Tipuri de dispozitive de stocare externe
Cel mai comun dispozitiv de stocare externă pe computerele moderne sunt unitățile de discuri magnetice (HDD) sau unitățile de disc. Dispozitivul de citire / scriere pe un disc magnetic se numește unitate de disc magnetic (HDD) sau unitate de disc. Informațiile sunt stocate pe două tipuri de unități, în funcție de acțiunile pe care o persoană trebuie să le efectueze cu datele. Pentru a transfera cantități mici de informații, utilizați discuri magnetice flexibile (dischete) și pentru stocarea pe termen lung a unor cantități mari de informații utilizați unitățile de hard disk (hard disk-uri).
Un tip relativ nou de suport extern sunt discurile optice (un alt nume este discurile laser). Ei nu folosesc un mod magnetic, ci un mod optico-mecanic de înregistrare și citire a informațiilor.
Mai întâi erau discuri laser, pe care informațiile se înregistrează o singură dată. Ștergeți sau suprascrieți este imposibil. Asemenea discuri sunt numite CD-ROM - memorie compactă pentru citirea discului, ceea ce înseamnă "disc compact - citire numai". Ulterior, au fost inventate discuri laser rescriptibile, CD-RW. Pe acestea, precum și pe suporturi magnetice, informațiile stocate pot fi șterse și înregistrate din nou. Cea mai mare capacitate de informare a suporturilor amovibile este disponibilă pentru discurile laser, cum ar fi DVD-ROM-ul. Cantitatea de informații stocate pe ele poate ajunge la zeci de gigaocteți.
Acționarea pe discuri magnetice dure (HDD)
Hard disk (hard disk, unitate HDD) - memorie permanentă, concepută pentru stocarea pe termen lung a tuturor informațiilor disponibile în computer. Sistemul de operare, programele utilizate în mod constant sunt descărcate de pe hard disk, majoritatea documentelor fiind stocate pe acesta.
O unitate HDD (HDD) este una dintre componentele cheie ale unui PC modern. Afectează în mod direct performanța și fiabilitatea sistemului. Tehnologiile de fabricare a discurilor hard sunt îmbunătățite, dimensiunile programului cresc, datele de pe computer se acumulează.
Parametrii principali ai HDD-ului
1. Capacitatea unei unități HDD are un volum de la 40 GB la 1024 GB.
2. Viteza de citire. Cifra medie actuală este de aproximativ 8 MB / s.
Durata medie de acces. Acesta este măsurat în milisecunde și indică timpul necesar ca discul să aibă acces la orice site ales. Cifra medie este de 9 ms.
Viteza de rotație a discului. Un indicator direct legat de viteza de acces și viteza de citire a datelor. Viteza de rotație a discului dur afectează în principal reducerea timpului de acces mediu (căutare). Creșterea performanței globale este deosebit de evidentă atunci când selectați un număr mare de fișiere.
Mărimea cache-ului este o memorie tampon rapidă de o cantitate mică, în care computerul plasează cele mai frecvent utilizate date. O unitate de disc are o memorie cache de până la 32 MB.
Un disc magnetic dur (hard disk) constă dintr-un bloc ermetic (Figura 1) și o placă de control (Figura 2).
Figura 1 HDD cu bloc ermetic
Figura 2 Placa de control
HDA găzduiește toate piesele mecanice pe placa, toate componentele electronice de control, cu excepția unui preamplificator (preamp), situate în interiorul HDA în vecinătatea capetelor de citire.
Un arbore cu unul sau mai multe discuri este instalat în unitatea etanșă (Fig.) Discurile sunt realizate din aluminiu (uneori din ceramică sau din sticlă) și acoperite cu un strat subțire de oxid de crom. În prezent, cantitatea de informații stocate pe un disc poate ajunge la 1024 GB. Un poziționer rotativ este amplasat pe partea laterală a axului. Pe de o parte, rocker-ul este amplasat capete magnetice usoare orientate catre discuri, iar pe de alta - o manta scurta cu bobina de actionare electromagnetica. Când rotiți brațul basculant al poziționerului, capetele se deplasează de-a lungul arcului dintre centrul și periferia discurilor. Există un motor sub discuri, care le rotește cu mare viteză. Când discurile se rotesc, se creează un flux puternic de aer, care circulă în jurul perimetrului de aerisire. Praful este fatal pe suprafața discurilor, astfel încât unitatea este sigilată, aerul din acesta este curățat în mod constant de un filtru special (Figura 3).
