Viteza de rotație a discului

de stocare în masă pe hard-disk sau (unitate de disc Engl hard (magnetice), HDD, HMDD.) hard disk, hard disk, un jargon de calculator "Winchester" - o memorie (dispozitiv de stocare) pentru acces aleatoriu, bazat pe principiul înregistrării magnetice. Acesta este magazinul principal de date în majoritatea calculatoarelor.

In contrast, un disc „flexibil“ (dischetă), informația este înregistrată pe HDD pe hard (aluminiu sau sticlă) placă acoperită cu un strat de material feromagnetic, de obicei, dioxid de crom - discuri magnetice. HDD utilizează una sau mai multe plăci pe o axă. Capetele de citire nu ating suprafața plăcilor în modul de funcționare datorită stratului intermediar al fluxului de aer care este generat la suprafață în timpul unei rotații rapide. Distanța dintre capul și discul este de câteva nanometri (în unități moderne de aproximativ 10 nm [1]), și absența contactului mecanic asigură o durată de viață lungă a dispozitivului. In absenta capetelor de ax de rotație disc sunt la sau exteriorul discului într-un seif ( „parc“), o zonă în care expulzată contactul cu suprafața discului non-standard.

De asemenea, spre deosebire de o dischetă, mediul de stocare este de obicei combinat cu o unitate, unitate și o unitate electronică. Astfel de unități de hard disk sunt adesea folosite ca un mediu de stocare nedemontabil

2. Istoria creării hard diskului

Winchester este un dispozitiv de stocare cu discuri rotative în interior. Deși electronicii moderne, cum ar fi dispozitive mobile, care se deplasează în memorie solid-state, hard disk, sau așa cum este, de asemenea, numit „hard disk“, a lăsat destul de o amprentă semnificativă în istoria dezvoltării tehnicii de calcul și de istoria sa, este necesar să-i spun.

Hard diskul este un dispozitiv uimitor, creat cu ajutorul unei varietăți de tehnologii și datorită numeroaselor descoperiri anterioare din domeniul electronicii. Dar toate descoperirile și dispozitivele de stocare care au fost create înainte de apariția hard disk-ului, nu vom lua în considerare, ci vom atinge doar evenimentele care au legătură directă cu unitatea hard disk. Mai mult, povestea lui este oarecum neobișnuită, deoarece se referă la istoria apariției întreprinzătorilor în domeniul creării de echipamente informatice.

Este clar că la o asemenea dimensiune, IBM 350 RAMAC nu ar putea deveni un produs produs în masă. Cu toate acestea, încă din 1979, compania a păstrat conducerea în domeniul creării dispozitivelor de stocare pe disc. Inginerii acestei companii în 1961 au venit cu ideea că capurile de citire se pot ridica și se ridică deasupra suprafeței discurilor numai datorită fluxului de aer.

Doar în 1979, IBM a avut un concurent în fața noii companii Seagate Technology - unul dintre cei mai cunoscuți producători de hard disk-uri în zilele noastre. Mai mult, fondatorul și primul inspirator ideologic al companiei a fost fostul inginer IBM Alan Shugart, care a fost direct implicat în crearea a 350 RAMAC. În ciuda acestui fapt, Seagate a reușit în 1980 să creeze și să lanseze primul hard disk serial din lume. Primul model al companiei a fost numit ST-506. Cu un volum de 5 MB, acesta avea un diametru de numai 5,25 inch.

În 1981, doar un an mai târziu, Seagate a lansat următorul model ST-412 cu o capacitate de 10 MB. Incredibil pentru acel moment volumul de informații stocate și mărimea foarte modestă au permis noului disc să lase o urmă destul de vizibilă în istoria tehnologiei computerelor. ST-412 a fost folosit în computerele personale, care au devenit mai târziu legendare - IBM PC / AT și IBM PC / XT. Se pare că un concurent de lungă durată, IBM a decis să se concentreze pe construirea calculatoarelor personale, cedând piața componentelor companiilor mai tinere.

În general, dacă te uiți la istoria unității hard disk, atunci în 4 ani după ce primul ST-412 a intrat pe piață, a început un adevărat boom de dezvoltare și crearea hard disk-urilor. Multe companii specializate în producția de componente electronice și electronice de consum s-au reorientat pentru a crea hard disk-uri. Nu este surprinzător, pentru că în acel moment computerele personale s-au dezvoltat rapid. Piața lor tot mai extinsă nu a putut fi lăsată la o parte, companiile care aveau toate resursele necesare pentru dezvoltarea și crearea de componente de calculator.

