Hard Drive: Prinsip Operasi lan Fitur Utama

Hard drive, utawa, kaya sing disebut, hard drive, minangka komponen paling penting ing sistem komputer. Saben uwong ngerti babagan iki. Nanging ora saben pangguna modern, sanajan ing dhasar ngerteni carane fungsi hard disk. Prinsip kerja, ing umum, kanggo pangerten dhasar cukup prasaja, nanging ana sawetara nuansa babagan luwih kita bakal pindhah.

Pitakonan babagan tujuan lan klasifikasi harddisk?

Pitakonan saka waé, mesthi, rhetorical. Sembarang pangguna, malah tingkat paling dhasar, langsung nanggapi manawa hard drive (sing uga hard drive, aka Hard Drive utawa HDD) langsung nanggapi sing serves kanggo nyimpen informasi.

Umumé, iku bener. Aja lali menawa ing hard disk, saliyane karo sistem operasi lan file panganggo, ana sektor boot digawe dening OS, amarga sing diwiwiti, uga sawetara label sing bisa nemokake informasi ing disk kanthi cepet.

Model modern cukup macem-macem: HDDs konvensional, harddisk external, SSD SSDs kacepetan dhuwur, sanajan ora diklasifikasikaké minangka harddisk. Sabanjure, diusulake kanggo nimbang piranti lan prinsip hard disk, yen ora kabeh, banjur paling ora kanthi cara kaya cukup kanggo mangertos istilah lan proses dhasar.

Wigati dicathet menawa ana uga klasifikasi khusus HDD modern miturut sawetara kritéria dhasar, ing antarané yaiku:

• Metode panyimpenan informasi;
• Tipe operator;
• Cara ngatur akses menyang informasi.

Kenapa hard drive disebut hard drive?

Dina iki, akeh panerake mikir babagan kenapa hard drive diarani hard drive kapasitas cilik. Iku bakal koyone ana sing bisa umum antarane loro piranti?

Istilah kasebut dhewe muncul ing taun 1973, nalika HDD pisanan ing donya muncul ing pasaran, rancangan kasebut kalebu rong kompartemen kapisah ing siji wadah tertutup. Kapasitas saben kompartemen ana 30 MB, amarga insinyur mènèhi disk codename "30-30", sing diisi kanthi merek kanthi senapan "30-30 Winchester" sing luwih populer. Nanging, ing awal 90-an ing Amerika lan Eropa jeneng iki meh ora dipigunakaké, nanging isih tetep populer ing ruang pasca Soviet.

Piranti kasebut lan prinsip harddisk

Nanging kita digress. Prinsip operasi hard disk bisa uga diarani minangka proses maca utawa nulis informasi. Nanging carane iki kedadeyan? Kanggo mangerteni prinsip hard disk magnetik, pisanan kabeh perlu kanggo nyinaoni cara disusun.

Hard disk kuwi sawijining piring, sing bisa beda-beda saka papat nganti sangang, disambung karo poros (poros), diarani spindle. Piring ditata siji ing ndhuwur liyane. Piranti sing digunakake kanggo nggawe yaiku aluminium, kuningan, keramik, kaca, lan sanes-sanesipun. Piring piyambak gadahi lapisan magnetik khusus wonten ing bentuk bahan ingkang dipunwastani platter, miturut oksid gamma-ferit, kromium oksida, barium ferit, lan sanesipun. Saben piring kasebut nduweni ketebalan watara 2 mm.

Kanggo ngrekam lan maca informasi, kepala radial (siji kanggo saben piring) njawab, lan loro lumahing digunakake ing piring. Kanggo rotasi spindel, sing kacepetan bisa saka 3600 nganti 7200 rpm, lan gerakan kepala iku cocog karo rong motor listrik.

Ing kasus iki, prinsip dasar hard disk komputer yaiku informasi sing ditulis ora mung ana ing ngendi waé, nanging ing lokasi sing ditemtokake kanthi tegas, disebut sektor, sing dumunung ing trek konsentrat utawa trek. Supaya supaya ora kebingungan, aturan terpadu dijupuk. Iku tegese prinsip hard drive ing basis saka struktur logis sing universal. Dadi, contone, ukuran siji sektor, ditampa kanggo standar tunggal ing kabeh ndonya, 512 bytes. Saliyane, sektor dipérang dadi klompok, sing dadi urutan nomer saka sektor. Lan ciri khas operasi hard disk sajrone iki yaiku yen ijol-ijolan informasi digawe dening klompok-kluster kabeh (kabeh jaringan sektor).

