Počítačová veda, kybernetika a programovanie

Čítacia / zapisovacia hlava v ktorejkoľvek diskovej jednotke sa skladá z feromagnetického jadra v tvare písmena U a okolo neho navinutej cievky (vinutia), cez ktorú môže prúdiť elektrický prúd. Keď prúd prechádza vinutím, v jadre (magnetickom obvode) hlavy sa vytvorí magnetické pole. Pri zmene smeru prúdiaceho prúdu sa mení aj polarita magnetického poľa. Hlavami sú v podstate elektromagnety

Drive drive on tvrdé magnetické disky.

Princíp magnetického záznamu Pracovná vrstva disku Feritové hlavy Hlavy s kovom v medzere Tenké filmové hlavy Magnetorezistívne hlavy Obrie magnetorezistívne hlavy Posuvník Konštrukcia rámu s čítacími a zapisovacími hlavami Pohonné mechanizmy Pohon krokovým motorom Pohyb cievky Spätná väzba Motor diskovej jednotky Riadiace panel Predný panel Káble a konektory jednotiek Položky konfigurácie

Princíp magnetického záznamu

Čítacia / zapisovacia hlava v ktorejkoľvek diskovej jednotke sa skladá z feromagnetického jadra v tvare písmena U a okolo neho navinutej cievky (vinutia), cez ktorú môže prúdiť elektrický prúd. Pri prechode prúdu cez vinutie sa v jadre (magnetický obvod) hlavy (obr. 1) vytvorí magnetické pole. Pri zmene smeru prúdiaceho prúdu sa mení aj polarita magnetického poľa. Hlavami sú v podstate elektromagnety, ktorých polaritu je možné veľmi rýchlo zmeniť prepnutím smeru prechádzajúceho elektrického prúdu.

Na obr. 2 je znázornený princíp zaznamenávania informácií. Magnetické pole v jadre je čiastočne rozptýlené do okolitého priestoru v dôsledku prítomnosti medzery „prepílenej“ v spodnej časti jadra v tvare písmena U. Ak sa v blízkosti medzery (pracovnej vrstvy nosiča) nachádza ďalší feromagnet, potom je v ňom lokalizované magnetické pole, pretože také látky majú nižší magnetický odpor ako vzduch.

Obr. 2 Princíp záznamu informácií

Magnetický tok prechádzajúci medzerou je uzavretý cez nosič, čo vedie k polarizácii jeho magnetických častíc (domén) v smere pôsobenia poľa. Smer poľa a následne remanentná magnetizácia nosiča závisí od polarity elektrického poľa vo vinutí hlavy. Pružné magnetické disky sa zvyčajne vyrábajú na lavsane a tvrdé disky sa vyrábajú na hliníkovom alebo sklenenom substráte, na ktorý sa nanáša vrstva feromagnetického materiálu. Pracovná vrstva pozostáva hlavne z oxidu železitého s rôznymi prísadami. Magnetické polia vytvorené jednotlivými doménami na čistom disku sú náhodne orientované a vzájomne kompenzujú akúkoľvek rozšírenú (makroskopickú) plochu povrchu disku, takže jeho remanentná magnetizácia je nulová.

Ak je časť povrchu disku vystavená magnetickému poľu, ktoré sa tiahne blízko medzery medzi hlavami, domény sa zarovnávajú v konkrétnom smere a ich magnetické polia sa už navzájom nevyrušujú. Vďaka tomu sa v tejto oblasti objaví zvyšková magnetizácia, ktorú je možné následne zistiť. Takže V dôsledku toku striedavého prúdu vo forme impulzu vo vinutí čítacej / zapisovacej hlavy sa na rotujúcom disku vytvorí sled sekcií so remanentnou magnetizáciou iného znamienka (smeru).

Pre následnú reprodukciu zaznamenaných informácií sú najdôležitejšie tie zóny, v ktorých sa mení smer zvyškového magnetického poľa (zóny zmeny znamienka). Magnetická hlava zapisuje údaje na disk a umiestňuje na ne zóny na zmenu znamienka. Keď sa zaznamenáva každý bit (alebo bity) dát, sekvencie zón obrátenia znamienok sa nachádzajú v špeciálnych oblastiach na disku. Tieto oblasti sa nazývajú bitové bunky.

Bitová bunka - toto je špeciálna oblasť na disku, v ktorej hlava umiestňuje zóny na zmenu znakov. Geometrické rozmery takejto bunky závisia od hodinovej frekvencie záznamového signálu a rýchlosti, akou sa hlava a povrch disku pohybujú navzájom. Skoková skrinka je oblasť na disku, do ktorej je možné zapísať iba jednu oblasť obrátenia. Pri zaznamenávaní jednotlivých bitov údajov alebo ich skupín do buniek sa vytvorí charakteristický „vzor“ zón na zmenu znamienok, v závislosti od spôsobu kódovania informácií. Je to spôsobené tým, že v procese prenosu dát na magnetické médium sa každý bit (alebo skupina bitov) prevádza špeciálnym kódovacím zariadením na sériu elektrických signálov, ktoré nie sú presnou kópiou pôvodnej sekvencie impulzov.

Počas odčítania sa hlava správa ako detektor obrátenia znamenia, ktorý emituje napäťové impulzy zakaždým, keď dôjde k prekročeniu zóny obrátenia znamenia. V tých oblastiach, kde nedochádza k zmene znamienok, sa negenerujú žiadne impulzy (bez emisií).

Na obr. 3 je grafické znázornenie vzťahu medzi vlnovými formami impulzov (signálov) počas čítania a zápisu a zónami obrátenia znakov zaznamenanými na disku.

Počas čítania hlavica zaregistruje zóny na zmenu znamienka a vydá príslušné impulzy - signál zodpovedá nulovému napätiu, ak nie sú detekované prechody z kladného do záporného znamienka alebo naopak. Impulzy sa objavia iba v tých prípadoch, keď hlava pretína zóny pre zmenu znamienka na magnetickom nosiči. Obvody radiča zariadenia zohľadňujú frekvenciu hodín, zaznamenané impulzy atď. určuje, či impulz (a teda zóna obrátenia znamienka) zasiahne danú prechodovú bunku.

Amplitúda zaznamenaného signálu prichádzajúceho z hlavy počas čítania je veľmi malá, takže nastáva problém šumu a rušenia. Preto sa na zosilnenie signálu používajú vysoko citlivé zariadenia. Po zosilnení sa signál pošle do dekódovacích obvodov, ktoré sú určené na obnovenie dátového toku identického s prúdom, ktorý vstúpil do jednotky počas nahrávania.

Takže zápis a čítanie informácií z disku je založené na princípoch elektromagnetizmu. Keď sa dáta zapisujú na disk, elektrický prúd prechádza elektromagnetom (hlavou zariadenia), v dôsledku čoho sa vytvárajú magnetizačné zóny, ktoré sa ukladajú na disk. Dáta sa načítajú z disku, keď sa hlava pohybuje po jej povrchu; hlava registruje zmeny v magnetizačných zónach a vo výsledku generuje slabé elektrické signály indikujúce prítomnosť alebo neprítomnosť zón reverzácie znakov v zaznamenaných signáloch.

Obrázok: 3. Zápis a čítanie informácií z magnetického disku

Princípy činnosti pohonov zapnuté pevné disky

V jednotkách pevného disku sa údaje zapisujú a čítajú univerzálnymi čítacími a zapisovacími hlavami z povrchu rotujúcich magnetických diskov, rozdelených do stôp a sektorov (každý po 512 bajtoch), ako je znázornené na obr. 4.

Jednotky zvyčajne obsahujú niekoľko diskov (platne, platne) a údaje sa zapisujú na obidve strany každého z nich. Väčšina jednotiek má najmenej dva alebo tri disky (čo umožňuje nahrávanie na štyri alebo šesť strán). Stopy rovnakého typu (rovnako umiestnené) na všetkých stranách diskov sú spojené do valca (obr. 5). Každá strana disku má svoju vlastnú stopu na čítanie a zápis, ale všetky hlavy sú pripevnené na spoločnej tyči alebo stojane. Preto sa hlavy nemôžu pohybovať nezávisle od seba a pohybujú sa iba synchrónne.

Pevné disky sa otáčajú oveľa rýchlejšie ako disketové mechaniky. Ich frekvencia otáčania je v súčasnosti 7 200, 10 000 a 15 000 otáčok za minútu. Rýchlosť práce pevný disk závisí od frekvencie jeho otáčania, rýchlosti pohybu hlavového systému a počtu sektorov na trati. Počas normálnej činnosti pevného disku sa čítacie / zapisovacie hlavy nedotýkajú (a nemali by sa dotýkať!) Diskov. Ale keď vypnete napájanie a zastavíte disky, utopia sa na povrchu. Počas činnosti zariadenia sa medzi hlavou a povrchom rotujúceho disku vytvorí veľmi malá vzduchová medzera (vzduchový vankúš). Ak sa do tejto medzery dostane prach alebo dôjde k nárazu, hlava sa „zrazí“ s diskom otáčajúcim sa „pri plnej rýchlosti“. Ak je úder dostatočne silný, hlava sa zlomí. Dôsledky toho môžu byť rôzne - od straty niekoľkých bajtov údajov až po zlyhanie všetkého.

Hlavné uzly pevných diskov

Takmer všetky pevné disky sú zložené z rovnakých základných komponentov. Konštrukcia týchto jednotiek a kvalita použitých materiálov sa môžu líšiť, ale ich základné prevádzkové vlastnosti a princípy činnosti sú rovnaké. Medzi hlavné konštrukčné prvky typickej jednotky pevného disku (obrázok 6) patria:

• disky (platne);
• hlavy na čítanie / zápis;
• mechanizmus pohonu hlavy;
• vzduchové filtre
• motor pohonu disku;
• doska s plošnými spojmi s riadiacimi obvodmi;
• predný panel;
• káble a konektory;
• konfiguračné položky (prepojky a prepínače).

Disky, motor diskovej jednotky, hlavy a pohonný mechanizmus sú zvyčajne uložené v zapečatenom kryte, ktorý sa nazýva HDA (Head Disk Assembly). Zvyčajne sa tento blok považuje za jeden uzol; takmer nikdy sa neotvára. Ostatné zostavy, ktoré nie sú súčasťou HDA (doska s plošnými spojmi, rám, konfiguračné položky a montážne diely) sú odnímateľné.

Obrázok: 6 ... Hlavné komponenty jednotky pevného disku

Disky

Jednotka obvykle obsahuje jeden alebo viac magnetických diskov. Je zavedených niekoľko štandardných veľkostí diskov, ktoré sú určené predovšetkým veľkosťou diskov, a to:

• 5,25 palca (v skutočnosti 130 mm alebo 5,12 palca);
• 3,5 palca (v skutočnosti 95 mm alebo 3,74 palca);
• 2,5 palca (v skutočnosti 65 mm alebo 2,56 palca);
• 1 palec (v skutočnosti 34 mm alebo 1,33 palca).

Existujú aj disky s väčšími diskami, napríklad 8 ", 14" a ešte väčšími, ktoré sa však v osobných počítačoch zvyčajne nepoužívajú. V dnešnej dobe sa stolné počítače a niektoré prenosné modely najčastejšie inštalujú s 3,5 "diskami a malými zariadeniami (2,5" a menšími) v prenosných systémoch.

Väčšina diskov má najmenej dva disky, aj keď niektoré menšie modely sa dodávajú s jedným. Počet diskov je obmedzený fyzickými rozmermi disku, konkrétne výškou jeho podvozku. Predtým boli takmer všetky disky vyrobené z hliníkovej zliatiny, ktorá je dosť odolná a ľahká. Postupom času však vznikla potreba pohonov, ktoré kombinujú malé rozmery a vysokú kapacitu. Preto sa sklo začalo používať ako hlavný materiál pre disky, respektíve ako kompozitný materiál na báze skla a keramiky. Jeden z týchto materiálov sa volá MemCor. Je výrazne silnejší ako každá z jeho jednotlivých zložiek. Sklenené disky sú odolnejšie a tuhšie, takže sa dajú vyrobiť dvakrát tenšie ako hliník (a niekedy aj tenšie). Okrem toho sú menej náchylné na zmeny teploty, t.j. ich rozmery sa pri zahrievaní a chladení menia veľmi nevýznamne. V súčasnosti niektoré disky od spoločností ako IBM, Seagate, Toshiba, Western Digital a Maxtor používajú sklenené alebo sklokeramické disky.

Pracovná vrstva disku

Bez ohľadu na to, aký materiál sa použije ako základňa disku, je pokrytý tenkou vrstvou látky schopnej zadržať zvyškovú magnetizáciu po vystavení vonkajšiemu magnetickému poľu. Táto vrstva sa nazýva pracovná alebo magnetická a práve do nej sa ukladajú zaznamenané informácie. Najbežnejšie sú dva typy pracovnej vrstvy -oxid a tenký film.

Oxid vrstva je polymérnym povlakom s plnivom na báze oxidu železitého. Aplikujte ho nasledovne. Najskôr sa na povrch rýchlo rotujúceho hliníkového disku nastrieka suspenzia prášku oxidu železitého v polymérnom roztoku. Vďaka pôsobeniu odstredivých síl sa rovnomerne šíri po povrchu disku od jeho stredu k vonkajšiemu okraju. Po polymerizácii roztoku sa povrch prebrúsi. Potom sa na ňu nanesie ďalšia vrstva čistého polyméru s dostatočnou pevnosťou a nízkym koeficientom trenia a disk sa nakoniec vyleští. Čím vyššia je úložná kapacita, tým tenšia a hladšia by mala byť pracovná vrstva diskov.

Ukázalo sa ako nemožné dosiahnuť kvalitu povlaku požadovanú pre vysokokapacitné pohony v rámci tradičnej technológie, pretože oxidová vrstva je dosť mäkká a drobí sa, keď „narazí“ na hlavy (napríklad v prípade náhodného pretrepania pohonu). Preto v moderných modeloch diskov úplne ustúpili tenkovrstvovým diskom.

Tenkovrstvá pracovná vrstvaje tenší, odolnejší a kvalita jeho poťahu je oveľa vyššia. Táto technológia tvorila základ pre výrobu diskov novej generácie, v ktorých bolo možné výrazne znížiť medzeru medzi hlavami a povrchmi diskov, čo umožnilo zvýšiť hustotu záznamu. Tenkovrstvé disky sa spočiatku používali iba vo vysoko kvalitných a vysokokapacitných jednotkách, teraz sa však používajú takmer vo všetkých jednotkách. Tiež sa nazýva tenkovrstvá pracovná vrstvapozinkovanýalebo nastriekané , pretože tenký film je možné nanášať na povrch diskov rôznymi spôsobmi.

Tenkovrstvová pozinkovaná pracovná vrstvazískaný elektrolýzou. Hliníkový podklad disku je postupne ponorený do kúpeľov s rôznymi roztokmi, v dôsledku čoho je pokrytý niekoľkými vrstvami kovového filmu. Pracovná vrstva je vrstva kobaltovej zliatiny hrubá iba asi 1 mikroinch (asi 0,025 mikrónu).Metóda striekania pracovnej vrstvyvypožičané z polovodičovej technológie. Jeho podstata spočíva v tom, že v špeciálnych vákuových komorách sa látky a zliatiny najskôr prevedú do plynného stavu a potom sa uložia na podklad. On hliníkový disk najskôr sa nanesie vrstva fosforitanu nikelnatého a potom nasleduje magnetická zliatina kobaltu. V tomto prípade sa jeho hrúbka rovná iba 1–2 mikropalcom (0,025–0,05 mikrónov). Podobne sa na disk cez magnetickú vrstvu nanáša veľmi tenký (asi 0,025 μm) uhlíkový ochranný povlak, ktorý má mimoriadnu pevnosť. Toto je najdrahší proces zo všetkých opísaných vyššie, pretože vyžaduje podmienky blízke úplnému vákuu.

Ako už bolo uvedené, hrúbka magnetickej vrstvy získanej metódou nanášania je asi 0,025 μm. Jeho mimoriadne hladký povrch umožňuje oveľa menšiu medzeru medzi diskami hlavy a disku, ako bolo doteraz možné (0,076 μm). Čím bližšie je hlava k povrchu pracovnej vrstvy, tým vyššia je hustota zón zmeny znakov na záznamovej stope a v dôsledku toho aj hustota disku. Okrem toho so zvyšovaním sily magnetického poľa, keď sa hlava blíži k magnetickej vrstve, rastie amplitúda signálu; vo výsledku sa stáva pomer signálu k šumu priaznivejší. Počas galvanického nanášania aj počas striekania je pracovná vrstva veľmi tenká a odolná. Preto sa významne zvyšuje pravdepodobnosť „prežitia“ hláv a diskov v prípade ich vzájomného kontaktu pri vysokej rýchlosti. Moderné disky s diskami, ktoré majú tenkovrstvové pracovné vrstvy, skutočne počas vibrácií a nárazov skutočne zlyhajú. V tomto ohľade je oxidových povlakov oveľa menej

spoľahlivé. Ak sa pozriete dovnútra skrinky pohonu, uvidíte, že tenkovrstvové povlaky pohonu pripomínajú striebristý povrch zrkadiel. Najtenší a najodolnejší povlak sa získa počas procesu striekania, preto sa v poslednej dobe stále menej a menej používa galvanická metóda.

Návrhy čítacích / zapisovacích hláv

S vývojom technológie diskových jednotiek sa zlepšil aj dizajn čítacích / zapisovacích hláv. Prvými hlavami boli navinuté jadrá (elektromagnety). Podľa moderných štandardov boli ich rozmery obrovské a hustota záznamu bola extrémne nízka. V priebehu rokov prešiel dizajn hláv dlhou cestou od prvých hláv feritového jadra k moderným typom.

V moderných jednotkách pevného disku sa najčastejšie používajú nasledujúce štyri typy hláv:

• ferit;
• s kovom v medzere (MIG);
• tenký film (TF);
• magnetorezistívny (MR);
• obrovská magnetorezistencia (GMR).

Feritové hlavy

Klasické feritové hlavy sa prvýkrát použili na prvých pevných diskoch IBM. Ich jadrá sú vyrobené na báze lisovaného feritu (na báze oxidu železa). Magnetické pole v medzere nastáva, keď vinutím preteká elektrický prúd. Na druhej strane, so zmenami v sile magnetického poľa v blízkosti medzery vo vinutí, je indukovaná elektromotorická sila. Hlava je teda všestranná, t.j. možno použiť na písanie aj na čítanie. Rozmery a hmotnosť feritových hláv sú väčšie ako u tenkovrstvových; preto je potrebné zväčšiť medzeru, aby sa zabránilo ich nechcenému kontaktu s povrchmi diskov.

Počas existencie feritových hláv sa ich pôvodný (monolitický) dizajn výrazne vylepšil. Boli vyvinuté najmä takzvané sklovito-feritové (kompozitné) hlavice, ktorých malé feritové jadro je inštalované v keramickom telese. Šírka jadra a magnetická medzera týchto hláv je menšia, čo umožňuje zvýšiť hustotu záznamových stôp. Okrem toho sa znižuje ich citlivosť na vonkajšie magnetické rušenie.

Keď sa kapacita úložiska zvýšila, feritové hlavy boli úplne nahradené inými odrodami. Feritové hlavy nie sú vhodné na záznam na médiá s vysokou donucovacou silou, ich frekvenčná odozva je obmedzená a citlivosť je nízka (slabý pomer signálu k šumu). Hlavnou výhodou feritových hláv je ich nízka cena.

Hlavy s kovom v medzere

Hlavy Metal-In-Gap (MIG) sú výsledkom vylepšenia v konštrukcii kompozitnej feritovej hlavy. V takýchto hlavách je magnetická medzera umiestnená v zadnej časti jadra vyplnená kovom. To významne znižuje tendenciu materiálu jadra k magnetickej saturácii, čo umožňuje zvyšovať hustotu magnetického toku v pracovnej medzere, a teda zapisovať na disk s vyššou hustotou. Okrem toho je gradient magnetického poľa vytváraného hlavou s kovom v medzere vyšší, čo znamená, že na povrchu disku sa vytvárajú magnetizované oblasti s výraznejšími hranicami (zmenšuje sa šírka zón obrátenia znamienok).

Tieto hlavy umožňujú použitie médií s vysokou donucovacou silou a tenkovrstvovou pracovnou vrstvou. Znížením celkovej hmotnosti a vylepšením konštrukcie je možné tieto hlavy umiestniť bližšie k povrchu nosiča.

V medzere sú dva typy hláv s kovom: jednostranné a obojstranné (t. J. S jednou a s dvoma pokovovanými medzerami). V jednostranných hlavách je vrstva magnetickej zliatiny umiestnená iba v zadnej (nepracujúcej) medzere a v obojstranných hlavách v obidvoch. Kovová vrstva sa nanáša vákuovým striekaním. Indukcia nasýtenia magnetickej zliatiny je približne dvojnásobná ako u feritu, čo, ako už bolo uvedené, umožňuje

zapisovať na médiá s vysokou donucovacou silou, ktoré sa používajú vo veľkokapacitných jednotkách. Bilaterálne hlavy sú v tomto ohľade lepšie ako jednostranné. Vďaka svojim nepopierateľným výhodám pred časom hlavy s kovom v medzere úplne nahradili tradičné feritové hlavy vo vysoko kvalitných pohonoch. Ale neustále rastúce požiadavky na kapacitu pevné disky viedlo k tomu, že sa teraz postupne nahrádzajú tenkovrstvovými hlavami.

Tenké filmové hlavy

Hlavy tenkého filmu (TF) sa vyrábajú pomocou technológie podobnej technológii integrovaného obvodu, t. fotolitografiou. Na jeden substrát je možné „tlačiť“ niekoľko tisíc hláv naraz, čo je vo výsledku malé a ľahké. Pracovnú medzeru v tenkovrstvových hlavách je možné veľmi zmenšiť a jej šírka sa počas výroby nastavuje pridaním ďalších vrstiev nemagnetickej hliníkovej zliatiny. Hliník úplne vyplní pracovnú medzeru a dobre ju ochráni pred poškodením (odštiepením okrajov), keď neformálne kontakty s diskom. Samotné jadro je vyrobené zo zliatiny železa a niklu, ktorej indukcia nasýtenia je 2–4krát vyššia ako indukcia feritu.

Oblasti remanentnej magnetizácie tvorené tenkovrstvovými hlavami na povrchu disku majú jasne definované hranice, čo umožňuje dosiahnuť veľmi vysokú hustotu záznamu. Vďaka nízkej hmotnosti a malým rozmerom hláv je možné výrazne znížiť medzeru medzi nimi a povrchmi diskov v porovnaní s feritovými a MIG hlavami: v niektorých diskoch jeho hodnota nepresahuje 0,05 mikrónu. Vo výsledku sa jednak zvyšuje remanentná magnetizácia oblastí povrchu nosiča, jednak sa zvyšuje amplitúda signálu a zlepšuje sa pomer signál / šum v režime odpočtu, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje spoľahlivosť záznamu a čítania údajov.

S hustotou stôp a dát pozdĺž trate, ktoré sú typické pre moderné disky, by sa prehrávaný signál z konvenčnej feritovej hlavy jednoducho „stratil“ v \u200b\u200bšume a interferencii. Nakoniec je možné z dôvodu nízkej výšky tenkovrstvových hláv s rovnakými rozmermi krytu jednotky nainštalovať viac jednotiek.

Až donedávna boli tenkovrstvové hlavy podstatne drahšie ako iné, ale vylepšenia výrobnej technológie a zvýšené požiadavky na úložnú kapacitu viedli na jednej strane k zníženiu nákladov na tenkovrstvové hlavy (stala sa porovnateľnou a niekedy dokonca nižšou ako cena feritových hláv a hláv s kovom. v medzere) a na druhej strane - k ich širšiemu rozšíreniu.

