расстояние от нее до нужной дорожки не фиксированы, время поиска сильно различается и почти всегда измеряется как среднее время поиска , хотя иногда также указываются поиск по полной дорожке (самый длинный из возможных) и поиск по треку (самый короткий из возможных). Стандартный способ измерения времени поиска состоит в том, чтобы замерить время большого количества обращений к диску в случайных местах, вычесть задержку (см. ниже) и взять среднее значение. Обратите внимание, однако, что два разных диска с одинаковым средним временем поиска могут иметь совершенно разные характеристики производительности. Время поиска всегда измеряется в миллисекундах (мс) и часто рассматривается как наиболее важный фактор, определяющий производительность накопителя, хотя это утверждение вызывает горячие споры. (Подробнее о времени поиска.)

• Все диски имеют задержку вращения : время, прошедшее между моментом, когда головка чтения/записи располагается над нужной дорожкой данных, и моментом, когда первый байт требуемых данных появляется под головкой. Для любой отдельной операции чтения или записи задержка является случайной в диапазоне от нуля (если первый сектор данных оказывается прямо под головкой в ​​тот самый момент, когда головка готова начать чтение или запись) до любого значения вплоть до полного периода вращения диск (для типичного диска на 7200 об/мин чуть менее 8,4 мс). Однако в среднем задержка составляет всегда равно половине периода вращения. Таким образом, все диски на 5400 об/мин любой марки и модели имеют задержку 5,56 мс; все диски 7200 об/мин, 4,17 мс; и все диски со скоростью вращения 15 000 об/мин имеют задержку 2,0 мс. Как и время поиска, задержка считается критическим фактором производительности и всегда измеряется в миллисекундах. (Подробнее о задержке.)

• Время доступа — это просто сумма времени поиска и задержки. Важно не перепутать значения времени поиска с показателями времени доступа!

• Внутренняя скорость передачи данных — это скорость, с которой внутренний канал чтения накопителя может передавать данные с магнитных носителей. (Или, реже, в обратном направлении.) Раньше это был очень важный фактор производительности накопителя, но он остается значительным, но в меньшей степени, чем в предыдущие годы, поскольку все современные накопители имеют очень высокую внутреннюю скорость передачи данных. Внутренние скорости передачи данных обычно измеряются в Mega 90 124 бит 90 125 в секунду (Мбит/с — обратите внимание на строчную букву «b»).

• Внешняя скорость передачи данных — это скорость, с которой накопитель может передавать данные из своего буфера в компьютерную систему. Хотя в теории это жизненно важно, на практике это обычно не проблема. Относительно тривиально разработать электронный интерфейс, способный опередить любой возможный механический механизм чтения/записи, и производители компьютеров обычно включают в себя интерфейс контроллера жесткого диска, который значительно быстрее, чем диск, к которому он будет подключен. Как правило, современные интерфейсы ATA и SCSI способны обрабатывать как минимум в два раза больше данных, чем может передать любой отдельный диск; они, в конце концов, рассчитаны на работу с двумя или более дисками на шину, даже несмотря на то, что потребительский настольный компьютер почти всегда монтирует только один. Например, для однодискового компьютера разница между ATA-100 и ATA-133 в первую очередь связана с маркетингом, а не с производительностью. Ни один еще не выпущенный накопитель не может использовать всю пропускную способность интерфейса ATA-100, и лишь немногие способны отправлять больше данных, чем может принять интерфейс ATA-66. Скорость передачи внешних данных обычно измеряется в мегабайтах в секунду. (МБ/с — обратите внимание на заглавную букву «B».)

• Заголовок команды — это время, которое требуется электронике привода для интерпретации инструкций от главного компьютера и выдачи команд механизму чтения/записи. В современных приводах он незначителен.

разделение жесткого диска, главная загрузочная запись, присвоение букв диска

режимы адресации

Существует два режима адресации блоков данных на жестком диске. Более старая — это адресация CHS (головка цилиндра — сектор), а более поздняя — LBA (адресация логического блока).