Co to jest dysk twardy i dlaczego znajduje się w komputerze?

Jednym z głównych elementów każdego komputera jest twardy dysk magnetyczny, który służy jako urządzenie do przechowywania trwałych informacji.

To urządzenie ma kilka „nieformalnych” nazw: dysk twardy, dysk twardy lub „śruba”.

Dlaczego dysk twardy nazywa się dyskiem twardym?

Winchestery zaczęto nazywać dyskami twardymi w Stanach Zjednoczonych w latach 70. XX wieku. Następnie IBM wypuścił pierwszy odpowiednik nowoczesnych dysków twardych: urządzenie składające się z dwóch szafek, wewnątrz których znajdowały się dyski magnetyczne o pojemności 30 MB każdy.

Oznaczono go napisem „30x30” - dokładnie taki sam napis znajdował się na karabinie znanej firmy Winchester. Początkowo dyski twarde były nazywane „dyskami twardymi” jako żart, ale wkrótce nazwa została w nich mocno zakorzeniona i stała się niemal oficjalna.

Jak rozmieszczony jest dysk twardy komputera?

Zasada działania dysku twardego pozostaje niezmienna od kilkudziesięciu lat. Oczywiście szczegóły techniczne uległy poważnym zmianom, ale główne cechy projektu pozostały takie same jak czterdzieści lat temu.

Winchester to seria cienkich dysków szklanych lub aluminiowych, na których powierzchni osadza się cienka warstwa dwutlenku chromu. Tarcze są zamocowane ściśle równolegle do siebie na wrzecionie i osłonięte aluminiową obudową. Dodatkowo wewnątrz obudowy znajduje się blok głowic magnetycznych.

Silnik elektryczny wprawia w ruch dyski, które zaczynają się obracać ze stałą prędkością. Powstające prądy powietrza utrzymują głowice w pewnej odległości od powierzchni krążków, dzięki czemu nie pozostawiają zadrapań ani zadrapań.

Górna warstwa dysku twardego służy do zapisywania i odczytywania informacji. Tę pracę wykonują głowice magnetyczne, które poruszają się po powierzchni dysków, znajdując żądane pozycje za pomocą specjalnych znaków na dysku.

Oczywiście średnice nowoczesnych dysków twardych znacznie się zmniejszyły w porównaniu z pierwszymi modelami, a pojemność informacyjna, wręcz przeciwnie, wzrosła setki tysięcy razy. Jednak pierwsze dyski twarde miały w przybliżeniu to samo podstawowe urządzenie.

Zapisywanie informacji na dysku twardym

Proces zapisywania i odczytywania informacji opiera się na kodzie binarnym: obecność lub brak sygnału. Zaszyfrowany w ten sposób blok informacyjny, zamieniony na oscylacje prądu elektrycznego, podawany jest na blok głowic magnetycznych dysku twardego.


Głowice znajdują żądany odcinek dysku i przekształcają fluktuacje prądu na fluktuacje pola magnetycznego. W tym przypadku na powierzchni dysku powstają mikroskopijne obszary: niektóre są namagnesowane, inne nie są namagnesowane. Kod binarny rekordu jest w ten sposób przesyłany na dysk twardy.

Proces odczytywania informacji wygląda podobnie: blok głowic magnetycznych przechodzi przez żądany odcinek dysku, a ze względu na występowanie fluktuacji pola magnetycznego generowanego przez powierzchnię dysku napięcie elektryczne w głowicach albo wzrasta, albo zmniejsza się.

Odczytane informacje wchodzą, gdzie są przetwarzane i wyświetlane na ekranie. Monitor pokazuje nam tekst lub obraz przechowywany na dysku twardym.

Formatowanie dysku twardego

Proces formatowania dysku twardego przypomina usuwanie informacji z tablicy. Głowice magnetyczne całkowicie niszczą wszystko, co zostało wcześniej nagrane na dysku, i rozbijają jego powierzchnię na sektory dla nowych nagrań. Fabrycznie nowe dyski są również formatowane: jest to konieczne, aby usprawnić proces zapisu i odczytu.

Prezentacja informacji na dysku twardym

Informacje są zapisywane na dysku twardym nie losowo, ale w postaci okręgów (ścieżek) umieszczonych jedna w drugiej. Dysk twardy składa się z kilku dysków, a każda głowica jest „odpowiedzialna” za jedną stronę jednego dysku, ale wszystkie poruszają się jednocześnie na tę samą głębokość.

Dlatego informacje są zapisywane na kilku dyskach jednocześnie, których ścieżki tworzą cylindryczną powierzchnię. Dyski są podzielone na sektory, przy czym jedna ścieżka sektora zawiera 512 bajtów.

Logiczna reprezentacja informacji różni się od jej fizycznego układu. Podczas formatowania dysk twardy jest dzielony na tak zwane dyski logiczne, z których każdy jest oznaczony literą łacińską. Rozmiar każdego dysku logicznego jest przypisywany arbitralnie, na żądanie właściciela komputera.


Taka prezentacja informacji została wybrana dla wygody użytkowników. Aby przetłumaczyć współrzędne logiczne na fizyczne, w obudowie dysku twardego znajduje się specjalny translator.