Tenkovrstvové hlavy sa dnes používajú vo väčšine vysokokapacitných diskov, najmä v malých modeloch, ktoré prakticky posúvajú hlavy s medzerou v medzere. Ich dizajn a vlastnosti sa neustále zlepšujú, ale s najväčšou pravdepodobnosťou ich v blízkej budúcnosti nahradia magnetorezistívne hlavy.

Magnetorezistívne hlavy

Magneto-rezistívne (MR) hlavy sú relatívne čerstvé. Boli vyvinuté spoločnosťou IBM a umožňujú dosiahnuť najvyššie hodnoty hustoty záznamu a rýchlosti pamäťových zariadení. Magnetorezistentné hlavice boli prvýkrát nainštalované na pevný disk IBM s kapacitou 1 GB (3,5 ") v roku 1991.

Všetky hlavy sú detektory, t.j. zaznamenáva zmeny v magnetizačných zónach a prevádza ich na elektrické signály, ktoré možno interpretovať ako údaje. Pri magnetickom zázname však existuje jeden problém: s poklesom magnetických domén média sa znižuje úroveň signálu hlavy a existuje možnosť zámeny šumu so „skutočným“ signálom. Na vyriešenie tohto problému je potrebné mať k dispozícii efektívnu čítaciu hlavu, ktorá dokáže spoľahlivejšie určiť prítomnosť signálu.

Pomerne dávno bol objavený ďalší efekt magnetizmu: keď sa na vodič aplikuje vonkajšie magnetické pole, zmení sa jeho odpor. Keď konvenčná hlavica prechádza cez zónu zmeny znamienka, na výstupoch vinutia sa vytvorí napäťový impulz. Iná situácia je pri čítaní údajov pomocou magnetorezistívnej hlavice. Jeho odpor sa pri prechode oblasťami s rôznymi hodnotami zvyškovej (konštantnej) magnetizácie ukáže byť odlišný. Tento jav slúžil ako základ pre vytvorenie nového typu čítacej hlavy spoločnosťou IBM. Hlavou preteká malý konštantný merací prúd a pri zmene odporu sa mení aj pokles napätia na ňom.

Pretože na základe magnetorezistívneho javu je možné zostaviť iba čítačku, je magnetorezistívna hlava vlastne dve hlavy spojené do jednej štruktúry. V tomto prípade je záznamovou časťou konvenčná indukčná hlava a čítacia časť magnetorezistívna. Pretože funkcie čítania a zápisu sú rozdelené medzi dva samostatné uzly, je možné každý navrhnúť tak, aby čo najlepšie vykonali zamýšľanú operáciu. Ukazuje sa, že amplitúda výstupného signálu takejto hlavy je asi štyrikrát väčšia ako amplitúda indukčnej hlavy.

Magnetorezistentné hlavice sú nákladnejšie a zložitejšie ako iné typy hláv, pretože ich konštrukcia obsahuje ďalšie prvky a technologický postup zahŕňa niekoľko ďalších etáp. Hlavné rozdiely medzi magnetorezistívnymi hlavicami a konvenčnými hlavicami sú uvedené nižšie:

• musia byť k nim pripojené ďalšie vodiče na dodanie meracieho prúdu do odporového snímača;
• vo výrobnom procese sa používa 4–6 ďalších masiek (fotomasiek);
• vďaka svojej vysokej citlivosti sú magnetorezistívne hlavice náchylnejšie na vonkajšie magnetické polia, preto musia byť opatrne tienené.

Vo všetkých predtým uvažovaných hlavách „fungovala“ rovnaká medzera v procese zápisu a čítania a v magnetorezistívnej hlave sú dve z nich - každá pre svoju vlastnú činnosť. Pri navrhovaní hláv s jednou pracovnou medzerou existuje kompromis pri výbere jej šírky. Faktom je, že na zlepšenie parametrov hlavy v režime odpočtu je potrebné zmenšiť šírku medzery (pre zvýšenie rozlíšenia) a počas záznamu by medzera mala byť širšia, pretože magnetický tok preniká do pracovnej vrstvy do väčšej hĺbky („magnetizuje“ ju po celej ploche hrúbka). V magnetorezistívnych hlavách s dvoma medzerami môže mať každá z nich optimálnu šírku. Ďalšou vlastnosťou uvažovaných hláv je, že ich záznamová (tenkovrstvá) časť vytvára na disku širšie stopy, ako je potrebné pre činnosť čítacej jednotky (magnetorezistívna). AT v tomto prípade čítacia hlava zhromažďuje menšie magnetické rušenie od susedných stôp.

Schéma typickej magnetorezistívnej hlavice IBM je znázornená na obr. 7. Tu je zobrazená celá hlavová zostava s posúvačom. Čítací prvok hlavy (magnetorezistívny snímač) pozostáva zo železo-niklového filmu oddeleného malou medzerou od magnetickej vrstvy. Tento film mení svoj odpor v závislosti od magnetického poľa. Ochranné vrstvy chránia snímací prvok pred „náhodnými“ magnetickými poľami. Vo väčšine dizajnov druhá ochrana funguje ako záznamový prvok. Tento typ hlavy sa nazýva kombinovaná magnetorezistívna hlava. Záznamovým prvkom je konvenčná tenkovrstvá indukčná hlava.

Obrázok: 7 ... Prierez magnetorezistívnej hlavy

Obrie magnetorezistívne hlavy

V roku 1997 spoločnosť IBM oznámila nový typ magnetorezistívnej hlavice s oveľa väčšou citlivosťou. Volali sa Giant Magnetoresistive (GMR) heads. Tento názov dostali na základe použitého efektu (hoci boli menšie ako štandardné magnetorezistívne hlavy). Čítací prvok obrovskej magnetorezistívnej hlavy je znázornený na obr.8 ... Väčšina pevných diskov v súčasnosti používa tento typ hláv a v blízkej budúcnosti bude dominovať produkcii hláv technológia GMR.

Obrázok: 8 ... Prierez obrovskou magnetorezistívnou hlavou

Posuvník

Posuvník je konštrukčná súčasť, ktorá udržuje hlavu zavesenú v požadovanej vzdialenosti od povrchu disku. Samotný posúvač tiež nie je v kontakte s povrchom nosiča. Tento detail vo väčšine prípadov pripomína tvar katamaránu s dvoma bočnými „plavákmi“ a stredovou „kormidlovňou“ - magnetickou hlavou (obr. 9).

Trend neustáleho zmenšovania veľkosti pohonov vedie k tomu, že sú tiež znížené všetky ich základné časti vrátane posúvačov. Napríklad veľkosť štandardného mini-pevného disku je 0,160x 0,126 x 0,034 palca (4 x 3,2 x 0,86 mm). Väčšina vysokokapacitných a malých diskov teraz používa menšie posuvníky (znížené o 50%): 0,08x 0,063 x 0,017 palca (2 x 1,6 x 0,43 mm). V najnovších modeloch je posúvač znížený o 70%. Zmenšenie veľkosti posúvača vedie k zníženiu hmotnosti pohyblivého systému, ktorý sa skladá z hlavy, posúvača a páky pre pohyb hlavy. To im zasa umožňuje posúvať sa s vysokými akceleráciami, t.j. skrátiť čas prechodu z jednej stopy na druhú a v dôsledku toho dobu prístupu k dátam. Okrem toho je možné zmenšiť veľkosť „parkovacej“ zóny hláv („pristávacia lišta“) a podľa toho zväčšiť využiteľnú plochu diskov. Nakoniec sa v dôsledku menšej plochy kontaktnej plochy posúvača nevyhnutne znižuje opotrebenie povrchu nosiča počas procesu odvíjania a zastavovania diskov.

V najnovších konštrukciách posúvačov je ich spodná strana daná zvláštnym tvarom, vďaka čomu je výška „letu“ hláv nad povrchom disku (množstvo vzdušnej vôle) udržiavaná približne rovnaká pri prevádzke na vonkajších aj vnútorných valcoch. Pri použití bežných posúvačov sa vôľa medzi hlavou a pracovnou vrstvou disku výrazne mení pri prechode z vonkajších stôp na vnútorné a naopak. Je to spôsobené rozdielmi v lineárnych rýchlostiach rôznych oblastí povrchu disku vo vzťahu k hlavám (lineárna rýchlosť závisí od polomeru otáčania). Čím vyššia je rýchlosť, tým väčšia je vôľa. Tento efekt je mimoriadne nežiaduci, najmä u nových zónových záznamových jednotiek, v ktorých sú lineárne hustoty záznamu (pozdĺž stôp) rovnaké na všetkých valcoch. V takom prípade musí pri normálnom čítaní a zápise zostať vzduchová medzera medzi hlavou a pracovnou vrstvou disku konštantná. Tento problém je možné vyriešiť tým, že povrchy posúvačov budú mať špeciálny tvar, čo sa deje v jednotkách so zónovým záznamom.

Konštrukcia rámu s čítacími a zapisovacími hlavami

Pevné disky majú samostatnú čítaciu / zapisovaciu hlavu pre každú stranu každej jednotky. Všetky hlavy sú namontované na spoločnom pohyblivom ráme a pohybujú sa súčasne. Každá hlava je pripevnená na konci pružinovej páky, ktorá ju mierne tlačí na disk. Takže disk je akoby vložený medzi pár hláv (zhora a zdola). Na obr. 10 zobrazuje typickú konštrukciu aktuátora s pohyblivou cievkou.

Obrázok: 10. Čítanie / zápis hláv a rotačný pohon s pohyblivou cievkou

Keď je pohon vypnutý, hlavy sa silou pružín dotýkajú diskov. Po rozvinutí diskov sa zvýši aerodynamický tlak pod hlavami a odlomia sa od pracovných plôch („vzlet“). Keď sa disk točí plnou rýchlosťou, medzera medzi diskom a hlavami môže byť 0,5 až 5 mikroincov (0,01 až 0,5 mikrónu) alebo viac. Z týchto dôvodov sa jednotky HDA montujú iba v čistých priestoroch, ktoré zodpovedajú požiadavkám triedy 100 (alebo dokonca vyššej). To znamená, že v jednej kubickej stope vzduchu nemôže byť viac ako 100 zŕn prachu až do veľkosti 0,5 mikrónu. (Pre porovnanie: stojaci človek každú minútu vydýchne asi 500 takýchto častíc). Preto sú priestory vybavené špeciálnymi systémami filtrácie a čistenia vzduchu. Jednotky HDA možno otvárať iba za týchto podmienok. Udržiavanie takého sterilného prostredia stojí veľa peňazí.

Existujú aj iné spôsoby, ako vytvoriť sterilné podmienky. Napríklad montážny stôl je z okolitého priestoru ohradený vzduchovou clonou a pod tlakom sa neustále dodáva priamo na pracovisko vyčistený vzduch.

Pohonné mechanizmy

Dôležitou súčasťou pohonu je tiež mechanizmus, ktorý ich nastaví do požadovanej polohy a je vyvolanýaktuátor... S jeho pomocou sa hlavy pohybujú od stredu k okrajom disku a sú inštalované na danom valci. Existuje veľa návrhov akčných mechanizmov, ale je možné ich rozdeliť do dvoch hlavných typov:

• s krokovým motorom;
• s pohyblivou cievkou.

Typ pohonu do značnej miery určuje rýchlosť a spoľahlivosť pohonu, spoľahlivosť čítania údajov, jeho teplotnú stabilitu, citlivosť na voľbu pracovnej polohy a vibrácie. Pohony krokových motorov sú oveľa menej spoľahlivé ako pohony s pohyblivou cievkou. Pohon je najdôležitejšou súčasťou pohonu. Tabuľka ____ zobrazuje dva typy hláv jednotiek pevného disku a ukazuje závislosť charakteristík zariadenia od konkrétneho typu jednotky.

Tabuľka. Závislosť charakteristík úložiska od typu jednotky

Charakteristické	Pohon krokovým motorom	Pohyb cievky
Čas prístupu k údajom	Veľký	Malý
Stabilita teploty	Nízka (veľmi!)	Vysoký
Citlivosť na výber pracovníka ustanovenia	Neustále	Absentuje
	Prebieha (nie vždy)	Vykonané
Preventívna údržba	Pravidelné preformátovanie	Nevyžaduje sa
Celková spoľahlivosť (relatívna)	Nízka	Vysoký

Takže disky s pohonom krokového motora majú pomerne nízku priemernú rýchlosť prístupu k dátam (t. J. Dlhý čas prístupu), sú citlivé na výkyvy teploty a voľbu prevádzkovej polohy počas operácií čítania a zápisu, automaticky nezaparkujú svoje hlavy. (tj premiestnenie na bezpečnú „dráhu“, keď je napájanie vypnuté). Okrem toho sa zvyčajne musia raz alebo dvakrát ročne preformátovať, aby sa skutočné umiestnenie záznamových zón zhodovalo s označením hlavičiek sektorov. Je zrejmé, že pohony s krokovým motorovým pohonom sú v každom ohľade nižšie ako zariadenia, ktoré používajú pohony s pohyblivou cievkou.

Disketové jednotky používajú na pohyb hláv krokový motorový pohon. Jeho parametre (vrátane presnosti) sú pre disky tohto typu úplne postačujúce, pretože hustota stopy na disketách je oveľa nižšia (135 stôp na palec) ako na pevných diskoch (viac ako 5 000 stôp na palec).

Pohon krokovým motorom

Krokový motor- ide o elektrický motor, ktorého rotor sa môže otáčať iba stupňovito, t.j. pod prísne definovaným uhlom. Ak otočíte jeho hriadeľ rukou, potom budete počuť tiché kliknutia (alebo praskanie počas rýchleho otáčania), ku ktorým dôjde vždy, keď rotor prejde do nasledujúcej pevnej polohy. Krokové motory je možné inštalovať iba v pevných polohách. Rozmery týchto motorov sú malé (rádovo niekoľko centimetrov) a tvar môže byť odlišný - obdĺžnikový, valcový atď. Krokový motor je inštalovaný mimo jednotky HDA, jeho hriadeľ však prechádza dovnútra otvorom s tesnením. Motor sa zvyčajne nachádza v jednom z rohov tela pohonu a dá sa ľahko rozpoznať.

Jedným z najvážnejších problémov mechanizmu krokového motora je teplotná nestabilita. Po zahriatí a ochladení sa disky roztiahnu a stiahnu, v dôsledku čoho sa stopy posunú z ich predchádzajúcich pozícií. Pretože pohonný mechanizmus im neumožňuje pohybovať sa o vzdialenosť menšiu ako jeden krok (prechod na jednu koľaj), je nemožné tieto teplotné chyby kompenzovať. Hlavy sa pohybujú v súlade s počtom impulzov aplikovaných na krokový motor.

Na obr. 11 zobrazuje vonkajší pohľad na pohon krokovým motorom.

Obrázok: jedenásť. Vzhľad pohon krokovým motorom

Pohyb cievky

Pohyb cievkypoužíva sa takmer vo všetkých moderných pamäťových zariadeniach. Na rozdiel od systémov krokových motorov, ktoré pohybujú hlavami naslepo, ovládač pohyblivej cievky používa spätnoväzbový signál, aby bolo možné presne určiť a v prípade potreby korigovať polohu hláv vzhľadom na stopy. Tento systém umožňuje rýchlejšiu odozvu, presnosť a spoľahlivosť ako tradičné pohony krokových motorov. Pohon pohyblivej cievky pracuje na princípe elektromagnetizmu (svojou konštrukciou sa podobá konvenčnému reproduktoru, v ktorom sa pohyblivá cievka spojená s difúzorom môže pohybovať v medzere permanentného magnetu). V typickom prevedení pohonu je pohyblivá cievka pevne spojená s hlavovou zostavou a umiestnená v poli permanentného magnetu. Cievka a magnet nie sú nijako spojené; pohyb cievky sa vykonáva iba pod vplyvom elektromagnetických síl. Keď sa v cievke objaví elektrický prúd, je rovnako ako v reproduktore posunutý vo vzťahu k pevne fixovanému permanentnému magnetu, pričom pohybuje hlavovou jednotkou. Ukázalo sa, že takýto mechanizmus je veľmi rýchly a nie taký hlučný ako pohon krokovým motorom.

Na rozdiel od pohonu krokovým motorom nie sú v zariadeniach s pohyblivou cievkou žiadne vopred stanovené polohy. Namiesto toho používajú špeciálny vodiaci (polohovací) systém, ktorý prináša hlavy presne do požadovaného valca (takže pohon s pohybujúcou sa cievkou môže hladko posúvať hlavy do akejkoľvek polohy). Tento systém sa nazýva servopohon a líši sa od predtým diskutovaného tým, že sa používa spätnoväzbový signál na presné vedenie (polohovanie) hláv, ktorý nesie informácie o skutočnej relatívnej polohe stôp a hláv. Tento systém sa často nazýva systém s uzavretým okruhom (alebo samonastavením).

Kolísanie teploty nemá vplyv na presnosť spätnoväzbového člena pohyblivej cievky. Keď sa disky zmenšujú a zväčšujú, všetky zmeny ich rozmerov sú monitorované servomotorom a polohy hláv (bez preddefinovania) sú zodpovedajúcim spôsobom upravené. Na hľadanie konkrétnej stopy sa používajú pomocné informácie (servokód) predtým zaznamenané na disku a počas prevádzky sa vždy určí skutočná poloha valca na disku, berúc do úvahy všetky teplotné odchýlky. Pretože sa servo kód číta nepretržite, napríklad pri zahrievaní disku a rozširovaní diskov hlavy sledujú stopu a pri načítaní údajov nie sú žiadne problémy. Z tohto dôvodu sa spätnoväzbová jednotka s pohyblivou cievkou často označuje ako systém sledovania stopy.

Pohonné mechanizmy pohyblivých cievok sú dvoch typov, ktoré sa líšia iba fyzickým usporiadaním magnetov a cievok:

•  lineárne;
•  otočný.

Lineárny pohon (Obr. 12) pohybuje hlavami v priamke, striktne pozdĺž čiary polomeru disku. Cievky sú umiestnené v medzerách permanentných magnetov.

Obrázok: 12. Lineárny pohon s pohyblivou cievkou

Hlavnou výhodou lineárneho aktuátora je, že neprodukuje azimutálne chyby typické pre rotačný aktuátor. (Podazimut uhol medzi rovinou pracovnej medzery hlavy a smerom záznamovej stopy.) Pri prechode z jedného valca do druhého sa hlavy neotáčajú a ich azimut sa nemení.

Lineárny pohon má však značnú nevýhodu: jeho dizajn je príliš masívny. Aby ste zlepšili výkon pohonu, musíte znížiť hmotnosť hnacieho mechanizmu a samotných hláv. Čím ľahší je mechanizmus, tým viaco pri vyšších akceleráciách môže prechádzať z jedného valca do druhého. Lineárne pohony sú oveľa ťažšie ako rotačné pohony, takže sa nepoužívajú v moderných pohonoch.

Pohon otáčania(pozri obr. 10) funguje na rovnakom princípe ako lineárny, ale v ňom sú konce hlavových pák pripevnené k pohyblivej cievke. Keď sa cievka pohybuje vo vzťahu k permanentnému magnetu, páky pohybu hlavy sa otáčajú a pohybujú hlavami smerom k osi alebo k okrajom diskov. Vďaka svojej nízkej hmotnosti sa takáto štruktúra môže pohybovať s vysokými akceleráciami, čo môže výrazne skrátiť čas prístupu k dátam. Rýchly pohyb hláv uľahčuje aj skutočnosť, že páky pák sú odlišné: tá, na ktorej sú hlavy namontované, má bdlhšia dĺžka.

Medzi nevýhody tohto pohonu patrí skutočnosť, že sa hlavy otáčajú pri pohybe z vonkajšieho do vnútorného valca a mení sa uhol medzi rovinou magnetickej medzery hlavy a smerom koľaje. Preto je šírka pracovnej oblasti disku (oblasť, v ktorej sa nachádzajú stopy) často obmedzená (takže nevyhnutné azimutálne chyby zostávajú v prijateľných medziach). V súčasnosti sa otočný disk používa takmer vo všetkých ukladacích zariadeniach s pohyblivou cievkou.

Spätná väzba

Na riadenie pohybujúcich sa cievkových pohonov boli v rôznych časoch použité tri spôsoby konštrukcie spätnoväzbovej slučky:

• s pomocným "klinom";
• s vloženými kódmi;
• so špecializovaným diskom.

Odlišujú sa v technickej realizácii, ale v skutočnosti sú navrhnuté tak, aby dosiahli ten istý cieľ: zabezpečiť neustále prispôsobovanie polohy hláv a ich vedenia (polohovania) k príslušnému valcu. Hlavné rozdiely medzi nimi sa znižujú tam, kde sú servokódy zaznamenané na povrchoch diskov.

Pri všetkých metódach budovania spätnoväzbovej slučky sú na jej fungovanie potrebné špeciálne informácie (servokódy), ktoré sa zapisujú na disk počas jeho výroby. Spravidla sa zaznamenáva v tzvsivý kód ... V tomto kódovacom systéme sa pri prechode z jedného čísla na ďalšie alebo predchádzajúce zmení iba jeden bit. S týmto prístupom sa informácie čítajú a spracúvajú oveľa rýchlejšie ako pri konvenčnom binárnom kódovaní a umiestnenie hlavy nastáva prakticky bez oneskorenia. Servo kódy sa na disk zapisujú, keď je jednotka zostavená, a počas svojej životnosti sa nemenia.

Servokódy sa zapisujú na špeciálne zariadenie, v ktorom sa hlavy postupne posúvajú do prísne definovaných pozícií a v týchto pozíciách sa vyššie uvedené kódy zapisujú na disky. Na presné nastavenie hláv v takýchto zariadeniach sa používa laserový zameriavač a vzdialenosti sa určujú interferenčnou metódou, t.j. presné na zlomky laserovej vlny. Pretože pohyb hláv v takomto zariadení sa vykonáva mechanicky (bez účasti vlastného pohonu pohonu), všetky práce sa vykonávajú v čistej miestnosti buď s otvoreným vekom jednotky HDA, alebo cez špeciálne otvory, ktoré sú na konci záznamu servokódu utesnené tesniacou páskou. Tieto prelepené otvory nájdete na jednotke HDA a na páske bude nevyhnutne uvedené, že ak ju odtrhnete, stratíte záruku.

Servozáznamníky sú drahé a často sú určené pre nejaký druh konkrétny model riadiť. Niektoré firmy na opravu pohonov majú takéto zariadenia, t.j. Ak je disk poškodený, môže prepísať servo kódy. Ak opravárenská spoločnosť nemá zariadenie na zaznamenávanie servo kódov, potom sa chybná jednotka odošle výrobcovi. Počas normálnych operácií čítania a zápisu nemožno servo kódy vymazať. To sa nedá dosiahnuť ani pri nízkoúrovňovom formátovaní.

Pretože pohon pohyblivej cievky sleduje skutočnú polohu stôp, v týchto zariadeniach nie sú prítomné chyby v polohovaní, ktoré sa časom vyskytujú v pohonoch krokových motorov. Na ich prácu nemá vplyv ani roztiahnutie a zmrštenie diskov, ku ktorému dochádza v dôsledku teplotných výkyvov. Mnoho moderných pohonov s pohyblivou cievkou vykonáva počas prevádzky teplotnú kalibráciu v pravidelných intervaloch. Tento postup spočíva v tom, že všetky hlavy sa prenášajú jedna po druhej z nuly na akýkoľvek iný valec. Zároveň sa pomocou zabudovaného obvodu kontroluje, o koľko sa daná stopa posunula oproti svojej polohe v predchádzajúcej kalibračnej relácii, a vypočítajú sa potrebné korekcie, ktoré sa zadajú do pamäte s náhodným prístupom v samotnom pohone. Tieto informácie sa následne použijú pri každom pohybe hláv, čo umožňuje ich inštaláciu s maximálnou presnosťou.