3. Unitate HDD

Majoritatea utilizatorilor, răspunzând la întrebarea ce se află în blocul lor de sistem, menționează, printre altele, hard disk-ul. Winchester este dispozitivul pe care datele dvs. sunt stocate cel mai des. Există o legendă care explică de ce discurile hard au fost numite așa de bizar. Primul hard drive, lansat în America la începutul anilor '70, a avut o capacitate de 30 MB de informații pe fiecare suprafață de lucru. În același timp, cunoscut în aceeași pușcă de magazin America de Winchester a avut un calibru - 0,30; poate să tachineze în timpul muncii primul hard disk ca un automat sau mirosea de praf de pușcă din ea - nu știu, dar din acel moment a început să apeleze unități hard disk drive-uri.

În timpul funcționării calculatorului, apar defecțiuni. Viruși, întreruperi ale alimentării, erori software - toate acestea pot duce la deteriorarea informațiilor stocate pe hard disk. Informațiile deteriorează nu înseamnă întotdeauna pierderea, deci este util să știi cum este stocată pe hard disk, pentru că poate fi restaurată. Apoi, de exemplu, în cazul în care deteriorat virusul sectorul de încărcare, nu este necesar să formatați întreaga unitate (!), Și restaurarea zonei deteriorate și să continue funcționarea normală menținând în același timp toate datele lor prețioase.

Pe de o parte, în procesul de scriere a acestui articol, m-am însărcinat să vă spun:

Principiile de înregistrare a informațiilor pe hard disk;

privind amplasarea și încărcarea sistemului de operare;

despre cum să divizați corect noul hard disk în partiții pentru a utiliza mai multe sisteme de operare.

Pe de altă parte, vreau să pregătesc cititorul pentru cel de-al doilea articol, în care voi vorbi despre programe numite manageri de boot. Pentru a înțelege cum funcționează aceste programe, trebuie să aveți cunoștințe de bază despre astfel de lucruri, cum ar fi MBR, Partițiile și așa mai departe.

Cuvintele destul de generale - să începem.

Hard disk (NDD - Hard Disk Drive) este dispus după cum urmează: pe un ax conectat la un motor electric, este un bloc de mai multe discuri (clătite), care sunt situate deasupra suprafeței capului de citire / scriere de informații. Forma capetelor este dată sub forma unei aripi și sunt atașate unei leduri în formă de semilună. Când lucrează, ei "zboară" peste suprafața discurilor în fluxul de aer, care este creat atunci când se rotesc aceleași discuri. Evident, forța de ridicare depinde de presiunea aerului de pe capete. Aceasta, la rândul său, depinde de presiunea atmosferică externă. Prin urmare, unii producători indică în caietul de sarcini pentru dispozitivele lor plafonul maxim de funcționare (de exemplu, 3000 m). Ce nu e avionul? Discul este împărțit în piste (sau piste), care la rândul lor sunt împărțite în sectoare. Două căi echidistant față de centru, dar situat pe partea opusă a discului, numit un cilindru.

Din nefericire, există adesea confuzii între astfel de concepte ca "sector", "cluster" și "bloc". De fapt, nu există nicio diferență între "bloc" și "sector". Adevărat, un concept este logic, iar al doilea este topologic. "Cluster" - acestea sunt mai multe sectoare considerate de sistemul de operare ca un întreg. De ce nu au abandonat munca simplă cu sectoare? Voi răspunde. Trecerea la clustere a avut loc deoarece dimensiunea tabelului FAT a fost limitată, iar mărimea discului a fost mărită. În cazul FAT16 pentru un disc de 512 MB, clusterul va fi de 8 KB, până la 1 GB - 16 KB, până la 2 GB - 32 KB și așa mai departe.

lba = (cil * HEADS + cap) * SECTOARE + (sector-1);

Nu putem spune câteva cuvinte despre Modul Mare. Acest mod de operare este destinat funcționării discurilor hard disk de până la 1 GB. În modul Mare, numărul de capete logice crește la 32, iar numărul cilindrilor logici este înjumătățit. În acest caz, apelurile către capetele logice 0..F sunt traduse în chiar cilindri fizici, și apelurile la capete 10..1F - în cele ciudate. Winchester, etichetat în modul LBA, este incompatibil cu modul Mare și invers.

