HDD: yr egwyddor gweithio a'r prif nodweddion

'n anawdd drives, neu, fel y'u gelwir, gyriannau caled yn un o'r elfennau pwysicaf o system gyfrifiadurol. Ynglŷn pawb yn gwybod ei fod. Ond nid yw hyn yn ddefnyddiwr modern, hyd yn oed mewn egwyddor ddyfalu ynglŷn â sut y disg caled. Mae'r egwyddor o weithredu, yn gyffredinol, i gael dealltwriaeth sylfaenol o eithaf syml, ond mae rhai arlliwiau, a fydd bellach yn cael ei drafod.

Cwestiynau cyrchfan a dosbarthu drives caled?

Cwestiwn y gyrchfan, wrth gwrs, yn rhethregol. Gall unrhyw un, hyd yn oed y lefel mynediad mwyaf, atebodd ar unwaith bod y gyriant caled (a elwir hefyd yn ddisg galed, aka Anawdd Cathrena neu HDD) yn union ymatebodd ei fod yn cael ei ddefnyddio i storio gwybodaeth.

Yn gyffredinol, yn wir. Peidiwch ag anghofio bod ar y disg caled, ac eithrio ar gyfer y system weithredu a ffeiliau defnyddwyr yn cael eu creu gan y sectorau lesewch system weithredu, diolch y bydd yn dechrau, yn ogystal â rhai marciau y gall y ddisg yn gyflym ddod o hyd i'r wybodaeth a ddymunir.

modelau presennol yn eithaf amrywiol: cyffredin y HDD, gyriannau caled allanol, cyflymder uchel solet-wladwriaeth drives SSD, er ei fod yn cael ei briodoli i'r gyriannau caled ac nid yw'n cael ei dderbyn. Cynigir ymhellach i ystyried y ddyfais a'r egwyddor gweithrediad HDD, os nad yn llawn, yna o leiaf yn hyn, a oedd yn ddigon ar gyfer deall y derminoleg a'r prosesau sylfaenol.

Sylwch fod yna ddosbarthiad arbennig o HDD heddiw ar rai meini prawf sylfaenol, ymhlith sef y canlynol:

• dull ar gyfer storio gwybodaeth;
• math cyfryngau;
• Dull o drefnu mynediad i wybodaeth.

Pam y gelwir y gyriant caled yn y gyriant caled?

Heddiw, mae llawer o bobl yn meddwl am pam y gelwir disgiau caled yn cael eu disgiau caled perthyn i mân arfau. Mae'n ymddangos y gall fod tebygrwydd rhwng y ddau dyfeisiau?

Ymddangosodd y term mor bell yn ôl â 1973, pan fydd y farchnad yn ymddangos gyntaf yn y byd HDD, mae'r gwaith o adeiladu a oedd yn cynnwys dwy adran ar wahân mewn cynhwysydd aerglos. Mae capasiti pob adran yn 30 MB, a dyna pam y peirianwyr wedi rhoi'r enw Cod ar gyfer y ddisg "30-30", a oedd yn llawn mewn cytgord â'r brand poblogaidd ar y pryd y gwn "Winchester, 30-30". Fodd bynnag, yn y 90au cynnar 'yn America ac Ewrop yw enw'r mynd bron allan o ddefnydd, ond yn dal yn boblogaidd yn y gofod ôl-Sofietaidd.

Mae'r ddyfais a'r egwyddor gweithrediad HDD

Ond rydym digress. Gall egwyddor gweithrediad HDD eu crynhoi fel y broses o ddarllen neu ysgrifennu. Ond sut mae hyn yn digwydd? Er mwyn deall gweithrediad ddisg galed magnetig, mae angen i chi yn gyntaf i ddysgu sut y mae'n gweithio.

Mae'r gyriant caled ei hun yn set o blatiau, efallai y bydd y nifer ohonynt yn amrywio 4-9 gysylltiedig â'i gilydd gan siafft (echel), a elwir yn gwerthyd. Mae'r platiau yn cael eu gosod un uwchben y llall. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae'r deunydd ar gyfer eu cynhyrchu yn alwminiwm, pres, cerameg, gwydr ac yn y blaen. D. Eu hunain o'r plât yn cael cotio magnetig arbennig o ddeunydd o'r enw Plât, yn seiliedig ar y ferrite gama ocsid, cromiwm ocsid, ferrite bariwm a t. D . Mae pob plât trwch o tua 2 mm.

Ar gyfer cofnodi a darllen gwybodaeth yn cyfateb pen rheiddiol (un ar gyfer pob plât) a'r platiau yn cael eu defnyddio yn y ddau arwynebau. Yn ystod cylchdro gwerthyd, gall cyflymder ohonynt fod 3600-7200 rev. / Min, a symud pennau yn cyfateb i ddau moduron trydan.

Yn yr achos hwn, yr egwyddor sylfaenol o ddisg galed y cyfrifiadur yw nad yw'r wybodaeth yn cael ei chofnodi yn unrhyw le, ond mewn lleoliad penodol yn llym, a elwir yn y sectorau, sydd wedi eu lleoli ar draciau neu draciau consentrig. Er mwyn osgoi dryswch, cymhwyso rheolau gwisg. Mae yna farn bod egwyddorion gyriannau caled o ran eu strwythur rhesymegol, cyffredinol. Er enghraifft, maint un sector, am safon unedig ei fabwysiadu ledled y byd, yn 512 bytes. sectorau yn cael eu rhannu'n glystyrau, sy'n dilyniannau o nifer o sectorau yn eu tro. Ac yn enwedig y disg caled yr egwyddor gweithredu yn hyn o beth yw bod cyfnewid gwybodaeth a chlystyrau gyfan yn unig a wnaed (cadwyni sectorau cyfanrif).