U väčšiny diskov sa kalibrácia teploty vykonáva každých 5 minút počas prvej pol hodiny po zapnutí a potom každých 25 minút. Niektorí používatelia sa domnievajú, že pri načítaní údajov došlo k chybe, ale v skutočnosti bol čas na ďalšiu kalibráciu. Upozorňujeme, že tento postup sa vykonáva vo väčšine moderných inteligentných diskov (IDE a SCSI), ktoré v konečnom dôsledku umožňujú riadiť hlavy k stopám s najvyššou možnou presnosťou.

S pribúdajúcimi multimediálnymi programami sa však takéto prerušenia prevádzky diskov stávajú prekážkou. Faktom je, že pri kalibrácii sú všetky výmeny údajov s jednotkou ukončené, napríklad je pozastavené prehrávanie zvukových alebo obrazových fragmentov. Preto spoločnosti vyrábajúce takéto disky začali vydávať svoje špeciálne A / V modifikácie (A / V - Audio Visual), v ktorých sa začiatok nasledujúcej teplotnej kalibrácie oneskoruje, kým sa aktuálna relácia výmeny dát neskončí.

Väčšina novších modelov zariadení IDE a SCSI je tohto typu, t.j. prehrávanie zvuku a videa nie je prerušené kalibračnými postupmi.

Keď už hovoríme o postupoch vykonávaných pohonmi automaticky: väčšina zariadení, ktoré vykonávajú automatickú kalibráciu teploty, vykonáva aj postupné zametanie. Faktom je, že aj keď sa hlavy nedotýkajú médií, sú umiestnené tak blízko nich, že začne ovplyvňovať trenie vzduchu. Napriek svojej relatívne malej veľkosti môže stále viesť k predčasnému opotrebovaniu povrchu disku, ak je hlava neustále (alebo takmer stále) na rovnakej stope. Aby sa tomu zabránilo, vykoná sa nasledujúci postup. Ak zostane hlava príliš dlho nehybná (t.j. nie sú vykonávané žiadne operácie čítania a zápisu), automaticky sa presunie na náhodne vybranú stopu bližšie k okrajom disku, t. v oblasti, kde je lineárna rýchlosť disku maximálna, a preto má najväčšiu hodnotu vzduchová medzera medzi jeho povrchom a hlavou. Časové oneskorenie je zvolené relatívne krátke (zvyčajne 9 minút). Ak je disk po pohnutí hlavy opäť v rovnakom čase „nečinnosti“, hlava sa presunie na inú stopu atď.

Pomocný klin

Takýto systém na zaznamenávanie servokódu sa používal pri prvých pohonoch s pohyblivou cievkou. Všetky informácie potrebné na zameranie (umiestnenie) hláv sa zaznamenali do šedých kódov v úzkom sektore („klin“) každého valca bezprostredne pred indexovou značkou. Indexová značka označuje začiatok každej stopy, t.j. doplnkové informácie sa zaznamenávajú do predindexového priestoru umiestneného na konci každej stopy. Táto oblasť je potrebná na vyrovnanie nerovnomerného otáčania disku a rýchlosti záznamu taktu a k diskovému radiču obvykle nemá prístup. Na obr. 13 ukazuje spôsob zápisu servo kódov do pomocného klinu.

Obr. 13. Pomocný klin

Niektorým radičom je potrebné povedať, že majú pripojený otrocký pohon. Vďaka tomu upravujú (skracujú) dĺžku sektorov tak, aby zodpovedala oblasti pomocného klinu. Najvýznamnejšou nevýhodou takého záznamového systému je, že sa číta iba raz za otáčku disku. To znamená, že v mnohých prípadoch musí disk prejsť niekoľkými otáčkami, aby mohol presne určiť a opraviť polohu hláv. Táto nevýhoda bola zrejmá od samého začiatku, takže takéto systémy nikdy neboli rozšírené a teraz sa nepoužívajú vôbec.

Vložené kódy

Tento spôsob implementácie spätnej väzby je vylepšená verzia systému s pomocným klinom (obr. 14). V tomto prípade sa servo kódy zapisujú nielen na začiatok každého valca, ale aj pred začiatkom každého sektoru. To znamená, že spätnoväzbové signály sa do obvodu aktuátora vysielajú niekoľkokrát počas každej otáčky disku a hlavy sa nastavia do požadovanej polohy oveľa rýchlejšie. Ďalšou výhodou (oproti dedikovanému diskovému systému) je

skutočnosť, že servokódy sú zaznamenávané na všetkých stopách, takže je možné nastaviť polohu každej hlavy (to platí pre prípady, keď sú jednotlivé disky v jednotke vyhrievané alebo chladené rôznymi spôsobmi alebo sú predmetom individuálnych deformácií).

Popísaný spôsob zápisu servokódov sa používa vo väčšine moderných pohonov. Rovnako ako v systémoch s pomocným klinom sú vstavané servokódy chránené pred vymazaním a všetky operácie zápisu sú blokované, ak sú hlavy nad oblasťami s informáciami nad hlavou. Preto ani pri nízkoúrovňovom formátovaní nie je možné servo kódy vymazať.

Systém so zabudovanými servo kódmi funguje lepšie ako s pomocným klinom, pretože servisné informácie (servo kódy) sa načítajú niekoľkokrát pre každú otáčku disku. Je ale celkom zrejmé, že systém, v ktorom funguje spätnoväzbová slučka, by mal byť ešte efektívnejší.nepretržite , t.j. servo kódy sa čítajú nepretržite.

Obrázok: 14. Vstavané servo kódy

Špecializované diskové systémy

Pri implementácii tejto metódy sa servokódy zaznamenávajú pozdĺž celej stopy, nielen raz na jej začiatku alebo na začiatku každého sektoru. Prirodzene, ak to urobíte so všetkými stopami disku, nebude v ňom priestor na dáta. Jedna strana jedného z diskov je preto vyhradená výlučne na zaznamenávanie servokódov. Termíndedikovaný diskznamená, že jedna strana disku je určená iba na zaznamenávanie servisných informácií (servokódy) a dáta sa tu neukladajú. Na prvý pohľad sa tento prístup môže javiť ako dosť zbytočný, je však potrebné vziať do úvahy, že servo kódy sa už nezaznamenávajú na oboch stranách zvyšných diskov. Preto celková strata miesto na disku sa ukážu ako rovnaké ako pri použití systému inline kódovania.

Pri zostavovaní jednotiek s vyhradenou jednotkou je jedna strana konkrétnej jednotky odstránená z bežného používania pre operácie čítania a zápisu; namiesto toho je na ňom zaznamenaná sekvencia servokódov, ktoré sa potom používajú na presné umiestnenie hláv. Okrem toho nemožno servopohon slúžiaci na túto stranu disku prepnúť do režimu záznamu, t. Servo kódy, rovnako ako vo všetkých systémoch diskutovaných vyššie, nemožno vymazať ani počas normálneho záznamu údajov, ani pri nízkoúrovňovom formátovaní. Na obr. 15 zobrazuje diagram jednotky s vyhradeným servo diskom. Najčastejšie je horná hlava alebo jedna zo stredových hláv určená na čítanie servo kódov.

Obrázok: 15. Systém s vyhradeným diskom

Keď pohon prijme príkaz na presun hláv na konkrétny valec, interné elektronické zariadenie použije signály prijaté servo hlavicou na presné určenie polohy všetkých ostatných hláv. Počas pohybu hláv sa čísla stôp nepretržite čítajú z povrchu špecializovaného disku. Keď je cieľová stopa pod hlavou serva, pohon sa zastaví. Potom sa poloha hlavy doladí a až potom sa vydá signál umožňujúci zápis. A hoci sa na čítanie servo kódov používa iba jedna hlava (servo hlava), všetky ostatné sú namontované na spoločnom pevnom ráme, takže ak je jedna hlava nad požadovaným valcom, budú fungovať aj všetky ostatné.

Charakteristickým znakom jednotky s vyhradeným diskom je nepárny počet hláv. Takmer všetky veľkokapacitné disky používajú opísanú metódu zápisu servo kódov, vďaka čomu sa čítajú neustále, bez ohľadu na polohu hláv. To umožňuje maximálnu presnosť umiestnenia hláv. Existujú aj mechaniky, ktoré kombinujú obidva spôsoby nastavenia polohy hlavy: s vloženými kódmi a so špecializovaným diskom. Takéto disky sú však zriedkavé.

Automatické parkovanie hlavy

Po vypnutí napájania páky s hlavami zostupujú na povrch diskov. Jednotky sú schopné vydržať tisíce „vzletov“ a „pristátí“ hláv, je však žiaduce, aby sa vyskytovali na špeciálne určených miestach povrchu disku, kde nie sú zapísané žiadne údaje. Pri týchto vzletoch a pristátiach dochádza k opotrebovaniu (oderu) pracovnej vrstvy, pretože spod hláv vylietavajú „mračná prachu“, pozostávajúce z hodín

častice pracovnej vrstvy nosiča; ak počas vzletu alebo pristátia dôjde k šoku

akumulátor, potom sa pravdepodobnosť poškodenia hláv a diskov výrazne zvýši

Jednou z výhod pohonu pohyblivej cievky jeautomatické parkovanie hlavy... Keď je napájanie zapnuté, hlavy sú umiestnené a udržiavané na mieste interakciou magnetických polí pohybujúcej sa cievky a permanentného magnetu. Po vypnutí napájania zmizne pole, ktoré drží hlavy nad konkrétnym valcom, a začnú sa nekontrolovateľne kĺzať po povrchoch diskov, ktoré sa ešte nezastavili, čo môže spôsobiť poškodenie. Aby sa zabránilo možnému poškodeniu pohonu, je blok otočnej hlavy pripojený k vratnej pružine. Keď je počítač zapnutý, magnetická sila zvyčajne presahuje pružnosť pružiny. Ale keď je vypnuté napájanie, hlavy sa pohybujú pod pružinou do parkovacej zóny skôr, ako sa disky zastavia.

Aby ste teda mohli aktivovať parkovací mechanizmus hlavy v pohonoch poháňaných pohybujúcou sa cievkou, jednoducho vypnite počítač; nie sú na to potrebné žiadne špeciálne programy. V prípade náhleho výpadku prúdu sú hlavy automaticky zaparkované.

Vzduchové filtre a aklimatizácia pevného disku

Takmer všetky pevné disky používajú dva vzduchové filtre: recirkulačný filter a barometrický filter. Na rozdiel od vymeniteľných filtrov, ktoré boli nainštalované v starých jednotkách veľkých strojov, sú umiestnené vo vnútri skrinky a nemožno ich vymeniť počas celej životnosti jednotky.

V starých pohonoch bol vzduch neustále prečerpávaný z vonkajšej strany do vnútornej strany zariadenia a naopak cez filter, ktorý bolo treba pravidelne meniť. AT moderné prístrojeach táto myšlienka bola opustená. Recirkulačný filter v jednotke HDA je určený iba na čistenie vnútornej „atmosféry“ od malých častíc pracovnej vrstvy nosiča, ktoré sa napriek vykonaným opatreniam stále rozpadajú z diskov pri vzletoch a pristátiach hláv (ako aj od akýchkoľvek iných malých častíc, ktoré môžu preniknúť). vnútri HDA). Keďže disky osobné počítače sú utesnené a nečerpajú vzduch zvonku, môžu pracovať aj v podmienkach silného znečistenia okolitého ovzdušia (obr. 16).

16. Obr. Smer prúdenia vzduchu v kryteHDA

Jednotka HDA nie je úplne utesnená. Vonkajší vzduch vstupuje do HDA \u200b\u200bcez barometrický filter, pretože je to potrebné na vyrovnanie tlaku vo vnútri a mimo jednotky. Práve preto pevné disky nie sú úplne zapečatené zariadenia, výrobcovia pre nich určujú rozsah nadmorských výšok, v ktorých zostávajú funkčné (zvyčajne od –300 do +3000 m). Vo viac zriedenom vzduchu je medzera medzi hlavami a povrchmi nosičov nedostatočná. Na vyrovnanie tlaku vo vnútri a mimo prístroja je nevyhnutný odvzdušňovací otvor a barometrický filter nainštalovaný na tomto otvore zabraňuje kontaminácii vo vnútri akumulátora. Filter je schopný zadržať častice väčšie ako 0,3 mikrónu, čo zodpovedá štandardom atmosférickej čistoty vo vnútri jednotky HDA. Niektoré zariadenia používajú na zachytenie ešte jemnejších častíc hustejšie (jemnejšie) filtre. Existujú úplne utesnené akumulátory, ale so vzduchom pod tlakom vo vnútri môžu také akumulátory pracovať v akejkoľvek výške a dokonca aj v extrémnych podmienkach - odolávajú nárazom, veľkým teplotným výkyvom. Tieto disky sú určené na vojenské a priemyselné účely.

Barometrický filter nezabráni prenikaniu vlhkosti do jednotky HDA, preto bude po určitom čase vlhkosť vzduchu vo vnútri jednotky rovnaká ako vonku. Ak vo vnútri HDA začne kondenzovať vlhkosť, keď je počítač zapnutý, dôjde k vážnym problémom. Návod na obsluhu väčšiny pevných diskov obsahuje tabuľky alebo grafy toho, ako sa prispôsobujú meniacim sa podmienkam prostredia (teplota a vlhkosť).

Tabuľka. Aklimatizačné obdobie jazdy

Počiatočná teplota, ° С.	Aklimatizačný čas, h
4	13
–1	15
–7	16
–12	17
–18	18
–23
–29	22
–34 a nižšie	27

Tieto podmienky je obzvlášť dôležité dodržiavať pri prenose skladovacieho zariadenia z chladnej do teplej miestnosti, pretože v takom prípade je kondenzácia vlhkosti prakticky nevyhnutná. Túto okolnosť by mali brať do úvahy predovšetkým vlastníci prenosných systémov s pevnými diskami. Čím je disk chladnejší, tým dlhšie sa musí pred zapnutím zahriať.

Motor diskovej jednotky

Motor, ktorý poháňa disky v rotácii, sa často nazýva vretenový motor. Motor vretena je vždy spojený s osou otáčania diskov, nepoužívajú sa na to žiadne hnacie remene ani prevody. Motor musí byť tichý: akékoľvek vibrácie sa prenášajú na disky a môžu viesť k chybám pri čítaní a zápise.

Otáčky motora musia byť striktne definované. Zvyčajne sa pohybuje od 7 200 do 10 000 - 15 000 otáčok za minútu alebo viac a na jeho stabilizáciu sa na dosiahnutie požadovanej presnosti používa riadiaci obvod motora so spätnou väzbou (automatické ladenie). Kontrola otáčok motora sa teda vykonáva automaticky a v pohonoch nie sú k dispozícii žiadne zariadenia, ktoré to umožňujú manuálne. Niektoré diagnostické programy tvrdia, že dokážu zmerať rýchlosť otáčania disku. Jediné, čo dokážu, je v skutočnosti odhadnúť jeho možnú hodnotu podľa časových intervalov medzi okamihmi, keď sa objavia hlavičky sektorov. V zásade je nemožné zmerať rýchlosť pomocou programu, na to potrebujete špeciálne prístroje (testery). Informácie o rýchlosti disku sa neprenášajú (a nemali by sa) prenášať cez rozhranie radiča pevného disku. Predtým sa dalo odhadnúť načítaním veľkého počtu sektorov za sebou a meraním časových intervalov, v ktorých sa objavujú príslušné informácie. To však malo zmysel, až keď boli všetky disky rozdelené do rovnakého počtu sektorov (17) a ich nominálna rýchlosť otáčania bola 3 600 ot./min.

Použitie zónového záznamu, vzhľad diskov s rôznymi nominálnymi rýchlosťami otáčania, zabudovanými vyrovnávacími pamäťami a vyrovnávacou pamäťou vedie k tomu, že je nemožné programovo vypočítať skutočnú rýchlosť otáčania diskov.

Vo väčšine pohonov je vretenový motor umiestnený v spodnej časti pod jednotkou HDA. V mnohých moderných zariadeniach je však zabudovaný vo vnútri HDA a tvorí stred mediálneho bloku. Táto konštrukcia umožňuje bez zmeny vertikálnej veľkosti jednotky zvýšiť počet platní na disku v bloku (v „stohu“).

Motor vretena odoberá z 12-voltového napájacieho zdroja pomerne veľa energie. Zvyšuje sa 2–3-krát v porovnaní so stacionárnou hodnotou počas akcelerácie (roztáčania) diskov. Takéto preťaženie trvá niekoľko sekúnd po zapnutí počítača. Ak je v počítači nainštalovaných viac jednotiek, môžete sa pokúsiť usporiadať ich zapnutie jeden po druhom, aby nedošlo k preťaženiu napájacieho zdroja. Oneskorený štart vretenového motora je zahrnutý vo väčšine diskov SCSI a IDE.

Riadiace panel

Na riadiacej doske sú namontované elektronické obvody na riadenie motora vretena a pohonu hlavy, ako aj na výmenu údajov s radičom (predložené vo vopred dohodnutej podobe). V jednotkách IDE je radič nainštalovaný priamo v jednotke a pre SCSI je možné použiť ďalšie rozširujúce karty.

Poruchy sa často vyskytujú nie v mechanických zostavách pohonov, ale v riadiacich doskách. Na prvý pohľad sa toto vyhlásenie môže zdať čudné, pretože je všeobecne známe, že elektronické súčiastky sú spoľahlivejšie ako mechanické, napriek tomu skutočnosť zostáva. Mnoho chybných pohonov je preto možné opraviť výmenou riadiacej dosky alebo jej prvku, a nie celého zariadenia. Táto funkcia je obzvlášť atraktívna, pretože môžete znova získať prístup k údajom uloženým na jednotke.

Poznámka*. Viac informácií o riadiacom obvode (doske) nájdete na prednáškach.

Predný panel

Mnoho súprav pevných diskov môže obsahovať čelné panely ako voliteľné položky (obrázok 17). Ale dnes je vo väčšine prípadov predný panel súčasťou skrinky počítača, a nie samotnej jednotky.

Obrázok: 17 ... Štandardný rám pevného disku

Káble a konektory jednotiek

Väčšina jednotiek pevného disku má najmenej dva typy konektorov: konektor (y) rozhrania a napájací konektor (pozri obrázok 18).

Obrázok: 18 Pripojenie pevného disku ATA (IDE)

Údaje a príkazy sa prenášajú na jednotku a naopak cez konektory rozhrania (pozri obr. 19, 20, 21). Mnoho štandardov rozhrania poskytuje pripojenie1 viac pohonov na jeden kábel (zbernicu). Avšak väčšina moderných zariadení ID E (ATA), SATA a SCSI sú pripojené pomocou rovnakého kábla.

Obrázok: 19. Vonkajší pohľad na 40-kolíkový konektor kábla rozhrania ATA (slučky)

Obrázok: 20. Schéma zjednoteného 50-pólového konektora použitého pre

pripojenie 2,5-palcových jednotiek ATA (položkyA, D, C, D - na napájanie)

Obrázok: 21, Vonkajší pohľad na slučku (kábel) typu ATA (IDE)

Napájacie konektory na pevných diskoch sú2 D - tvarovaný tvar. Tvar konektora slúži ako kľúč a zabraňuje nesprávnemu pripojeniu. Väčšina pohonov používa dve napájacie napätia (5 a 12 V), ale malé modely určené pre prenosné počítače potrebujú iba 5 V. Spravidla napája 12 V zdroj riadiaci obvod vretena motora a akčný člen a 5 V je napájaných o elektronických súčiastkach. Pevné disky spotrebúvajú viac energie ako disketové jednotky. Preto pri pripájaní viacerýchHDD by sa malo určiť s výkonom napájacieho zdroja.

Spotreba prúdu zo zdroja 12 V závisí od veľkosti zariadenia: čím viac jednotlivých platní je súčasťou „balenia“ a čím väčší je priemer každého z nich, tým viac energie je potrebné na ich pohon. Okrem toho, aby sa dosiahla vyššia rýchlosť otáčania diskov, je tiež potrebné zvýšiť výkon. Napríklad spotreba energie pre 3,5 "disky je v priemere asi 2 až 4 krát menšia ako 5,25" disky v plnej veľkosti. Niektoré veľmi malé disky (2,5 a 1,8 palca) používajú iba asi 1 W elektrickej energie.

Niekedy je na šasi pohonu uzemňovacia svorka, ktorá je nevyhnutná na zabezpečenie spoľahlivého kontaktu medzi zemou pohonu a šasi systému. U počítačov, kde sú jednotky pripevnené priamo k šasi pomocou kovových skrutiek, sa špeciálny uzemňovací vodič nevyžaduje. V niektorých počítačoch sú disky namontované na plastových lištách alebo lištách zo sklenených vlákien, ktoré prirodzene elektricky izolujú puzdro disku od puzdra systému. V takom prípade musia byť spojené ďalším vodičom pripojeným k spomínanej svorke. Ak je jednotka zle uzemnená, poruchy, chyby počas čítania a zápisu atď.

Položky konfigurácie

Pri inštalácii jednotky do počítača je zvyčajne potrebné zmeniť usporiadanie alebo deaktivovať špeciálne prepojky (prepojky) a niekedy zaťažovacie odpory. Tieto konfiguračné položky sa líšia podľa výrobcu rozhrania a jednotky.

Prepínače na konfiguráciu dvoch diskovATA (IDE)

Inštaláciu dvoch jednotiek IDE do jedného počítača je možné vykonať pomocou jedného alebo dvoch káblov rozhrania. Konfiguračné prepojky vám umožňujú definovať spôsob pripojenia zariadeníRadič IDE.

V štandarde IDE existuje spôsob organizácie pracovať spolu dva pevné disky zapojené do série. Stav pevného disku (primárny alebo sekundárny) sa určuje buď prepnutím existujúcej prepojky s označením Master pre primárny a Slave pre sekundárny, alebo aplikovaním riadiaceho signálu CSEL (Cable SELect) pozdĺž jednej z liniek rozhrania.

Keď je v systéme nainštalovaný iba jeden pevný disk, jeho radič reaguje na všetky príkazy z počítača. Ak existujú dva pevné disky (a teda dva radiče), potom sa príkazy odosielajú do oboch radičov súčasne. Musia byť upravené tak, aby každá hDD reagoval iba na príkazy adresované jemu. Presne na to slúži prepojka Master / Slave (prepínač) a riadiaci signál CSEL.

Väčšinu jednotiek IDE je možné nakonfigurovať takto:

• primárny (jeden disk);
• primárny (dva disky);
• sekundárne (dva disky);
• výber kábla.

Každý z radičov dvoch pevných diskov musí byť informovaný o svojom stave - primárnom alebo sekundárnom. Väčšina nových diskov používa iba jeden prepínač (primárny / sekundárny) a niektoré tiež používajú podradený prepínač.

Na obr. 22 zobrazuje umiestnenie opísaných spínačov na zadnej strane pohonu.

V niektorých moderných diskoch nemusíte prepínače nastavovať, t. predvolená je konkrétna konfigurácia jednotky. Všetko, čo potrebujete správna práca meniča, pozri prepínacie polohy v dokumentácii k meniču.