Secțiunile sunt containerele întregului lor conținut. Acest conținut este de obicei un sistem de fișiere. Sub sistemul de fișiere din punctul de vedere al discului se înțelege un sistem de marcare a blocurilor pentru stocarea fișierelor. După ce sistemul de fișiere este creat pe partiție și fișierele sistemului de operare sunt localizate în acesta, partiția poate deveni descărcabilă. Partiția încărcată are în primul bloc un program mic care descarcă sistemul de operare. Cu toate acestea, pentru a porni un anumit sistem, trebuie să rulați în mod explicit programul de boot din primul bloc. Despre cum se întâmplă acest lucru, va fi spus mai jos.

Partițiile cu sisteme de fișiere nu trebuie să se suprapună. Acest lucru se datorează faptului că două sisteme de fișiere diferite au fiecare propria idee despre locația fișierelor, dar când această alocare se încadrează pe același spațiu fizic pe disc, apare un conflict între sistemele de fișiere. Acest conflict nu apare imediat, dar numai ca fișierele încep să fie localizate în locul discului în care se intersectează partițiile. Prin urmare, ar trebui să tratați cu atenție împărțirea discului.

În sine, intersecția secțiunilor nu este periculoasă. Este periculos să plasați mai multe sisteme de fișiere pe partiții intersectate. Partiționarea unui disc nu înseamnă încă crearea de sisteme de fișiere. Cu toate acestea, încercarea de a crea un sistem de fișiere gol (formatarea) pe una dintre partițiile intersectate poate duce la erori în sistemul de fișiere al unei alte partiții. Toate cele de mai sus se aplică în mod egal tuturor sistemelor de operare, nu doar celor mai populare.

Discul este împărțit în secțiuni prin software. Aceasta este, puteți crea o configurație arbitrară de partiții. Informațiile despre partiționarea discului sunt stocate în primul bloc al hard diskului, numit Master Boot Record (MBR).

MBR este mijlocul principal de boot de pe un hard disk care este suportat de BIOS. Pentru claritate, să ne imaginăm conținutul zonei de încărcare sub forma unei scheme:

Tot ceea ce este la offset 01BEh-01FDh se numește tabela de partiții. Vedeți că are patru secțiuni. Doar una din cele patru partiții are dreptul de a fi marcată ca fiind activă, ceea ce înseamnă că programul de încărcare trebuie să încarce primul sector al acestei secțiuni în memorie și să transfere controlul acolo. Ultimii doi octeți MBR trebuie să conțină numărul 0xAA55. Prin prezența acestei semnături, BIOS verifică dacă primul bloc a fost încărcat cu succes. Această semnătură nu a fost aleasă din întâmplare. Verificarea sa de succes face posibilă stabilirea faptului că toate liniile de date pot transmite atât zerouri, cât și altele.

Încărcătorul scanează tabela de partiții, selectează partiția activă de la acestea, încarcă primul bloc al acestei partiții și transferă controlul la ea.

Să vedem cum este structurat mânerul partiției:

Introducerea datelor pe disc

Viteza de schimb între procesor și disc

Interfață (IDE sau SCSI)

Să descriem, pentru început, modul în care hard diskul este aranjat fizic.

Pe hard disk, datele sunt stocate pe suprafața magnetică a discului. Informațiile sunt înregistrate și îndepărtate cu ajutorul unor capete magnetice (aproape toate ca pe un magnetofon). În interiorul hard disk-ului se pot instala mai multe plăci (discuri), denumite în mod obișnuit "clătite". Motorul care rotește discul este pornit când alimentarea este alimentată de disc și rămâne aprinsă până când alimentarea este îndepărtată. Dacă în secțiunea de gestionare a alimentării din Setup din BIOS unitatea HDD este dezactivată dacă nu există acces la ea, motorul poate fi oprit de programul BIOS.

Motorul se rotește la o viteză constantă, măsurată în rotații pe minut (rpm). Datele sunt organizate pe un disc în butelii, piste și sectoare. Cilindri - piste concentrice pe discuri, situate una deasupra celeilalte. Traseul este apoi împărțit în sectoare. Discul are un strat magnetic pe fiecare parte. Fiecare pereche de capete este îmbrăcată ca pe o "furculiță", înfășurându-se în jurul fiecărui disc. Această "furcă" se deplasează deasupra suprafeței discului cu un servomotor separat (și nu un pasager, așa cum credeți adesea greșit - motorul pas cu pas nu vă permite să vă mișcați repede peste suprafață). Toate discurile hard au sectoare de rezervă, care sunt utilizate de schema de control, în cazul în care se găsesc sectoare defecte pe disc.