Pentru a egaliza presiunea aerului în interiorul și în exteriorul coperților blocurilor ermetice, sunt făcute ferestre mici, lipite cu un strat subțire. Într-o serie de modele, fereastra este închisă cu un filtru permeabil la aer. Înfășurarea statorului înconjoară înfășurarea statorului, care este un magnet permanent. Atunci când un curent de o anumită magnitudine și polaritate este aplicat la înfășurare, rotorul începe să se rotească în direcția corespunzătoare cu accelerația corespunzătoare. Dinamic schimbând curentul în bobina, puteți seta poziționerul în orice poziție. Când discurile se rotesc, forța aerodinamică sprijină capetele la o mică distanță de suprafața discurilor. Capul nu atinge niciodată zona discului în care sunt înregistrate datele. Shank poziționerului este de obicei un zăvor magnetic așa-numitul - un magnet permanent mic, care se află în poziția extremă interioară a capului este atras de suprafață jugul statoric și stabilește la acea poziție. Aceasta este așa-numita poziție de parcare a capetelor, care în acest caz se află pe suprafața discului, atingându-l. În zona de aterizare a discurilor, informațiile nu sunt înregistrate, astfel încât contactul direct cu acesta nu este periculos. Practic toate hard drive-urile moderne sunt fabricate folosind o tehnologie care utilizează un efect magnetorezistiv. Datorită acestui fapt, în ultimul an, capacitatea discurilor crește într-un ritm rapid datorită creșterii densității înregistrării informațiilor.
Principiul de funcționare a hard disk-urilor, cum ar fi principiul de acțiune al magnetofon convenționale, cu singura diferență că suprafața discului în loc de bandă, și înregistrează și redă semnale audio digitale în loc. Orice HDD este format din două părți principale: o cameră de aerisire și un controler. HDA acționează ca o carcasă pentru a se potrivi toate componentele mecanice ale controlerului HDD este o stocare electronica de bord de pe hard disk și se află în afara HDA, de obicei, în partea sa inferioară. În unele unități hard disk, de exemplu, o anumită serie Seagate Barracuda, controlerul suplimentar capac metalic închis protejează componentele electronice de la daune și în același timp servește ca un radiator pentru a disipa căldura de chips-uri. Baza întregii structuri a unei incinte închise solid oferă protecție mecanică exacte interne de la influențe externe. În interiorul carcasei există un disc sau un set de mai multe discuri rotite de motorul electric; capete magnetice cu un mecanism pentru mișcarea lor, precum și un amplificator semnal preliminar. Carcasa este umplută cu aer fără praf. Pentru egalizarea presiunii în interiorul și în exteriorul carcasei este prevăzută cu un filtru sau are găuri de film sigilate, deși uneori sunt complet sigilate unități hard disk. Atunci când discurile rotative creează un flux puternic de aer care circulă în interiorul carcasei și eliminate întotdeauna un alt filtru intern de praf, a reușit să obțină într-un fel în interior. Unitățile moderne pe discurile magnetice dure sunt foarte complicate. Până la 90% din cost se face prin mecanica de precizie. Să analizăm în detaliu fiecare dintre părțile sale. Discul magnetic este o placă rotundă din aluminiu, o suprafață care a fost procesată la cea mai înaltă clasă de precizie. Într-o viață de astfel de lustruire nu te vei întâlni. Pentru a face plăcile, proprietățile magnetice, suprafața lor este acoperită cu un strat de aliaj de pulverizat pe bază de crom-cobalt sau vid. Acest strat are duritate mare, ceea ce este bun, deoarece, recent roți au fost acoperite cu un strat de lac moale pe bază de oxid de fier, și el, spre deosebire de acoperiri moderne sunt deteriorate cu ușurință.