Obrázok: 22. Prepínače (prepojky) jednotky ATA (IDE)

1 Rozhranie SCSI umožňuje pripojiť až sedem diskov na jednom kábli (Wide SCSI-2 podporuje až 15 zariadení). Normy ST-506/412 alebo ESDI poskytujú samostatné konektory pre dátové a riadiace signály

2 Môžu byť ako disketové jednotky.

STRANA 16

Obrázok: 1. Pri prechode prúdu vodičom sa okolo neho vytvára magnetické pole

Batéria

Smer prúdu

Magnetické polia

obklopený vodičmi

Obrázok: 4. Stopy a sektory pevného disku

Obrázok: 5. Valec pevného disku

A tiež ďalšie diela, ktoré by vás mohli zaujímať
46883.		Diagnostické metódy vyšetrenia pacientov s pľúcnou tuberkulózou	34,5 KB
	Diagnostika (tuberkulodiagnostika) je metóda štúdia infekcie Mycobacterium tuberculosis, ako aj reaktivity infikovaných alebo očkovaných osôb na základe použitia tuberkulínových testov.
46884.		TUBERKULÓZA INTROKROTICKÝCH LYMFÓZOVÝCH UZLOV	34,5 KB
	Tuberkulóza vnútrohrudných lymfatických uzlín Tuberkulóza vnútrohrudných lymfatických uzlín sa zvyčajne morfologicky rozdeľuje na infiltratívnu formu podobnú veselej pneumónii, ktorá sa vyznačuje predovšetkým perifokálnymi reakciami okolo postihnutých uzlín a nádorovou formou podobnou hyperplázii nádoru a lymfatických uzlinách, ktorá sa vyznačuje predovšetkým lymfatickými uzlinami. S dobre fungujúcou detskou službou sa pri vyšetrení dieťaťa alebo dospievajúceho častejšie zisťuje tuberkulóza vnútrohrudných lymfatických uzlín.
46886.		UMELÉ TECHNOLOGICKÉ ZÁKLADY	34,99 KB
	Do kategórie umelých technologických základov patria aj také technologické základne, ktoré sú za účelom zvýšenia presnosti podkladu obrobku, ktorý sa má spracovať v prípravku, predbežne spracovaný s vyššou presnosťou, ako je požadovaná pre hotový výrobok podľa výkresu. nevyhnutné iba z technologických dôvodov.
46887.		Vlastnosti filozofie renesancie. Človek ako ústredný problém filozofie renesancie	35 kB
	Humanizmus je v tejto dobe spôsobom myslenia, kde je myšlienka dobra človeka vyhlásená za hlavný cieľ spoločenského a kultúrneho rozvoja. Oslovovanie človeka nie je len analýzou jeho pozemského bytia, ale indikátorom podstaty človeka na svete. Cesta tvorivej činnosti a tvorivosti Osobitný význam nadobúda nielen duchovná krása človeka, ale aj jeho telesná krása. Individualizmus ako zásadový prístup pri posudzovaní človeka sa stáva prostriedkom na potvrdenie jeho vlastnej hodnoty potreby oslobodenia od ...
46888.		Metóda projektu	35 kB
	Pre komplexné riešenie problémov technologického učenia používame rôznymi metódami vrátane realizácie kreatívnych projektov, ktorých účelom je zapojiť študentov do procesu transformačných aktivít od vývoja myšlienky po jej realizáciu. Dokončovaním projektov školáci ovládajú metódy inovatívnej tvorivej činnosti, učia sa samostatne vyhľadávať a analyzovať informácie, prijímať a aplikovať vedomosti v rôznych odvetviach, získavať zručnosti a praktické pracovné skúsenosti ...
46889.		Plánovanie miesta s „nulovou“ rovnováhou zemských hmôt	35 kB
	Razroblennya ґruntіv zdіysnyuyut s prípravou základne pre stánok a zariadenia na zmenu prírodných relєfu mіstsevostі. Proces prelomenia základne pozostáva z troch hlavných operácií: prelomenie podkladu a zmena prepravy a jej nastavenie s nastaveniami. Rozdelené je možné vidieť pri otvorení vimky a nasipu. Pred hodinou je návšteva pozemšťanov veľká, dôležitosť prepravy pôdy do tejto chvíle je spôsobená dôležitou prácou technológa є vibrovaním a rozbíjaním najefektívnejších metód rozpadu a ...
46890.		DODATOČNÉ PODPORNÉ POVRCHY	35,14 KB
	V takýchto prípadoch je technológ nútený používať ďalšie podporné plochy nesúce ďalšie podporné body presahujúce šesť teoreticky nevyhnutných. Dodatočné dosadacie plochy môžu byť prirodzené, takže príkladom použitia dodatočnej dosadacej plochy by bolo otočenie dlhého hriadeľa.
46891.		Štátna sektorová politika	36,67 KB
	Základné typy ocenenia dlhodobého majetku sú: počiatočná reprodukčná a zostatková cena. Úplné počiatočné náklady na investičný majetok podniku sú súčtom skutočných nákladov v bežných cenách na: obstaranie alebo vytvorenie pracovných prostriedkov: stavba budov a štruktúr; nákup dopravy; inštalácia a inštalácia strojov a prístrojov atď. nezmenené počas celej životnosti pracovných prostriedkov a ...

Výber pevného disku pre PC je veľmi náročná úloha. Koniec koncov, je to hlavné úložisko obchodných aj vašich osobných údajov. V tomto článku si povieme o kľúčových vlastnostiach HDD, ktorým by ste mali venovať pozornosť pri kúpe magnetickej mechaniky.

Úvod

Pri kúpe počítača sa veľa používateľov často zameriava na vlastnosti takých komponentov, ako sú monitor, procesor, grafická karta. A takou neoddeliteľnou súčasťou každého počítača ako pevný disk (v počítačovom slangu - pevný disk), kupujúci často získavajú, riadení iba objemom, prakticky zanedbávajúc ďalšie dôležité parametre. Napriek tomu by sa malo pamätať na to, že kompetentný prístup k výberu pevného disku je jednou zo záruk pohodlia pri ďalšej práci s počítačom, ako aj úspory finančných zdrojov, ktoré nás tak často obmedzujú.

Pevný disk alebo jednotka pevného disku (HDD, HDD) je hlavným zariadením na ukladanie údajov vo väčšine moderných počítačov, ktoré uchováva nielen informácie potrebné pre používateľa vrátane filmov, hier, fotografií, hudby, ale aj operačného systému, ako aj všetkého možného nainštalované programy... Preto by sa v skutočnosti malo výberu pevného disku pre počítač venovať náležitá pozornosť. Pamätajte, že ak niektorý prvok počítača zlyhá, je možné ho vymeniť. Jediným negatívnym bodom v tejto situácii sú ďalšie finančné náklady na opravy alebo nákup nového dielu. Ale porucha pevného disku môže okrem neočakávaných nákladov viesť k strate všetkých vašich informácií a tiež k nutnosti preinštalovať operačný systém a všetky požadované programy. Hlavným účelom tohto článku je pomôcť začínajúcim používateľom počítačov PC pri výbere modelu pevného disku, ktorý by najlepšie vyhovoval požiadavkám konkrétnych „používateľov“ pre počítač.

Najskôr by ste mali jasne určiť, v ktorom počítačovom zariadení bude pevný disk nainštalovaný a na aké účely plánujete toto zariadenie používať. Na základe najbežnejších úloh ich môžeme podmienečne rozdeliť do niekoľkých skupín:

• Mobilný počítač pre bežné úlohy (práca s dokumentmi, „surfovanie“ po sieti WWW, spracovanie údajov a práca s programami).
• Výkonný mobilný počítač na hranie hier a úlohy náročné na zdroje.
• Stolný počítač pre kancelárske úlohy;
• Produktívny stolný počítač (práca s multimédiami, hrami, spracovaním zvuku, videa a obrázkov);
• Multimediálny prehrávač a ukladanie dát.
• Na zostavenie externej (prenosnej) jednotky.

V súlade s jednou z uvedených možností používania vášho počítača môžete začať s výberom vhodného modelu pevného disku podľa jeho vlastností.

Tvarový faktor

Form factor je fyzická veľkosť pevného disku. Dnes je väčšina diskov pre domáce počítače široká 2,5 alebo 3,5 palca. Prvý, ktorý je menší, je určený na inštaláciu do notebookov, druhý - do stacionárnych systémových jednotiek. Samozrejme, 2,5-palcový disk je možné na želanie nainštalovať do stolného počítača.

K dispozícii sú tiež menšie magnetické disky s veľkosťami 1,8 ", 1" a dokonca 0,85 ". Ale tieto pevné disky sú oveľa menej bežné a sú zamerané na konkrétne zariadenia, ako sú ultrakompaktné počítače (UMPC), digitálne fotoaparáty, PDA a ďalšie zariadenia, kde sú veľmi dôležité malé rozmery a hmotnosť komponentov. V tomto článku o nich nebudeme hovoriť.

Čím je disk menší, tým je ľahší a na prácu potrebuje menej energie. Preto 2,5 "pevné disky takmer úplne nahradili 3,5" modely v systéme Windows externé úložisko... Skutočne, za prácu veľkých externé disky vyžaduje ďalšie napájanie z elektrickej zásuvky, zatiaľ čo mladší brat si vystačí iba s napájaním z portov USB. Ak sa teda rozhodnete zostaviť prenosnú jednotku sami, je lepšie na tento účel použiť 2,5-palcový pevný disk. Bude to ľahšie a kompaktnejšie riešenie a nebudete musieť so sebou nosiť napájací zdroj.

Pokiaľ ide o inštaláciu 2,5-palcových diskov v pokoji systémová jednotka, potom také rozhodnutie vyzerá nejednoznačne. Prečo? Pokračuj v čítaní.

Kapacita

Jednou z hlavných charakteristík každej jednotky (v tomto ohľade nie je výnimkou pevný disk) je jej kapacita (alebo objem), ktorá dnes u niektorých modelov dosahuje štyri terabajty (v jednom terabajte 1024 GB). Aj pred nejakými 5 rokmi sa takýto objem mohol zdať fantastický, ale súčasné zostavy OS, moderný softvér, video a fotografie vo vysokom rozlíšení, ako aj trojrozmerné počítačové videohry, ktoré majú pomerne solídnu „váhu“, potrebujú veľkú kapacitu pevného disku. Niektoré moderné hry teda na svoje normálne fungovanie potrebujú 12 alebo dokonca viac gigabajtov. voľné miesto na pevnom disku a hodina a pol filmu v kvalite HD môže vyžadovať viac ako 20 GB úložiska.

Dnes sa kapacity 2,5-palcového magnetického média pohybujú od 160 GB do 1,5 TB (najbežnejšie veľkosti sú 250 GB, 320 GB, 500 GB, 750 GB a 1 TB). 3,5 "stolné disky sú väčšie a môžu pojať 160 až 4 TB dát (najbežnejšie veľkosti sú 320 GB, 500 GB, 1 TB, 2 TB a 3 TB).

Pri výbere kapacity pevného disku nezabudnite na jeden dôležitý detail - čím väčšia je kapacita pevného disku, tým nižšia je cena za 1 GB úložiska informácií. Napríklad stolný pevný disk pre 320 GB stojí 1600 rubľov, pre 500 GB - 1650 rubľov a pre 1 TB - 1950 rubľov. Zvažujeme: v prvom prípade sú náklady na gigabajt dátového úložiska 5 rubľov (1600/320 \u003d 5), v druhom - 3,3 rubľov a v treťom - 1,95 rubľov. Takáto štatistika samozrejme neznamená, že je potrebné kupovať disk s veľmi veľkou kapacitou, ale v tomto príklade je úplne zrejmé, že nákup 320 GB disku je nevhodný.

Pokiaľ plánujete svoj počítač využívať hlavne na riešenie kancelárskych úloh, potom vám pevný disk s kapacitou 250 - 320 GB vystačí viac alebo menej, pokiaľ samozrejme nie je potrebné do počítača ukladať obrovské archívy dokumentácie. Zároveň, ako sme už poznamenali vyššie, je nákup pevného disku s objemom pod 500 GB nerentabilný. Ak ušetríte 50 až 200 rubľov, skončíte s veľmi vysokými nákladmi na gigabajt dátového úložiska. Táto skutočnosť platí pre disky oboch tvarových faktorov.

Chcete si zostaviť herný alebo multimediálny počítač na prácu s grafikou a videom, plánujete vo veľkom množstve sťahovať nové filmy a hudobné albumy na svoj pevný disk? Potom je lepšie zvoliť pevný disk s objemom najmenej 1 TB pre stolný počítač a najmenej 750 GB pre mobilný. Ale samozrejme, konečný výpočet kapacity pevného disku musí zodpovedať konkrétnym potrebám používateľa, a v tomto prípade uvádzame iba odporúčania.

Mali by sme spomenúť aj úložné systémy (NAS) a multimediálne prehrávače, ktoré sa stali populárnymi. Takéto zariadenie spravidla inštaluje veľké 3,5 ”disky, najlepšie s objemom najmenej 2 TB. Koniec koncov, tieto zariadenia sú zamerané na ukladanie veľkého množstva dát, čo znamená, že pevné disky v nich nainštalované musia byť kapacitné s najnižšou cenou za uloženie 1 GB informácií.

Geometria disku, platne a hustota záznamu

Pri výbere pevného disku by ste sa nemali slepo spoliehať iba na jeho celkovú kapacitu podľa zásady „čím viac, tým lepšie.“ Existujú ďalšie dôležité vlastnosti, medzi ktoré patria: hustota záznamu a počet použitých platní. Koniec koncov, od týchto faktorov priamo závisí nielen hlasitosť pevného disku, ale aj rýchlosť zápisu / čítania údajov.

Poďme na malú odbočku a povedzme si pár slov o dizajnových vlastnostiach moderných pevných diskov. Údaje sa v nich zaznamenávajú na hliníkové alebo sklenené disky, nazývané platne, ktoré sú pokryté feromagnetickým filmom. Za zápis a čítanie údajov z jednej z tisícov koncentrických stôp umiestnených na povrchu dosiek zodpovedajú čítacie hlavy, ktoré sú umiestnené na špeciálnych otočných polohovacích ramenách, niekedy nazývaných „vahadlá“. Tento postup prebieha bez priameho (mechanického) kontaktu medzi diskom a hlavou (sú umiestnené vo vzdialenosti asi 7-10 nm od seba), čo poskytuje ochranu pred možným poškodením a dlhú životnosť zariadenia. Každá doska má dva pracovné povrchy a je obsluhovaná dvoma hlavami (jednou pre každú stranu).

Na vytvorenie adresného priestoru je povrch magnetických diskov rozdelený do mnohých kruhových oblastí, ktoré sa nazývajú stopy. Skladby sú zase rozdelené na rovnaké segmenty - sektory. Vďaka takejto kruhovej štruktúre ovplyvňuje geometria platní, respektíve ich priemer, rýchlosť čítania a zápisu informácií.

Bližšie k vonkajšiemu okraju disku majú stopy väčší polomer (dlhšia dĺžka) a obsahujú viac sektorov, čo znamená viac informácií, ktoré dokáže zariadenie prečítať pri jednej otáčke. Preto je na vonkajších stopách disku rýchlosť prenosu dát vyššia, pretože čítacia hlava v tejto oblasti prekonáva v určitom časovom období väčšiu vzdialenosť ako na vnútorných stopách, ktoré sú bližšie k stredu. Disky s priemerom 3,5 palca sa teda vyznačujú vyšším výkonom ako disky s priemerom 2,5 palca.

Vo vnútri pevného disku môže byť naraz umiestnených niekoľko platní, z ktorých každá môže uchovávať určité maximálne množstvo dát. Presne povedané, toto určuje hustotu záznamu, meranú v gigabitoch na štvorcový palec (Gb / v 2) alebo v gigabajtoch na platňu (GB). Čím je táto hodnota väčšia, tým viac informácií sa umiestni na jednu stopu tabuľky a tým rýchlejšie sa vykoná záznam, ako aj následné načítanie informačných polí (bez ohľadu na rýchlosť otáčania diskov).

Celkový objem pevného disku tvoria nádoby každej z doštičiek v nej umiestnených. Napríklad prvý komerčný disk s kapacitou 1 000 GB (1 TB), predstavený v roku 2007, mal až 5 platní s hustotou každého 200 GB. Technologický pokrok však nezostáva stáť a v roku 2011 spoločnosť Hitachi vďaka zlepšeniu technológie kolmého záznamu predstavila prvý 1TB tanier, ktorý sa široko používa v moderných veľkokapacitných pevných diskoch.

Zníženie počtu platní na pevných diskoch má množstvo dôležitých výhod:

• Skrátený čas na načítanie údajov;
• Znižovanie spotreby energie a rozptylu tepla;
• Zvýšená spoľahlivosť a odolnosť proti chybám;
• Znížená hmotnosť a hrúbka;
• Znížené náklady.

Dnes na trhu s počítačmi existujú súčasne modely pevných diskov, ktoré používajú dosky s rôznou hustotou záznamu. To znamená, že pevné disky rovnakého objemu môžu mať úplne odlišný počet platní. Ak hľadáte najefektívnejšie riešenie, je lepšie zvoliť HDD s najmenším počtom platní a vysokou hustotou záznamu. Ale problém je v tom, že takmer v žiadnom obchode s počítačmi nenájdete hodnotu vyššie uvedených parametrov v popise charakteristík diskov. Tieto informácie navyše často chýbajú ani na oficiálnych webových stránkach výrobcov. Výsledkom je, že pre bežných bežných používateľov nie sú tieto vlastnosti zďaleka vždy rozhodujúce pri výbere pevného disku z dôvodu ich neprístupnosti. Pred nákupom vám napriek tomu odporúčame určite nájsť hodnoty týchto parametrov, ktoré vám umožnia zvoliť si pevný disk s najpokročilejšími a najmodernejšími vlastnosťami.

Otáčky vretena

Rýchlosť pevného disku priamo závisí nielen od hustoty záznamu, ale aj od rýchlosti otáčania magnetických diskov v ňom umiestnených. Všetky dosky vo vnútri pevného disku sú pevne pripevnené k jeho vnútornej osi, ktorá sa nazýva vreteno, a otáčajú sa s ním ako celkom. Čím rýchlejšie sa platňa otáča, tým skôr je sektor na čítanie.

V stacionárnych domácich počítačoch sa používajú modely pevných diskov, ktoré majú prevádzkovú rýchlosť 5400, 5900, 7200 alebo 10 000 ot./min. Zariadenia s rýchlosťou vretena 5400 ot./min sú zvyčajne tichšie ako ich vysokorýchlostní „konkurenti“ a majú menšie teplo. Winchester s vyššími otáčkami sa zase líšia lepší výkon, ale zároveň sú energeticky náročnejšie.

Pre bežné kancelárske PC postačí pohon s rýchlosťou vretena 5400 ot./min. Takéto disky sa tiež dobre hodia na inštaláciu do multimediálnych prehrávačov alebo dátových úložísk, kde dôležitú úlohu nezohráva ani tak rýchlosť prenosu informácií, ale nižšia spotreba energie a odvod tepla.

V iných prípadoch sa v drvivej väčšine používajú disky s doštičkami s rýchlosťou otáčania 7200 ot./min. Týka sa to počítačov strednej a najvyššej triedy. Používanie pevných diskov s rýchlosťou otáčania 10 000 ot./min je pomerne zriedkavé, pretože takéto modely pevných diskov sú veľmi hlučné a majú pomerne vysoké náklady na uloženie jedného gigabajtu informácií. Okrem toho používatelia v poslednej dobe čoraz viac uprednostňujú použitie SSD diskov namiesto produktívnych magnetických diskov.

V mobilnom sektore, kde dominujú 2,5-palcové disky, je najbežnejšia rýchlosť vretena 5400 ot./min. To nie je prekvapujúce, pretože pre prenosné zariadenia je dôležitá nízka spotreba energie a nízke zahrievanie častí. Nezabudli ale ani na majiteľov produktívnych notebookov - na trhu je veľký výber modelov s rýchlosťou otáčania 7200 ot./min a dokonca aj niekoľko zástupcov rodiny VelociRaptor s rýchlosťou otáčania 10 000 ot./min. O vhodnosti použitia druhého menovaného, \u200b\u200baj keď je to v najsilnejších mobilných počítačoch, veľmi pochybujeme. Podľa nášho názoru, ak potrebujete nainštalovať veľmi rýchly diskový subsystém, je lepšie venovať pozornosť jednotkám SSD.

Pripojovacie rozhranie

Takmer všetky moderné modely, malé aj veľké pevné disky, sú pripojené k základným doskám osobných počítačov pomocou sériového rozhrania SATA (Serial ATA). Ak máte veľmi starý počítač, je možná možnosť pripojenia pomocou paralelného rozhrania PATA (IDE). Pamätajte však, že sortiment takýchto pevných diskov v dnešných obchodoch je veľmi vzácny, pretože ich výroba takmer úplne skončila.

Pokiaľ ide o rozhranie SATA, na trhu sú k dispozícii 2 varianty diskov: pripojenie cez zbernicu SATA II alebo SATA III. V prvom variante môže byť maximálna rýchlosť prenosu údajov medzi diskom a RAM 300 MB / s (šírka pásma zbernice až 3 Gb / s) a v druhej - 600 MB / s (šírka pásma zbernice až 6 Gb / s). Rozhranie SATA III má tiež mierne vylepšenú správu napájania.

V praxi je šírka pásma rozhrania SATA II dostatočná pre všetky klasické pevné disky. Koniec koncov, aj tie najproduktívnejšie modely Rýchlosť HDD čítanie dát z platní sotva prekročí 200 MB / s. Ďalšou vecou sú disky SSD, kde sa dáta neukladajú na magnetických platniach, ale do flash pamäte, z ktorej je rýchlosť čítania mnohonásobne rýchlejšia a môže dosiahnuť hodnoty viac ako 500 MB / s.

Je potrebné poznamenať, že vo všetkých verziách rozhrania SATA je vzájomná kompatibilita zachovaná na úrovni výmenných protokolov, konektorov a káblov. To znamená, že pevný disk s rozhraním SATA III je možné bezpečne pripojiť k základnej doske cez konektor SATA I, aj keď maximálna šírka pásma disku bude obmedzená možnosťami staršej revízie a bude 150 MB / s.

Vyrovnávacia pamäť (vyrovnávacia pamäť)

Vyrovnávacia pamäť je rýchla medzipamäť (zvyčajne štandardný typ náhodný vstup do pamäťe), používaný na vyrovnanie (vyrovnanie) rozdielu medzi rýchlosťami čítania, zápisu a prenosu cez dátové rozhranie počas prevádzky disku. Vyrovnávacia pamäť pevného disku sa dá použiť na uloženie posledných načítaných údajov, ktoré sa ešte neprenášajú na spracovanie, alebo tých údajov, ktoré je možné znovu vyžiadať.

V predchádzajúcej časti sme si už všimli rozdiel medzi výkonom pevného disku a šírkou pásma rozhrania. Práve táto skutočnosť určuje potrebu tranzitného úložiska na moderných pevných diskoch. Takže počas zápisu alebo čítania údajov z magnetických platní môže systém používať informácie uložené v pamäti cache pre svoje vlastné potreby bez čakania na nečinnosť.

Veľkosť schránky pre moderné pevné disky vyrobené v 2,5 ”formáte môže byť 8, 16, 32 alebo 64 MB. Starší 3,5-palcoví kolegovia majú maximálnu vyrovnávaciu pamäť 128 MB. V mobilnom sektore najbežnejšie disky s 8 a 16 MB medzipamäťou. Spomedzi stolných pevných diskov sú najbežnejšie veľkosti vyrovnávacej pamäte 32 a 64 MB.