Nanging carane maca informasi? Prinsip operasi hard disk drive kaya ing ngisor iki: nggunakake kancing khusus, kepala maca ing arah radial (helical) dipindhah menyang trek sing dipengini lan nalika dipanggonake, diposisikan ing ndhuwur sektor sing diwenehi, kabeh kepala bisa pindhah bebarengan, maca informasi sing padha ora mung saka trek sing beda-beda , Nanging uga saka macem-macem disk (piring). Kabeh trek kanthi nomer ordinal sing padha diarani silinder.

Salah sijine prinsip operasi hard disk bisa dibedakake: sing luwih cedhak karo kepala maca menyang permukaan magnetik (nanging ora ndemek), sing luwih dhuwur ing kerapatan rekaman.

Kepiye informasi sing dicathet lan diwaca?

Hard drive, utawa hard drive, mulane diarani magnet, sing nggunakake hukum fisika magnet, sing diformulasikan nanging Faraday lan Maxwell.

Kaya sing wis kasebut, lapisan magnet kasebut diterapake ing piring bahan non-magnetik sing sensitif, kekandelan sing mung sawetara mikrometer. Ing proses kerja, sawijining medan magnet sing duwe struktur domain sing disebut.

Magnetik kasebut diwatesi kanthi magnetite ferroalloy. Sabanjure, prinsip operasi hard disk bisa dituduhake kanthi singkat kaya ing ngisor iki: nalika medan magnet eksternal ana, medan disk sing tepat wiwit ngarahake kanthi tegas ing garis magnetik, lan sawisé mandap saka aksi ing cakram, zona magnetisasi remanen katon ing informasi sing sadurunge ana ing lapangan .

Kanggo nggawe lapangan njaba, kepala maca nanggapi rekaman, lan nalika maca zona magnetisasi remanen, ngadhepi kepala, nggawe gaya elektromotif utawa EMF. Sabanjure kabeh iku prasaja: ngganti EMF cocog karo siji ing kode binary, lan anané utawa mandap iku nol. Wektu kanggo ngganti EMF diarani unsur bit.

Kajaba iku, permukaan magnetik bisa digandhengake sejatine minangka alesan informatika, minangka urutan bit tinamtu informasi. Nanging, amarga lokasi poin kasebut ora bisa diitung kanthi persis, perlu nginstal sawetara tandha sing wis ditemtokake ing disk, sing mbantu nemtokake lokasi sing dikepengini. Nggawe labels kuwi diarani format (kira-kira ngandika, pamisah disk menyang trek lan sektor clustered menyang kelompok).

Struktur logis lan prinsip operasi hard disk ing format

Adhedhasar organisasi logis HDD, ing kene ana format sing utama, ing endi ana rong jinis utama: level rendah (fisik) lan tingkat dhuwur (logis). Tanpa langkah kasebut, ora perlu dibahas babagan nggawa hard drive menyang negara kerja. Babagan carane ngresiki hardisk anyar, bakal dibahas kanthi kapisah.

Format tingkat rendah nganggep impact fisik ing lumahing HDD, ing sektor apa sing digawe ing sadawane trek. Ancasé, prinsip hard disk yaiku saben sektor sing digawe nduweni alamat unik dhewe, sing kalebu nomer sektor, nomer trek sing dumunung, lan nomer pinggir piring. Mangkono, ing organisasi akses langsung, RAM sing padha diaksès langsung saka alamat sing ditemtokake, lan ora nggoleki informasi sing dibutuhake ing kabeh permukaan, amarga kecepatan kacepetan (senadyan ora kasebut sing paling penting). Elinga yen nalika nindakake format tingkat rendah, pancen kabeh informasi wis dibusak, lan ing saperangan kasus ora kena pemulihan.

Matéri liya minangka format sing logis (ing sistem Windows iki format cepet utawa format Cepet). Kajaba iku, pangolahan kasebut uga ditrapake kanggo nggawe partisi logis, minangka area tartamtu saka hard disk utama, operasi ing prinsip sing padha.

