Из чего состоит жесткий диск

Основные моменты в работе hmdd

Устройство для хранения информации, основанное на принципе магнитной записи, — это жесткий диск. На пластинах, покрытых ферромагнитным материалом, хранится информация. Внутри самого бумажного конвертера может быть несколько магнитных дисков, также известных как пластины.

Для записи используются подвижные считывающие головки. Хороший способ объяснить принцип работы жестких дисков — противопоставить их граммофонным и виниловым пластинкам, но в отличие от этих устройств, головка жесткого диска работает дистанционно. Пыль и даже хлопья дыма могут пройти через это расстояние, поскольку оно очень мало.

Летом жесткие диски ломаются значительно чаще.

Когда головка находится в рабочем состоянии, ее компоненты для чтения и записи данных плавают.

Что такое жёсткий диск?

Жесткий диск, также называемый HDD (Hard Disk Drive), HDD или винчестер, — это гибкий инструмент для хранения и передачи цифровых данных. В настоящее время жесткие диски устанавливают стандарты надежности и долговечности, и это, вероятно, сохранится еще долгое время.

Жесткие диски не входили в состав оригинального компьютера, когда он был выпущен на рынок США в 1956 году. Со временем жесткие диски уменьшились в размерах, увеличив при этом скорость и емкость.

Жесткими дисками называют твердые пластины с записями, а не гибкие магнитные слои, как в дискетах или жестких дисках:

• Состоит из основы из чистого немагнитного стекла или алюминия
• И ферромагнитного покрытия, в большинстве случаев оксида хрома, на котором записана цифровая информация.

Теперь краткое объяснение названий. Наиболее точное и нечасто встречающееся (NMWD) означает, что накопитель содержит несколько магнитных дисков. В современных накопителях большой емкости два, три или более «пластин» установлены на общей оси, и каждая обслуживается отдельной считывающей головкой. Головки отводятся в безопасное место вдали от дисков, пока машина простаивает.

Второе по распространенности название жесткого диска, используется специально.

Модель, известная под условным названием 30/30, была создана инженерами IBM в 1970-х годах, а ее рабочее название было «винчестер». Хотя в Европе и Америке этот вариант практически не используется, во многих странах СНГ он до сих пор распространен, как и столь известное пользователям слово «винт».

Важно: Развитие жестких дисков породило множество современных технологий, связанных с созданием и обслуживанием операционных систем.

Популярный HDD интерфейсы подключения

Взаимодействие между жестким диском и системной платой ПК зависит от интерфейса.

Жесткие диски и устройства для чтения оптических дисков — не единственные устройства, которые можно подключить с помощью параллельного интерфейса ATA/PATA (IDE). Самая современная реализация стандарта, известная как Ultra ATA, может передавать данные со скоростью до 133 мегабайт в секунду.

S ATA (Serial ATA) — это последовательный интерфейс с несколькими разъемами, который пришел на смену устаревшему PATA. Скорость передачи данных в различных системах включает:

• SATA имеет скорость передачи данных до 150 МБ/с (1,2 Гбит/с);
• SATA rev. 2.0 — скорость передачи данных в этой ревизии удвоилась по сравнению с первым интерфейсом SATA до 300 Мбит/с (2,4 Гбит/с);
• SATA rev. 3.0 — скорость передачи данных в этой ревизии стала еще выше до 6 Гбит/с (600 Мбит/с).

Все упомянутые выше интерфейсы SATA взаимозаменяемы, но при подключении жесткого диска с поддержкой стандартных форматов к разъему материнской платы обмен данными будет осуществляться на основе самой ранней ревизии (в данном случае 1.2.0).

Обмен и передача данных с различных устройств, подключенных к компьютеру, может осуществляться с помощью интерфейса USB (Universal Serial Bus). Базовая функциональность жестких дисков других интерфейсов не позволяет извлекать устройство во время работы компьютера. Скорость передачи данных увеличена в USB rev 3.0 до 380 МБ/с, или 4 Гбит/с.

Анатомия накопителя: жесткие диски — железо на dtf

Внутренности гермоблока

Герметичный блок имеет простой металлический слой и резиновую прокладку, которые защищают его от пыли и влаги под крышкой.