Teoreticky by väčšia vyrovnávacia pamäť mala poskytovať lepší výkon disku. Ale v praxi to tak nie je vždy. S diskom existujú rôzne operácie, pri ktorých schránka prakticky neovplyvňuje výkon pevného disku. Môže sa to napríklad stať pri postupnom načítaní údajov z povrchu platní alebo pri práci s veľkými súbormi. Účinnosť vyrovnávacej pamäte je navyše ovplyvnená algoritmami, ktoré môžu zabrániť chybám pri práci s vyrovnávacou pamäťou. A tu môže byť disk s menšou vyrovnávacou pamäťou, ale pokročilými algoritmami pre jeho prácu, produktívnejší ako konkurent s väčšou schránkou.

Nestojí to teda za prenasledovaním maximálneho množstva vyrovnávacej pamäte. Najmä ak potrebujete zaplatiť veľa za veľkú kapacitu vyrovnávacej pamäte. Okrem toho sa výrobcovia snažia vybaviť svoje produkty čo najefektívnejšou veľkosťou vyrovnávacej pamäte na základe triedy a vlastností určitých modelov diskov.

Ďalšie charakteristiky

Na záver sa poďme v krátkosti pozrieť na niektoré zo zvyšných charakteristík, s ktorými sa môžete v popise pevných diskov stretnúť.

Spoľahlivosť alebo stredná doba medzi poruchami ( MTBF) - priemerné trvanie pevného disku až do jeho prvého rozpadu alebo potreby opravy. Spravidla sa meria v hodinách. Tento parameter je veľmi dôležitý pre disky používané na serverových staniciach alebo v úložiskách súborov, ako aj v poliach RAID. Špecializované magnetické disky majú zvyčajne priemernú dobu chodu 800 000 až 1 000 000 hodín (napríklad série RED spoločnosti WD alebo série Constellation spoločnosti Seagate).

Úroveň hluku - šum generovaný prvkami pevného disku počas jeho činnosti. Merané v decibeloch (dB). Skladá sa hlavne z hluku pochádzajúceho z umiestnenia hláv (praskanie) a hluku z otáčania vretena (šumenia). Spravidla platí, že čím nižšie sú otáčky vretena, tým tichší pevný disk pracuje. Pevný disk možno nazvať tichým, ak je jeho úroveň hluku nižšia ako 26 dB.

Spotreba energie - dôležitý parameter pre disky nainštalované v systéme Windows mobilné zariadeniakde sa cení veľká výdrž batérie. Odvod tepla z pevného disku tiež priamo závisí od spotreby energie, ktorá je dôležitá aj pre prenosné počítače. Úroveň spotreby energie spravidla označuje výrobca na obale disku. Týmto číslam by ste však nemali slepo dôverovať. Veľmi často sú ďaleko od reality, takže ak naozaj chcete zistiť spotrebu energie konkrétneho modelu disku, je lepšie vyhľadávať na internete nezávislé výsledky testov.

Čas náhodného prístupu - priemerný čas, počas ktorého sa vykonáva umiestnenie čítacej hlavy disku na ľubovoľnom úseku magnetickej platne, meraný v milisekundách. Veľmi dôležitý parameter, ktorý ovplyvňuje výkon pevného disku ako celku. Čím kratší je čas určovania polohy, tým rýchlejšie sa budú dáta na disk zapisovať alebo čítať. Môže sa pohybovať od 2,5 ms (na niektorých modeloch diskov servera) do 14 ms. V prípade moderných diskov pre osobné počítače sa tento parameter pohybuje v priemere od 7 do 11 ms. Aj keď existujú aj veľmi rýchle modely, napríklad WD Velociraptor s priemernou dobou náhodného prístupu 3,6 ms.

Záver

Na záver by som chcel povedať pár slov o čoraz populárnejších hybridných magnetických diskoch (SSHD). Zariadenia tohto typu kombinujú bežnú jednotku pevného disku (HDD) a malú jednotku SSD (SSD), ktorá slúži ako ďalšia vyrovnávacia pamäť. Vývojári sa teda snažia spojiť hlavné výhody týchto dvoch technológií - veľkú kapacitu magnetických platní a rýchlosť flash pamäte. Cena hybridných diskov je zároveň oveľa nižšia ako cena nových diskov SSD a o niečo vyššia ako cena bežných HDD.

Napriek prísľubu tejto technológie sú disky SSHD na trhu pevných diskov zatiaľ veľmi slabo zastúpené iba malým počtom modelov v 2,5-palcovom formáte. Seagate je najaktívnejší v tomto segmente, hoci konkurenčné spoločnosti Western Digital (WD) a Toshiba už predstavili svoje hybridné riešenia. To všetko dáva nádej na vývoj trhu s pevnými diskami SSHD a čoskoro sa dočkáme predaja nových modelov týchto zariadení nielen pre mobilné počítačeale aj na desktopy.

Týmto sa končí naša recenzia, kde sme preskúmali všetky hlavné charakteristiky pevných diskov počítačov. Dúfame, že na základe tohto materiálu si budete môcť vybrať pevný disk na akékoľvek účely s optimálnymi parametrami, ktoré im zodpovedajú.

HDD používa jednu až niekoľko doštičiek na jednej osi. Čítacie hlavy v prevádzkovom režime sa nedotýkajú povrchu dosiek z dôvodu medzivrstvy prichádzajúceho prúdu vzduchu vytvoreného na povrchu počas rýchlej rotácie. Vzdialenosť medzi hlavou a diskom je niekoľko nanometrov (v moderných diskoch 5 - 10 nm) a absencia mechanického kontaktu zaisťuje dlhú životnosť zariadenia. Pri absencii rotácie diskov sú hlavy na vretene alebo mimo disku v bezpečnej zóne, kde je vylúčený ich abnormálny kontakt s povrchom diskov.

Názov „Winchester“

Podľa jednej z verzií dostal disk vďaka spoločnosti názov „Winchester“. V roku 1973 uviedol na trh model pevného disku 3340, ktorý po prvýkrát kombinoval platne na disky a čítacie hlavy v jednom jednodielnom puzdre. Pri jeho vývoji použili inžinieri krátky interný názov „30 - 30“, čo znamenalo dva moduly (v maximálnej konfigurácii) po 30 MB. Kenneth Houghton, vedúci projektu, navrhol tento disk nazvať „Winchester“ v zhode s označením populárnej loveckej pušky Winchester 30-30.

technické údaje

Fyzická veľkosť (tvarový faktor) (angl. rozmer) - takmer všetky moderné (-2008) disky pre osobné počítače a servery majú veľkosť 3,5 alebo 2,5 palca. Posledné z nich sa častejšie používajú v prenosných počítačoch. Rozšírené sú aj formáty - 1,8 ", 1,3", 1 "a 0,85". Výroba diskov v 8 a 5,25 palcovom prevedení bola zastavená.

Čas náhodného prístupu (angl. čas náhodného prístupu) - čas, počas ktorého je na pevnom disku zaručené, že vykoná operáciu čítania alebo zápisu na ktorejkoľvek časti magnetického disku. Rozsah tohto parametra je malý, od 2,5 do 16 ms, spravidla majú serverové disky najkratší čas (napríklad Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 ms), najväčší zo skutočných sú disky pre prenosné zariadenia (Seagate Momentus 5400.3 - 12, päť ).

Otáčky vretena (angl. rýchlosť vretena) - počet otáčok vretena za minútu. Čas prístupu a rýchlosť prenosu dát do veľkej miery závisia od tohto parametra. V súčasnosti sa pevné disky vyrábajú s nasledujúcimi štandardnými rýchlosťami otáčania: 4200, 5400 a 7200 (prenosné počítače), 7200 a 10 000 (osobné počítače), 10 000 a 15 000 ot./min (servery a výkonné pracovné stanice).

Výrobcovia

Väčšinu všetkých pevných diskov vyrába iba niekoľko spoločností: Seagate, Western Digital, Samsung a predtým ich vlastnila aj spoločnosť Hitachi. Spoločnosť Fujitsu pokračuje vo výrobe pevných diskov pre notebooky aj v roku 2001. Maxtor. V roku 2006 sa Seagate a Maxtor spojili. V polovici 90. rokov tu bola spoločnosť Conner, ktorú získala spoločnosť Seagate. V prvej polovici 90. rokov tu bola aj spoločnosť Micropolice, ktorá vyrábala veľmi drahé disky prémiovej triedy. Ale s vydaním prvých pevných diskov v priemysle s rýchlosťou 7200 otáčok za minútu používal nekvalitné ložiská hlavného hriadeľa dodávané spoločnosťou Nidek a spoločnosť Micropolice utrpela smrteľné straty pri návratoch, skrachovala a bola úplne kúpená rovnakým Seagate.

Zariadenie

Pevný disk sa skladá z obmedzenej oblasti a elektronickej jednotky.

Oblasť zadržania

Oblasť zadržania zahŕňa telo vyrobené z odolnej zliatiny, skutočné disky (platne) s magnetickým povlakom, hlavovú jednotku s polohovacím zariadením, elektrický pohon vretena.

Hlavový blok je sada páčok z pružinovej ocele (pár pre každý disk). Na jednom konci sú pripevnené k náprave v blízkosti okraja disku. Na ostatných koncoch (nad diskami) sú hlavy pripevnené.

Disky (platne) sú zvyčajne vyrobené zo zliatiny kovov. Aj keď sa vyskytli pokusy vyrobiť ich z plastu alebo dokonca zo skla, ukázalo sa, že také dosky boli krehké a krátkodobé. Obe roviny platní sú ako magnetofón pokryté najjemnejším prachom feromagnetu - oxidmi železa, mangánu a iných kovov. Presné zloženie a aplikačná technológia sú utajené. Väčšina rozpočtových zariadení obsahuje 1 alebo 2 doštičky, existujú však modely s viac doštičkami.

Disky sú pevne pripevnené k vretenu. Počas prevádzky sa vreteno otáča rýchlosťou niekoľko tisíc otáčok za minútu (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). Pri tejto rýchlosti sa v blízkosti povrchu dosky vytvorí silný prúd vzduchu, ktorý zdvihne hlavy a prinúti ich vznášať sa nad povrchom dosky. Tvar hláv sa počíta tak, aby poskytoval optimálnu vzdialenosť od doštičky počas prevádzky. Parkovacie zariadenie udržuje hlavy v parkovacej zóne, kým sa disky nezrýchlia na rýchlosť potrebnú na vzlet hláv. Tým sa zabráni poškodeniu hláv a pracovnej plochy dosiek.

Polohovač hlavy sa skladá zo stacionárneho páru silných, zvyčajne neodýmových, permanentných magnetov a cievky na pohyblivej zostave hlavy.

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, vo vnútri bezpečnostnej oblasti nie je vákuum. Niektorí výrobcovia ho robia hermetickým (odtiaľ pochádza aj názov) a plnia ho čisteným a sušeným vzduchom alebo neutrálnymi plynmi, najmä dusíkom; a na vyrovnanie tlaku je nainštalovaná tenká kovová alebo plastová membrána. (V tomto prípade je vo vnútri krytu pevného disku malé vrecko na vrecko so silikagélom, ktoré absorbuje vodnú paru, ktorá zostala vo vnútri krytu po jeho utesnení). Iní výrobcovia vyrovnávajú tlak cez malý otvor filtrom schopným zachytávať veľmi malé (niekoľko mikrometrov) častice. V tomto prípade sa však vyrovná aj úroveň vlhkosti a môžu tiež prenikať škodlivé plyny. Vyrovnanie tlaku je nevyhnutné, aby sa zabránilo deformácii plášťa kontajnmentu počas zmien atmosférického tlaku a teploty, ako aj pri zahrievaní zariadenia počas prevádzky.

Prachové častice, ktoré sa počas montáže ocitli v izolačnej zóne a ktoré spadli na povrch disku, sú počas rotácie odvádzané do iného filtra - zachytávača prachu.

Nízkoúrovňové formátovanie

V konečnej fáze montáže zariadenia sa povrchy dosiek naformátujú - vytvoria sa na nich stopy a sektory.

Prvé „pevné disky“ (ako diskety) obsahovali rovnaký počet sektorov na všetkých stopách. Na platniach moderných „pevných diskov“ sú stopy zoskupené do niekoľkých zón. Všetky stopy v jednej zóne majú rovnaký počet sektorov. Na každej trati vonkajšej zóny je však viac sektorov a čím je zóna bližšie k stredu, tým menej sektorov je pre každú stopu zóny. To umožňuje dosiahnuť rovnomernejšiu hustotu záznamu a v dôsledku toho zvýšiť kapacitu platní bez zmeny výrobnej technológie.

Hranice zón a počet sektorov na stopu pre každú zónu sú uložené v ROM elektronickej jednotky.

Okrem toho sú na každej trati skutočne ďalšie náhradné sektory. Ak sa v niektorom sektore vyskytne neopraviteľná chyba, je možné tento sektor nahradiť náhradným (angl. premieňanie). Samozrejme, dáta v ňom uložené sa s najväčšou pravdepodobnosťou stratia, ale kapacita disku sa nezníži. Existujú dve tabuľky na opätovné priradenie: jedna je dokončená vo výrobe, druhá počas prevádzky.

Tabuľky premapovania sektorov sú tiež uložené v ROM elektronickej jednotky.

Počas operácií prístupu na "pevný disk" elektronická jednotka nezávisle určuje, ktorý fyzický sektor by sa mal riešiť a kde sa nachádza (s prihliadnutím na zóny a nové priradenia). Preto zo strany externého rozhrania vyzerá „pevný disk“ homogénne.

V súvislosti s vyššie uvedeným existuje veľmi pretrvávajúca legenda, že úpravou premapovacích tabuliek a zón sa môže zvýšiť kapacita pevného disku. Existuje na to veľa nástrojov, ale v praxi sa ukazuje, že ak sa dosiahne zisk, potom je to zanedbateľné. Moderné disky sú také lacné, že také úpravy nestoja za námahu a čas strávený na nich.

Jednotka elektroniky

Na začiatku pevných diskov sa riadiaca logika prenášala do počítačového radiča MFM alebo RLL a doska elektroniky obsahovala iba analógové procesné moduly a riadenie vretenového motora, pozicionéra a komutátora hlavy. Zvýšenie rýchlosti prenosu dát prinútilo vývojárov skrátiť dĺžku analógovej cesty na hranicu a na moderných pevných diskoch elektronická jednotka zvyčajne obsahuje: riadiacu jednotku, pamäť iba na čítanie (ROM), vyrovnávaciu pamäť, jednotku rozhrania a jednotku na spracovanie digitálneho signálu.

Skrinka s rozhraním spája elektroniku pevného disku so zvyškom systému.

Riadiaca jednotka je riadiaci systém, ktorý prijíma elektrické signály na polohovanie hláv a generuje riadiace akcie pre pohon „kmitacej cievky“, prepínanie tokov informácií z rôznych hláv a riadenie činnosti všetkých ostatných uzlov (napríklad riadenie rýchlosti otáčania vretena).

Blok ROM ukladá riadiace programy pre riadiace jednotky a digitálne spracovanie signálu, ako aj servisné informácie na pevnom disku.

Vyrovnávacia pamäť vyhladzuje rozdiel medzi rýchlosťami časti rozhrania a jednotky (používa sa vysokorýchlostná statická pamäť). Zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte v niektorých prípadoch môže zvýšiť rýchlosť jednotky.

Jednotka na spracovanie digitálneho signálu vykonáva čistenie prečítaného analógového signálu a jeho dekódovanie (extrakcia digitálnej informácie). Na digitálne spracovanie sa používajú rôzne metódy, napríklad metóda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - maximálna pravdepodobnosť pri neúplnej odpovedi). Vykonáva sa porovnanie prijatého signálu so vzorkami. Zároveň sa vyberie vzorka, ktorá sa tvarovo a časovo najviac podobá dekódovanému signálu.

Technológie zaznamenávania údajov

Princíp činnosti pevných diskov je podobný ako pri prevádzke magnetofónov. Pracovná plocha disku sa pohybuje vzhľadom na čítaciu hlavu (napríklad vo forme tlmivky s medzerou v magnetickom obvode). Keď je na hlavnú cievku privádzaný striedavý elektrický prúd (počas záznamu), výsledné striedavé magnetické pole z medzery v hlave pôsobí na feromagnetický povrch disku a mení smer vektora magnetizácie domény v závislosti od veľkosti signálu. Počas čítania vedie pohyb domén v medzere hlavy k zmene magnetického toku v magnetickom obvode hlavy, čo vedie k výskytu striedavého elektrického signálu v cievke v dôsledku pôsobenia elektromagnetickej indukcie.

Nedávno sa na čítanie použil magnetorezistívny efekt a magnetorezistívne hlavy sa používajú v diskoch. V nich vedie zmena magnetického poľa k zmene odporu v závislosti od zmeny sily magnetického poľa. Takéto hlavy umožňujú zvýšiť pravdepodobnosť spoľahlivosti čítania informácií (najmä pri vysokých hustotách záznamu informácií).

Metóda kolmého záznamu

Kolmé zaznamenávanie je technika, pri ktorej sa kúsky informácií ukladajú do vertikálnych domén. To umožňuje použitie silnejších magnetických polí a znižuje stopu potrebnú na zaznamenanie 1 bitu. Hustota záznamu moderných vzoriek je 15 - 23 Gb / cm², v budúcnosti sa plánuje zvýšenie hustoty na 60 - 75 Gb / cm².

Kolmé pevné disky sú na trhu dostupné od roku 2005.

Metóda termálneho magnetického záznamu

Metóda termálneho magnetického záznamu (angl. Tepelne podporovaný magnetický záznam, HAMR ) je v súčasnosti najsľubnejším z existujúcich, teraz sa aktívne rozvíja. Táto metóda využíva bodové zahrievanie disku, ktoré umožňuje hlave magnetizovať veľmi malé časti jej povrchu. Po ochladení disku je magnetizácia „pevná“. Železnice tohto typu zatiaľ na trhu nie sú (pre rok 2009), existujú iba experimentálne vzorky, ale ich hustota už presahuje 150 Gbit / cm². Vývoj technológií HAMR trvá už dlho, ale odborníci sa stále nezhodujú v odhadoch maximálnej hustoty záznamu. Spoločnosť Hitachi teda nazýva limit na 2,3 - 3,1 Tbit / cm² a zástupcovia spoločnosti Seagate Technology naznačujú, že budú schopní zvýšiť hustotu záznamu médií HAMR na 7,75 Tbit / cm². Široké prijatie tejto technológie by sa malo očakávať po roku 2010.

Porovnanie rozhraní

uzly Wikipedia

45 MB jednotka pevného disku z 80. a 2000. rokov, uvoľňovací modul RAM, vložený do základnej dosky Pamäť počítača (zariadenie na ukladanie informácií, pamäťové zariadenie) časť počítača, fyzická ... ... Wikipedia

45 MB jednotka pevného disku z 80. a 2000. rokov, uvoľňovací modul RAM, vložený do základnej dosky Pamäť počítača (zariadenie na ukladanie informácií, pamäťové zariadenie) časť počítača, fyzická ... ... Wikipedia

44 MB pevný disk z 80. rokov a 2 GB CompactFlash z 2000 ... Wikipedia

	Šírka pásma, Mbps	Maximálna dĺžka kábla, m	Je potrebný napájací kábel	Počet diskov na kanál	Počet vodičov v kábli

Úvod

Pevný disk

Trend vývoja moderných technológií je charakterizovaný neustálym zvyšovaním hodnoty informácií. V súčasnosti sa na ukladanie informácií široko používajú externé pamäťové zariadenia osobných počítačov. Niekedy je hodnota informácií uložených na externých pamäťových zariadeniach osobných počítačov neporovnateľná s nákladmi toto zariadenie... Bezpečnosť informácií, nepretržitá činnosť systémov externej pamäte počítača určuje relevantnosť uvedeného problému a určuje výber témy diplomovej práce.

Účel dizertačnej práce: odhaliť teoretické a praktické základy diagnostiky a technológie pre opravy a úpravy počítačového vybavenia (SVT) a pevných diskov (HDD) osobných počítačov.

Výskumný objekt dizertačnej práce: jednotka pevného disku.

Predmet riešenia dizertačnej práce: diagnostika a technológia opráv pevných diskov

Ciele projektu diplomovej práce:

1. vykonať analýzu použitých úložných zariadení pevných diskov osobných počítačov;

2. Zvážte zariadenie a princíp činnosti pevných diskov osobných počítačov;

Získajte počiatočné teoretické a praktické zručnosti v diagnostike a riešení problémov s jednotkami pevného disku v osobných počítačoch.

Účel, vlastnosti a princíp činnosti pevných diskov

Typy externých pamäťových zariadení

Prvou externou pamäťou bola dierna karta - informačný nosič v podobe karty z papiera, lepenky, menej často z plastu, štandardných tvarov a veľkostí, na ktoré sa informácie nanášajú dierovaním (perforáciou). Dierovacie karty sa používajú hlavne na vstup a výstup údajov v počítačoch, ako aj na hlavné záznamové médium v \u200b\u200bdierovacích počítačových zostavách. Existuje veľa druhov kariet, ktoré sa líšia tvarom, veľkosťou, množstvom uložených informácií, tvarom a umiestnením otvorov. V ZSSR sa perforované karty používali hlavne s 80 stĺpmi (v zastaraných modeloch výpočtových zariadení boli 45-stĺpové), vyrobené z hustého kartónu s hrúbkou 0,18 mm vo forme obdĺžnika so stranami 187,4 a 82,5 mm. Pre pohodlie pri porovnávaní a stohovaní je ľavý horný roh karty odrezaný. Stĺpce sa označia po celej mape; pozdĺž mapy je rozdelená na 12 riadkov (10 hlavných a 2 ďalšie). Na jednu perforovanú kartu je možné nahrať až 80 znakov (približne 10 - 15 slov). Rýchlosť spracovania strojovo dierovaných kariet dosahuje 2 000 kariet za minútu. Reprodukcia (čítanie) informácií sa vykonáva pomocou elektromechanických čítačiek alebo fotobuniek. V zahraničí sa používali aj dierne lístky s 90, 40 a 21 stĺpcami so 6, 12 a 10 riadkami. Rôzne dierne štítky - karty s perforáciou na okraji, používané v informačných systémoch, a karty do písacích strojov.

Najbežnejšie externé pamäťové zariadenie v moderné počítače sa z nich stali jednotky magnetických diskov (NMD) alebo disketové jednotky. Čítačka / zapisovačka magnetického disku sa nazýva magnetická disková jednotka (MRD) alebo disková jednotka. Informácie sa ukladajú na dva typy pamäťových zariadení v závislosti od akcií, ktoré osoba potrebuje s údajmi. Na prenos malého množstva informácií sa používajú diskety (diskety) a na dlhodobé ukladanie veľkého množstva informácií sa používajú pevné disky (pevné disky).

Relatívne nový druh externé médiá sú optické disky (ich iný názov je laserový disk). Nepoužívajú magnetickú, ale opticko-mechanickú metódu záznamu a čítania informácií.

Prvýkrát sa objavili laserové disky, na ktoré sa informácie zaznamenávajú iba raz. Nemôžete ho vymazať ani prepísať. Takéto disky sa nazývajú CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, čo znamená „kompaktný disk - iba na čítanie“. Neskôr boli vynájdené prepisovateľné laserové disky - CD-RW. Na nich, ako aj na magnetických médiách, je možné uložené informácie vymazať a prepísať. Najväčšiu informačnú kapacitu medzi vymeniteľnými médiami majú laserové disky, ako napríklad DVD-ROM. Množstvo informácií na nich uložených môže dosiahnuť desiatky gigabajtov.