Formulir logis utamane nyebabake wilayah sistem, sing kalebu sektor boot lan tabel partisi (cathetan Boot rekaman boot), tabel alokasi file (FAT, NTFS, dll) lan Direktori Root (Root Directory).

Rekaman informasi menyang sektor rampung liwat cluster ing sawetara bagean, lan loro obyek sing padha (file) ora bisa dumadi ing sawijining klaster. Sejatine, nggawe partisi logis, kayata, misahake saka partisi sistem utama, minangka asil saka informasi sing disimpen ing kono, nalika kesalahan lan malfunctions katon, ora tundhuk owah-owahan utawa aman.

Karakteristik utama HDD

Aku, ing syarat-syarat umum, prinsip harddisk iku gampang dingerteni. Saiki kita nguripake ciri-ciri utama, sing menehi gambaran lengkap kabeh kemungkinan (utawa kekurangan) saka hard drive modern.

Prinsip operasi hard disk lan karakteristik utama bisa beda-beda. Kanggo mangerteni apa sing ana masalah, ayo njelasake parameter paling dhasar sing nyathet kabeh piranti panyimpenan informasi:

• Kapasitas (volume);
• Kecepatan (kecepatan akses data, informasi maca lan nulis);
• Antarmuka (cara sambungan, jinis kontroler).

Kapasitas yaiku jumlah informasi sing bisa ditulis lan disimpen ing hardisk. Industri kanggo produksi HDD ngembang kanthi cepet supaya dina iki hard disk nganggo volume kira-kira 2 TB lan luwih dhuwur wis digunakake. Lan, pracaya, iki ora ana watesan.

Antarmuka sing paling penting. Iku nemtokake carane piranti nyambungake motherboard, sing nggunakake controller, carane maca lan nyerat, etc. Interface utama lan paling umum yaiku IDE, SATA lan SCSI.

Disk karo antarmuka IDE ora larang banget, nanging ing antarane cacat utama yaiku nomer winates piranti sing kasambung bebarengan (maksimum papat) lan tingkat transfer data sing kurang (sanajan sampeyan ndhukung akses langsung menyang memori Ultra DMA utawa protokol Ultra ATA (Mode 2 lan Mode 4), senadyan penggunaane dipercaya bisa ningkatake kacepetan maca / nulis nganti 16 MB / s, nanging ing kasunyatan kacepetan luwih murah. Kajaba iku, kanggo nggunakake mode UDMA, sampeyan kudu nginstal driver khusus sing, Ing teori, kudu dibundel karo motherboard.

Ngomong apa prinsip performa lan karakteristik hard drive, sampeyan ora bisa nglirwakake antarmuka SATA, yaiku pewaris versi IDE saka ATA. Kauntungan teknologi iki yaiku kecepatan maca / tulis bisa ditingkatake nganti 100 Mb / s amargi nggunakake bus Fireware IEEE-1394 berkecepatan tinggi.

Pungkasane, antarmuka SCSI dibandhingake sadurunge yaiku paling fleksibel lan paling cepet (kacepetan nulis / maca tekan 160 Mb / s lan luwih dhuwur). Nanging malah hard drive iki meh kaping pindho. Nanging jumlah piranti panyimpenan sing kasedhiya saka 7 nganti 15, sambungan bisa digawe tanpa de-energizing komputer, lan dawane kabel bisa sekitar 15-30 meter. Bener, jinis HDD iki biasane digunakake ora ing PC pangguna, nanging ing server.

Kinerja, menehi karakteristik kacepetan transmisi lan bandwidth I / O, biasane ditulis dening wektu transmisi lan jumlah data sing dikirim kanthi lancar lan ditulis ing Mb / s.

Sawetara opsi tambahan

Ngomong apa prinsip hard disk lan paramèter apa wae sing mangaruhi operasinya, ora mungkin nglirwakake sawetara ciri tambahan, ing kacepetan utawa malah bisa gumantung saka piranti.

Kene, ing panggonane pisanan yaiku kacepetan rotasi, sing langsung nyebabake waktu panelusuran lan initialization (pangenalan) saka sektor sing dipengini. Iki minangka wektu panelusur sing diarani laten - interval sajrone sektor sing dipindhah menyang kepala maca. Saiki, sawetara standar diadopsi kanggo kecepatan rotasi spindle, ditulis ing revolusi per menit kanthi wektu tundha ing milliseconds:

• 3600 - 8.33;
• 4500 - 6,67;
• 5400-5.56;
• 7200 - 4,17.

Iku gampang kanggo ndeleng sing luwih dhuwur kacepetan, kurang wektu wis nggoleki nggoleki sektor, lan ing kondisi fisik - ing siji disk sadurunge nginstal sirah kanggo titik sing dikarepake posisi plat.

Parameter liyane yaiku tingkat transfer internal. On trek njaba, minimal, nanging nambah kanthi transisi bertahap menyang trek internal. Mangkono, proses defragmentasi padha, sing minangka gerakan data sing kerep digunakake ing disk paling cepet, ora luwih saka nransfer menyang jalur utama kanthi kecepatan maca luwih cepet. Kacepetan eksternal wis tetep angka lan langsung gumantung marang antarmuka sing digunakake.

Pungkasan, salah sawijining momotan penting disambungake karo hard disk memori utawa buffer dhewe. Ing kasunyatan, prinsip hard disk ing syarat-syarat nggunakake penyangga ing bab sing padha karo memori operative utawa virtual. Sing luwih gedhe cache (128-256 KB), sing luwih cepet hard disk bakal bisa.

Syarat utama kanggo HDD

Syarat dhasar, sing sithik banget dituduhake menyang hard drive, ora akeh. Wangsulan utama yaiku urip lan dawa layanan sing dawa.

Standar utama kanggo paling HDDs yaiku umur layanan sekitar 5-7 taun kanthi waktu operasi paling kurang lima ratus ribu jam, nanging kanggo hard drive high-end angka kasebut paling jam siji juta.

Kanthi gati babagan keandalan, iki minangka tanggung jawab saka fungsi tes swara SMART, sing ngawasi status unsur hard disk individu, ngawasi panularan tetep. Adhedhasar data sing diklumpukake, malah ramalan sing katon malfunctions ing mangsa bisa dibentuk.

Ora ana gunane manawa pangguna ora kudu ditinggalake. Dadi, nalika nggarap HDD iku penting banget kanggo mirsani rezim suhu sing optimal (0 - 50 ± 10 derajat Celsius), supaya ora goyang, ngetuk lan mateni harddisk, bledug utawa partikel cilik liyane, lan liyane. Iku menarik kanggo mangerteni manawa partikel-partikel asap rokok sing padha kurang luwih kaping pindho sakwise jarak antara kepala maca lan permukaan magnetik hardisk, lan rambut manungsa 5-10 kali.

Masalah inisial ing sistem nalika ngganti hard drive

Saiki sawetara ukara babagan apa tindakan sing kudu ditindakake, amarga sakperangan alesan, pangguna diganti hard drive utawa dipasang sekunder.

Kanthi njlèntrèhaké proses ora, lan fokus mung ing tataran utama. Pisanan Sampeyan kudu nyambungake hard drive lan katon ing setelan BIOS, yen hardware anyar kadeteksi, ing bagean Administrasi disk kanggo initialize lan nggawe rekaman boot, nggawe volume prasaja, nemtokake ID (huruf) lan ngowahi format karo pilihan saka sistem file. Mung sawise sing anyar "meneng" kanthi siap kanggo operasi.

kesimpulan

Sing kabeh sing rawuh kanggo Brief kerja fungsi lan kinerja hard drive modern. Ing asas saka operasi saka hard disk drive wis ora dianggep penting amarga sacoro prakteke ora beda-beda saka sing digunakake kanggo HDD nulis. Bentenipun mung mung ing cara saka nyambungake panyimpenan tambahan kanggo PC utawa laptop. Sing paling umum yaiku sambungan liwat USB-antarmuka sing langsung nyambung menyang motherboard. Ing wektu sing padha, yen pengin mesthekake kinerja maksimum, iku luwih apik kanggo nggunakake standar USB 3.0 (port nang colored biru), mesthi, kasedhiya yen HDD external dhewe ndhukung.

Minangka kanggo liyane, Aku akeh wong malah sing sethitik, dadi cetha kepriyé hard disk gawé. Mbok informasi ing ndhuwur wis diwenehi kakehan technical, sing liyane malah saka mesthi fisika sekolah, durung sing mangertos kabeh prinsip dhasar lan cara glethakaken mudhun ing HDD produksi lan aplikasi teknologi ora ngerti.