De obicei, hard-discurile moderne au o viteză de rotație cuprinsă între 5400 și 7200 rpm. Cu cât este mai mare viteza de rotație, cu atât viteza de transmisie este mai mare. Este necesar doar să ia în considerare faptul că creșterea vitezei de rotație crește temperatura hard disk-uri corp și la o viteză de 7200 rot / min, necesită fie utilizați carcasa cu un design de sunet în scopuri de îndepărtare a căldurii, orice extern suplimentar pe disc ventilator de răcire în sine. Ventilatorul alimentatorului nu este suficient pentru acest lucru. Chiar și mai multe discuri de mare viteză, cu o viteză de rotație de 10.000 rot / min, care sunt produse acum, fără excepție, firmele de producătorii au nevoie atât de bună ventilație în interiorul carcasei, iar carcasa „corespunzătoare“, descărcare termică bună. Unitățile hard disk la 15.000 rpm fără suflare forțată nu sunt recomandate.

Numărul de sectoare pe pistă

Unitățile hard disk moderne au un număr diferit de sectoare pe pistă, în funcție de faptul că acestea sunt o pistă externă sau una internă. Pista externă este mai lungă și mai multe sectoare pot fi plasate pe aceasta decât pe pista interioară mai scurtă. Datele de pe discul gol încep să fie înregistrate și din piesa externă.

Timpul de căutare / timpul de comutare al capetelor / timpul de comutare între cilindri

Durata căutării (căutarea timpului) este minimă numai în cazul unei necesități de operare cu o piesă care este adiacentă celei deasupra căreia se află capul în acest moment. Cel mai lung timp de căutare, respectiv, când mergeți de la prima pistă la ultima. De obicei, în datele pașaportului, timpul mediu de căutare este indicat pe hard disk.

Toate capetele magnetice ale discului sunt la fiecare punct al timpului peste același cilindru, iar timpul de comutare este determinat de cât de repede se efectuează comutarea între capete în timpul citirii sau scrierii.

Timpul de comutare între cilindri este timpul necesar pentru a deplasa capetele un cilindru înainte sau înapoi.

Toate orele sunt specificate în documentația hard diskului în milisecunde (ms).

Poziția de întârziere

După ce capul este peste piesa dorită, așteaptă să apară sectorul dorit de pe această pistă. Acest timp este numit întârzierea de poziționare și este, de asemenea, măsurat în milisecunde (ms). Timpul mediu de întârziere pentru poziționare este considerat ca fiind timpul de rotație al discului cu 180 de grade și, prin urmare, depinde numai de viteza de rotație a axului discului. Datele specifice privind amploarea întârzierii sunt rezumate în tabel.

Timpul de acces la date

Timpul de acces la date este în esență o combinație de timp de căutare, timp de comutare a capului și întârziere de poziționare, măsurat și în milisecunde (ms). Timpul de căutare, după cum știți deja, este doar un indicator al vitezei capului peste cilindrul drept. Până când datele sunt scrise sau citite, adăugați timp pentru a comuta între capete și așteptați sectorul dorit.

Memoria cache pe hard disk

De regulă, toate hard disk-uri moderne au propria lor memorie, numită memorie cache (memorie cache) sau o memorie cache. Producătorii de unități de hard disk deseori numesc acest buffer de memorie. Mărimea și structura cache-ului producătorilor și pentru diferite modele de hard-discuri sunt semnificativ diferite. De obicei, memoria cache este utilizată pentru înregistrarea de date și de citire, dar SCSI drive-urile, uneori, necesită obligatoriu cache de autorizare la scriere, astfel încât de obicei cache implicită de disc pentru SCSI interzise. Există programe care vă permit să stabiliți cum sunt setate setările de memorie cache, de exemplu, ASPIID de la Seagate. Deoarece nu pare ciudat pentru mulți, dimensiunea cache-ului nu este decisivă pentru evaluarea eficacității activității sale. Organizarea schimbului de date cu memoria cache este mai importantă pentru creșterea vitezei discului în ansamblu.

Unii producători de hard disk, cum ar fi Quantum, utilizează o parte din memoria cache pentru software-ul lor (pentru modelul Quantum Fireball de 1.3 Gb, de exemplu, sub firmware, 48 Kb de 128). Se pare că metoda folosită de Western Digital este mai preferabilă. Pentru stocarea firmware-ului se utilizează sectoare alocate special pe disc, invizibile pentru orice sistem de operare. La pornire, acest program este încărcat în DRAM-ul ieftin obișnuit de pe disc și, în același timp, nu există costuri pentru cipul de memorie flash pentru stocarea firmware-ului. Această metodă facilitează fixarea firmware-ului unității hard disk, pe care Western Digital o face.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare