Dysk twardy jest

Pierwszy produkcyjny dysk twardy o pojemności 16 kb został wydany przez IBM w 1973 roku i zawierał 30 cylindrów magnetycznych z 30 ścieżkami każdy. Deweloperzy o ostrym języku złapali podobieństwo tych liczb z marką „30/30”, co odpowiada nazwie broni - „Winchester”.

to dysk twardy.

Głównym elementem dysków twardych (HDD - Hard Disk Drive) jest kilka sztywnych aluminiowych lub szklanych płyt o okrągłym kształcie - dysków. Powierzchnia takiego dysku pokryta jest cienką warstwą substancji, która jest w stanie zatrzymać szczątkowe namagnesowanie po ekspozycji na zewnętrzne pole magnetyczne. Warstwa ta nazywana jest warstwą roboczą lub magnetyczną, na której zapisywane są dane. Napęd składa się z takich elementów.

• Tarcze z napędem obrotowym, które są zamontowane na wspólnej osi pionowej.
• Kierownicy czytający/piszący informacje z własnym napędem.

Głównym kryterium jakości jest gęstość zapisu powierzchni. Nowoczesny wskaźnik to 60-80 GB/płytkę.

Każdy dysk twardy składa się z trzech głównych bloków. Przyjrzyjmy się więc składnikom struktura dysku twardego.

Pierwszy blok- w rzeczywistości sam magazyn informacji to jeden lub więcej dysków szklanych (lub metalowych). Struktura dysku wygląda tak: powierzchnia magnetyczna każdego dysku jest podzielona na koncentryczne " tory (utwór)”, które z kolei podzielone są na segmenty – sektory. Oprócz torów, które mają swój własny numer i sektory, są też cylindry. Cylinder to zbiór wszystkich torów, które pokrywają się ze sobą w pionie na wszystkich powierzchniach roboczych. Tak więc, aby dowiedzieć się, ile cylindrów zawiera dysk twardy, wystarczy pomnożyć liczbę ścieżek przez całkowitą liczbę powierzchni roboczych. Dzięki niskopoziomowemu formatowaniu dysków, które odbywa się w zakładzie produkcyjnym, na początku i na końcu każdego sektora tworzone są obszary zawierające informacje o ich numerach i inne (informacje serwisowe). Rozmiar sektora to 571 bajtów, z czego 512 bajtów jest zarezerwowanych na dane użyteczne dla użytkownika, pozostałe to nagłówek (nagłówek) lub prefiks, który określa początek i numer sektora oraz koniec (zawias) lub sufiks, gdzie suma kontrolna niezbędna do sprawdzenia integralności dysku.

Drugi blok- mechanika dysku twardego, która odpowiada za rotację tablicy „naleśników” oraz precyzyjne pozycjonowanie układu głowic czytających. Każda powierzchnia robocza dysku twardego odpowiada jednej głowicy czytającej i są one umieszczone pionowo w dokładnej kolumnie. Oznacza to, że w danym momencie wszystkie głowy są na torach o tym samym numerze. Oznacza to, że pracują w tym samym cylindrze.

Trzeci blok obejmuje farsz elektroniczny - mikroukłady odpowiedzialne za przetwarzanie danych, korekcję ewentualnych błędów i kontrolę części mechanicznej, a także mikroukłady pamięci podręcznej.

Grupa to najmniejszy obszar dysku, który jest przydzielony dla pliku lub jego części. Każdy plik zajmuje miejsce na dysku równą całkowitej liczbie klastrów. Z reguły klaster składa się z kilku sektorów.

W przypadku dysków twardych rozmiar klastra jest określany podczas formatowania i zależy od wersji systemu operacyjnego i rozmiaru dysku. Ale przestrzeń dyskowa jest wykorzystywana nieefektywnie. Na przykład musisz zapisać plik o długości 500 bajtów. Wiedząc, że każdy plik może zajmować miejsce na całkowitej liczbie klastrów, w tym przypadku jeden klaster będzie zajęty. Plik zostanie zapisany ze zmarnowanym miejscem na dysku.

Cechy jakościowe dysku twardego

Czas wyszukiwania sektora. Czas przeszukiwania sektora (czas opóźnienia) to średni czas wymagany do tego, aby żądany sektor znalazł się pod głową po wprowadzeniu go na ścieżkę. Średni czas wyszukiwania jest równy połowie okresu rotacji dysku i obliczany jest według wzoru:

Średni czas wyszukiwania = 1/(obroty silnika*2)

To znaczy przy prędkości 7200 obr./min. czas wyszukiwania wynosi 4,17 ms.

Szybkość i specyfikacja czytania. Średnia prędkość odczytu danych to około 40-45 MB/s.

Uważa się, że kontroler w specyfikacji płyty głównej UDMA/33 ma zapewniać prędkość odczytu danych co najmniej 33 MB/s. A nowoczesne specyfikacje, na przykład UDMA/100 i UDMA/133 muszą gwarantować co najmniej 100 i 133 MB/s.

Szybkość przesyłania danych określa ilość danych, które można przesłać z dysku do komputera iz powrotem w określonym czasie. Szybkość przesyłania danych zależy od dwóch czynników:

• Sposób łączenia dysków, czyli wydajność interfejsu.
• Szybkość odczytu danych przez głowice.

Szybkość czytania(nazywa się to wewnętrznym kursem wymiany danych i jest mierzony w MB/s) można określić wzorem:

Prędkość odczytu = liczba sektorów na ścieżkę * 512* * prędkość obrotu dysku / 1000000.

Prędkość jazdy mierzona w obr/min, 512 to liczba bajtów danych w sektorze.

Średni czas wyszukiwania. Średni czas wyszukiwania to średni czas przejścia głowic z jednego cylindra do drugiego. Wskaźnik ten zależy od konstrukcji siłownika i wynosi do 10 ms.

Średni czas dostępu. Jest definiowany jako suma średniego czasu wyszukiwania i czasu opóźnienia i charakteryzuje średni czas statystyczny wymagany do uzyskania dostępu do danych zarejestrowanych w dowolnym sektorze.

Prędkość obrotowa dysku. Wskaźnik bezpośrednio związany z szybkością dostępu i szybkością odczytu danych. Dostępne są parametry 5400 obr/min, 7200 obr/min. (IDE); 10000 obr/min, 15000 obr/min (SCSI).

Dyski twarde są podłączane do płyty głównej za pomocą specjalnych kabli.

Tabela alokacji plików

Tabela alokacji plików- jest to obszar na dysku, w którym wpisuje się numery klastrów, które zajmują się plikami. Nie obejmuje to klastrów zawierających informacje o usługach (sektory rozruchowe, samą tabelę alokacji plików i dane katalogu głównego). Systemy operacyjne firmy Microsoft korzystają z systemu plików FAT (tabela lokalizacji plików). Na każdym dysku logicznym można utworzyć osobny system plików. W ten sposób na tym samym dysku twardym może istnieć kilka typów systemów plików.

Popularne systemy plików

TŁUSZCZ. Ten system plików jest używany w systemach operacyjnych MS DOS, Windows 3.x/9.x/2000, ME, XP, OS/2.

HPFS. Nazwa tego systemu plików pochodzi od High Performance File System, co oznacza wysoce wydajny system plików. Obsługiwane przez systemy operacyjne OS/2, Windows NT.

NTFS. Nazwa tego systemu plików pochodzi od systemu plików Windows NT, co oznacza system plików Windows NT/2000, obsługiwany przez systemy operacyjne Windows NT/2000, XP.

Napędy logiczne

Wiadomo, że komputer przypisuje wszystkim dyskom, niezależnie od ich konstrukcji, nazwy logiczne A:, B:, C:. Nazwy A:, B: są domyślnie przypisane do stacji dyskietek. Systemowy dysk logiczny, na którym zapisany jest system operacyjny, ma nazwę C:.

Miejsce na dysku twardym można podzielić na sekcje i dyski logiczne. Systemy operacyjne działają z dyskami logicznymi, a nie fizycznymi.

Zalety tworzenia dysków twardych dla kilku dysków logicznych:

• Zmniejszone marnowanie miejsca na dysku.
• Uproszczona struktura danych.
• Proces defragmentacji dysku, skanowania antywirusowego itp. jest uproszczony.

Na jednym dysku możesz zapisywać działające programy, na drugim - dokumentację i archiwa, gry (pliki instalacyjne). W przypadku awarii minimalizowana jest utrata informacji.