Подставки — это название для таких блинов. Пластины обычно изготавливаются из полированного стекла или алюминия. Затем они покрываются различными материалами, в том числе ферромагнитными, которые являются проводниками информации, в несколько слоев.

Алюминиевые пластины сепаратора, подвергшиеся обработке распылением.

Гермоблок и плата электроники

Плата управления состоит из разъемов блока питания (SATA), медных дорожек и зеленой стеклоткани. интегральной схемы для управления внутренними операциями жесткого диска.

Микрокод (MCU) — это микроконтроллер, который находится в сердце интегральной схемы. Канал чтения или записи и центральный процессор (CPU), который выполняет все вычисления, — это две части микропроцессора, встречающиеся в современных жестких дисках.

Память DAD RAM расположена на другом чипе в схеме (dDR SDRAM). Размер кэш-памяти жесткого диска зависит от его количества. Эта область микросхемы делится на буферную память и память микропрограмм, последняя из которых частично размещена во флэш-накопителе.

Контроллер двигателя и головки (контроллер VCM) является третьей микросхемой. Он регулирует установленные на плате вспомогательные источники питания. Предварительный усилитель, который находится в герметичном блоке, обеспечивает питание микропроцессора.

По сравнению с другими компонентами платы, этот контроллер потребляет больше энергии. Для работы коммутационного ядра предусилителя можно использовать температуру 100C. Микроконтроллер загружает информацию с флэш-чипа в память и начинает выполнять инструкции при включении питания жесткого диска.

На схеме показан датчик вибрации, также известный как датчик удара. Контроллер двигателя и головки остановит вращение жесткого диска, если определит, что это опасно.

Предполагается, что этот механизм защищает жесткий диск от механических повреждений. Но в действительности он работает неправильно. Еще раз напоминаем, что не следует ронять жесткий диск, поскольку это может привести к перегрузке датчика вибрации и полному отказу устройства.

Ограничитель переходного напряжения (TVS), предназначенный для защиты от скачков тока в цепях, является устройством, защищающим жесткий диск. В одной цепи может присутствовать более одного ограничителя.

Для чего нужен жёсткий диск?

Основная функция жесткого диска — хранение виртуальных данных. Поскольку при выключении компьютера ресурсов для записи не остается, оперативная память автоматически очищается; однако файлы и другие системные процессы сохраняются на жестком диске для последующего доступа.

Пользователю не нужно переписывать информацию на лист бумаги или перфоленту каждый раз, когда он хочет просмотреть или скопировать ее; он может просто перенести ее на оптический диск. Достаточно включить компьютер или ноутбук, чтобы практически сразу получить доступ к ранее созданным данным.

Распределение и передача цифровой информации является вторичной функцией HDL.

Диски, выполняющие вторую функцию, также могут быть компонентом так называемых серверов, которые представляют собой аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие широкомасштабный доступ к определенным данным.

Самая важная функция жесткого диска, которая является частным случаем первой, — это создание условий для работы и использования операционной системы компьютера. Именно жесткий диск виноват в том, что пользователю не приходится каждый раз запускать дискету, CD или DVD.

Как выбрать жёсткий диск?

Чтобы выбрать жесткий диск для своего компьютера, рассмотрите следующие вопросы:

• Как вы собираетесь использовать жесткий диск: внутри компьютера или в качестве переносного накопителя? Преимущества и недостатки этих разновидностей описаны выше; пользователю, который не часто путешествует и имеет обычный настольный ПК, логичнее предпочесть первый вариант, владельцу ноутбука или путешественнику — второй.
• Какой интерфейс подключения доступен на компьютере? В настоящее время существует два основных варианта: IDE — очень старый, но все еще доступный на рынке; SATA первого, второго и третьего поколения — новый, гораздо более эффективный и защищенный от перепадов напряжения.

Обратите внимание на разъемы на старом жестком диске или на любые свободные шлейфы внутри компьютера, чтобы определить, какой интерфейс вам нужен.