Flash karty sú prenosné zariadenia určené na ukladanie a rýchly prenos údajov z jedného počítača do druhého pripojením k zariadeniu uSB vstup... „Populárne“ modely flash kariet sú vybavené LED indikátorom na čítanie a zápis a zámkom na zápis. Zahrnuté môžu byť tiež: predlžovací kábel USB, CD s ovládačmi. V poslednej dobe sú flash karty veľmi populárne a takmer všade nahradili 3,5-diskety. Flash karty rýchlo naberajú na objeme (ich informačná kapacita už dosiahla 64 gigabajtov a zjavne to nie je limit!) A zlacňujú. Pohodlie ich prevádzky je navyše mimo konkurencie. Z výhod stojí za zmienku kompaktnosť, jednoduché použitie a možnosť pripájania / odpájania za tepla. Pohodlie práce s flash kartami možno plne oceniť iba na PC s operačným systémom od Windows 2000 a vyšším. V takom prípade nebudete musieť pre prácu s flash kartou inštalovať ovládač, pretože OS použije svoju knižnicu ovládačov.

Jednotky pevného disku (HDD)

Pevný magnetický disk (pevný disk, HDD - jednotka pevného disku) - permanentná pamäť, určená pre dlhodobé skladovanie všetky informácie dostupné v počítači. Operačný systém, neustále používané programy sú načítané z pevného disku, väčšina dokumentov je na ňom uložená.

Jednotka pevného disku (HDD) je jednou z kľúčových súčastí moderného počítača. Výkon a spoľahlivosť systému priamo závisí od toho. Zlepšujú sa technológie výroby pevných diskov, zväčšujú sa veľkosti programov a dáta sa hromadia v počítači.

Hlavné parametre HDD

1. Kapacita - Jednotka pevného disku má kapacitu od 40 GB do 1024 GB.

2. Rýchlosť čítania údajov. Priemerný dnešný údaj je asi 8 MB / s.

Priemerný čas prístupu. Meria sa v milisekundách a predstavuje čas, ktorý disku trvá, kým získa prístup k ľubovoľnej časti podľa vášho výberu. Priemer je 9 ms.

Rýchlosť otáčania disku. Indikátor priamo súvisiaci s rýchlosťou prístupu a rýchlosťou čítania údajov. Rýchlosť otáčania pevného disku ovplyvňuje hlavne zníženie priemerného času prístupu (vyhľadávania). Celkové zlepšenie výkonu je zvlášť viditeľné pri vzorkovaní veľkého počtu súborov.

Veľkosť pamäte cache je malá, rýchla vyrovnávacia pamäť, do ktorej počítač ukladá najčastejšie prístupné údaje. Jednotka pevného disku má vlastnú pamäť cache až 32 MB.

Dizajn HDD

Magnetický pevný disk (pevný disk) sa skladá z HDA (obrázok 1) a dosky radiča (obrázok 2).

Obrázok 1 Hermetický blok HDD

Obrázok 2 Doska radiča

Hermetický blok

HDA obsahuje všetky mechanické časti, doska obsahuje všetku riadiacu elektroniku, okrem predzosilňovača (predzosilňovača) umiestneného vo vnútri HDA v bezprostrednej blízkosti čítacích hláv.

HDA má vreteno s jedným alebo niekoľkými diskami. (Obrázok) Disky sú vyrobené z hliníka (niekedy - z keramiky alebo zo skla) a pokryté tenkou vrstvou oxidu chrómu. V súčasnosti môže množstvo informácií uložených na jednom disku dosiahnuť 1024 GB. Na bočnej strane vretena je umiestnený otočný polohovač. Na jednej strane sú vahadlá umiestnené svetlo magnetické hlavy smerujúce k diskom a na druhej krátka stopka s elektromagnetickým vinutím pohonu. Pri otáčaní vahadiel pozicionéra sa hlavy pohybujú oblúkom medzi stredom a okrajom diskov. Pod diskami je umiestnený motor, ktorý ich otáča vysokou rýchlosťou. Otáčaním diskov sa vytvára silné prúdenie vzduchu, ktoré cirkuluje po obvode HDA. Prach škodí povrchu diskov, preto je blok utesnený, vzduch v ňom je neustále čistený špeciálnym filtrom (obrázok 3).

Obrázok 3 Filter

Na vyrovnanie tlaku vzduchu vo vnútri aj vonku sú v krytoch HDA vyrobené malé okienka utesnené tenkou fóliou. U niektorých modelov je okno zatvorené priedušným filtrom. Vinutie pozicionéra je obklopené statorom, ktorý je permanentným magnetom. Keď sa na vinutie privádza prúd určitej veľkosti a polarity, vahadlo sa začne točiť príslušným smerom so zodpovedajúcim zrýchlením. Dynamickou zmenou prúdu vo vinutí je možné polohovač nastaviť do akejkoľvek polohy. Pri otáčaní diskov podporuje aerodynamická sila hlavy krátka vzdialenosť z povrchu diskov. Hlavy sa nikdy nedotýkajú oblasti povrchu disku, kde sú zaznamenané údaje. Na stopke pozicionéra sa zvyčajne nachádza takzvaná magnetická západka - malý permanentný magnet, ktorý je pri extrémnej vnútornej polohe hláv priťahovaný k povrchu statora a fixuje vahadlo v tejto polohe. Jedná sa o takzvanú parkovaciu polohu hláv, ktoré súčasne ležia na povrchu disku, v kontakte s ním. Informácie sa nezaznamenávajú v pristávacej zóne disku, takže priamy kontakt s nimi nie je nebezpečný. Takmer všetky moderné pevné disky sú vyrábané pomocou technológie, ktorá využíva magnetorezistívny efekt. Z tohto dôvodu v poslednom roku kapacita disku rýchlo rástla v dôsledku zvýšenia hustoty záznamu informácií.

Princíp činnosti jednotky pevného disku sa podobá princípu činnosti konvenčného magnetofónu, iba s tým rozdielom, že namiesto magnetickej pásky sa používajú povrchy diskov a namiesto zvukových signálov sa zaznamenávajú a reprodukujú digitálne. Akákoľvek jednotka pevného disku sa skladá z dvoch hlavných častí: HDA a radiča. HDA slúži ako puzdro pre všetky mechanické časti jednotky pevného disku. Ovládač je doska elektroniky pre jednotku pevného disku a je umiestnená mimo HDA, spravidla v jej spodnej časti. V niektorých jednotkách pevných diskov, napríklad v známej sérii Seagate Barracuda, je ovládač pokrytý ďalším kovovým krytom, ktorý chráni elektroniku pred poškodením, a zároveň slúži ako chladič na odvod tepla z mikroobvodov. Základom celej konštrukcie je robustné utesnené puzdro, ktoré chráni presnú vnútornú mechaniku pred vonkajšími vplyvmi. Vo vnútri puzdra je skutočný disk alebo súprava niekoľkých diskov otáčaných elektromotorom; magnetické hlavy s mechanizmom ich pohybu, ako aj predzosilňovač signálu. Telo je naplnené vzduchom bez prachu. Na vyrovnanie vnútorného a vonkajšieho tlaku je skrinka vybavená filtrom alebo má otvory utesnené fóliou, aj keď sa niekedy nájdu úplne utesnené jednotky pevného disku. Pri otáčaní diskov vzniká silný prúd vzduchu, ktorý cirkuluje vo vnútri puzdra a je neustále čistený iným, vnútorným filtrom od prachu, ktorý sa nejako dokázal dostať dovnútra. Moderné pevné disky sú veľmi zložité. Presná mechanika predstavuje až 90% nákladov. Zvážme podrobnejšie každú z jej častí. Magnetický disk je okrúhly hliníkový plech, ktorého povrch je spracovaný s najvyššou triedou presnosti. V každodennom živote taký lesk nenájdete. Aby boli dosky magnetické, ich povrch je potiahnutý zliatinou na báze chrómu alebo vákuovo striekanou kobaltovou vrstvou. Takýto povlak má vysokú tvrdosť, čo je dobré, pretože nedávno boli disky pokryté vrstvou mäkkého laku na báze oxidu železa a na rozdiel od moderných povlakov sa ľahko poškodili.

Na otáčanie diskov sa používa špeciálny elektrický motor, trochu podobný disketovému hnaciemu motoru: pevná kotva s vinutiami a rotujúci permanentný magnet. Jeho hlavný rozdiel spočíva vo vyššej presnosti výroby a dostupnosti špeciálnych ložísk, ktorými môžu byť buď bežné guľkové ložiská, alebo vyspelejšie - kvapalné, používa sa špeciálny olej, ktorý tlmí rázové zaťaženie, čo zvyšuje životnosť motora. Kvapalinové ložiská majú nižšiu hladinu hluku a počas prevádzky nevytvárajú takmer žiadne teplo. Niektoré moderné jednotky pevných diskov majú navyše motor úplne ponorený v zapečatenej nádobe s olejom, ktorý účinne odvádza teplo z vinutí.

Magnetická hlava je tiež zložitá štruktúra pozostávajúca z desiatok častí. Tieto časti sú také malé, že sa vyrábajú pomocou fotolitografie rovnakým spôsobom ako moderné mikroobvody. Pracovná plocha tela keramickej hlavy je leštená s rovnako vysokou presnosťou ako kotúč. Ovládačom je plochá cievka solenoidu z medeného drôtu umiestnená medzi pólmi permanentného magnetu a pripevnená ku koncu páky otáčajúcej sa na ložisku. Na druhom konci je svetelná šípka s magnetickými hlavami. Cievka je schopná pohybu v magnetickom poli pôsobením prúdu prechádzajúceho cez ňu, pričom súčasne pohybuje všetkými hlavami v radiálnom smere. Aby ste zabránili tomu, že sa špirála hláv visela zo strany na stranu, keď sa nepoužíva, je tu magnetická západka, ktorá drží hlavy vypnutého pevného disku na mieste. V nefunkčnom stave pohonu sú hlavice umiestnené blízko stredu diskov, v „parkovacej zóne“ a sú tlačené ľahkými pružinami proti bokom dosiek. Ale akonáhle sa disky začnú otáčať, prúdenie vzduchu zdvihne hlavy nad povrch diskov a prekoná silu pružín.

Hlavy „plávajú“ a od tejto chvíle sú nad diskom, úplne bez toho, aby ste sa ich dotkli. Hrúbka vzduchovej medzery medzi diskom a hlavou je u moderných pevných diskov iba 0,1 mikrónu, čo je 500-krát menej ako hrúbka ľudského vlasu. Pretože nedochádza k mechanickému kontaktu medzi hlavou a diskom, nedochádza k opotrebovaniu diskov a hláv. Ako už bolo spomenuté, vo vnútri HDA sa nachádza aj zosilňovač signálu, ktorý je umiestnený bližšie k hlavám, aby sa znížilo rušenie externým rušením. K hlavám je pripojený flexibilným plochým káblom. Rovnaký kábel sa používa na napájanie pohyblivej cievky ovládača a niekedy aj motora. Cez malý konektor je celá táto ekonomika spojená s doskou radiča.

Štrukturálny diagram pevného disku

Štruktúrny diagram pevného disku je uvedený na hárku 1 grafickej časti diplomovej práce.

Ovládač rozhrania je jedným z najkomplexnejších prvkov jednotky. Určuje rýchlosť komunikácie medzi HDD a hostiteľom (základná doska). Tiež sa nazýva radič HDC. Medzi hlavné funkcie radiča HDC patria:

1. sektorové čítanie;

2. sektorový záznam;

3. hľadanie značky adresy;

Vstup identifikátora;

Formátovanie sektoru a stopy;

Spracovanie a poskytovanie príkazov z hostiteľského systému;

Signalizácia rozhrania IDE;

Údržba vyrovnávacej pamäte.

) Separátor údajov je určený hlavne na odstránenie šumu z digitálneho signálu počas čítania, na oddelenie synchronizačných signálov čítania (RCLK) a zápisu (WCLK) a na vytváranie toku dát určených na zápis s prihliadnutím na potrebné časové oneskorenia.

) Čítací / zapisovací kanál generuje riadiace signály pre magnetické hlavy, pričom pri zápise prevádza paralelný kód na sériový a pri čítaní sériový kód na paralelný. Pri načítaní týmto modulom tiež kontroluje kód CRC (Control Cyclic Code) a v prípade potreby opravuje chyby.

) Riadiaci mikroprocesor zabezpečuje vykonávanie firmvéru jednotky čítaním príkazov z ROM. Podľa firmvéru riadi mikroprocesor všetky komponenty jednotky pevného disku.

) VCM (Voice Coil) poskytuje pohyb a polohovanie hlavovej zostavy.

) Motor vretena poháňa rotáciu magnetických diskov.

) Vodič motora a VCM poskytujú signály na riadenie motora a udržiavajú jeho konštantnú rýchlosť. Vodič navyše generuje prúd v cievke VCM, ktorý mu umožňuje pohybovať sa o vopred určené množstvo

Systémy súborov

Informácie o diskoch sa zaznamenávajú do sektorov s pevnou dĺžkou a každý sektor a umiestnenie každého fyzického záznamu (sektoru) na disku je jednoznačne identifikovaný tromi číslami: číslami povrchu disku, valca a sektoru na stope. A diskový radič v týchto podmienkach pracuje s diskom. A používateľ chce používať nie sektory, valce a povrchy, ale súbory a adresáre. Preto musí operačný systém alebo iný program pri práci so súbormi a adresármi na diskoch znamenať akcie, ktoré sú pre radič zrozumiteľné: čítanie a zápis určitých sektorov disku. A preto je potrebné ustanoviť pravidlá, podľa ktorých sa tento preklad vykonáva, to znamená predovšetkým určiť, ako by sa mali informácie na diskoch ukladať a organizovať.

Súborový systém je súbor konvencií, ktoré riadia organizáciu údajov na úložnom médiu. Tieto dohody umožňujú operačnému systému, iným programom a používateľom pracovať so súbormi a adresármi.

Systém súborov definuje:

1. ako sú súbory a adresáre uložené na disku;

2. aké informácie sa ukladajú o súboroch a adresároch;

Ako môžete zistiť, ktoré časti disku sú voľné a ktoré nie;

Formát adresárov a ďalších informácií o službe na disku.

Používanie diskov zaznamenaných na niektorých diskoch systém súborov, operačný systém alebo špeciálny program musí podporovať tento súborový systém.

Informácie sa ukladajú hlavne na disky a súborové systémy na nich použité určujú organizáciu dát na pevných magnetických diskoch.

AT operačné systémyv rodine MS Windows sa používajú nasledujúce súborové systémy - FAT, FAT 32, NTFS.

1.7.1 Systém súborov FATje najjednoduchší súborový systém podporovaný Windows NT. Základom systému súborov FAT je alokačná tabuľka súborov, ktorá sa nachádza na samom začiatku zväzku. Dve kópie tejto tabuľky sú uložené na disku pre prípad poškodenia. Tabuľka pridelenia súborov a koreňový adresár musia byť navyše uložené na konkrétnom mieste na disku (aby sa správne určilo umiestnenie zavádzacích súborov). Disk naformátovaný pomocou súborového systému FAT je rozdelený do klastrov, ktorých veľkosť závisí od veľkosti zväzku. Súčasne s vytvorením súboru sa v adresári vytvorí záznam a nastaví sa číslo prvého klastra obsahujúceho údaje. Tento záznam v alokačnej tabuľke súborov signalizuje, že sa jedná o posledný klaster v súbore, alebo označuje nasledujúci klaster.

Aktualizácia tabuľky priradenia súborov je dôležitá a časovo náročná. Ak nebudete pravidelne aktualizovať alokačnú tabuľku súborov, môže to viesť k strate údajov. Trvanie operácie sa vysvetľuje potrebou presunúť čítacie hlavy na logickú nulovú stopu disku pri každej aktualizácii tabuľky FAT. Adresár FAT nemá žiadnu špecifickú štruktúru a súbory sa zapisujú na prvé nájdené voľné miesto na disku. Systém súborov FAT navyše podporuje iba štyri atribúty súborov: Systém, Skryté, Iba na čítanie a Archív.

V počítači so systémom Windows NT nie je možné zrušiť odinštalovanie v žiadnom z podporovaných súborových systémov. Program Odinštalovať späť sa pokúša získať priamy prístup k hardvéru, čo je však nemožné pomocou systému Windows NT. Ak sa však súbor nachádzal na oddiele FAT, po spustení počítača v režime MS-DOS môžete vymazanie súboru vrátiť späť. Súborový systém FAT je najvhodnejší na použitie na diskoch a diskových oddieloch do 200 MB, pretože sa spúšťa s minimálnou réžiou.

Všeobecne by ste nemali používať systém súborov FAT pre disky a diskové oddiely väčšie ako 200 MB. Je to preto, že keď sa zväčšuje veľkosť zväzku, výkonnosť súborového systému FAT rapídne klesá. Nemôžete nastaviť povolenia pre súbory umiestnené na oddieloch FAT. Veľkosť diskových oddielov FAT je obmedzená: 4 GB pre Windows NT a 2 GB pre MS-DOS.

Súborový systém FAT32

Na prácu s veľkými diskami bol vyvinutý nový súborový systém FAT32. Spoločnosť Microsoft predstavuje súborový systém FAT32 po prvýkrát v operačnom systéme Windows 95 OSR2. V tomto súborovom systéme sa bitová rýchlosť ukazovateľa na klaster zvyšuje na 32 bitov, čo výrazne zvyšuje počet podporovaných klastrov, a preto zmenšuje ich veľkosť. Vidíte, že ukazovateľ má šírku 32 bitov, a dokonca aj pri klastri s veľkosťou 512 bajtov môže tento súborový systém podporovať disky s veľkosťou 127,9 GB. A pri použití klastra 32 kB môže podporovať disky až do 2 TB. Na prvý pohľad sa môže zdať, že teraz môžete použiť klaster s veľkosťou jedného bloku (512 bajtov), \u200b\u200bčím sa zníži strata v chvostoch súborov takmer na nulu, ale použitie takýchto malých klastrov stále nie je z hľadiska výkonu prospešné. Pamätáte si, že informácie o umiestnení súboru podľa klastra sú obsiahnuté v tabuľke FAT.

Čím menšia je veľkosť klastra, tým viac klastrov súbor obsadí a tým viac záznamov sa objaví v tabuľke, a teda podľa toho bude trvať dlhšie, kým si prečítate informácie o umiestnení súboru, keď k nemu získate prístup. Ďalším dôležitým bodom. Počas prevádzky sa tabuľky súborov prenášajú do pamäte RAM. A to je logické. Koniec koncov, je možné čítať informácie o súbore z RAM oveľa rýchlejšie ako z pevného disku. V takom prípade platí, že čím menšia je veľkosť klastra, tým viac záznamov v tabuľke súborov a tým väčší objem. A to zase ovplyvňuje požiadavky na veľkosť RAM. Výkon systému FAT32 je možné zvýšiť zväčšením veľkosti klastra. Zdvojnásobením klastra tiež znížime plochu FAT na polovicu. Vo FAT32 táto oblasť, ktorá je veľmi dôležitá pre výkon, zaberá niekoľko MB. Niekoľkonásobné zmenšenie oblasti FAT spôsobí citeľné zvýšenie výkonu, pretože sa výrazne zníži množstvo systémových údajov v súborovom systéme - a zníži sa čas strávený čítaním údajov o umiestnení súborov. Nevýhodou je, že sa výrazne zvyšuje strata miesta na disku. Výsledkom je začarovaný kruh: čím väčší je klaster, tým vyšší výkon, ale zvyšuje sa aj strata miesta na disku; čím menší je klaster, tým úspornejšie sa na disku strávi miesto, ale výkon dramaticky klesá.

Preto bol najmenší klaster na FAT32 vybraný ako 4 KB ako kompromis medzi efektivitou a výkonom úložiska. Pretože tento súborový systém bol navrhnutý na prácu s veľkými diskami, pozrime sa na to z tejto strany. Na uchovanie veľkého množstva dát sú potrebné veľké disky. S pribúdajúcim počtom súborov bude narastať veľkosť tabuľky pre ich alokáciu. Pretože skenovanie tabuľky je lineárne, výkon diskových operácií v určitom okamihu výrazne poklesne. A toto je už veľmi nepríjemný okamih. Vo Windows XP / 2000 je maximálna veľkosť oddielu, ktorý je možné formátovať pomocou systému FAT32, 32 GB, a to aj napriek teoretickému limitu 4 TB.

Microsoft zjavne našiel bod, za ktorý nemá zmysel ísť. Bez ohľadu na to môžete pracovať s oddielmi FAT32 väčšími ako 32 GB, ak sú naformátované v inom OS. Zvážme niekoľko ďalších funkcií systému FAT32. FAT32 má rozšírené atribúty súborov, aby teraz ukladal čas a dátum vytvorenia, úpravy a posledného prístupu k súboru alebo adresáru. Koreňový adresár v systéme FAT32 už nie je uložený na konkrétnom mieste, ale ukladá ukazovateľ na počiatočný klaster koreňového adresára. Vo výsledku sa odstráni predtým existujúce obmedzenie počtu položiek v koreňovom adresári. Okrem toho, aby ste mali prehľad o voľných klastroch, v oblasti vyhradenej na oddieli FAT32 je sektor, ktorý obsahuje počet voľných klastrov a počet naposledy použitých klastrov. To umožňuje systému znovu načítať celú alokačnú tabuľku súborov pri prideľovaní ďalšieho klastra.

Súborový systém NTFS

Z užívateľského hľadiska NTFS organizuje súbory do adresárov a triedi ich rovnakým spôsobom ako HPFS. Na rozdiel od FAT a HPFS však na disku nie sú žiadne špeciálne objekty a nezávisí to od zvláštností nainštalovaného hardvéru (napríklad sektor s veľkosťou 512 bajtov). Na disku navyše nie sú žiadne špeciálne úložiská údajov (tabuľky FAT a superbloky HPFS).

Na zabezpečenie spoľahlivosti súborového systému NTFS sa osobitná pozornosť venovala trom hlavným problémom: schopnosť zotavenia, eliminácia neodstrániteľných chýb jedného sektoru a núdzová náprava. obnova NTFS sleduje všetky transakcie oproti súborovému systému. Spustením príkazu CHKDSK na súborovom systéme FAT alebo HPFS sa overí postupnosť ukazovateľov v adresári, umiestnení a tabuľke súborov. Systém súborov NTFS vedie denník operácií s týmito komponentmi. Preto, aby ste obnovili pripojenie systému, musíte vrátiť transakcie do posledného bodu potvrdenia pomocou príkazu CHKDSK. Pri použití systému FAT alebo HPFS má zlyhanie sektoru, v ktorom je uložený jeden zo špeciálnych objektov systému súborov, za následok fatálnu chybu jedného sektoru.

NTFS rieši tento problém dvoma spôsobmi. Najskôr sa nepoužívajú špeciálne objekty a všetky objekty na disku sú monitorované a chránené. Po druhé, existuje viac kópií (počet závisí od veľkosti zväzku) tabuľky hlavných súborov. Rovnako ako verzie HPFS pre OS / 2, aj NTFS podporuje výpomoci.

Hlavný účel konfigurácie operačnej sály systémy Windows NT na akejkoľvek úrovni má poskytnúť platformu, ktorú je možné použiť ako modul pri budovaní ďalších systémov, a NTFS nie je výnimkou. Tento súborový systém je vysoko flexibilná platforma, ktorú môžu používať iné súborové systémy. Okrem toho systém NTFS plne implementuje model zabezpečenia systému Windows NT a podporu viacerých tokov údajov. Dátový súbor už nie je samostatným dátovým tokom. Používatelia môžu navyše pridať svoje vlastné atribúty súborov.