Pentru a roti motorul de acționare utilizează o specială, oarecum similar cu unitatea de dischetă: o înfășurări pentru armături fixe și un magnet permanent rotativ. Principala diferență constă în precizia mai mare de fabricație și disponibilitatea lagărelor speciale care pot fi o minge convențională, și un lichid de absorbție se folosește ulei de încărcare specială sovershennymi- șoc, ceea ce mărește durabilitatea motorului. Rulmenții lichizi au un nivel de zgomot mai scăzut și aproape că nu există căldură în timpul funcționării. În plus, unele unități HDD moderne au un motor care este complet scufundat într-un vas etanș cu ulei, ceea ce contribuie la eliminarea eficientă a căldurii din bobine.
Capul magnetic este, de asemenea, o construcție complexă, alcătuită din zeci de părți. Aceste detalii sunt atât de mici încât sunt fabricate prin fotolitografie în același mod ca microcircuitele moderne. Suprafața de lucru a corpului capului ceramic este lustruită cu aceeași înaltă precizie ca și discul. Servomotorul capului este un solenoid plin cu bobină din sârmă de cupru, plasat între poli cu un magnet permanent și fixat la capătul pârghiei care se rotește pe lagăr. La celălalt capăt este o săgeată ușoară cu capete magnetice. Bobina este capabilă să se deplaseze într-un câmp magnetic sub acțiunea unui curent care trece prin el, mișcând simultan toate capetele într-o direcție radială. Pentru ca bobina de cap să nu se rotească dintr-o parte în alta în stare inoperantă, există o blocare magnetică care ține capetele unității HDD deconectate. În starea inoperantă a transmisiei, capetele sunt situate în apropierea centrului discurilor, în "zona de parcare" și presate pe părțile laterale ale plăcilor prin arcuri ușoare. Dar merită să începeți rotația - iar fluxul de aer ridică capetele deasupra suprafeței discurilor, depășind forța arcurilor.
Capetele "plutesc" și din acest moment sunt deasupra discului, complet fără să-l atingă. Grosimea spațiului de aer dintre disc și capul hard disk-urilor moderne este de numai 0,1 microni, care este de 500 de ori mai puțin decât grosimea unui păr uman. Deoarece nu există niciun contact mecanic între cap și disc, uzura discurilor și capetelor nu se produce. Așa cum am menționat deja, există un amplificator de semnal în interiorul unității de alimentare, plasat mai aproape de capete, pentru a reduce interferențele din cauza interferențelor externe. Este conectat la capete printr-un cablu de panglică flexibil. Același cablu este alimentat de bobina mobilă a capetelor de antrenare și, uneori, de motor. Prin intermediul unui conector mic această economie este conectată la placa de control.
Schema bloc a HDD-ului
Schema structurală a HDD este prezentată în fișa 1 a părții grafice a proiectului de diplomă.
Controlerul de interfață este unul dintre cele mai grele elemente ale unității. Acesta determină rata de transfer a datelor între HDD și gazdă (placa de bază). De asemenea, se numește un controler HDC. Principalele funcții ale controlerului HDC includ:
1. Citirea sectorului;
2. Înregistrați sectorul;
sector și formatarea pieselor;
procesarea și întreținerea comenzilor din sistemul gazdă;
generarea de semnale de interfață IDE;
tampon de memorie.
) Separator de date este destinat în principal pentru curățarea semnalului digital de zgomot atunci când citesc, citesc pentru a separa semnalul de sincronizare (RCLK) și scrie (WCLK) și pentru generarea unui flux de date care urmează să fie înregistrate, cu întârzierile de timp necesare.
) Canalul de citire / scriere generează semnale de comandă a capului magnetic, transformând astfel codul paralel într-unul serial atunci când scrieți, iar codul de serie paralel la citire. La citirea acestui modul, se verifică și CRC (cod ciclic de verificare) și, dacă este necesar, se efectuează corectarea erorilor.
) Microprocesorul de control asigură că firmware-ul unității este executat prin citirea comenzilor de pe ROM. Conform microprogramului, microprocesorul controlează toate componentele HDD-ului.
) VCM (bobină de voce) asigură mișcarea și poziționarea unității capului magnetic.
) Motorul arborelui rotește discurile magnetice.
) Conducătorul motorului și VCM generează semnale pentru a controla motorul, menținând viteza constantă. În plus, șoferul formează un curent în bobina VCM, care îi permite să se deplaseze la valoarea specificată
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: