Қатты диск екі негізгі бөліктен тұрады: HDA және контроллер.

1-сурет – блок – қатты диск диаграммасы

2-сурет – Қатты дискінің негізгі дизайн элементтері

1.2. Қатты диск құрылғысы

Бүкіл қатты диск құрылғы ретінде, біз атап өткендей, екі үлкен құрамдас бөлікке бөлінген: электроника тақтасы және герметикалық аймақ немесе «конта», оның ішінде магниттік дискілер, магниттік бастар блогы және шпиндельді қозғалтқыш.

3-сурет - MAXTOR қатты дискінің сыртқы түрі

1.3. Электрондық тақта (контроллер)

Қатты дискідегі электроника тақтасы немесе контроллер негізінен шағын компьютер болып табылады.

4-сурет - MAXTOR қатты дискінің электроникалық тақтасының (контроллерінің) сыртқы көрінісі

Қазіргі заманғы қатты дискілердің тақтасында процессорды, жадты (RAM) және ROM таба аласыз. Процессор бастардан алынған деректерді өңдейді және оларды компьютерге түсінікті «тілге» - ATA стандартына түрлендіреді. Ол мұны компьютердің жедел жадта жасайтыны сияқты жасайды. Іске қосу үшін ROM қажет, мысалы, аналық платадағы BIOS. Қозғалтқышты басқару чипінің не істейтіні оның атынан түсінікті. Қосылған кезде контроллер тақтасы қызмет туралы ақпаратты оқиды және ол дұрыс болса, қатты диск жұмыс істей бастайды. Бірақ электроника тақтасы істен шығып, нәтижесінде құжаттарға, фотосуреттерге және т.б. қол жетімді болмаса, не істеу керек, себебі қатты диск бұзылған?

Әрине, бұл қайғылы тақтаны «донорлық» қатты дискіге айырбастауға ниет бар, өйткені олар өте ұқсас және сіздің ақпаратыңызды оқыңыз. Бірақ бәрі бір қарағанда қарапайым емес. Өздеріңіз білетіндей, прогресс бір орында тұрмайды, ал қатты диск өндірушілері өз өнімдерін үнемі жетілдіріп отырады, қатты дискіні жасау технологиясына өзгерістер енгізеді және нәтижесінде жазу тығыздығы, микробағдарламалық жасақтама, дизайнмен ерекшеленетін қатты диск үлгілерінің жаңа желілері пайда болады. жеке құрамдас бөліктер және электроника тақтасының схемасы. Дәл осы себепті қатты дискілердің көпшілігінде контроллерлердің дәл баптау параметрлері бар және олар бір-бірімен алмастырылмайды.

Сондықтан қорытынды: қатты дискілердегі контроллерлердің өзара алмасуы туралы толық ақпаратсыз, электронды тақтаны ауыстырған жағдайда деректерді қалпына келтірудің білікті емес тәуелсіз әрекеттері сәтсіздіктің себебін ауырлатып қана қоймайды, сонымен қатар сәтті қалпына келтіру мүмкіндігін айтарлықтай төмендетеді. қатты дискідегі ақпарат.

Сілтеме:

Қатты диск контроллері

5-сурет – Контроллер

Диск контроллерінің өзі физикалық түрде электроника тақтасында орналасқан және түрлендіру операцияларын қамтамасыз етуге және оқу/жазу бастарынан диск интерфейсіне ақпаратты жіберуге арналған. Көбінесе контроллерді диск интерфейсі немесе дискі бар ДК интерфейсі деп атайды, бұл әдетте дұрыс емес.

Қатты диск контроллері күрделі құрылғы - микрокомпьютер, өзінің процессоры, жедел жады және ROM, схемалары мен енгізу/шығару жүйесі және т.б. Дегенмен, көп жағдайда өндірушілер оларды бір немесе екі микрочипке орналастырады.

Контроллер көптеген деректер ағынын түрлендіру операцияларын өңдейді. Жолдардың ұзындығы тең емес болғандықтан, деректер әртүрлі жолдарға біркелкі жазылуы керек. Бұл иілгіш дискілермен салыстырғанда жоғары тығыздықтағы ақпарат құралдары үшін (1000 тректен астам) проблемаға айналады. Қарапайым контроллерлер әдетте ұзындығына қарамастан әрбір трекке бірдей көлемдегі ақпарат жазады. Ол үшін контроллер белгілі бір жолдан бастап деректерді тығызырақ жинақтайды. Тығызырақ деректер орауы басталатын цилиндр (бірнеше дискілер болған жағдайда, бір-бірінің астындағы барлық жолдар цилиндр деп аталады) алдын ала компенсацияға арналған іске қосу цилиндрі (SCP) деп аталады. Оқу кезінде ақпараттың бұрмалануын өтеу үшін деректер бұрмалануды ескере отырып, алдын ала разряд ығысуымен жазылады.

Қатты диск компьютердің ең күрделі құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады, бірақ оның жұмыс принципі өте қарапайым: концентрлік жолдар магниттік қабатпен қапталған айналмалы пластиналарға жазылған. Қатты дискінің принципі гигабайт деректерді сақтайтын және жылдар бойы үздіксіз жұмыс істей алатын алақан өлшеміндегі құрылғыда жүзеге асырылған кезде қиындықтар туындайды.

Гермоблок

Гермоблок қазіргі заманғы қатты дискінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл массивтік және қатты құйылған негіз, оның үстіне пластиналар мен бастар блогы бар шпиндель орнатылған. Негіз жабық қақпақпен жабылған. Әдетте кітаптарда қозғалтқыштар мен жетектердің конструкциясы, бастардың түрлері мен конструкциялары және т.б. туралы егжей-тегжейлі айтылады. Дегенмен, пайдаланушы HDA-ны өз бетінше ашқан бойда (2.1-сурет), қатты диск жұмысқа жарамсыз болып қалады. Көптеген қызмет көрсету орталықтарының жұмысы осындай нәтижеге әкеледі.

Күріш. 2.1. Қақпағы шешілген HVAC құрылғысы

Жетек корпусының ішінде бірінің үстіне бірі орналасқан алюминий қорытпасының пластиналары орасан зор жылдамдықпен айналады. Қаптама қозғалтқыш шпиндельіне бекітілген. Пластиналар қалыңдығы бірнеше микрон магнитті материал қабатымен қапталған. Бастар пластинаның бетімен қозғалады, пластинаның беті мен бастардың арасындағы саңылау шамамен 0,05 микронды құрайды. Бұл ауада ұшатын ең кішкентай шаң бөлшектерінің өлшемінен әлдеқайда аз. Саңылауда ұсталған кез келген бөлшектердің абразивті әсері бірнеше ондаған соқтығысудан кейін бастың толығымен істен шығуы, ал магниттік қабаттағы ақаулар әрбір соқтығысқан кезде пластинаның бетінде қалыптасады. Магниттік қабаттың бұзылуы көшкінге ұқсас процесс. Қаптау ақауы тез өсіп, ұшатын бөлшектер жаңа шұңқырлар мен чиптерді тудырады. Үйде HDA ашу нәтижесінде, бірнеше ондаған минуттық жұмыстан кейін қатты диск оқылмай қалуы мүмкін.

Герметикалық блокты ашумен байланысты барлық манипуляциялар ерекше тазалықты талап етеді және үйде іс жүзінде мағынасыз. Бұл кітап негізінен деректерді қалпына келтіруде өз күшін сынап көргісі келетіндерге арналған, сондықтан біз үйде немесе қарапайым қызмет көрсету орталығында шын мәнінде қол жетімді құралдар туралы айтып отырмыз. Арнайы кәсіби техника осы тараудың «Ауыр артиллерия» бөлімінде қысқаша талқыланады.

Электрондық тақта

Электрондық тақтаны кейде контроллер тақтасы деп те атайды. Қазіргі заманғы қатты дискінің HDA астында қатты дискінің барлық дерлік электрондық схемалары орналасқан баспа схемасы бар (2.2-сурет). Ерекшелік - HDA ішіндегі бас бөлігінде тікелей орнатылған миниатюралық алдын ала күшейткіш.

Күріш. 2.2. Қатты дискінің электроника тақтасы

Интерфейс және қуат қосқыштары, сондай-ақ секіргіш қосқыштар тақтаның соңында орналасқан. Тақтада кемінде төрт компонент бар.

Шпиндель жетектерін басқару және бас блогын орналастыру схемалары.

Сыртқы интерфейс пен бас блок арасындағы барлық өңдеуді және деректерді беруді қамтамасыз ететін қатты дискінің негізгі микропроцессоры. Оның ішінде әдетте ерекшеленеді:

Қатты диск ішіндегі ақпаратты оқуға және жазуға жауапты цифрлық сигнал процессоры (DSP);

Сыртқы интерфейс арқылы деректер алмасуды қолдайтын интерфейс схемалары - SATA немесе IDE.

Кэш жады микросхемасы.

Қатты дискінің микробағдарламасын (микробағдарламасын) сақтайтын флэш-жад микросхемасы (Flash-ROM, ROM).

Тізімде көрсетілген компоненттерден басқа, тақтада аналогтық радио компоненттері бар: конденсаторлар, резисторлар, жартылай өткізгіш сақтандырғыштар. Электрондық тақталарды жөндеу туралы жиі айтатынымызға қарамастан, іс жүзінде тақталар әдетте толығымен ауыстырылады. Әрине, резисторды немесе сақтандырғышты қайта дәнекерлеу оңай, бірақ олар сирек сәтсіздікке ұшырайды. Ал жиі істен шығатын қажетті микросұлбаларды табу оңай емес. Бұл чиптер белгілі бір үлгілер немесе дискілер сериясы үшін шығарылғандықтан, оларды тек бір тақтада табуға болады. Сонымен қатар, қатты дискілердің әрбір сериясы әдетте өзіндік ақауларға ие және сол бөліктер тақталарда күйіп кетеді. Ақаулы қатты дискідегі тақтаның пайдалы болуы екіталай. Нәтижесінде ауыстыру толық жұмыс істейтін тақтаны қажет етеді.

Тақта HDA-ға бір немесе екі қосқыш арқылы қосылған. Бұл жалпақ қосқыштардағы контактінің жоғалуы қатты диск ақауы ретінде сырттан көрінеді.

Геометрия және адрестеу

Дискінің ішінде әдетте бірінің үстіне бірі орналасқан пластиналардың тұтас пакеті болады, сондықтан жолдарды цилиндр ретінде қарастыруға болады (Цилиндр - C). Әрбір пластинаның әр жағының бетіне жеке бас (Басы -Н) қызмет етеді. Кез келген дискіні секторларға бөлуге болады (Сектор - S). Осылайша, егер бір деректер блогы бір секторда жазылғанын елестететін болсақ, бұл блокты әрқашан үш «мекен-жайдың» тіркесімі арқылы көрсетуге болады: цилиндр нөмірі, бас нөмірі және сектор нөмірі - қысқартылған CHS (2.3-сурет). Белгілі бір деректер блогын оқу немесе жазу үшін қатты диск контроллеріне осы үш мәнді айту жеткілікті - бастиектер қажетті цилиндрге ауысады, ал қажетті сектор олардың астында болғанда, белгілі бір бас оқиды немесе жазады. ақпарат. BIOS-қа қатты дискінің өлшемін және оған қалай қол жеткізу керектігін айту үшін тек үш мәнді беру жеткілікті: осы дискідегі цилиндрлер, бастиектер және секторлар саны. Әрбір сектордың өлшемі әрқашан бірдей: 512 байт. Бұл адрестеу CHS адресация деп аталады. Бұл ең көне, стандартты және әмбебап. Оны қатты дискінің геометриясы деп те атайды.