• Для чего вы собираетесь использовать жесткий диск? Этот вопрос является фундаментальным, он напрямую определяет два важных параметра: емкость носителя и количество оборотов магнитных пластин вокруг своей оси в минуту. Если пользователь хочет запустить на жестком диске операционную систему и хранить на нем «рабочую» информацию, достаточно будет емкости 256 гигабайт и скорости вращения 7200 об/мин. Вторичные» жесткие диски, необходимые для хранения и архивирования информации, должны иметь емкость от одного терабайта и более, но могут иметь меньшую скорость вращения, поскольку задержка доступа к этим дискам не является критическим параметром. В общем, эмпирическое правило гласит: чем больше, тем лучше, но и тем дороже; следуя или игнорируя этот алгоритм, пользователь заплатит за жесткий диск ровно столько, сколько он готов заплатить, и получит соответствующие результаты.
• В каких условиях будет использоваться жесткий диск? Чем более «агрессивная» среда (пыль, вибрации, возможные удары и перепады напряжения), тем выше должен быть уровень защиты и тем дороже будет стоить модель.
• Будет ли компьютер работать ночью? Жесткие диски при вращении издают характерный жужжащий звук, незаметный для большинства людей, но раздражающий некоторых. Чтобы избежать излишнего нервного напряжения, пользователям рекомендуется выбирать жесткий диск с более высоким уровнем шумоизоляции.

Важно: При выборе жесткого диска не следует ориентироваться только на марку производителя. На рынке обычно доминируют три компании: Toshiba, Seagate и Western Digital.

Теперь, когда у вас есть необходимая информация о технических характеристиках жесткого диска, который нужен вашему компьютеру, вы можете отправиться в магазин и выбрать лучший вариант.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Информация находится в тонких дорожках диска. На диске более 200 000 таких дорожек. Сектора разделены на каждой дорожке.

Карты дорожек и секторов позволяют выбрать, куда записывать или складывать информацию. В памяти чипа, которая обычно находится на дне, а не внутри корпуса, размещаются компоненты жесткого диска.

На первый взгляд, сам диск имеет гладкую поверхность. При ближайшем рассмотрении можно увидеть более сложную структуру поверхности. Что же делает диск необычным? Его ферромагнитное покрытие нанесено на металл, что и является фактом. Всю работу выполняет этот слой.

Как ферромагнитный слой сохраняет все данные? Очень просто Микроскопическая область намагничивается головкой мензурки, что приводит к изменению магнитного момента этой ячейки в одно из двух состояний: o или 1. Биты — это пара единиц и нулей.

В действительности каждый объект, хранящийся на жестком диске, имеет определенную цепочку единиц и нулей. Изображение с высоким разрешением показывает 29 миллионов таких ячеек.

Подключение диска

Многие пользователи не знают, как правильно подключить жесткий диск. На самом деле эта процедура очень проста. Его нужно только крепко закрутить и вставить, как показано на рисунке выше, в нижнюю часть системного блока.

Подключение к вентилятору (кулеру) — еще одна проблема. Он крепится непосредственно к материнской плате и подключается к другому порту. Поскольку на каждой модели разъем расположен по-разному, пользователь должен заранее найти правильное место.

Я считаю, что полностью рассмотрел вопрос о необходимости жесткого диска и факторах, которые следует учитывать при выборе жесткого диска для вашего компьютера или ноутбука. Если вы считаете эту информацию полезной и кто-то из ваших друзей решит поделиться ею в Интернете. Кто знает, возможно, ваши усилия помогут им принять решение!

Принцип работы жесткого диска

Только что была рассмотрена структура жесткого диска и каждая из его частей. Теперь я предлагаю объединить все в систему, которая продемонстрирует принцип работы жесткого диска.

Жесткий диск работает по следующему принципу: когда жесткий диск включен, информация либо записывается на него, либо считывается с него.

Сервопривод (электродвигатель) приводит в движение коромысла и передает их в место или места, где должна быть записана информация, как только обороты становятся необходимыми. Но единственное предназначение интегральной схемы заключается именно в этом.

Это распространенное заблуждение, что операции чтения/записи прекращаются, когда диски «простаивают» внутри. Это миф, поскольку диски на самом деле вращаются непрерывно и на них никогда не производится запись.

Теперь мы рассмотрели все аспекты жесткого диска компьютера. Конечно, в одной статье невозможно рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Речь не шла об интерфейсах для жестких дисков. Это настолько обширная тема, что я решил написать отдельную статью!

Я посмотрел увлекательное видео о различных режимах работы жесткого диска.

Я ценю ваше время, если вы еще не подписались на обновления этого сайта. На блоге, до скорой встречи!

Разновидности винчестеров

Жесткие диски в домашних компьютерах можно разделить на несколько категорий. Большинство из них было рассмотрено в этой статье; сейчас мы обсудим самый «очевидный» из них, а именно требование устанавливать его в корпус машины.

По этому критерию все жесткие диски можно разделить на три группы:

• Несъемный. Это жесткие диски, известные пользователю, которые устанавливаются (и, при должной осторожности, закрепляются) внутри системного блока или в корпусе ноутбука. Как правило, они имеют большие размеры и два основных разъема на плате: для шлейфа считывания и для питания. Понятно, почему первое необходимо; второе нужно для приведения в движение ферромагнитных «пластин», иначе доступ к данным будет невозможен.

• Внешний. Портативные устройства, которые подключаются к компьютеру через USB-соединение с помощью специального кабеля, обеспечивающего как необходимое питание для жесткого диска, так и для отвода информации. Их отличает большая мобильность — с таким жестким диском гораздо удобнее путешествовать, а дома его можно использовать с тем же комфортом, что и обычную карту памяти. С другой стороны, жесткие диски этого типа гораздо чаще выходят из строя или «теряют» путь к файлам; чтобы избежать проблем, пользователю следует обращаться с ними как можно осторожнее.

• Гибрид. Такие жесткие диски сочетают в себе стандарты «несъемности» и флэш-памяти. Одним словом, емкость жесткого диска этого типа можно «расширить» с помощью карты microSD или флэш-накопителя, а затем извлечь носитель и подключить его к другому компьютеру.

Важно: Совсем недавно появились несъемные корпуса для жестких дисков, называемые «салазками», позволяющие подключать HDD через порт USB. В этом случае жесткий диск переходит из первой категории во вторую.

Устройство жесткого диска компьютера

Жесткий диск может быть сконфигурирован пятью различными способами. Первым из них является интегральная схема, которая управляет каждой операцией на диске.

Диск вращается со скоростью около 7200 об/мин благодаря электродвигателю (шпинделю) во втором компоненте, а интегральная схема поддерживает скорость вращения.

Рокер, четвертый компонент, может считывать и записывать информацию. Для одновременной работы с несколькими дисками конец коромысла обычно раздваивается. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками.

Давайте рассмотрим, что произойдет с головкой коромысла, если зазор закроется. Все мы помним из начальной школы, что F=m*a, также известный как второй закон Ньютона, гласит, что объект с небольшой массой и большим ускорением станет очень тяжелым.

В этой ситуации вес коромысла играет важную роль. Повреждение диска, конечно, неизбежно. Что произошло с диском после того, как зазор был закрыт:

Величина трения, или его сила, имеет не менее важное значение. Когда коромысло начинает «считывать» данные, оно почти полностью отсутствует; его перемещение составляет 60 раз в секунду. Однако где же двигатель мензурки?

Собственно жесткий диск, составляющий четвертый компонент, является местом хранения и доступа к данным.

Эти компоненты составляют последний компонент четвертой части, которая завершает конструкцию жесткого диска. Используемые материалы таковы: верхняя крышка металлическая, но большая часть корпуса выполнена из пластика. Готовый корпус часто называют «герметичной зоной».

По мнению некоторых, гермозона не дышит. Я считаю, что даже крошечная частица пыли из воздуха может нанести большой вред, когда диск вращается с такой высокой скоростью. И все же, хотя это и так, здесь нет вакуума; вместо него есть либо чистый воздух, либо нейтральный газ. Хотя возможно, что ранние модели жестких дисков просто выпускали воздух.

Мы обсудили компоненты, т.е. Давайте поговорим о компонентах жесткого диска и о том, как хранятся данные.