Najskôr NTFS výrazne zvýšil povolený oddiel súborov a zväzkov - až na 2 ^ 64 bajtov (16 exabajtov alebo 18 446 744 073 709 551 616 bajtov). NTFS znovu zavádza koncept klastrovania, ktorý sa predtým používal v systéme súborov FAT na riešenie problému s veľkosťou pevnej oblasti. Toto bolo urobené kvôli zlepšeniu hardvérovej nezávislosti operačného systému Windows NT pri použití s \u200b\u200bpevnými diskami vyrobenými pomocou inej technológie. Bolo teda prijaté stanovisko, že rozdelenie disku na 512 sektorov nie je vždy optimálne. Veľkosť klastra je násobkom počtu jednotlivých blokov pevného disku; najlepšie na použitie pri objemoch väčších ako 400 MB. S rastúcou veľkosťou zväzku sa výkon súborového systému NTFS neznižuje, ako je to v prípade systému FAT. Vďaka obnoviteľnosti NTFS nie je potrebné používať žiadny softvér na obnovenie disku.

Z dôvodu ďalšej spotreby diskového priestoru sa NTFS neodporúča používať pri objemoch menších ako 400 MB. Tieto náklady sú spojené s potrebou ukladania systémových súborov NTFS (v 100 MB oddiele to vyžaduje asi 4 MB). NTFS v súčasnosti nemá zabudované šifrovanie súborov. Preto môžete načítať systém MS-DOS (alebo iný operačný systém) a použiť program na úpravu disku na nízkej úrovni na prezeranie údajov uložených na zväzku NTFS. Diskety nie je možné formátovať pomocou systému súborov NTFS. Formáty Windows NT diskety používajú FAT, pretože množstvo informácií o službe, ktoré sú potrebné na to, aby systém NTFS fungoval, sa nezmestí na disketu.

Technológia S.M.A.R.T.

V priebehu času sa hlavy a ložiská opotrebúvajú, filtre, magnetické povrchy diskov a elektronické súčasti starnú. A hoci inžinieri, ktorí vyvíjajú disky, robia všetko pre to, aby zabezpečili, že ich produkt bude slúžiť mnoho rokov, môže sa stať, že pevný disk bude nefunkčný. Je dobré, ak disk obsahoval iba programy a hračky, ktoré je možné ľahko obnoviť z distribúcií. Najčastejšie sa ale stáva, že porucha disku používateľa zaskočí, potom sa ukáže, že tam bolo niečo dôležité a jedinečné. Presne to sa stalo pred niekoľkými rokmi, keď používateľ mohol iba hádať, čo jeho pevný disk v blízkej budúcnosti čaká, zamerať sa na vek disku, vzhľad nového zlé sektory a vaša vlastná intuícia. Táto metóda bola veľmi nepresná, pretože vek pohonu charakterizuje jeho opotrebenie iba nepriamo, oveľa väčší význam majú faktory ako počet inklúzií, vysoké prevádzkové teploty, mechanický náraz a tabakový dym vo vzduchu.

Preto poprední výrobcovia pevných diskov vyvinuli technológiu, ktorá umožňuje objektívne zhodnotiť stav všetkých systémov jednotky pevného disku a pomerne presne predpovedať dobu jej poruchy. Táto technológia sa volá S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis and Reporting Technology) a je prítomný vo všetkých moderných jednotkách pevného disku. Napriek zjavnej zložitosti názvu je princíp jeho fungovania dosť jednoduchý.

Keď je pohon v prevádzke, jeho mikroprocesor počíta cykly zapínania a vypínania, počet odpracovaných hodín, čas natáčania motora na menovité otáčky, počet chýb čítania, počet novoobjavených zlé sektory a oveľa viac. Okrem toho sa pomocou špeciálnych senzorov určuje teplota zariadenia, počet prijatých zásahov atď. Všetky údaje sa automaticky, bez zásahu používateľa, zadávajú do špeciálnej tabuľky na disku a pravidelne sa aktualizujú. Taktiež sa neustále porovnávajú s maximálnymi prípustnými hodnotami, ktorých prekročenie (alebo naopak) naznačuje vážnu poruchu pohonu.

Táto tabuľka sa nazýva tabuľka parametrov SMART a môže si ju používateľ kedykoľvek pozrieť, pre ktorú existuje špeciálna utilita. Napríklad HDD Speed \u200b\u200balebo SMARTUDM Tieto programy sú zadarmo a majú popis v ruštine. Mali by byť spustené z MS-DOSu pomocou systémovej diskety, bootovacieho CD-ROM alebo stlačením klávesu F5, zatiaľ čo bootovanie Windows 98. Venujte zvláštnu pozornosť skutočnosti, že niektoré hodnoty sú uvedené v šestnástkovej sústave, a aby ste určili napríklad počet inklúzií, musíte ich previesť na desatinné miesta (to je možné pomocou kalkulačky systému Windows). Existujú podobné programy pre Windows, napríklad S.M.A.R.T. Vision, avšak veľa z nich nefunguje správne s niektorými jednotkami a externými radičmi, takže by ste ich nemali brať vážne.

Technológia dvojitej vlny

Táto technológia bola vyvinutá spoločnosťou Maxtor a je široko používaná v rade pevných diskov. Diskový radič je prvý, ktorý používa dva procesory. Digitálny signálny procesor (DSP) riadi disky, čítanie / zápis a korekciu chýb. Maxtorov vlastný procesor RISC je optimalizovaný pre spracovanie príkazov I / O a ATA. Oba procesory majú voľný prístup k dátovej vyrovnávacej pamäti a zbernici výmeny dát. Technológia DualWave môže výrazne zvýšiť efektivitu práce s veľkými súbormi (video, 3D hry, databázy). Napríklad pevný disk DiamondMax 6800 s rýchlosťou 5400 ot./min. Vybavený jednotkou DualWave s istotou prekonáva v mnohých testoch bežné pevné disky s rýchlosťou 7200 ot./min. Okrem toho sa ukázalo, že disky Maxtor s radičom DualWave patria medzi najtichšie.

Technológia Data Lifeguard

Jedným z prvých rozšírení a vylepšení SMART je technológia Data Lifeguard vyvinutá a používaná spoločnosťou Western Digital vo svojich diskoch. Jeho podstata spočíva vo vytvorení systému na zvýšenie spoľahlivosti ukladania informácií, t.j. niečo, čo SMART, pracujúci v smere všeobecnej diagnostiky stavu pohonu, nesľuboval. Zvyčajnými dôvodmi straty informácií vo fungujúcej jednotke sú chyby zápisu, ktoré znemožňujú neskoršie načítanie a obnovu údajov, postupné opotrebovanie povrchu a zníženie jeho magnetických vlastností.

To je podstata technológie Data Lifeguard. Keď je disk vo voľnobežných otáčkach, vyhľadáva a prideľuje chybné sektory, obnovuje, ak je to možné, informácie z nich a zapisuje ich na nové miesto. Testy prebiehajú po 8 hodinách chodu disku od posledného testu a v prípade, že k nemu nepristupuje 15 sekúnd. Systém funguje nasledovne: pri načítaní sektoru sa môže vyskytnúť chyba, ktorá môže byť spôsobená zlou čitateľnosťou sektoru (nestabilný sektor), chybou pri zápise údajov do sektoru, inými náhodnými externými podmienkami alebo nízkou úrovňou signálu. V druhom prípade dôjde k pokusu o oživenie údajov - údaje sa znova zapíšu do toho istého sektoru a nasleduje ich kontrolné čítanie.

Ak je úroveň signálu stále nízka, potom je zjavné, že v magnetickej vrstve došlo k opotrebovaniu / poruche a údaje z nej sa presunú na nové miesto, ktoré sa označí ako chybné. Podobné kroky sa podniknú aj vo zvyšných menovaných prípadoch, ale pri opakovanom prístupe sa náhodná chyba nebude opakovať a sektoru sa nič nestane, ale pravdepodobne sa znova objavia v dôsledku prvých dvoch, a potom sa urobí pokus o ich obnovenie pomocou dostupných opravných kódov (ECC) , Kód opravy chýb). Ak budú údaje úspešné, zapíšu sa na nové miesto a zastarané údaje sa označia ako chybné. V prípade zlyhania, bohužiaľ, používateľ zostane bez údajov. Pri práci používa Data Lifeguard funkcie SMART, ale na rozdiel od nich funguje vždy, aj keď je SMART vypnutý. V prípade, že je disk zaneprázdnený testami Data Lifeguard, po prijatí externého príkazu sa test pozastaví a obnoví po 15 prácach po 15 sekundách nečinnosti.

Čas potrebný na povrchovú skúšku sa líši od modelu k modelu a dosahuje v priemere menej ako 1 minútu na gigabajt. Počítadlo času test-to-test sa neresetuje, keď je napájanie vypnuté. Chyby, ktoré sa vyskytnú, sa zaznamenajú. Všeobecne musím povedať, že toto je skutočne krok vpred. Používateľ sa zbaví potreby samostatne vykonávať test povrchu disku, čo navyše mnohí často nerobili a ani len netušia, o čo ide (po objavení sa SMART III, najmä Data Lifeguard, je to oprávnené). Pravdepodobnosť straty údajov je významne znížená, navyše je možné dokonca aj určité zlepšenie výkonu vďaka skutočnosti, že v počiatočných fázach sú vylúčené z používania neisto čítané sektory a nie je potrebné ich znovu načítať. Jednou z jemností tejto technológie je, že sa zdá, že kontroluje iba používané sektory, nevyužitý povrch zostáva nezačiarknutý.

Riešenie problémov s pevným diskom

Jednotka pevného disku (HDD) \\ HDD (jednotka pevného disku) \\ pevný disk (médiá) je hmotný objekt schopný ukladať informácie.

Úložiská informácií možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií:

• spôsob ukladania informácií: magnetoelektrický, optický, magnetooptický;
• typ nosiča informácií: disky na disketách a pevných magnetických diskoch, optické a magnetooptické disky, magnetická páska, polovodičové pamäťové prvky;
• spôsob organizácie prístupu k informáciám - priame, postupné a blokované prístupové jednotky;
• typ úložného zariadenia - vložené (interné), externé, samostatné, mobilné (nositeľné) atď.

Značná časť zariadení na ukladanie informácií, ktoré sa dnes používajú, je založená na magnetických médiách.

Zariadenie na pevnom disku

Winchester obsahuje sadu dosiek, ktoré sú zvyčajne kovové disky, pokryté magnetickým materiálom - platňou (oxid gama-ferit, bárnatý ferit, oxid chróm ...) a navzájom spojené vretenom (hriadeľ, náprava).
Samotné disky (hrubé približne 2 mm) sú vyrobené z hliníka, mosadze, keramiky alebo skla. (pozri obrázok)

Na nahrávanie sa používajú obidva povrchy diskov. Používa sa 4.-9 taniere... Hriadeľ sa otáča vysokou konštantnou rýchlosťou (3600 - 7200 ot./min.)
Rotácia diskov a radikálny pohyb hláv sa vykonávajú pomocou 2 elektromotory.
Dáta sa zapisujú alebo čítajú pomocou hlavy na čítanie / zápisjeden pre každý povrch disku. Počet hláv sa rovná počtu pracovných plôch všetkých diskov.

Informácie sa na disk zaznamenávajú na striktne určených miestach - sústredne stopy (stopy) ... Stopy sú rozdelené na sektor.Jeden sektor obsahuje 512 bajtov informácií.

Výmena dát medzi RAM a NMD sa uskutočňuje postupne s celým číslom (zhlukom). Klaster - reťazce po sebe idúcich sektorov (1,2,3,4, ...)

Špeciálne motor pomocou zátvorky umiestnite čítaciu / zapisovaciu hlavu nad zadanú stopu (pohybuje ju radiálne).
Po otočení disku je hlava umiestnená nad požadovaným sektorom. Je zrejmé, že všetky hlavy sa pohybujú súčasne a čítacie informačné hlavy sa pohybujú súčasne a čítajú informácie z rovnakých stôp rôznych informácií z rovnakých stôp rôznych diskov.

Stopy pevného disku s rovnakým sériovým číslom na rôznych pevných diskoch sa nazývajú valec .
Čítacie / zapisovacie hlavy sa pohybujú pozdĺž povrchu platne. Čím bližšie je hlava k povrchu disku bez toho, aby ste sa ho dotkli, tým vyššia je prípustná hustota záznamu.

Zariadenie Winchester

Magnetický princíp čítania a zápisu informácií

magnetický princíp záznamu informácií

Fyzikálne základy procesov zaznamenávania a reprodukcie informácií na magnetických médiách boli položené v dielach fyzikov M. Faradaya (1791 - 1867) a D. K. Maxwella (1831 - 1879).

V magnetických pamäťových médiách sa digitálny záznam uskutočňuje na magneticky citlivom materiáli. Medzi také materiály patria niektoré druhy oxidov železa, nikel, kobalt a jeho zlúčeniny, zliatiny, ako aj magnetoplasty a magnetoelasty s viskóznymi plastmi a gumou, magnetické materiály pre mikroprášok.

Magnetický povlak má hrúbku niekoľko mikrometrov. Povlak sa nanáša na nemagnetický podklad, ktorý rozlišuje plasty pre magnetické pásky a diskety a zliatiny hliníka a kompozity pre pevné disky. Magnetický povlak disku má doménovú štruktúru, t.j. sa skladá z mnohých malých magnetizovaných častíc.

Magnetická doména (z latinského dominia - držba) je mikroskopická, rovnomerne zmagnetizovaná oblasť vo feromagnetických vzorkách, oddelená od susedných oblastí tenkými prechodovými vrstvami (hranice domén).

Pod vplyvom vonkajšieho magnetického poľa sú vnútorné magnetické polia domén orientované v súlade so smerom čiar magnetického poľa. Po ukončení pôsobenia vonkajšieho poľa sa na povrchu domény vytvárajú zóny remanentnej magnetizácie. Vďaka tejto vlastnosti sa informácie o vplyve magnetického poľa ukladajú na magnetické médium.

Pri zaznamenávaní informácií sa pomocou magnetickej hlavy vytvára vonkajšie magnetické pole. V procese čítania informácií zóny remanentnej magnetizácie, ktorá je oproti magnetickej hlave, je v nej počas čítania indukovaná elektromotorická sila (EMF).

Schéma zápisu a čítania z magnetického disku je uvedená na obrázku 3.1. Zmena smeru EMF za určité časové obdobie je identifikovaná binárnou jednotkou a absencia tejto zmeny je identifikovaná nulou. Zadané časové obdobie sa volá bitový prvok.

Povrch magnetický nosič sa považuje za postupnosť bodkovaných pozícií, z ktorých každá je spojená s trochou informácií. Pretože umiestnenie týchto pozícií je nepresné, nahrávanie vyžaduje predtlačené značky, ktoré uľahčujú lokalizáciu požadovaných pozícií záznamu. Ak chcete použiť také synchronizačné značky, musí byť disk rozdelený na stopy
a sektory - formátovanie.

Organizácia rýchleho prístupu k informáciám na disku je dôležitou etapou ukladania údajov. Online prístup k akejkoľvek časti povrchu disku je zabezpečený jednak rýchlym otáčaním a jednak pohybom magnetickej čítacej / zapisovacej hlavy pozdĺž polomeru disku.
Disketa sa točí pri 300 - 360 ot./min., Zatiaľ čo pevný disk sa točí pri 3600 - 7200 ot./min.

Logické zariadenie pevného disku

Magnetický disk nie je pôvodne pripravený na použitie. Aby sa uviedol do funkčného stavu, musí byť naformátovaný, t.j. musí byť vytvorená štruktúra disku.

Štruktúra (rozloženie) disku sa vytvára počas procesu formátovania.

Formátovanie magnetické disky zahŕňajú 2 stupne:

1. fyzické formátovanie (nízka úroveň)
2. logické (vysoká úroveň).

Fyzické formátovanie rozdelí pracovnú plochu disku na samostatné oblasti, ktoré sa nazývajú odvetviach ktoré sú umiestnené pozdĺž sústredných kruhov - stôp.

Okrem toho sa určia sektory nevhodné na zápis údajov, ktoré sa označia ako zlé aby sa zabránilo ich použitiu. Každý sektor je najmenšou jednotkou údajov na disku a má svoju vlastnú adresu, ktorá umožňuje priamy prístup k nemu. Adresa sektoru zahŕňa číslo strany disku, číslo stopy a číslo sektoru na stope. Fyzické parametre disku sú nastavené.

Používateľ spravidla nemusí pracovať s fyzickým formátovaním, pretože pevné disky sú vo väčšine prípadov vo formáte. Spravidla by to malo robiť špecializované servisné stredisko.

Nízkoúrovňové formátovanieje potrebné vykonať v nasledujúcich prípadoch:

• ak dôjde k poruche v stope 0, čo spôsobí problémy pri bootovaní z pevného disku, ale samotný disk je k dispozícii pri bootovaní z diskety;
• ak vraciate starý disk do funkčného stavu, napríklad disk, ktorý bol presunutý z poškodeného počítača.
• ak bol disk naformátovaný tak, aby pracoval s iným operačným systémom;
• ak disk prestal fungovať normálne a všetky metódy obnovy nepriniesli pozitívne výsledky.

Pamätajte, že fyzické formátovanie je veľmi silná operácia - po jeho vykonaní sa údaje uložené na disku úplne vymažú a bude nemožné ich obnoviť! Preto nespúšťajte nízkoúrovňové formátovanie, ak si nie ste istí, že ste všetky dôležité údaje uložili mimo pevný disk!

Po vykonaní nízkoúrovňového formátovania nasleduje ďalší krok - vytvorenie oddielu pevného disku do jedného alebo viacerých logické jednotky - najlepšia cesta zaoberať sa zmätkom adresárov a súborov roztrúsených po disku.

Bez pridania akýchkoľvek hardvérových prvkov do vášho systému získate príležitosť pracovať s niekoľkými časťami jedného pevného disku ako s niekoľkými jednotkami.
To nezvyšuje kapacitu disku, ale môžete výrazne zlepšiť jeho organizáciu. Okrem toho je možné pre rôzne operačné systémy použiť rôzne logické jednotky.

Kedy logické formátovanie konečná príprava média na ukladanie údajov nastáva logickou organizáciou miesta na disku.
Disk je pripravený na zápis súborov do sektorov vytvorených nízkoúrovňovým formátovaním.
Po vytvorení tabuľky rozdelenia nasleduje ďalšia etapa - logické formátovanie jednotlivých častí oddielu, ďalej len logické disky.

Logický disk - toto je určitá oblasť pevného disku, ktorá funguje rovnako ako samostatná jednotka.

Logické formátovanie je oveľa jednoduchší proces ako formátovanie na nízkej úrovni.
Aby ste ho mohli spustiť, nabootujte z diskety obsahujúcej obslužný program FORMAT.
Ak máte viac logických jednotiek, naformátujte ich všetky postupne.

Počas logického formátovania je disk pridelený systémová oblasť, ktorý sa skladá z 3 častí:

• boot sektor a tabuľka oddielov (Boot reсord)
• tabuľky alokácie súborov (FAT), v ktorých je zaznamenaný počet stôp a sektorov, v ktorých sú uložené súbory
• koreňový adresár (root root).

Informácie sa zaznamenávajú po častiach cez klaster. Jeden a ten istý klaster nemôže mať 2 rôzne súbory.
V tejto fáze je navyše možné priradiť meno.

Pevný disk je možné rozdeliť na niekoľko logických jednotiek a naopak 2 pevné disky je možné kombinovať do jednej logickej jednotky.

Odporúča sa vytvoriť aspoň dva oddiely na pevnom disku (dva logické disky): jeden z nich je vyhradený pre operačný systém a softvér, druhý disk je vyhradený výlučne pre údaje používateľa. Teda údaje a systémové súbory sa ukladajú oddelene od seba a v prípade poruchy operačného systému je oveľa pravdepodobnejšie, že uložíte údaje používateľa.

Charakteristika pevných diskov

Pevné disky (pevné disky) sa navzájom líšia v nasledujúcich charakteristikách:

1. kapacita
2. rýchlosť - čas prístupu k údajom, rýchlosť čítania a zápisu informácií.
3. rozhranie (metóda pripojenia) - typ radiča, ku ktorému by mal byť pripojený pevný disk (najčastejšie IDE / EIDE a rôzne varianty SСSI).
4. ďalšie funkcie

1. Kapacita- množstvo informácií, ktoré sa zmestia na disk (určené úrovňou výrobnej technológie).
Dnes je kapacita 500 - 2 000 GB alebo viac. Miesta na pevnom disku nikdy nie je príliš veľa.

2. Rýchlosť práce (rýchlosť) disk sa vyznačuje dvoma indikátormi: čas prístupu na disk a rýchlosť čítania a zápisu na disk.

Prístupový čas - čas potrebný na presun (umiestnenie) čítacích / zapisovacích hláv na požadovanú stopu a požadovaný sektor.
Priemerná charakteristická doba prístupu medzi dvoma náhodne vybranými stopami je približne 8 - 12 ms (milisekundy), rýchlejšie disky majú čas 5 - 7 ms.
Čas prechodu na susednú koľaj (susedný valec) je menej ako 0,5 - 1,5 ms. Trvá tiež istý čas, kým sa obrátite na požadovaný sektor.
Celková doba obratu disku pre dnešné pevné disky je 8 - 16 ms, priemerná čakacia doba sektoru je 3 - 8 ms.
Čím kratší je prístupový čas, tým rýchlejšie sa disk spustí.

Rýchlosť čítania / zápisu (I / O bandwidth) or data rate (transfer) - čas prenosu sekvenčne umiestnených údajov závisí nielen od disku, ale aj od jeho radiča, typov zbernice, rýchlosti procesora. Rýchlosť pomalých diskov je 1,5 - 3 Mb / s, pre rýchle disky - 4 - 5 Mb / s, pre najnovšie - 20 Mb / s.
Winchester s rozhraním SCSI podporuje frekvenciu otáčania 10 000 ot./min. a priemerný čas hľadania je 5 ms, rýchlosť dátového prenosu je 40-80 Mb / s.

3. Štandardné rozhranie pre pripojenie pevného disku - t.j. typ radiča, ku ktorému by mal byť pripojený pevný disk. Nachádza sa na základnej doske.
Existujú tri hlavné pripojovacie rozhrania

1. IDE a jeho rôzne varianty

IDE (Integrated Disk Electronics) alebo (ATA) Advanced Technology Attachment
Výhody - jednoduchosť a nízke náklady

Prenosové rýchlosti: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb / s. Ako sa dáta vyvíjajú, rozhranie podporuje rozšírenie zoznamu zariadení: pevný disk, super-disketa, magnetooptika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Zavádzajú sa niektoré prvky paralelizácie (gneuing a odpojenie / opätovné pripojenie), kontrola integrity údajov počas prenosu. Hlavnou nevýhodou IDE je malý počet pripojených zariadení (nie viac ako 4), čo zjavne nestačí na špičkový počítač.
Dnes sa rozhrania IDE zmenili na nové výmenné protokoly Ultra ATA. Výrazne zvyšuje šírku pásma
Režim 4 a DMA (Direсt Memory Assess) Režim 2 umožňuje prenos dát rýchlosťou 16,6 Mb / s, ale skutočná rýchlosť prenosu dát by bola oveľa nižšia.
Normy Ultra DMA / 33 a Ultra DMA / 66, vyvinuté vo februári 98. od spoločnosti Quantum majú 3 prevádzkové režimy 0,1,2 a 4, v druhom režime nosič podporuje
prenosová rýchlosť 33Mb / s. (Ultra DMA / 33 Mode 2) Túto vysokú rýchlosť je možné dosiahnuť iba výmenou s vyrovnávacou pamäťou jednotky. S cieľom využiť výhody
Normy Ultra DMA musia spĺňať 2 podmienky:

1. Hardvérová podpora na základnej doske (čipset) a zo samotnej jednotky.

2. udržiavať režim Ultra DMA, podobne ako iné DMA (priamy prístup do pamäte Assess-Direct).

Vyžaduje špeciálny ovládač pre rôzne čipové sady. Spravidla sú súčasťou základnej dosky, v prípade potreby si ich môžete „stiahnuť“
z internetu zo stránky výrobcu základnej dosky.

Ultra DMA je spätne kompatibilný s predchádzajúcimi pomalšími radičmi.
Dnešná verzia: Ultra DMA / 100 (koniec roka 2000) a Ultra DMA / 133 (2001).

SATA
Výmena IDE (ATA) za inú vysokorýchlostnú sériovú zbernicu Fireware (IEEE-1394). Využitie novej technológie umožní dosiahnuť prenosovú rýchlosť rovnú 100 Mb / s,
spoľahlivosť systému sa zvýši, čo umožní inštaláciu zariadení bez použitia počítača, čo je v rozhraní ATA absolútne nemožné.

SСSI (malé rozhranie počítačového systému) - zariadenia sú 2-krát drahšie ako zvyčajne, vyžadujú špeciálny radič na základnej doske.
Používa sa pre servery, publikačné systémy, systémy CAD. Poskytujú vyšší výkon (rýchlosť až 160 Mb / s), širokú škálu pripojených úložných zariadení.
Radič SCSI je potrebné zakúpiť spolu s príslušným diskom.

Výhoda SCSI oproti IDE - flexibilita a výkon.
Flexibilita spočíva vo veľkom počte pripojených zariadení (7 - 15) a pre IDE (maximálne 4) vo väčšej dĺžke kábla.
Výkon - vysoké prenosové rýchlosti a schopnosť spracovávať viac transakcií súčasne.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) až 40 Mb / s 16-bitová verzia Ultra2 - štandard SСSI až 80 Mb / s

2. Ďalšia technológia rozhrania SСSI s názvom Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) umožňuje pripojenie až 100 Mbps, zatiaľ čo dĺžka kábla je až 30 metrov. Technológia FC-AL umožňuje vykonávať „horúce“ pripojenie, tj. na cestách má ďalšie riadky na kontrolu a opravu chýb (technológia je nákladnejšia ako bežné SСSI).

4. Ďalšie vlastnosti moderných pevných diskov

Veľké množstvo modelov pevných diskov sťažuje výber toho správneho.
Okrem požadovanej kapacity je veľmi dôležitý aj výkon, ktorý je určený hlavne jeho fyzikálnymi vlastnosťami.
Týmito charakteristikami sú priemerný čas hľadania, rýchlosť rotácie, interné a externé rýchlosti prenosu a veľkosť pamäte cache.

4.1 Priemerný čas hľadania.

Pevný disk trvá nejaký čas, kým presunie magnetickú hlavu aktuálnej polohy do novej polohy, ktorá je potrebná na prečítanie nasledujúcej informácie.
V každej konkrétnej situácii je tento čas iný, v závislosti od vzdialenosti, ktorou sa musí hlava pohnúť. Zvyčajne sú v špecifikáciách uvedené iba priemerované hodnoty a priemerovacie algoritmy používané rôznymi spoločnosťami sú zvyčajne odlišné, takže priame porovnanie je ťažké.

Spoločnosti Fujitsu a Western Digital teda pracujú na všetkých možných pároch skladieb, spoločnosti Maxtor a Quantum používajú metódu náhodného prístupu. Získaný výsledok je možné dodatočne korigovať.

Hodnota času na vyhľadanie pre zápis je často o niečo vyššia ako pre čítanie. Niektorí výrobcovia uvádzajú vo svojich technických údajoch (na čítanie) iba nižšiu hodnotu. V každom prípade je okrem priemerných hodnôt užitočné vziať do úvahy aj maximum (cez celý disk),
a minimum (to znamená stopa na stopu) hľadanie času.

4.2 Rýchlosť otáčania

Z hľadiska rýchlosti prístupu k požadovanému fragmentu záznamu ovplyvňuje rýchlosť otáčania hodnotu takzvaného latentného času, ktorý aby sa disk otočil k magnetickej hlave s požadovaným sektorom.

Priemerná hodnota tejto doby zodpovedá polovici otáčky disku a je 8,33 ms pri 3600 ot./min, 6,67 ms pri 4500 ot./min, 5,56 ms pri 5400 ot./min, 4,17 ms pri 7200 ot./min.

Hodnota latencie je porovnateľná s priemerným časom hľadania, takže v niektorých režimoch môže mať rovnaký, ak nie väčší, vplyv na výkon.

4.3 Interná prenosová rýchlosť

- rýchlosť zápisu alebo čítania údajov z disku. Vďaka zónovému záznamu má premenlivú hodnotu - vyššiu na vonkajších stopách a nižšiu na vnútorných stopách.
Pri práci s dlhými súbormi je v mnohých prípadoch práve tento parameter limitujúci rýchlosť prenosu.

4.4 Externá prenosová rýchlosť

- rýchlosť (vrchol), ktorou sa údaje prenášajú cez rozhranie.

Závisí to od typu rozhrania a má najčastejšie pevné hodnoty: 8,3; 11,1; 16,7 Mb / s pre vylepšené IDE (režim PIO2, 3, 4); 33,3 66,6 100 pre Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb / s pre synchrónne SСSI, Fast SСSI-2, FastWide SСSI-2 Ultra SСSI (16 bitov).

4.5 Dostupnosť vlastnej vyrovnávacej pamäte pevného disku a jej veľkosť (vyrovnávacia pamäť disku).

Veľkosť a organizácia pamäte cache (interná vyrovnávacia pamäť) môže významne ovplyvniť výkon pevného disku. Rovnako ako pre bežnú pamäť Cache,
zvýšenie výkonu sa dramaticky spomalí po dosiahnutí určitej hlasitosti.

Veľká segmentovaná medzipamäť je užitočná pre vysoko výkonné disky SСSI používané v prostrediach s multitaskingom. Čím viac medzipamäte, tým rýchlejší je pevný disk (128 - 256 kB).

Vplyv každého parametra na celkový výkon je ťažké izolovať.

Požiadavky na pevný disk

Hlavnou požiadavkou na disky je, aby bola spoľahlivosť prevádzky zaručená dlhou životnosťou komponentov 5-7 rokov; dobré štatistiky, menovite:

• stredná doba medzi poruchami nie menej ako 500 tisíc hodín (špičková trieda 1 milión hodín alebo viac).
• zabudovaný systém aktívneho monitorovania stavu diskových uzlov Technológia SMART / Self Monitoring Analysis and Report Technology.

Technológie S.M.A.R.T. (Technológia samo-monitorovacej analýzy a podávania správ) je otvorený priemyselný štandard vyvinutý v tom čase spoločnosťami Compaq, IBM a mnohými ďalšími výrobcami pevných diskov.

Podstata tejto technológie spočíva vo vnútornej autodiagnostike pevného disku, ktorá umožňuje posúdiť jeho súčasný stav a informovať o možných budúcich problémoch, ktoré by mohli viesť k strate údajov alebo poruche disku.

Neustále sa sleduje stav všetkých dôležitých prvkov disku:
hlavy, pracovné plochy, elektrický motor s vretenom, elektronická jednotka. Napríklad, ak sa zistí útlm signálu, informácie sa prepíšu a dôjde k ďalšiemu pozorovaniu.
Ak je signál opäť oslabený, dáta sa prenesú na iné miesto a tento klaster sa umiestni ako chybný a neprístupný a namiesto neho je z rezervy disku k dispozícii ďalší klaster.

Pri práci s pevný disk treba dodržiavať teplotný režim, v ktorom pohon pracuje. Výrobcovia zaručujú bezproblémovú prevádzku pevného disku pri okolitých teplotách v rozmedzí od 0 ° C do 50 ° C, aj keď v zásade bez vážnych následkov možno hranice meniť minimálne o 10 stupňov v oboch smeroch.
Pri veľkých teplotných odchýlkach sa nemusí vytvoriť vzduchová medzera požadovanej hrúbky, čo povedie k poškodeniu magnetickej vrstvy.

Všeobecne platí, že výrobcovia pevných diskov venujú pomerne veľkú pozornosť spoľahlivosti svojich výrobkov.

Hlavným problémom sú cudzie častice, ktoré sa dostanú do disku.

Pre porovnanie: častica tabakového dymu je dvakrát väčšia ako vzdialenosť medzi povrchom a hlavou, hrúbka ľudského vlasu je 5-10 krát väčšia.
Pre hlavu bude stretnutie s takýmito predmetmi mať za následok silný úder a v dôsledku toho čiastočné poškodenie alebo úplné zlyhanie.
Navonok je to viditeľné ako vzhľad veľkého množstva pravidelne umiestnených nepoužiteľných zhlukov.

Nebezpečné sú krátkodobé zrýchlenia (preťaženia) vysokého modulu, vznikajúce pri nárazoch, pádoch atď. Napríklad pri údere hlava prudko udrie na magnet
vrstvu a spôsobí jej zničenie na príslušnom mieste. Alebo sa naopak pohybuje najskôr opačným smerom a potom je pod pôsobením pružnej sily ako pružina, ktorá dopadne na povrch.
Vďaka tomu sa v puzdre objavia častice magnetického povlaku, ktoré môžu opäť poškodiť hlavu.

Nemysli si, že pôsobením odstredivej sily odletia z disku - magnetickej vrstvy
ich k sebe pevne priláka. V zásade nejde o následky samotného nárazu (so stratou určitého počtu zhlukov sa dá nejako vyrovnať), ale skutočnosť, že sa v takom prípade tvoria častice, ktoré určite spôsobia ďalšie poškodenie disku.

Aby sa zabránilo takýmto veľmi nepríjemným udalostiam, rôzne firmy sa uchýlili k najrôznejším trikom. Okrem jednoduchého zvýšenia mechanickej pevnosti diskových komponentov sa používa aj inteligentná technológia S.M.A.R.T., ktorá monitoruje spoľahlivosť záznamu a bezpečnosť dát na médiu (pozri vyššie).

V skutočnosti disk nie je vždy naformátovaný na celú svoju kapacitu, je tu určitá rezerva. Je to dané hlavne tým, že je takmer nemožné vyrobiť nosič,
na ktorých by bol absolútne celý povrch vysoko kvalitný, určite budú zlé zhluky (zlé). Keď je disk nízkej úrovne naformátovaný, jeho elektronika je nakonfigurovaná ako
takže obchádza tieto zlé oblasti a pre používateľa bolo úplne nepostrehnuteľné, že médium má poruchu. Ale ak sú viditeľné (napríklad po naformátovaní
obslužný program zobrazuje ich iné číslo ako nula), potom je to už veľmi zlé.

Ak záruka nevypršala (a podľa môjho názoru je najlepšie kúpiť si HDD so zárukou), okamžite odneste disk k predajcovi a požiadajte o náhradné médium alebo vrátenie peňazí.
Predajca samozrejme okamžite začne tvrdiť, že niekoľko zlých oblastí ešte nie je dôvod na obavy, ale neverí mu. Ako už bolo spomenuté, tento pár pravdepodobne spôsobí oveľa viac ďalších a následne je všeobecne možné úplné zlyhanie pevného disku.

Jednotka je v prevádzkovom stave obzvlášť citlivá na poškodenie, preto by ste nemali počítač umiestňovať na miesto, kde by mohol byť vystavený rôznym otrasom, vibráciám a podobne.

Príprava pevného disku na prácu

Začnime úplne od začiatku. Predpokladajme, že ste si jednotku pevného disku a plochý kábel kúpili osobitne z počítača.
(Faktom je, že keď si kúpite zostavený počítač, dostanete disk pripravený na použitie).

Niekoľko slov o manipulácii s ním. Jednotka pevného disku je veľmi zložitý produkt obsahujúci okrem elektroniky aj jemnú mechaniku.
Preto vyžaduje opatrné zaobchádzanie - nárazy, pády a silné vibrácie môžu poškodiť mechanickú časť. Doska pohonu spravidla obsahuje veľa prvkov malej veľkosti a nie je zakrytá pevnými krytmi. Z tohto dôvodu by ste sa mali starať o jeho bezpečnosť.
Prvá vec, ktorú musíte urobiť po prijatí pevného disku, je prečítať si dokumentáciu, ktorá sa k nemu dodala - bude pravdepodobne obsahovať veľa užitočných a zaujímavých informácií. V takom prípade by ste mali venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

• prítomnosť a možnosti inštalácie prepojok, ktoré určujú konfiguráciu (inštaláciu) disku, napríklad definovanie takého parametra ako fyzický názov disku (môžu existovať, ale nemusia existovať),
• počet hláv, valcov, sektory na diskoch, úroveň predkompenzácie a typ disku. Tieto informácie je potrebné zadať, keď vás k tomu vyzve inštalačný program počítača.
  Všetky tieto informácie budú potrebné pri formátovaní disku a príprave stroja na prácu s ním.
• Ak počítač sám neurčí parametre vášho pevného disku, väčším problémom sa stane inštalácia disku, ku ktorému nie je k dispozícii žiadna dokumentácia.
  Väčšina pevných diskov obsahuje štítky s menom výrobcu, typom (značkou) zariadenia a tabuľkou neplatných stôp.
  Pohon môže navyše poskytovať informácie o počte hláv, valcov a sektoroch a úrovni predkompenzácie.

Z dôvodu spravodlivosti je potrebné povedať, že na disk je často napísaný iba jej názov. Ale v takom prípade nájdete požadované informácie buď v príručke,
alebo zavolaním do zastúpenia spoločnosti. Zároveň je dôležité získať odpovede na tri otázky:

• ako by sa mali nastaviť prepojky, aby sa disk mohol používať ako master \\ slave?
• koľko valcov, hláv na disku, koľko sektorov na stopu, aká je hodnota predkompenzácie?
• aký typ disku v systéme ROM BIOS je pre túto jednotku najlepší?

S týmito informáciami v ruke môžete pokračovať v inštalácii jednotky pevného disku.

Ak chcete do počítača nainštalovať pevný disk, postupujte takto:

1. Systémovú jednotku úplne odpojte od napájania, odstráňte kryt.
2. Pripojte kábel pevného disku k radiču základnej dosky. Ak inštalujete druhú jednotku, môžete použiť plochý kábel z prvej, ak je na ňom ďalší konektor, a musíte pamätať na to, že rýchlosť prevádzky rôznych pevných diskov sa bude porovnávať pomaly do strany.
3. Ak je to potrebné, prepojky vymeňte podľa spôsobu použitia pevného disku.
4. Nainštalujte jednotku voľné miesto a pripojte plochý kábel od radiča na doske ku konektoru pevného disku s červeným pruhom k napájaciemu zdroju, napájaciemu káblu.
5. Pevne pripevnite pevný disk štyrmi skrutkami na oboch stranách, úhľadne / roztiahnite káble vo vnútri počítača tak, aby ste ich pri zatváraní krytu neprerezali,
6. Zatvorte systémovú jednotku.
7. Ak počítač sám nerozpoznal pevný disk, zmeňte konfiguráciu počítača pomocou programu Setup, aby počítač vedel, že k nemu bolo pridané nové zariadenie.

Výrobcovia Winchester

Winchester s rovnakou kapacitou (ale od rôznych výrobcov) má zvyčajne viac alebo menej podobné vlastnosti a rozdiely sa prejavujú hlavne v dizajne puzdra, tvare (inými slovami, rozmeroch) a záručnej dobe. A treba povedať predovšetkým to druhé: náklady na informácie na modernom pevnom disku mnohokrát prevyšujú jeho vlastnú cenu.

Ak má váš disk poruchy, potom sa pokúsite o jeho opravu - často to znamená iba vystavenie vašich údajov ďalšiemu riziku.
Oveľa rozumnejším spôsobom je výmena chybného zariadenia za nové.
Leví podiel na pevných diskoch na ruskom (a nielen) trhu tvoria produkty od spoločností IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

meno výrobcu, ktorý vyrába daný typ riadiť,

Corporation Quantum (www.quantum.com.), ktorá bola založená v roku 1980, je jedným z veteránov na trhu s diskovými jednotkami. Spoločnosť je známa svojimi inovatívnymi technickými riešeniami zameranými na zlepšenie spoľahlivosti a výkonu pevných diskov, času prístupu k údajom na disku a rýchlosti čítania a zápisu na disk, schopnosti informovať o možných budúcich problémoch, ktoré by mohli viesť k strate údajov alebo poruche disku.

- Jednou z patentovaných technológií Quantum je SPS (Shock Protection System), ktorá slúži na ochranu disku pred nárazmi.

- vstavaný program DPS (Data Protection System), navrhnutý tak, aby zachránil to najdrahšie - dáta v nich uložené.

Corporation Western Digital (www.wd.сom.)je tiež jednou z najstarších spoločností na diskových jednotkách, vo svojej histórii poznal svoje vzostupy aj pády.
Spoločnosť bola v poslednej dobe schopná implementovať do svojich diskov najnovšie technológie. Medzi nimi stojí za zmienku vlastná vývojová technológia Data Lifeguard, ktorá predstavuje ďalší vývoj softvéru S.M.A.R.T. Pokúša sa logicky ukončiť reťaz.

Podľa tejto technológie je povrch disku pravidelne skenovaný počas obdobia, keď ho systém nepoužíva. V takom prípade sa údaje načítajú a skontroluje sa ich integrita. Ak sa v procese prístupu k sektoru zaznamenajú problémy, údaje sa prenesú do iného sektoru.
Informácie o sektoroch nízkej kvality sa zapisujú do interného zoznamu chýb, čo umožňuje vyhnúť sa budúcemu zápisu do sektorov chybných v budúcnosti.

Firma Seagate (www.seagate.com) veľmi dobre známy na našom trhu. Mimochodom, pevné disky tejto konkrétnej spoločnosti odporúčam ako spoľahlivé a odolné.

V roku 1998 zaznamenala nový návrat so sériou Medalist Pro.
s rýchlosťou otáčania 7200 ot./min., na čo používajú špeciálne ložiská. Predtým sa táto rýchlosť používala iba v diskoch SСSI, čo zvyšovalo výkon. Táto séria tiež využíva technológiu SeaShield System na zlepšenie ochrany disku a údajov na ňom uložených pred účinkami elektrostatiky a nárazom. Zároveň sa tiež znižuje účinok elektromagnetického žiarenia.

Všetky vyrobené disky podporujú S.M.A.R.T.
Nové disky Seagate obsahujú vylepšenú verziu systému SeaShield s ďalšími funkciami.
Je príznačné, že Seagate tvrdí, že najvyššia odolnosť proti nárazom v priemysle pre aktualizovanú sériu, 300G, je nefunkčná.

Firma IBM (www. Storage. Ibm. Com) Aj keď donedávna nebol významným dodávateľom na ruskom trhu s pevnými diskami, rýchlo si získal dobrú reputáciu pre svoje rýchle a spoľahlivé pevné disky.

Firma Fujitsu (www. Fujitsu.com) je veľký a skúsený výrobca diskových jednotiek, nielen magnetických, ale aj optických a magnetooptických.
Je pravda, že spoločnosť nie je v žiadnom prípade lídrom na trhu pevných diskov s rozhraním IDE: ovláda (podľa rôznych rôznych štúdií) asi 4% tohto trhu a jej hlavné záujmy spočívajú v oblasti zariadení SCSI.

Terminologický slovník

Pretože niektoré z prvkov pohonu, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri jeho prevádzke, sú často vnímané ako abstraktné pojmy, v nasledujúcom texte je vysvetlenie najdôležitejších pojmov.

Prístupový čas - časové obdobie, ktoré jednotka pevného disku vyžaduje na vyhľadávanie a prenos údajov do alebo z pamäte.
Výkon jednotiek pevného disku je často určený časom prístupu (prístupu).

Klaster (Malý) Je najmenšia jednotka priestoru, s ktorou operuje operačný systém v tabuľke umiestnenia súborov. Klaster sa zvyčajne skladá z 2–4–8 alebo viacerých sektorov.
Počet sektorov závisí od typu disku. Hľadanie klastrov namiesto jednotlivých sektorov znižuje časovú náročnosť operačného systému. Väčšie klastre poskytujú rýchlejší výkon
jednotka, pretože počet klastrov je v tomto prípade menší, ale priestor (priestor) na disku sa používa horšie, pretože veľa súborov môže byť menších ako klaster a zvyšné bajty klastra sa nepoužívajú.

Controller (UU) (Сontroller) - obvody, zvyčajne umiestnené na rozširujúcej doske, ktoré riadia činnosť jednotky pevného disku vrátane pohybu hlavy a čítania a zápisu údajov.

Valec - stopy umiestnené oproti sebe na všetkých stranách všetkých diskov.

Pohonná hlava - mechanizmus, ktorý sa pohybuje po povrchu pevného disku a poskytuje elektromagnetický záznam alebo čítanie údajov.

Tabuľka pridelenia súborov (FAT) - záznam generovaný operačným systémom, ktorý sleduje umiestnenie každého súboru na disku a ktoré sektory sa používajú a ktoré do nich môžu zapisovať nové údaje.

Medzera v hlave - vzdialenosť medzi hlavou pohonu a povrchom disku.

Interleave - vzťah medzi rýchlosťou otáčania disku a organizáciou sektorov na disku. Rýchlosť otáčania disku zvyčajne presahuje schopnosť počítača prijímať údaje z disku. V čase, keď radič číta dáta, nasledujúci sériový sektor už prešiel hlavou. Dáta sa preto zapisujú na disk v jednom alebo dvoch sektoroch. Cez špeciálnu softvér pri formátovaní disku môžete zmeniť poradie striedania.

Logická jednotka - určité časti pracovnej plochy pevného disku, ktoré sa považujú za samostatné jednotky.
Niektoré logické jednotky je možné použiť pre iné operačné systémy, napríklad UNIX.

Parkovanie (park)- presunutie hláv diskov do určitého bodu a ich fixovanie v stacionárnom stave nad nepoužívanými časťami disku, aby sa minimalizovalo poškodenie pri otrasoch disku pri dopade hláv na povrch disku.

Delenie na oddiely - operácia rozdelenia pevného disku na logické disky. Všetky disky sú rozdelené na oddiely, aj keď malé disky môžu mať iba jeden oddiel.

Disk (tanier)- samotný kovový disk pokrytý magnetickým materiálom, na ktorom sú zaznamenané údaje. Pevný disk má zvyčajne viac ako jednu jednotku.

RLL (obmedzená dĺžka behu)Je kódovacia schéma používaná niektorými kontrolórmi na zvýšenie počtu sektorov na stopu, aby sa do nich zmestilo viac údajov.

Sektor - rozdelenie diskových stôp, čo je základná jednotka veľkosti používaná jednotkou. Sektory OS majú zvyčajne 512 bajtov.

Čas polohovania (vyhľadať čas)- čas potrebný na to, aby sa hlava presunula z koľaje, na ktorej je namontovaná, na ktorúkoľvek inú požadovanú koľaj.

Track (Trask)- sústredné delenie disku. Stopy sú ako stopy na zázname. Na rozdiel od stôp na zázname, ktoré sú spojitou špirálou, sú stôly na disku kruhové. Stopy sú zase rozdelené do klastrov a sektorov.

Čas hľadania medzi dvoma stopami - čas potrebný na presunutie hlavy pohonu na susednú koľaj.

Rýchlosť prenosu- množstvo informácií prenášaných medzi diskom a počítačom za jednotku času. Zahŕňa tiež čas hľadania stopy.