Күріш. 2.3. Цилиндрлер, бастиектер және секторлар

Қатты дискілерді пайдаланудың басында олардың сыйымдылығы ондаған мегабайтпен шектелді, сондықтан біз шын мәнінде нақты физикалық тректер (цилиндрлер), бастар мен секторлар туралы айттық. Уақыт өте келе әр тақтадағы жазу тығыздығы бірнеше есе өсті және қатты диск контроллерлері осы параметрлерді қайта есептеуді үйренді және BIOS-ты дискінің толығымен еркін конфигурациясымен ұсынады, мұнда, мысалы, төрт есе көп бастар және төрт есе аз цилиндрлер бар. шын мәнінде бар. Барлық үш шаманың туындысы әрқашан шындықтағыдай қалады. Бізді нақты, физикалық геометриядан алшақтауға мәжбүр еткен себеп компьютерлік технологияның даму тарихы болды. Қатты дискілерді өндірушілер кейде аналық платаларға арналған IDE және BIOS контроллерлерін жасаушылардан өз әзірлемелерінде алда болды, ал кейде керісінше. Үйлесімділік пен ымыраға келуді іздеу бүгінгі күні цилиндрлердің, бастардың және қатты дискінің секторларының көрсетілген саны HDA-ның нақты дизайнына сәйкес келмейтініне әкелді. Заманауи дискілерде тіпті секторлардың саны да айнымалы болуы мүмкін. Дискінің ортасына жақын орналасқан тректер аз секторларға бөлінеді, ал шеткі жағында орналасқандар көп секторларға бөлінеді.

ECHS (Extended CHS) адресациясы немесе Large, CHS адресациясының одан әрі дамуы болып табылады. Әйтпесе, бұл жалған адрестеу деп аталады - цилиндрлер, бастиектер саны

Warojavo 43 дискілері

және секторлар қатты диск өндірушісімен толығымен ерікті түрде тағайындалады және CMOS контроллерінде жазылады.

Үш өлшемді CHS адресациясымен қатар LB A логикалық блоктарының адрестелуі - Логикалық блок адресі ойлап табылды. Бір жағынан адресацияның бұл түрімен мәліметтер бірнеше секторлардан тұратын логикалық блоктарда оқылады. Тиісінше, цилиндрлердің саны азырақ және бастардың саны шындыққа қарағанда үлкенірек. Екінші жағынан, бұл адрестеу сызықты: әрбір логикалық блокқа LBA реттік нөмірі тағайындалады. Нөлдік цилиндрдің нөлдік басының бірінші секторынан басталатын блок нөл ретінде қабылданады. Содан кейін блок нөмірлері формула бойынша анықталады:

LBA = (CYL. HDS + HD) SPT + SEC – 1,

мұндағы CYL, HD, SEC - CHS кеңістігіндегі цилиндрдің, басының және секторының сандары; HDS - бастардың саны; SPT – жолдағы секторлар саны.

ЕСКЕРТУ

Блоктар, цилиндрлер және жолдар нөлден, ал секторлар бірінші саннан бастап нөмірленеді. Бұл нөмірлеу аоральды түрде дамыды.

Қазіргі заманғы қатты дискілер, әдетте, адресацияның барлық үш түрін қолдайды, ал пайдаланылатын түрін таңдау BIOS аналық платасында қалады. Егер BIOS параметрлерінде адрестеу түрлерінің бірі таңдалса, ішкі өңдеуге және деректерді түрлендіруге байланысты қатты диск контроллерге дәл осылай ұсынылады. Егер біз бір дискінің үш ықтимал конфигурациясын алсақ, біз CxHxS өнімі барлық үш жағдайда іс жүзінде өзгермейтінін және сектор өлшеміне (512 байт) көбейтілгенін тексере аламыз, бұл дәл қатты дискінің сыйымдылығы.

HDA ішіндегі «құймақтағы» бастардың саны да, физикалық секторлардың саны да бір немесе басқа адрестеуді таңдауға байланысты өзгермейтінін есте ұстаған жөн. Қатты дискінің электроникасы (оның микробағдарламасы) жоқ бастиектерді «жасады» және тиісінше олар үшін секторлар мен цилиндрлерді «ауыстыру». Бұл процесс адресті аудару деп аталады және аударма кестесі әдетте электроника тақтасындағы флэш-жадта сақталады, бірақ жасырын қызмет көрсету жолдарында да жазылуы мүмкін.

Егер сіз контроллерден адрестеу түрін автоматты түрде таңдауды сұрасаңыз, ол CHS - әмбебап адрестеуді таңдайды. Жоғарыда айтылғандай, BIOS-қа параметрлерді автоматты түрде таңдауға рұқсат етсеңіз (автоматты), онда қатты дискілерді адрестеу, әдетте, CHS жүйесінде орын алады.

Жолдар мен секторларды ұйымдастыру

Шындығында, қатты диск тақталарындағы деректер өте күрделі түрде ұйымдастырылған. Тек контроллер мен қатты дискінің микробағдарламасы олардың нақты орналасқан жері туралы «біледі». Барлығы жұмыс істеп тұрған кезде, интерфейс арқылы қатты диск блоктардың немесе секторлардың стандартты матрицасы ретінде көрінеді. Бастар сәтсіз болса, пластиналардың кейбір аймақтары бұзылады және т.б. Сондықтан деректерді тек осындай қатты дискінің стандартты құралдары арқылы оқуға болады. Өндірушілердің мамандары корпустан алынған сканерлеу тақталары және қалдық магниттелуді оқу туралы барлық талқылаулар пайдасыз болып шығатынын мойындайды. Тіпті қатты дискіде деректерді сақтау теориясы белгісіздікке орын қалдырады.

Пластиналардың бетінде тек сервоақпарат өте қатаң жазылған. Бұл жолдар мен секторлардың орнын көрсететін магниттік белгілер мен кодтар. Олардың арқасында бастар плиталарға қатысты орналасады және қажетті жолдар мен секторларды табады. Сервотегтер өндіріс процесінде арнайы жабдықтың көмегімен дайын дерлік қатты дискіге жазылады, содан кейін оларды өшіру немесе өзгерту мүмкін емес.

Әр сектордың жалпы көлемі 571 байт. Оның ішінде 512 байт деректерді жазуға арналған, ал 59 байт ішкі сектор нөмірі, бақылау сомасы және т.б. туралы қызметтік ақпаратты қамтиды. Бұл ақпарат дискіні зауытта төмен деңгейлі пішімдеу және интерфейс арқылы оған қол жеткізу кезінде жазылады. өте шектеулі.

Вафельді дайындау кезінде оларда ақаулы аймақтардың аз санының алдын ала болуына рұқсат етіледі, әйтпесе өндірістің рентабельділігі күрт төмендейді. Әрине, рұқсат етілген ақаулардың сипаты мен таралуы қатаң түрде реттеледі. Сонымен қатар, тректер мен секторлары бар пластиналар диск паспортында көрсетілгеннен үлкен сыйымдылыққа ие. Бұл қосалқы көлем ішінара қызмет көрсету ақпаратын сақтау үшін, ал ішінара ақаулы және зақымдалған секторларды ауыстыру үшін пайдаланылады. Құрастырудан кейін дискілердің беті қайтадан тексеріліп, электроника тақтасындағы ROM-ға нашар секторлардың орналасуының картасы немесе қайта тағайындау кестесі жазылады.

Қайта кескіндеу процесі операциялық жүйе нашар сектордың мекенжайында орналасқан ақпаратқа сұрау жіберген кезде, диск контроллері сұрауды бос секторлардың біріне тыныш қайта бағыттайтынына дейін жетеді. Контроллер ақаулар картасын үнемі жаңартып отырады, оған әрбір жаңа анықталған нашар секторды қосады. Заманауи қатты дискілерде қайта құру кестесін ішінара флэш-жадта сақтауға және ішінара дискінің қызмет көрсету жолдарына жазуға болады. Шын мәнінде, дискіге қол жеткізу кезінде контроллер екі бөліктен тұратын кестені пайдаланады. Біріншісі – мекенжайларды аудару, екіншісі – оған жедел нақтылаулар, қайта тағайындау. Мұның бәрі аппараттық деңгейде орын алады және пішімдеуге, бөлімдерге немесе файлдық жүйеге ешқандай қатысы жоқ. Нашар секторлар интерфейс арқылы мүлдем көрінбейді.

Жоғарыда айтылғандардың барлығынан практикалық қорытынды қатты дискінің электроникасын жөндеу және ауыстыру жағдайларына қатысты. Жалпы ереже бойынша, сіз тек бір үлгідегі және сериядағы (үлгі, идентификатор және бөлім №) қатты дискідегі тақтаны тақтамен ауыстыра аласыз. Барлық пішім туралы ақпарат HDA-да сақталады және тақтаны ауыстырғаннан кейін оны сәтті оқу керек. Тақтаны орнатылған ROM-мен ауыстырғаннан кейін секторды қайта тағайындау кестесін қайта құруға немесе толықтыруға болады.

Қатты магниттік диск жетегі (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ қатты диск (тасымалдаушы) - ақпаратты сақтауға қабілетті материалдық объект.

Ақпаратты сақтау құрылғыларын келесі критерийлер бойынша жіктеуге болады:

• ақпаратты сақтау әдісі: магнитоэлектрлік, оптикалық, магниттік-оптикалық;
• сақтау ортасының түрі: иілгіш және қатты магниттік дискілердегі жетектер, оптикалық және магнитті-оптикалық дискілер, магниттік таспа, қатты күйдегі жады элементтері;
• ақпаратқа қол жеткізуді ұйымдастыру әдісі – тікелей, ретті және блокты қол жеткізу жетектері;
• ақпаратты сақтау құрылғысының түрі – ендірілген (ішкі), сыртқы, автономды, мобильді (тағатын) т.б.

Қазіргі уақытта қолданылатын ақпаратты сақтау құрылғыларының едәуір бөлігі магниттік тасымалдаушыларға негізделген.

Қатты диск құрылғысы

Қатты дискіде магниттік материалмен қапталған (гамма-феррит оксиді, барий ферриті, хром оксиді...) және бір-бірімен шпиндель (білік, ось) арқылы жалғанған, көбінесе металл дискілерді бейнелейтін пластиналар жиынтығы бар.
Дискілердің өзі (қалыңдығы шамамен 2 мм) алюминийден, жезден, керамикадан немесе шыныдан жасалған. (суретті қараңыз)

Жазу үшін дискілердің екі беті де пайдаланылады. Қолданылған 4-9 пластиналар. Білік жоғары тұрақты жылдамдықпен айналады (3600-7200 айн/мин)
Дискілердің айналуы және бастардың түбегейлі қозғалысы 2 көмегімен жүзеге асырылады электр қозғалтқыштары.
Деректер жазылады немесе оқылады жазу/оқу бастарыдискінің әрбір беті үшін бір. Бастардың саны барлық дискілердің жұмыс беттерінің санына тең.

Ақпарат дискіге қатаң белгіленген жерлерде жазылады - концентрлік тректер (тректер) . Жолдар бөлінеді секторлар.Бір секторда 512 байт ақпарат бар.

ЖЖҚ мен NMD арасындағы мәліметтер алмасу бүтін сан (кластер) арқылы дәйекті түрде жүзеге асырылады. Кластер- бірізді секторлар тізбегі (1,2,3,4,...)

Арнайы қозғалтқышжақшаны пайдаланып оқу/жазу басын берілген жолдың үстіне орналастырады (оны радиалды бағытта жылжытады).
Дискіні айналдырған кезде, басы қажетті сектордың үстінде орналасады. Әлбетте, барлық бастар бір уақытта қозғалады және ақпаратты оқиды; деректер бастары бір уақытта қозғалады және әртүрлі дискілердегі бірдей жолдардан ақпаратты оқиды.

Әртүрлі қатты дискілердегі бірдей сериялық нөмірі бар қатты диск тректері шақырылады цилиндр .
Оқу-жазу бастары табақтың беті бойымен қозғалады. Бас дискінің бетіне тигізбестен неғұрлым жақын болса, рұқсат етілген жазу тығыздығы соғұрлым жоғары болады.

Қатты диск құрылғысы

Ақпаратты оқу мен жазудың магниттік принципі

Магниттік ақпаратты жазу принципі

Магниттік ортада ақпаратты жазу және жаңғырту процестерінің физикалық негіздері физиктер М.Фарадей (1791 - 1867) және Д.С.Максвелл (1831 - 1879) еңбектерінде қаланған.

Магниттік сақтау құралдарында сандық жазу магниттік сезімтал материалда жасалады. Мұндай материалдарға темір оксидтерінің, никельдің, кобальттың және оның қосылыстарының, қорытпаларының кейбір сорттары, сондай-ақ тұтқыр пластмассалар мен каучуктары бар магнитопластар мен магнитоласталар, микроұнтақ магнитті материалдар жатады.

Магниттік жабынның қалыңдығы бірнеше микрометр. Жабын магнитті емес негізге қолданылады, ол магниттік таспалар мен дискеттер үшін пластмассадан және қатты дискілерге арналған алюминий қорытпаларынан және композиттік субстрат материалдарынан жасалған. Дискінің магниттік жабыны домендік құрылымға ие, яғни. көптеген магниттелген ұсақ бөлшектерден тұрады.

Магниттік домен (латын тілінен аударғанда dominium – иелену) көрші аймақтардан жұқа өтпелі қабаттармен (домен шекаралары) бөлінген ферромагниттік үлгілердегі микроскопиялық, біркелкі магниттелген аймақ болып табылады.

Сыртқы магнит өрісінің әсерінен домендердің меншікті магнит өрістері магнит өрісі сызықтарының бағытына сәйкес бағытталады. Сыртқы өрістің әсері тоқтағаннан кейін домен бетінде қалдық магниттелу аймақтары пайда болады. Осы қасиетінің арқасында ақпарат магниттік ортада магнит өрісі болған кезде сақталады.

Ақпаратты жазу кезінде магниттік бастың көмегімен сыртқы магнит өрісі жасалады. Ақпаратты оқу процесінде магнит басына қарама-қарсы орналасқан қалдық магниттелу аймақтары оқу кезінде ондағы электр қозғаушы күшін (ЭҚК) индукциялайды.

Магниттік дискіден жазу және оқу схемасы 3.1-суретте көрсетілген. Белгілі бір уақыт аралығында ЭҚК бағытының өзгеруі екілік бірлікпен, ал бұл өзгерістің жоқтығы нөлмен анықталады. Белгіленген уақыт кезеңі деп аталады бит элементі.

Магниттік ортаның беті нүкте позицияларының тізбегі ретінде қарастырылады, олардың әрқайсысы ақпарат битімен байланысты. Бұл позициялардың орны дәл анықталмағандықтан, жазу қажетті жазу орындарын табуға көмектесу үшін алдын ала қолданылған белгілерді қажет етеді. Мұндай синхрондау белгілерін қолдану үшін дискіні жолдарға бөлу керек
және секторлар - пішімдеу

Дискідегі ақпаратқа жылдам қол жеткізуді ұйымдастыру деректерді сақтаудың маңызды кезеңі болып табылады. Диск бетінің кез келген бөлігіне жылдам қол жеткізу, біріншіден, оны жылдам айналдыру арқылы, екіншіден, магниттік оқу/жазу басын дискінің радиусы бойымен жылжыту арқылы қамтамасыз етіледі.
Иілгіш диск 300-360 айн/мин жылдамдықпен, ал қатты диск 3600-7200 айн/мин айналады.

Қатты дискінің логикалық құрылғысы

Магниттік диск бастапқыда пайдалануға дайын емес. Оны жұмыс жағдайына келтіру үшін ол болуы керек пішімделген, яғни. диск құрылымын жасау керек.

Дискінің құрылымы (орналасуы) пішімдеу процесінде жасалады.

Пішімдеу магниттік дискілер екі кезеңнен тұрады:

1. физикалық пішімдеу (төмен деңгей)
2. логикалық (жоғары деңгей).

Физикалық пішімдеу кезінде дискінің жұмыс беті деп аталатын бөлек аймақтарға бөлінеді секторлар,концентрлік шеңберлердің бойында орналасқан - жолдар.

Сонымен қатар, деректерді жазу үшін жарамсыз секторлар анықталады және белгіленеді нашароларды пайдаланудан аулақ болу үшін. Әрбір сектор дискідегі деректердің ең кіші бірлігі болып табылады және оған тікелей қол жеткізуге мүмкіндік беретін өз мекенжайы бар. Сектор мекенжайы дискінің бүйірлік нөмірін, трек нөмірін және тректегі сектор нөмірін қамтиды. Дискінің физикалық параметрлері орнатылған.

Әдетте, пайдаланушы физикалық пішімдеумен айналысудың қажеті жоқ, өйткені көп жағдайда қатты дискілер пішімделеді. Жалпы айтқанда, мұны арнайы қызмет көрсету орталығы жасау керек.

Төмен деңгейлі пішімдеукелесі жағдайларда жасалуы керек:

• қатты дискіден жүктеу кезінде ақаулық тудыратын нөлдік тректе ақау болса, бірақ дискетадан жүктеу кезінде дискінің өзі қол жетімді болса;
• егер сіз ескі дискіні жұмыс күйіне қайтарсаңыз, мысалы, бұзылған компьютерден қайта реттелген.
• егер диск басқа операциялық жүйемен жұмыс істеу үшін пішімделсе;
• егер диск қалыпты жұмысын тоқтатса және барлық қалпына келтіру әдістері оң нәтиже бермесе.

Есте сақтау керек нәрсе - бұл физикалық пішімдеу өте күшті операция— ол орындалған кезде дискіде сақталған деректер толығымен жойылады және оны қалпына келтіру мүлдем мүмкін болмайды! Сондықтан, барлық маңызды деректерді қатты дискіде сақтағаныңызға сенімді болмасаңыз, төмен деңгейлі пішімдеуді жалғастырмаңыз!

Төмен деңгейлі пішімдеуді орындағаннан кейін, келесі қадам қатты дискінің бір немесе бірнеше бөлігін жасау болып табылады логикалық жетектер -дискіде шашыраңқы каталогтар мен файлдармен күресудің ең жақсы жолы.

Жүйеге ешқандай аппараттық элементтерді қоспай, бірнеше дискілер сияқты бір қатты дискінің бірнеше бөліктерімен жұмыс істеу мүмкіндігіне ие боласыз.
Бұл дискінің сыйымдылығын арттырмайды, бірақ оны ұйымдастыруды айтарлықтай жақсартуға болады. Сонымен қатар, әртүрлі операциялық жүйелер үшін әртүрлі логикалық дискілерді пайдалануға болады.

Сағат логикалық пішімдеу Тасымалдаушы дискілік кеңістікті логикалық ұйымдастыру арқылы ақырында деректерді сақтауға дайындалады.
Дискі төмен деңгейлі пішімдеу арқылы жасалған секторларға файлдарды жазуға дайындалған.
Диск бөлімдерінің кестесін жасағаннан кейін келесі кезең - бөлімнің жеке бөліктерін логикалық пішімдеу, бұдан әрі логикалық дискілер деп аталады.

Логикалық жетек - Бұл бөлек диск сияқты жұмыс істейтін қатты дискінің кейбір аймағы.

Логикалық пішімдеу төменгі деңгейлі пішімдеуге қарағанда әлдеқайда қарапайым процесс.
Оны іске қосу үшін FORMAT утилитасы бар иілгіш дискіден жүктеңіз.
Егер сізде бірнеше логикалық дискілер болса, олардың барлығын бір-бірден пішімдеңіз.

Логикалық пішімдеу процесінде диск бөлінеді жүйе аймағы, ол 3 бөліктен тұрады:

• жүктеу секторы және бөлімдер кестесі (жүктеу жазбасы)
• Файлдарды бөлу кестелері (FAT), онда файлдарды сақтайтын тректер мен секторлардың саны жазылады
• түбірлік каталог (Root Directory).

Ақпарат кластер арқылы бөліктерге жазылады. Бір кластерде 2 түрлі файл болуы мүмкін емес.
Сонымен қатар, осы кезеңде дискіге атау берілуі мүмкін.

Қатты дискіні бірнеше логикалық дискілерге бөлуге болады және керісінше, 2 қатты дискіні бір логикалық дискіге біріктіруге болады.

Қатты дискіде кемінде екі бөлімді (екі логикалық диск) жасау ұсынылады: олардың біреуі операциялық жүйе мен бағдарламалық қамтамасыз ету үшін, екінші диск тек пайдаланушы деректері үшін бөлінген. Осылайша, деректер мен жүйелік файлдар бір-бірінен бөлек сақталады және операциялық жүйе істен шыққан жағдайда пайдаланушы деректерін сақтау мүмкіндігі әлдеқайда жоғары болады.

Қатты дискілердің сипаттамалары

Қатты дискілер (қатты дискілер) бір-бірінен келесі сипаттамалар бойынша ерекшеленеді:

1. сыйымдылығы
2. өнімділік – деректерге қол жеткізу уақыты, ақпаратты оқу және жазу жылдамдығы.
3. интерфейс (қосылу әдісі) - қатты диск қосылуы керек контроллердің түрі (көбінесе IDE/EIDE және әртүрлі SCSI опциялары).
4. басқа мүмкіндіктер

1. Сыйымдылық— дискіге сәйкес келетін ақпарат көлемі (өндіріс технологиясының деңгейімен анықталады).
Бүгінгі күні сыйымдылығы 500 -2000 ГБ немесе одан да көп. Сізде ешқашан қатты дискіде жеткілікті орын болмайды.

2. Жұмыс жылдамдығы (өнімділік)диск екі көрсеткішпен сипатталады: дискіге кіру уақытыЖәне дискінің оқу/жазу жылдамдығы.

Қол жеткізу уақыты – оқу/жазу бастиектерін қажетті жолға және қажетті секторға жылжытуға (орнына қою) қажетті уақыт.
Кездейсоқ таңдалған екі трек арасындағы орташа әдеттегі қатынас уақыты шамамен 8-12 мс (миллисекунд), жылдамырақ дискілерде 5-7 мс уақыт болады.
Көрші жолға (іргелес цилиндрге) өту уақыты 0,5 - 1,5 мс кем. Қажетті секторға бет бұру үшін де уақыт қажет.
Бүгінгі қатты дискілер үшін дискінің жалпы айналу уақыты 8 - 16 мс, сектордың орташа күту уақыты 3-8 мс.
Қол жеткізу уақыты неғұрлым қысқа болса, диск соғұрлым жылдамырақ жұмыс істейді.

Оқу/жазу жылдамдығы(енгізу/шығару өткізу қабілеттілігі) немесе деректерді беру жылдамдығы (беру)– дәйекті деректерді беру уақыты тек дискіге ғана емес, сонымен қатар оның контроллеріне, шина түрлеріне және процессор жылдамдығына байланысты. Баяу дискілердің жылдамдығы 1,5-3 МБ/с, жылдамдары үшін 4-5 МБ/с, соңғылары үшін 20 МБ/с.
SCSI интерфейсі бар қатты дискілер 10 000 айн/мин айналу жылдамдығын қолдайды. және орташа іздеу уақыты 5мс, деректерді беру жылдамдығы 40-80 Мб/с.

3.Қатты диск интерфейсінің стандарты - яғни. қатты диск қосылатын контроллердің түрі. Ол аналық платада орналасқан.
Үш негізгі қосылым интерфейсі бар

1. IDE және оның әртүрлі нұсқалары

IDE (Integrated Disk Electronic) немесе (ATA) Advance Technology қосымшасы
Артықшылықтары: қарапайымдылығы және төмен құны

Тасымалдау жылдамдығы: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Мб/с. Деректер дамыған сайын интерфейс құрылғылар тізімін кеңейтуді қолдайды: қатты диск, супер дискета, магнито-оптика,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Параллелизацияның кейбір элементтері (жню және ажырату/қайта қосу) және жіберу кезінде деректердің тұтастығын бақылау. IDE-нің негізгі кемшілігі - қосылған құрылғылардың аздығы (4-тен көп емес), бұл жоғары деңгейлі ДК үшін жеткіліксіз.
Бүгінгі күні IDE интерфейстері жаңа Ultra ATA алмасу протоколдарына ауысты. Өткізу қабілетін айтарлықтай арттыру
4 режимі және DMA (тікелей жадқа қол жеткізу) режимі 2 деректерді 16,6 МБ/с жылдамдықпен тасымалдауға мүмкіндік береді, бірақ нақты деректерді беру жылдамдығы әлдеқайда төмен болар еді.
Стандарттар Ultra DMA/33 және Ultra DMA/66, 1998 жылы ақпанда жасалған. Quantum бойынша сәйкесінше 3 жұмыс режимі 0,1,2 және 4, екінші режимде тасымалдаушы қолдайды
тасымалдау жылдамдығы 33 Мб/с. (Ultra DMA/33 Mode 2) Мұндай жоғары жылдамдыққа тек жетек буферімен алмасу кезінде қол жеткізуге болады. Пайда болу үшін
Ultra DMA стандарттары екі шарттың орындалуын талап етеді:

1. аналық платада (чипсет) және дискінің өзінде аппараттық қолдау.

2. басқа DMA (тікелей жадқа қол жеткізу) сияқты Ultra DMA режимін қолдау үшін.

Әртүрлі чипсеттерге арналған арнайы драйвер қажет. Әдетте, олар аналық платаға кіреді, қажет болған жағдайда оны «жүктеп алуға» болады.
Интернеттен аналық плата өндірушісінің веб-сайтынан.

Ultra DMA стандарты баяурақ нұсқада жұмыс істейтін алдыңғы контроллерлермен кері үйлесімді.
Бүгінгі нұсқасы: Ultra DMA/100 (2000 жылдың соңы) және Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Ауыстыру IDE (ATA) басқа жоғары жылдамдықты сериялық шинаға арналған бағдарламалық құрал емес (IEEE-1394). Жаңа технологияны пайдалану тасымалдау жылдамдығын 100 Мб/с-қа жеткізуге мүмкіндік береді,
Жүйенің сенімділігі артады, бұл ATA интерфейсінде қатаң тыйым салынған ДК қоспай құрылғыларды орнатуға мүмкіндік береді.

SCSI (шағын компьютерлік жүйе интерфейсі)— құрылғылар қарапайым құрылғыларға қарағанда 2 есе қымбат және аналық платада арнайы контроллерді қажет етеді.
Серверлер, баспа жүйелері, CAD үшін қолданылады. Жоғары өнімділікті (жылдамдық 160 Мб/с дейін), қосылған сақтау құрылғыларының кең ауқымын қамтамасыз етіңіз.
SCSI контроллерін сәйкес дискімен бірге сатып алу керек.

SCSI IDE-ден артықшылығы бар - икемділік пен өнімділік.
Икемділік қосылған құрылғылардың көп санында (7-15), ал IDE үшін (максимум 4) кабель ұзындығының ұзағырақ болуы.
Өнімділік – жоғары тасымалдау жылдамдығы және бірнеше транзакцияларды бір уақытта өңдеу мүмкіндігі.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) 40 Мб/с дейін 16 биттік Ultra2 нұсқасы - SCSI стандарты 80 Мб/с дейін

2. Fiber Channel Arbitrated Loop (FC-AL) деп аталатын басқа SCSI интерфейс технологиясы кабель ұзындығы 30 метрге дейін 100 Мбит/с дейін қосылуға мүмкіндік береді. FC-AL технологиясы «ыстық» қосылымдарға мүмкіндік береді, яғни. жолда, бақылау және қателерді түзету үшін қосымша желілері бар (технология қарапайым SCSI-ге қарағанда қымбатырақ).

4. Қазіргі қатты дискілердің басқа мүмкіндіктері

Қатты диск үлгілерінің үлкен әртүрлілігі дұрыс таңдауды қиындатады.
Қажетті қуаттан басқа, өнімділік те өте маңызды, ол негізінен оның физикалық сипаттамаларымен анықталады.
Мұндай сипаттамаларға орташа іздеу уақыты, айналу жылдамдығы, ішкі және сыртқы тасымалдау жылдамдығы және кэш жады көлемі жатады.

4.1 Орташа іздеу уақыты.

Қатты диск келесі ақпаратты оқу үшін қажетті магниттік басты ағымдағы орнынан жаңасына жылжыту үшін біраз уақытты алады.
Әрбір нақты жағдайда бұл уақыт әртүрлі, бастың қозғалуы керек қашықтыққа байланысты. Әдетте, спецификациялар тек орташа мәндерді береді және әртүрлі компаниялар қолданатын орташалау алгоритмдері әдетте әртүрлі, сондықтан тікелей салыстыру қиын.

Осылайша, Fujitsu және Western Digital компаниялары барлық мүмкін жұп жолдарды пайдаланады; Maxtor және Quantum компаниялары кездейсоқ қол жеткізу әдісін пайдаланады. Алынған нәтижені одан әрі реттеуге болады.

Жазу үшін іздеу уақыты көбінесе оқуға қарағанда сәл жоғары. Кейбір өндірушілер техникалық сипаттамаларында тек төменгі мәнді (оқу үшін) береді. Кез келген жағдайда, орташа мәндерден басқа, максималды (бүкіл дискіде) ескеру пайдалы.
және ең аз (яғни, трек-трек) іздеу уақыты.

4.2 Айналу жылдамдығы

Жазбаның қажетті фрагментіне қол жеткізу жылдамдығы тұрғысынан, айналу жылдамдығы дискінің қажетті секторы бар магниттік басына айналуы үшін қажет жасырын уақыт деп аталатын шамаға әсер етеді.

Бұл уақыттың орташа мәні дискінің жарты айналымына сәйкес келеді және 3600 айн/мин кезінде 8,33 мс, 4500 айн/мин кезінде 6,67 мс, 5400 айн/мин кезінде 5,56 мс, 7200 айн/мин кезінде 4,17 мс.

Жасырын уақыттың мәні орташа іздеу уақытымен салыстырылады, сондықтан кейбір режимдерде ол өнімділікке бірдей әсер етуі мүмкін.

4.3 Ішкі жіберу жылдамдығы

— деректердің дискіге жазылу немесе одан оқу жылдамдығы. Аймақтық жазбаның арқасында ол айнымалы мәнге ие - сыртқы тректерде жоғары және ішкі жолдарда төмен.
Ұзын файлдармен жұмыс істегенде, көп жағдайда бұл параметр тасымалдау жылдамдығын шектейді.

4.4 Сыртқы жіберу жылдамдығы

— интерфейс арқылы мәліметтер берілетін жылдамдық (шыңы).

Ол интерфейс түріне байланысты және көбінесе тұрақты мәндерге ие: 8.3; 11.1; Жетілдірілген IDE үшін 16,7 Мб/с (PIO режимі2, 3, 4); Ultra DMA үшін 33,3 66,6 100; Синхронды SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 бит) үшін тиісінше 5, 10, 20, 40, 80, 160 Мб/с.

4.5 Қатты дискіде жеке кэш жады және оның көлемі (диск буфері) бар ма.

Кэш жадының (ішкі буфер) өлшемі мен ұйымдастырылуы қатты дискінің жұмысына айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Кәдімгі кэш жады сияқты,
Белгілі бір көлемге жеткеннен кейін өнімділіктің өсуі күрт баяулайды.

Үлкен сыйымдылықты сегменттелген кэш жады көп тапсырмалы орталарда пайдаланылатын жоғары өнімді SCSI дискілері үшін өзекті болып табылады. Кэш неғұрлым үлкен болса, қатты диск соғұрлым жылдам жұмыс істейді (128-256 Кб).

Әрбір параметрдің жалпы өнімділікке әсерін оқшаулау өте қиын.

Қатты дискіге қойылатын талаптар

Дискілерге қойылатын негізгі талап - 5-7 жыл құрамдас бөліктердің ұзақ қызмет ету мерзімімен кепілдендірілген жұмыс сенімділігі; жақсы статистикалық көрсеткіштер, атап айтқанда:

• кемінде 500 мың сағат ақаулар арасындағы орташа уақыт (ең жоғары сынып 1 миллион сағат немесе одан да көп).
• диск түйіндерінің күйін бақылаудың кірістірілген жүйесі SMART/Өзін-өзі бақылау талдау және есеп беру технологиясы.

Технология S.M.A.R.T. (Өзін-өзі бақылау талдау және есеп беру технологиясы)бір уақытта Compaq, IBM және басқа бірқатар қатты диск өндірушілері әзірлеген ашық салалық стандарт болып табылады.

Бұл технологияның мәні қатты дискінің ішкі өзін-өзі диагностикасы болып табылады, ол оның ағымдағы жағдайын бағалауға және деректердің жоғалуына немесе дискінің істен шығуына әкелуі мүмкін болашақ проблемалар туралы хабарлауға мүмкіндік береді.

Барлық маңызды диск элементтерінің жағдайы үнемі бақыланады:
бастиектер, жұмыс беттері, шпиндельді электр қозғалтқышы, электроника блогы. Мысалы, сигналдың әлсіреуі анықталса, ақпарат қайта жазылады және одан әрі бақылау орын алады.
Сигнал қайтадан әлсіресе, деректер басқа орынға тасымалданады және берілген кластер ақаулы және қолжетімсіз ретінде орналастырылады және оның орнына диск резервіндегі басқа кластер қолжетімді болады.

Қатты дискімен жұмыс істегенде, диск жұмыс істейтін температура шарттарын сақтау керек. Өндірушілер қатты дискінің 0С-ден 50С-қа дейінгі қоршаған орта температурасында ақаусыз жұмыс істеуіне кепілдік береді, дегенмен, негізінен, ауыр зардаптарсыз сіз шекараларды екі бағытта кемінде 10 градусқа өзгерте аласыз.
Температураның үлкен ауытқулары кезінде қажетті қалыңдықтағы ауа қабаты түзілмеуі мүмкін, бұл магниттік қабаттың бұзылуына әкеледі.

Жалпы алғанда, HDD өндірушілері өз өнімдерінің сенімділігіне көп көңіл бөледі.

Негізгі мәселе - дискінің ішіне бөгде бөлшектердің түсуі.

Салыстыру үшін: темекі түтінінің бір бөлшегі беті мен басы арасындағы қашықтық екі есе, адам шашының қалыңдығы 5-10 есе артық.
Бас үшін мұндай заттармен кездесу күшті соққыға әкеледі және нәтижесінде ішінара зақымдалуы немесе толық істен шығуы мүмкін.
Сыртқы жағынан, бұл үнемі орналасқан жарамсыз кластерлердің көп санының пайда болуы ретінде байқалады.

Соққылар, құлау және т.б. кезінде болатын қысқа мерзімді, үлкен үдеулер (артық жүктемелер) қауіпті. Мысалы, соққыдан басы магнитті қатты соғады
қабатын түзеді және сәйкес жерде оның бұзылуын тудырады. Немесе, керісінше, алдымен қарама-қарсы бағытта қозғалады, содан кейін серпімділік күшінің әсерінен серіппе сияқты бетіне соғылады.
Нәтижесінде корпуста магниттік жабынның бөлшектері пайда болады, бұл қайтадан басты зақымдауы мүмкін.

Орталықтан тепкіш күштің әсерінен олар дискіден - магниттік қабаттан ұшып кетеді деп ойламау керек.
оларды сізге мықтап тартады. Негізінде, қорқынышты салдар әсердің өзі емес (сіз белгілі бір кластерлердің жоғалуымен келісе аласыз), бірақ дискіні одан әрі зақымдайтын бөлшектердің пайда болуы.

Осындай өте жағымсыз жағдайлардың алдын алу үшін әртүрлі компаниялар түрлі айла-амалдарға барады. Дискі құрамдас бөліктерінің механикалық беріктігін жай ғана арттырумен қатар, жазудың сенімділігі мен тасымалдаушылардағы деректердің қауіпсіздігін бақылайтын интеллектуалды S.M.A.R.T. технологиясы да қолданылады (жоғарыдан қараңыз).

Шындығында, диск әрқашан толық көлемде пішімделмейді, кейбір резервтер бар. Бұл, негізінен, тасымалдаушыны шығарудың дерлік мүмкін еместігіне байланысты
Бүкіл беті жоғары сапалы болатын болса, міндетті түрде нашар кластерлер (сәтсіздіктер) болады. Диск төмен деңгейлі пішімделгенде оның электроникасы конфигурацияланады
осылайша ол осы ақаулы аймақтарды айналып өтеді және медиада ақау бар екені пайдаланушыға мүлдем көрінбейді. Бірақ олар көрінетін болса (мысалы, пішімдеуден кейін
утилита нөлден басқа олардың санын көрсетеді), онда бұл өте нашар.

Егер кепілдік мерзімі аяқталмаған болса (және менің ойымша, кепілдігі бар HDD сатып алған дұрыс), онда дискіні дереу сатушыға апарып, тасымалдаушыны ауыстыруды немесе ақшаны қайтаруды талап етіңіз.
Сатушы, әрине, бірден бірнеше ақаулы жерлер алаңдаушылық тудырмайтынын айта бастайды, бірақ оған сенбейді. Жоғарыда айтылғандай, бұл жұп көп нәрсені тудыруы мүмкін, содан кейін қатты дискінің толық істен шығуы мүмкін.

Жұмыс жағдайындағы диск зақымдалуға әсіресе сезімтал, сондықтан компьютерді әртүрлі соққыларға, тербелістерге және т.б. әсер ететін жерге қоймау керек.

Қатты дискіні жұмысқа дайындау

Ең басынан бастайық. Сіз қатты дискі мен кабельді компьютерден бөлек сатып алдыңыз делік.
(Шынында, сіз жиналған компьютерді сатып алған кезде пайдалануға дайын диск аласыз).

Оны өңдеу туралы бірнеше сөз. Қатты диск - бұл электроникадан басқа дәл механиканы қамтитын өте күрделі өнім.
Сондықтан, ол мұқият өңдеуді қажет етеді - соққылар, құлау және күшті діріл оның механикалық бөлігін зақымдауы мүмкін. Әдетте, жетек тақтасы көптеген шағын өлшемді элементтерді қамтиды және берік қақпақтармен жабылмайды. Осы себепті оның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін мұқият болу керек.
Қатты диск алған кезде бірінші істеу керек нәрсе - онымен бірге келген құжаттаманы оқу - онда көптеген пайдалы және қызықты ақпарат болуы мүмкін. Бұл жағдайда сіз келесі тармақтарға назар аударуыңыз керек:

• дискінің параметрлерін (орнатуын) анықтайтын секіргіштерді орнатудың болуы және опциялары, мысалы, дискінің физикалық атауы сияқты параметрді анықтау (олар болуы мүмкін, бірақ олар болмауы мүмкін),
• бастиектер саны, цилиндрлер, дискілердегі секторлар, алдын ала өтеу деңгейі және диск түрі. Бұл ақпаратты компьютерді орнату бағдарламасы сұрағанда енгізуіңіз керек.
  Бұл ақпараттың барлығы дискіні пішімдеу және онымен жұмыс істеуге машинаны дайындау кезінде қажет болады.
• Егер ДК өзі сіздің қатты дискіңіздің параметрлерін анықтамаса, құжаттамасы жоқ дискіні орнату үлкен мәселе болады.
  Көптеген қатты дискілерде өндірушінің аты, құрылғының түрі (бренд) бар белгілерді, сондай-ақ пайдалануға рұқсат етілмеген тректер кестесін таба аласыз.
  Сонымен қатар, жетекте бастардың, цилиндрлердің және секторлардың саны және алдын ала өтеу деңгейі туралы ақпарат болуы мүмкін.

Әділ болу үшін дискіде көбінесе оның тақырыбы ғана жазылатынын айту керек. Бірақ бұл жағдайда да сіз қажетті ақпаратты анықтамалықтан таба аласыз,
немесе компанияның өкілдігіне қоңырау шалу арқылы. Үш сұраққа жауап алу маңызды:

• Дискіні негізгі\құл ретінде пайдалану үшін секіргіштерді қалай орнату керек?
• Дискіде қанша цилиндр мен бастиектер бар, бір жолға неше сектор бар, алдын ала өтеу мәні қандай?
• ROM BIOS жүйесінде жазылған дискінің қай түрі осы дискіге жақсы сәйкес келеді?

Осы ақпаратпен сіз қатты дискіні орнатуды жалғастыра аласыз.

Компьютерге қатты дискіні орнату үшін келесі әрекеттерді орындаңыз:

1. Бүкіл жүйелік блокты қуат көзінен ажыратып, қақпақты алыңыз.
2. Қатты диск кабелін аналық плата контроллеріне жалғаңыз. Егер сіз екінші дискіні орнатып жатсаңыз, оның қосымша қосқышы болса, біріншіден кабельді пайдалануға болады, бірақ әртүрлі қатты дискілердің жұмыс жылдамдығы баяу жағымен салыстырылатынын есте ұстаған жөн.
3. Қажет болса, қатты дискіні пайдалану жолыңызға қарай секіргіштерді өзгертіңіз.
4. Дискіні бос орынға орнатыңыз және кабельді тақтадағы контроллерден қызыл жолағы бар қатты диск коннекторына қуат көзіне, қуат беру кабеліне қосыңыз.
5. Қатты дискіні екі жағындағы төрт болтпен мықтап бекітіңіз, қақпақты жапқан кезде оларды кесіп алмас үшін компьютердің ішіндегі кабельдерді реттеңіз.
6. Жүйелік блокты жабыңыз.
7. Егер ДК өзі қатты дискіні таппаса, компьютер оған жаңа құрылғы қосылғанын білуі үшін Setup арқылы компьютер конфигурациясын өзгертіңіз.

Қатты диск өндірушілері

Бірдей сыйымдылықтың қатты дискілері (бірақ әртүрлі өндірушілердің) әдетте азды-көпті ұқсас сипаттамалары бар және айырмашылықтар негізінен корпустың дизайнында, пішін факторында (басқаша айтқанда, өлшемдерде) және кепілдік мерзімінде көрсетіледі. Сонымен қатар, соңғысы туралы ерекше атап өту керек: қазіргі заманғы қатты дискідегі ақпарат құны көбінесе өз бағасынан бірнеше есе жоғары.

Дискіңізде ақаулар болса, оны жиі жөндеуге тырысу деректеріңізді қосымша қауіпке ұшыратуды білдіреді.
Әлдеқайда ақылға қонымды әдіс - ақаулы құрылғыны жаңасымен ауыстыру.
Ресейлік (тек қана емес) нарықтағы қатты дискілердің негізгі үлесін IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum өнімдері құрайды.

дискінің осы түрін шығаратын өндірушінің атауы,

корпорациясы Кванттық (www. quantum. com.), 1980 жылы құрылған, дискілер нарығындағы ардагерлердің бірі. Компания қатты дискілердің сенімділігі мен өнімділігін, дискідегі деректерге қол жеткізу уақытын және дискідегі оқу/жазу жылдамдығын, сондай-ақ деректердің жоғалуына әкелуі мүмкін болашақ проблемалар туралы хабарлау мүмкіндігін арттыруға бағытталған өзінің инновациялық техникалық шешімдерімен танымал. немесе дискінің ақаулығы.

— Quantum компаниясының меншікті технологияларының бірі дискіні соққыдан қорғауға арналған SPS (Shock Protection System) болып табылады.

- ең құнды нәрсені - оларда сақталған деректерді сақтауға арналған кірістірілген DPS (Data Protection System) бағдарламасы.

корпорациясы Western Digital (www.wdс.com.)Сондай-ақ, дискілерді шығаратын ең көне компаниялардың бірі, ол өз тарихында өзінің құлдырауын көрді.
Компания жақында дискілеріне соңғы технологияларды енгізе алды. Олардың ішінде S.M.A.R.T. жүйесінің одан әрі дамуы болып табылатын өзіміздің дамуымызды - Data Lifeguard технологиясын атап өткен жөн. Ол тізбекті логикалық түрде аяқтауға тырысады.

Бұл технологияға сәйкес, жүйе пайдаланбайтын кезеңде диск беті жүйелі түрде сканерленеді. Бұл деректерді оқиды және оның тұтастығын тексереді. Егер секторға қатынасу кезінде ақаулықтар байқалса, деректер басқа секторға тасымалданады.
Нашар секторлар туралы ақпарат ішкі ақаулар тізіміне енгізіледі, бұл болашақта нашар секторларға болашақта кіруді болдырмайды.

Фирма Seagate (www.seagate.com)біздің нарықта өте танымал. Айтпақшы, мен осы компанияның қатты дискілерін ұсынамын, өйткені олар өте сенімді және берік.

1998 жылы ол Medalist Pro дискілерінің сериясын шығару арқылы өзіне тағы да назар аударды.
айналу жылдамдығы 7200 айн / мин, бұл үшін арнайы мойынтіректерді пайдаланады. Бұрын бұл жылдамдық тек SCSI интерфейсінің дискілерінде қолданылған, бұл өнімділікті арттыруға мүмкіндік берді. Сол серияда дискіні және онда сақталған деректерді электростатика мен соққы әсерінен қорғауды жақсартуға арналған SeaShield System технологиясы қолданылады. Сонымен қатар электромагниттік сәулеленудің әсері де азаяды.

Барлық өндірілген дискілер S.M.A.R.T технологиясын қолдайды.
Seagate-тің жаңа дискілері оның SeaShield жүйесінің мүмкіндіктері жоғары жетілдірілген нұсқасын қамтиды.
Seagate индустриядағы жаңартылған сериялардың ең жоғары соққыға төзімділігін жариялағаны маңызды - пайдаланылмаған кезде 300G.

Фирма IBM (www. сақтау орны. ibm. com)Соңғы уақытқа дейін ол ресейлік қатты дискілер нарығында негізгі жеткізуші болмаса да, ол өзінің жылдам және сенімді дискілерінің арқасында жақсы беделге ие болды.

Фирма Fujitsu (www.fujitsu.com)магниттік ғана емес, сонымен қатар оптикалық және магниттік-оптикалық дискілердің ірі және тәжірибелі өндірушісі болып табылады.
Рас, компания IDE интерфейсі бар қатты дискілер нарығында ешқашан көшбасшы емес: ол осы нарықтың шамамен 4% -ын басқарады (әртүрлі зерттеулерге сәйкес) және оның негізгі мүдделері SCSI құрылғылары саласында.

Терминологиялық сөздік

Оның жұмысында маңызды рөл атқаратын кейбір жетек элементтері жиі дерексіз ұғымдар ретінде қарастырылатындықтан, ең маңызды терминдер төменде түсіндіріледі.

Қол жеткізу уақыты— Қатты дискіге деректерді іздеу және жадқа немесе одан тасымалдау үшін қажетті уақыт кезеңі.
Қатты дискілердің өнімділігі көбінесе қол жеткізу (алу) уақытымен анықталады.

Кластер- файлды орналастыру кестесінде ОЖ жұмыс істейтін кеңістіктің ең кіші бірлігі. Әдетте кластер 2-4-8 немесе одан да көп секторлардан тұрады.
Секторлардың саны диск түріне байланысты. Жеке секторлардың орнына кластерлерді іздеу операциялық жүйенің уақыт шығындарын азайтады. Үлкен кластерлер жылдамырақ өнімділікті қамтамасыз етеді
диск, өйткені бұл жағдайда кластерлердің саны азырақ, бірақ дискідегі бос орын (кеңістік) нашар пайдаланылады, өйткені көптеген файлдар кластерден аз болуы мүмкін және кластердің қалған байттары пайдаланылмайды.

Контроллер (контроллер)- қатты дискінің жұмысын басқаратын, әдетте кеңейту картасында орналасқан схемалар, оның ішінде басты жылжыту және деректерді оқу және жазу.

Цилиндр- барлық дискілердің барлық жағында бір-біріне қарама-қарсы орналасқан тректер.

Жетек басы- қатты дискінің беті бойымен қозғалатын және деректерді электромагниттік жазуды немесе оқуды қамтамасыз ететін механизм.

Файлдарды бөлу кестесі (FAT)- дискідегі әрбір файлдың орналасуын және қандай секторлар пайдаланылатынын және оларға жаңа деректерді жазу үшін тегін болатынын қадағалайтын ОЖ жасаған жазба.

Бас саңылау— жетек басы мен диск беті арасындағы қашықтық.

Араластыру— дискінің айналу жылдамдығы мен дискідегі секторларды ұйымдастыру арасындағы байланыс. Әдетте, дискінің айналу жылдамдығы компьютердің дискіден деректерді қабылдау мүмкіндігінен асып түседі. Контроллер деректерді оқыған кезде, келесі дәйекті сектор басынан өтіп кетті. Сондықтан деректер дискіге бір немесе екі сектор арқылы жазылады. Дискіні пішімдеу кезінде арнайы бағдарламалық жасақтаманы пайдалану арқылы жолақ ретін өзгертуге болады.

Логикалық жетек- жеке дискілер ретінде қарастырылатын қатты дискінің жұмыс бетінің белгілі бір бөліктері.
Кейбір логикалық дискілерді UNIX сияқты басқа операциялық жүйелер үшін пайдалануға болады.

Көлік тұрағы- жетек бастиектерін белгілі бір нүктеге жылжыту және дискінің пайдаланылмаған бөліктерінің үстінен қозғалмайтын етіп бекіту, бастар дискінің бетіне тиген кезде жетек шайқалған кезде зақымдануды азайту үшін.

Бөлу– қатты дискіні логикалық дискілерге бөлу операциясы. Барлық дискілер бөлінген, бірақ шағын дискілерде тек бір бөлім болуы мүмкін.

Диск (табақ)- деректер жазылатын магниттік материалмен қапталған металл дискінің өзі. Қатты дискіде әдетте бірнеше диск болады.

RLL (Ұзындығы шектеулі)- Көбірек деректерді орналастыру үшін әр жолдағы секторлар санын көбейту үшін кейбір контроллерлер пайдаланатын кодтау тізбегі.

сектор- Жетек пайдаланатын өлшемнің негізгі бірлігін көрсететін диск жолының бөлімі. ОЖ секторларында әдетте 512 байт бар.

Орналастыру уақыты (Іздеу уақыты)- бастың өзі орнатылған жолдан басқа қажетті жолға өтуіне қажетті уақыт.

Трек- дискінің концентрлік бөлінуі. Жолдар жазбадағы тректерге ұқсас. Үздіксіз спираль болып табылатын жазбадағы жолдардан айырмашылығы, дискідегі жолдар дөңгелек. Жолдар өз кезегінде кластерлер мен секторларға бөлінеді.

Тректен трекке іздеу уақыты— жетек басының көрші жолға өтуіне қажетті уақыт.

Тасымалдау жылдамдығы- уақыт бірлігінде диск пен компьютер арасында берілетін ақпарат көлемі. Ол сондай-ақ жолды іздеуге кететін уақытты қамтиды.

Қатты дискінің электроника тақтасын жөндеудің кейбір аспектілері туралы

• HardMaster компаниясының блогы

Сәлеметсіздер ме, құрметті Хабра тұрғындары!Бұл сақтау құрылғыларынан кәсіби деректерді қалпына келтіруге маманданған Hardmaster компаниясының жақында ашылған корпоративтік блогындағы алғашқы жарияланым. Мен сенімен біргемін, жетекші инженер Артем Макаров, ака Робин. Бұл блогта мен және менің әріптестерім істен шыққан құрылғыларды жөндеу және олардан ақпаратты қалпына келтіру тапсырмаларын өз бетінше жеңгісі келетіндердің барлығына шынымен көмектесетін материалдарды орналастыруға бар күшімізді саламыз.

Қатты дискінің істен шығуының жалпы себептерінің бірі - электроника тақтасындағы ақаулар.

(жалпы тілде бұл HDD контроллері деп аталады, бұл, әрине, дұрыс емес)

Біз HDD картасының ақауларын және оларды жою әдістерін шолу туралы бірқатар жарияланымдарды бастаймыз. Жазылыңыз және жаңартулардан хабардар болыңыз!

«Кеттік!» деді. (Бірге)

Бұл ақаулық келесідей көрінуі мүмкін:

• Оған қосылған «өртенген» HDD бар компьютерді қосқанда, компьютер қосылмайды, не қуат түймесін басуға мүлдем жауап бермейді, не қысқа уақытқа қосылып, бірден өшеді. Мұндай дискіге сыртқы қуат көзінен бөлек қуат қосқышын қосқанда да солай.
• Қатты дискіге қуат берілгенде, ол интеллектуалды өмірдің ешқандай белгілерін көрсетпейді. Шпиндельді қозғалтқыш айналмайды, ал егер сіз HDA-ға қарапайым адамның құлағын қойсаңыз, ешқандай шу, сықырлау және т.б. Ал егер мұндай диск ATA терминалына қосылған болса (функция mhdd және Victoria танымал диагностикалық өнімдерінде бар) және қуат қолданылса, онда регистрлер белсенді болмайды.

TVS қорғаныс диодтары: берілгеннен үлкен импульс оларға тигенде, анод пен катод агломерацияланады және қуаттың қараңғы жағы жерге түседі.

Әрі қарай, егер біз TVS қорғаныс диодтары туралы айтатын болсақ, онда «өртеніп кеткен» элементті анықтап, оны ауыстыруға болады. Бұл жақсы, және православиелік жолмен, жақсы жұмыс тәртібінде екені белгілі бірдей қабылдауға. Бірақ мұндай мүмкіндік әрқашан бола бермейді. Ұзақ мерзімді тәжірибемізде біз мұндай ауыстырудың қарапайым ережесін басшылыққа аламыз - Seagate 3,5” 7200,7-12, WD 3,5” (кез келген SATA) немесе Samsung 3,5” SATA\IDE үлгілерінен ерікті тақтаны алыңыз. Қажетті тізбекте ұқсас (+5 немесе +12 В) біреуін тауып, онымен ауыстырыңыз.

Көп жағдайда диск бұл элементтерсіз жұмыс істейді! Олар оны дәнекерленді, ал егер қолында дәнекерлеу үтік болмаса, оны сым кескіштермен тістеп алды, қысқа тұйықталу жойылды және диск жұмыс істей бастады. Бірақ! Дискідегі ақпарат маңызды болмаса және дискінің өзі шынымен қажет болмаса, мұны істеу ұсынылмайды. Өйткені кіре берісте иммунитет болмаса, келесі жолы қатты дискіге арналған сымдар арқылы сыйлық келсе, оның салдары ауыр болуы мүмкін.

Сонымен қатар, өртенген элементтердің орнына қажетті элементтерді дәнекерлеп, тақтаны HDA-ға бұрап, қуат бермес бұрын, «+5 - жерге» және «+12 - жерге қосу» тізбектері бойынша үздіксіздік сынамасын жасау ұсынылады. , сондай-ақ HDD тақтасындағы қалған элементтерді тозақ жалынының көрнекі іздері үшін мұқият тексеріңіз. Әйтпесе, жаңадан жабылған бөліктер қосылған кезде, кем дегенде, өздері күйіп кетеді, ал максималды түрде герметикалық аймақтағы процессор немесе қосқыш жанып кетеді. Айтпақшы, басылым тақырыбымен қосымша танысу үшін қызығушылық танытқандар терминологияны жақсы түсіну үшін қатты диск құрылғысына қысқаша шолуды оқи алады.

Біз қуат қосқышының жанында (жоғарыда) қорғаныс диодтарын ғана емес, басқа элементтерді де тексереміз

Мұнда Samsung HDD тақтасының мысалы келтірілген, онда пайдаланушы секіргішті дәнекерлеу арқылы мәселені өзі шешуге шешім қабылдады және процессорды ПХД-де өртеп жіберді.

Диодсыз дискіні өз тәуекеліңізге байланысты іске қосуға болады, бірақ диск SMD сақтандырғыштарысыз жұмыс істемейді. Сіз басқа тақтадан ауыстыруды ала аласыз, және вестерндер бұл мақсаттар үшін тамаша - олардың тақталарында көптеген дәмді және пайдалы «ГМО емес» SMD ұсақ заттары бар. Көбінесе мұндай қорғаныс «ноутбук» деп аталатын 2,5 дюймдік форма-факторлы қатты дискілердің платаларында кездеседі:

Toshiba HDD PCB-де белгіленген қорғаныс элементтері

Келесі мәселе - «бұралғыш» деп аталатын, сонымен қатар «бұралғыш-виглер» деп аталатын, алдын ала күшейткіш/қосқыш микросұлба ретінде де белгілі. Міне мысалдар:

Себепті визуалды түрде анықтау қиындық тудырмайды. Ал егер біреудің көру қабілеті сәтсіз болса, онда мұндай зақымдануды өзіне тән иіспен табуға болады. Мәселе өртенген трансилден гөрі күрделірек. Оны жою үшін кейбір жағдайларда құрылғыны донорлық дискіден алу арқылы қайта дәнекерлеуге болады, бірақ көбінесе құрылғы жанып кетеді, оның айналасындағы өткізгіштерді отқа қояды, SMD сымын балқытады және т.б.

Сондықтан жөндеу үшін де, сүйікті мысық Барсиктің фотосуреттерінің мұрағатын шығару үшін де электроника тақтасын толығымен өзгерту оңайырақ және дұрысырақ. Мұны қалай жасауға болады, әртүрлі өндірушілер мен отбасылардан осы кезеңде қандай тұзақтар күтуге болады, біз сізге келесі басылымдардың бірінде айтып береміз.

Қатты дискілер немесе қатты дискілер деп те аталады, компьютер жүйесінің ең маңызды құрамдастарының бірі болып табылады. Бұл туралы бәрі біледі. Бірақ әрбір заманауи пайдаланушының тіпті қатты дискінің жұмысы туралы негізгі түсінігі жоқ. Жұмыс принципі, жалпы алғанда, қарапайым түсіну үшін өте қарапайым, бірақ одан әрі талқыланатын кейбір нюанстар бар.

Қатты дискілердің мақсаты мен жіктелуі туралы сұрақтар бар ма?

Мақсат мәселесі, әрине, риторикалық. Кез келген пайдаланушы, тіпті ең бастапқы деңгейдегі пайдаланушы да, қатты диск (қатты диск, aka Hard Drive немесе HDD) ақпаратты сақтау үшін пайдаланылады деп бірден жауап береді.

Жалпы, бұл шындық. Қатты дискіде операциялық жүйе мен пайдаланушы файлдарынан басқа, ол іске қосылатын ОЖ жасаған жүктеу секторлары, сондай-ақ компьютерде қажетті ақпаратты жылдам табуға болатын белгілі белгілер бар екенін ұмытпаңыз. диск.

Қазіргі заманғы модельдер айтарлықтай әртүрлі: кәдімгі қатты дискілер, сыртқы қатты дискілер, жоғары жылдамдықты қатты күйдегі дискілер (SSD), бірақ олар әдетте қатты дискілер ретінде жіктелмейді. Әрі қарай, қатты дискінің құрылымы мен жұмыс принципін, егер толық болмаса, кем дегенде негізгі терминдер мен процестерді түсіну жеткілікті болатындай етіп қарастыру ұсынылады.

Кейбір негізгі критерийлерге сәйкес қазіргі заманғы HDD дискілерінің арнайы классификациясы бар екенін ескеріңіз, олардың арасында мыналар бар:

• ақпаратты сақтау әдісі;
• медиа түрі;
• ақпаратқа қол жеткізуді ұйымдастыру тәсілі.

Неліктен қатты диск қатты диск деп аталады?

Бүгінгі күні көптеген пайдаланушылар неге қатты дискілерді қару-жарақпен байланысты деп атайтынын қызықтырады. Бұл екі құрылғының арасында не ортақ болуы мүмкін сияқты?

Терминнің өзі 1973 жылы, әлемдегі бірінші HDD нарықта пайда болған кезде пайда болды, оның дизайны бір мөрленген контейнердегі екі бөлек бөліктен тұрады. Әр бөліктің сыйымдылығы 30 МБ болды, сондықтан инженерлер дискіге «30-30» кодтық атауын берді, ол сол кезде танымал «30-30 Винчестер» зеңбірек брендіне толығымен сәйкес келеді. Рас, 90-шы жылдардың басында Америка мен Еуропада бұл атау дерлік қолданыстан шықты, бірақ ол бұрынғысынша посткеңестік кеңістікте танымал болып қала береді.

Қатты дискінің құрылымы мен жұмыс істеу принципі

Бірақ біз шегінеміз. Қатты дискінің жұмыс істеу принципін ақпаратты оқу немесе жазу процестері ретінде қысқаша сипаттауға болады. Бірақ бұл қалай болады? Магниттік қатты дискінің жұмыс принципін түсіну үшін алдымен оның қалай жұмыс істейтінін зерттеу керек.

Қатты дискінің өзі пластиналар жиынтығы болып табылады, олардың саны төрттен тоғызға дейін болуы мүмкін, бір-бірімен шпиндель деп аталатын білік (ось) арқылы қосылған. Пластиналар бірінің үстіне бірі орналасқан. Көбінесе оларды өндіруге арналған материалдар алюминий, жез, керамика, шыны және т.б. Пластиналардың өздері гамма-феррит оксиді, хром оксиді, барий ферриті және т.б. негізделген пластиналар деп аталатын материал түріндегі арнайы магниттік жабынға ие. Әрбір осындай пластинаның қалыңдығы шамамен 2 мм.

Радиалды бастар (әр пластина үшін бір) ақпаратты жазуға және оқуға жауап береді және пластиналардың екі беті де қолданылады. Ол үшін ол 3600-ден 7200 айн / мин аралығында болуы мүмкін және бастарды жылжытуға екі электр қозғалтқышы жауап береді.

Бұл жағдайда компьютердің қатты дискісінің жұмыс істеуінің негізгі принципі ақпарат кез келген жерде жазылмайды, бірақ концентрлік жолдарда немесе тректерде орналасқан секторлар деп аталатын қатаң анықталған жерлерде жазылады. Шатастыруды болдырмау үшін бірыңғай ережелер қолданылады. Бұл қатты дискілердің жұмыс істеу принциптері олардың логикалық құрылымы тұрғысынан әмбебап екенін білдіреді. Мысалы, бүкіл әлемде бірыңғай стандарт ретінде қабылданған бір сектордың көлемі 512 байтты құрайды. Өз кезегінде секторлар кластерлерге бөлінеді, олар іргелес секторлардың тізбегі болып табылады. Ал осыған байланысты қатты дискінің жұмыс принципінің ерекшеліктері ақпарат алмасуды тұтас кластерлер (секторлар тізбегінің тұтас саны) жүзеге асырады.

Бірақ ақпаратты оқу қалай жүреді? Қатты магниттік диск жетегінің жұмыс істеу принциптері келесідей: арнайы кронштейннің көмегімен оқу бастиегі радиалды (спираль) бағытта қажетті жолға жылжытылады және айналдырылған кезде берілген сектордың үстінде орналасады және барлық бастиектер бір уақытта қозғала алады, бір ақпаратты әртүрлі жолдардан ғана емес, сонымен қатар әртүрлі дискілерден (пластиналар) оқи алады. Бірдей сериялық нөмірлері бар барлық жолдар әдетте цилиндрлер деп аталады.

Бұл жағдайда қатты диск жұмысының тағы бір принципін анықтауға болады: оқу басы магниттік бетке неғұрлым жақын болса (бірақ оған тигізбейді), жазу тығыздығы соғұрлым жоғары болады.

Ақпарат қалай жазылады және оқылады?

Қатты дискілер немесе қатты дискілер магниттік деп аталды, өйткені олар Фарадей мен Максвелл тұжырымдаған магнитизм физикасының заңдарын пайдаланады.

Жоғарыда айтылғандай, магниттік емес сезімтал материалдан жасалған плиталар магниттік жабынмен жабылған, оның қалыңдығы бірнеше микрометрді құрайды. Жұмыс кезінде магнит өрісі пайда болады, ол домендік құрылым деп аталады.

Магниттік домен – шекаралармен қатаң шектелген ферроқорытпаның магниттелген аймағы. Әрі қарай, қатты дискінің жұмыс принципін қысқаша былайша сипаттауға болады: сыртқы магнит өрісінің әсеріне ұшыраған кезде дискінің өз өрісі магниттік сызықтар бойымен қатаң бағдарлана бастайды, ал әсер тоқтаған кезде қалдық магниттелу аймақтары пайда болады. бұрын негізгі өрісте қамтылған ақпарат сақталатын дискілерде .

Оқу бастиегі жазу кезінде сыртқы өрісті құруға жауап береді, ал оқу кезінде бастың қарама-қарсысында орналасқан қалдық магниттелу аймағы электр қозғаушы күш немесе ЭҚК жасайды. Әрі қарай, бәрі қарапайым: ЭҚК-нің өзгеруі екілік кодтағы біріне сәйкес келеді, ал оның болмауы немесе аяқталуы нөлге сәйкес келеді. ЭҚК өзгеру уақыты әдетте разрядтық элемент деп аталады.

Сонымен қатар, магниттік бет, тек информатиканың пайымдауларынан, ақпараттық биттердің белгілі бір нүктелік тізбегі ретінде байланыстырылуы мүмкін. Бірақ мұндай нүктелердің орналасуын мүлдем дәл есептеу мүмкін болмағандықтан, қажетті орынды анықтауға көмектесетін дискіге алдын ала белгіленген маркерлерді орнату керек. Мұндай белгілерді жасау пішімдеу деп аталады (шамамен айтқанда, дискіні жолдарға және кластерлерге біріктірілген секторларға бөлу).

Пішімдеу тұрғысынан қатты дискінің логикалық құрылымы және жұмыс істеу принципі

Қатты дискіні логикалық ұйымдастыруға келетін болсақ, мұнда бірінші кезекте пішімдеу келеді, оның екі негізгі түрі ерекшеленеді: төменгі деңгейлі (физикалық) және жоғары деңгейлі (логикалық). Бұл қадамдарсыз қатты дискіні жұмыс жағдайына келтіру туралы сөз болмайды. Жаңа қатты дискіні инициализациялау жолы бөлек талқыланады.

Төмен деңгейлі пішімдеу жолдардың бойында орналасқан секторларды жасайтын HDD бетіне физикалық әсер етуді қамтиды. Қатты дискінің жұмыс принципі әрбір құрылған сектордың сектордың нөмірін, ол орналасқан жолдың нөмірін және жағының нөмірін қамтитын өзіндік бірегей мекенжайы болатыны қызық. табақтың. Осылайша, тікелей қол жеткізуді ұйымдастырған кезде, бірдей жедел жад бүкіл бет бойынша қажетті ақпаратты іздеудің орнына тікелей берілген мекенжайға қол жеткізеді, соның арқасында өнімділікке қол жеткізіледі (бірақ бұл ең маңызды нәрсе емес). Төмен деңгейлі пішімдеуді орындау кезінде барлық ақпарат толығымен жойылатынын және көп жағдайда оны қалпына келтіру мүмкін болмайтынын ескеріңіз.

Тағы бір нәрсе - логикалық пішімдеу (Windows жүйелерінде бұл жылдам пішімдеу немесе жылдам пішімдеу). Сонымен қатар, бұл процестер бірдей принциптерде жұмыс істейтін негізгі қатты дискінің белгілі бір аймағы болып табылатын логикалық бөлімдерді құруға да қатысты.

Логикалық пішімдеу ең алдымен жүктеу секторы мен бөлім кестелерінен (Жүктеу жазбасы), файлдарды бөлу кестесінен (FAT, NTFS және т.б.) және түбірлік каталогтан (Root Directory) тұратын жүйе аймағына әсер етеді.

Ақпарат секторларға кластер арқылы бірнеше бөліктерде жазылады және бір кластерде екі бірдей нысан (файл) бола алмайды. Шын мәнінде, логикалық бөлімді жасау оны негізгі жүйелік бөлімнен бөледі, нәтижесінде онда сақталған ақпарат қателер мен сәтсіздіктер туындаған жағдайда өзгертуге немесе жойылуға жатпайды.

Қатты дискінің негізгі сипаттамалары

Жалпы алғанда, қатты дискінің жұмыс принципі біршама түсінікті сияқты. Енді қазіргі заманғы қатты дискілердің барлық мүмкіндіктерінің (немесе кемшіліктерінің) толық бейнесін беретін негізгі сипаттамаларға көшейік.

Қатты дискінің жұмыс принципі және оның негізгі сипаттамалары мүлдем басқаша болуы мүмкін. Біз не туралы айтып жатқанымызды түсіну үшін бүгінгі күні белгілі барлық ақпаратты сақтау құрылғыларын сипаттайтын ең негізгі параметрлерді бөліп көрсетейік:

• сыйымдылығы (көлемі);
• өнімділік (деректерге қол жеткізу жылдамдығы, ақпаратты оқу және жазу);
• интерфейс (қосу әдісі, контроллер түрі).

Сыйымдылық қатты дискіде жазылатын және сақталуы мүмкін ақпараттың жалпы көлемін білдіреді. HDD өндіру өнеркәсібі соншалықты тез дамып келе жатқаны сонша, бүгінде сыйымдылығы шамамен 2 ТБ және одан жоғары қатты дискілер қолданыла бастады. Және, сеніп отырғандай, бұл шек емес.

Интерфейс ең маңызды сипаттама болып табылады. Ол құрылғының аналық платаға қалай қосылғанын, қандай контроллер қолданылатынын, оқу мен жазудың қалай орындалатынын және т.б. нақты анықтайды. Негізгі және ең көп таралған интерфейстер IDE, SATA және SCSI болып табылады.

IDE интерфейсі бар дискілер қымбат емес, бірақ негізгі кемшіліктерге бір уақытта қосылған құрылғылардың шектеулі саны (ең көбі төрт) және деректерді беру жылдамдығы төмен (тіпті олар Ultra DMA жадқа тікелей қол жеткізуді немесе Ultra ATA протоколдарын (2 режимі және 4 режимі) қолдаса да) .Оларды пайдалану оқу/жазу жылдамдығын 16 МБ/с деңгейіне дейін арттыруға мүмкіндік береді деп есептелсе де, шын мәнінде жылдамдық әлдеқайда төмен.Сонымен қатар, UDMA режимін пайдалану үшін арнайы орнату қажет. драйвер, ол теориялық түрде аналық платамен бірге жеткізілуі керек.

Қатты дискінің жұмыс принципі және оның сипаттамалары туралы айтатын болсақ, IDE ATA нұсқасының мұрагері екенін елемеуге болмайды. Бұл технологияның артықшылығы – жоғары жылдамдықты Fireware IEEE-1394 шинасын пайдалану арқылы оқу/жазу жылдамдығын 100 МБ/с дейін арттыруға болады.

Ақырында, SCSI интерфейсі алдыңғы екеуімен салыстырғанда ең икемді және ең жылдам (жазу/оқу жылдамдығы 160 МБ/с және одан жоғарыға жетеді). Бірақ мұндай қатты дискілер екі есе дерлік қымбатқа түседі. Бірақ бір мезгілде қосылған ақпаратты сақтау құрылғыларының саны жетіден он беске дейін, қосылуды компьютерді өшірмей-ақ жасауға болады, ал кабель ұзындығы шамамен 15-30 метрді құрауы мүмкін. Шындығында, бұл HDD түрі көбінесе пайдаланушы компьютерлерінде емес, серверлерде қолданылады.

Тасымалдау жылдамдығын және енгізу/шығару өткізу қабілетін сипаттайтын өнімділік әдетте тасымалдау уақыты мен берілген ретті деректердің көлемімен көрсетіледі және МБ/с-пен көрсетіледі.

Кейбір қосымша опциялар

Қатты дискінің жұмыс принципі қандай және оның жұмысына қандай параметрлер әсер ететіні туралы айтатын болсақ, біз құрылғының өнімділігіне немесе тіпті қызмет ету мерзіміне әсер етуі мүмкін кейбір қосымша сипаттамаларды елемеуге болмайды.

Мұнда бірінші орында - қажетті секторды іздеу және инициализациялау (тану) уақытына тікелей әсер ететін айналу жылдамдығы. Бұл жасырын іздеу уақыты деп аталады - қажетті сектор оқу басына қарай айналатын аралық. Бүгінгі таңда шпиндельдің айналу жиілігі үшін миллисекундтағы кідіріс уақытымен минутына айналыммен көрсетілген бірнеше стандарттар қабылданды:

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

Жылдамдық неғұрлым жоғары болса, басын қажетті табақтың орналасу нүктесіне орнатпас бұрын, секторларды іздеуге, ал физикалық тұрғыдан алғанда, дискінің бір айналымына соғұрлым аз уақыт кететінін байқау оңай.

Тағы бір параметр - ішкі жіберу жылдамдығы. Сыртқы тректерде ол минималды, бірақ ішкі жолдарға біртіндеп көшкен сайын артады. Осылайша, жиі қолданылатын деректерді дискінің ең жылдам аймақтарына жылжытатын бірдей дефрагментация процесі оны оқу жылдамдығы жоғары ішкі жолға жылжытудан басқа ештеңе емес. Сыртқы жылдамдықтың бекітілген мәндері бар және тікелей қолданылатын интерфейске байланысты.

Ақырында, маңызды сәттердің бірі қатты дискінің жеке кэш жадысының немесе буферінің болуымен байланысты. Шындығында, буферді пайдалану тұрғысынан қатты дискінің жұмыс принципі RAM немесе виртуалды жадқа біршама ұқсас. Кэш жады неғұрлым үлкен болса (128-256 КБ), қатты диск соғұрлым жылдам жұмыс істейді.

Қатты дискіге қойылатын негізгі талаптар

Көп жағдайда қатты дискілерге қойылатын негізгі талаптар онша көп емес. Ең бастысы - ұзақ қызмет ету мерзімі және сенімділік.

Көптеген HDD дискілерінің негізгі стандарты жұмыс уақыты кемінде бес жүз мың сағатты құрайтын шамамен 5-7 жыл қызмет ету мерзімі болып табылады, бірақ жоғары деңгейлі қатты дискілер үшін бұл көрсеткіш кемінде миллион сағатты құрайды.

Сенімділікке келетін болсақ, бұл үшін S.M.A.R.T. өзін-өзі тексеру функциясы жауап береді, ол қатты дискінің жеке элементтерінің күйін бақылайды, тұрақты бақылауды жүзеге асырады. Жиналған деректерге сүйене отырып, болашақта мүмкін болатын ақаулардың пайда болуының белгілі бір болжамын жасауға болады.

Пайдаланушы шетте қалмауы керек екені айтпаса да түсінікті. Мәселен, мысалы, HDD-мен жұмыс істегенде, оңтайлы температура режимін (0 - 50 ± 10 градус Цельсий) сақтау, қатты дискінің шайқалуын, соғуын және құлауын, шаң немесе басқа ұсақ бөлшектерді болдырмау өте маңызды. , және т.б. Айтпақшы, көптеген ерік Темекі түтінінің бірдей бөлшектері оқылатын бас пен қатты дискінің магниттік беті арасындағы қашықтық шамамен екі есе, ал адамның шашы - 5-10 есе екенін білу қызықты.

Қатты дискіні ауыстыру кезінде жүйедегі инициализация мәселелері

Енді пайдаланушы қандай да бір себептермен қатты дискіні өзгертсе немесе қосымшасын орнатса, қандай әрекеттер жасау керектігі туралы бірнеше сөз.

Біз бұл процесті толық сипаттамаймыз, тек негізгі кезеңдерге ғана тоқталамыз. Алдымен қатты дискіні қосып, жаңа жабдықтың анықталғанын білу үшін BIOS параметрлерін қарап шығу керек, оны дискіні басқару бөлімінде инициализациялау және жүктеу жазбасын жасау, қарапайым көлемді жасау, оған идентификатор (әріп) тағайындау және файлдық жүйені таңдау арқылы оны пішімдеңіз. Осыдан кейін ғана жаңа «бұранда» жұмысқа толығымен дайын болады.

Қорытынды

Бұл, шын мәнінде, қазіргі заманғы қатты дискілердің негізгі жұмысы мен сипаттамаларына қысқаша қатысты. Сыртқы қатты дискінің жұмыс принципі мұнда түбегейлі қарастырылмады, өйткені ол стационарлық HDD үшін қолданылатыннан іс жүзінде еш айырмашылығы жоқ. Жалғыз айырмашылық - қосымша дискіні компьютерге немесе ноутбукке қосу әдісі. Ең көп таралған қосылым - USB интерфейсі арқылы, ол тікелей аналық платаға қосылады. Сонымен қатар, егер сіз максималды өнімділікті қамтамасыз етуді қаласаңыз, USB 3.0 стандартын (ішіндегі порт көк түсті) пайдаланған дұрыс, әрине, егер сыртқы HDD өзі оны қолдайтын болса.

Әйтпесе, менің ойымша, көптеген адамдар кез-келген түрдегі қатты дискінің қалай жұмыс істейтінін аздап түсінді. Жоғарыда тым көп тақырыптар, әсіресе мектеп физикасы курсында берілген болуы мүмкін, бірақ онсыз HDD шығару және пайдалану технологияларына тән барлық негізгі принциптер мен әдістерді толық түсіну мүмкін емес.