Ond sut yn darllen y wybodaeth? gyrru gwaith: disg galed fel a ganlyn: Defnyddio pen darllen braced arbennig mewn rheiddiol (helical) cyfarwyddyd yn symud i'r trac a ddymunir ac yn ei dro yn cael ei leoli dros sector penodol, gall y pennau i gyd yn cael ei symud ar yr un pryd trwy ddarllen yr un wybodaeth, nid yn unig o wahanol draciau ond gyda gwahanol disgiau (wafferi). Gelwir yr holl draciau gyda'r un rhifau trefnol yn cael eu silindrau.

Mae'n bosibl i ddewis egwyddor gweithredol arall o ddisg galed: pen darllen yn nes i'r wyneb magnetig (ond nid yw'n chyffwrdd ag ef), yr uchaf yw'r dwysedd cofnodi.

Sut mae ysgrifennu a darllen y wybodaeth?

'n anawdd drives, neu' n anawdd drives, ac felly wedi cael eu galw magnetig eu bod yn defnyddio'r deddfau ffiseg magnetedd, a luniwyd gan Faraday a Maxwell.

Fel y soniwyd eisoes, mae'r platiau o nemagnitochuvstvitelnogo ddeunydd cotio magnetig yn cael ei gymhwyso i drwch o ychydig o micrometr. Ar waith, maes magnetig cael strwythur parth fel y'u gelwir.

Mae parth magnetig yn ffinio llym ffiniau rhanbarth magnetized ferroalloy. Gall rhagor o egwyddor gweithrediad HDD eu crynhoi fel a ganlyn: yn achos o faes magnetig allanol y cae gyrru priodol yn dechrau cael eu harwain yn union ar hyd y llinellau magnetig ac ar derfyniad yr effaith ar y disgiau yn ymddangos parth remanence y mae'r wybodaeth sydd wedi'i storio a gynhwysir yn flaenorol yn y prif faes .

Am y cae allanol creu yn gyfrifol am gofnodi pen darllen, a darllen remanence parth, yn gyferbyn i'r pen yn creu grym electromotif neu EMF. Yna popeth yn syml: newid y EMF yn cyfateb i un deuaidd, ac mae ei absenoldeb neu roi'r gorau - sero. Amser Newidiadau EMF a elwir bit gell.

Ar ben hynny, gall y wyneb magnetig o'r ystyriaethau Gwybodeg unig fod yn gysylltiedig, fel rhyw fath o bwynt ddarnau data dilyniant. Fodd bynnag, gan fod y lleoliad y pwyntiau hyn yn gwbl amhosibl cyfrifo cywir, ar yr ymgyrch rydych am ei osod rhyw fath o label cyn-penodedig sy'n helpu i ddiffinio y lleoliad a ddymunir. Gelwir Mae creu labeli o'r fath yn fformatio (yn fras ddisg rhannu i mewn i traciau a sectorau, clystyru).

Mae'r strwythur rhesymegol a egwyddor gweithredol y disg caled o ran fformatio

O ran y cyrff HDD rhesymegol yma yn y lle cyntaf mae fformatio, lle mae dau brif fath: a lefel isel-(corfforol) a lefel uchel (rhesymeg). Heb y camau hyn, gan ddod am unrhyw 'n anawdd cathrena i gyflwr gweithio methu siarad. I gael gwybodaeth am sut i ymgychwyn 'n anawdd cathrena newydd, bydd yn cael ei drafod ar wahân.

lefel isel fformatio yn gofyn am effaith ffisegol ar wyneb y HDD, lle mae'r sectorau yn cael eu lleoli ar hyd y traciau. Mae'n ddiddorol bod yr egwyddor y disg caled yn golygu bod pob sector wedi creu ei gyfeiriad unigryw ei hun, sy'n cynnwys y rhif sector iawn, olrhain rhif, lle mae wedi ei leoli, a rhif y plât. Felly, trefniadaeth y mynediad uniongyrchol yr un cof yn mynd i'r afael yn uniongyrchol oddi wrth y cyfeiriad a roddir, yn hytrach na chwilio am y wybodaeth gywir ar draws yr wyneb, oherwydd y mae'r cyflymder yn cael ei gyflawni (er nad yw'r pwysicaf). Noder na all pan y fformatio lefel isel yn cael ei ddileu yn gyfan gwbl yr holl wybodaeth ac adfer yn y rhan fwyaf o achosion fod.

Un peth arall - fformat rhesymegol (mewn systemau sy'n seiliedig ar Windows yw'r fformat cyflym neu fformat Cyflym). Ar ben hynny, mae'r prosesau hyn yn berthnasol i greu rhaniadau rhesymegol yn cynrychioli ardal arbennig o'r disg caled cynradd sy'n gweithredu ar yr un egwyddorion creu.

fformatio Rhesymegol yn effeithio yn bennaf ardal y system, sy'n cynnwys (cofnod Boot MBR) sector lesewch a tabl rhaniad, mae'r tabl dyrannu ffeiliau (FAT, NTFS, ac yn y blaen. D.) Ac cyfeiriadur gwraidd (Directory Root).

Cofnodi gwybodaeth mewn sectorau o'r clwstwr yn cael ei wneud drwy nifer o rannau, wherein mewn un clwstwr Ni all gynnwys dau wrthrych union yr un fath (ffeiliau). A dweud y gwir, y gwaith o greu rhaniad rhesymegol greu, gan ei fod yn ei wahanu oddi wrth y prif rhaniad system, fel bod y wybodaeth sydd wedi'i storio arno, pe bai gwallau a methiannau i newid neu beidio cael ei effeithio symud.

Prif nodweddion HDD

Rwy'n credu, yn weithredol egwyddor HDD gyffredinol ychydig yn eu deall. Trown yn awr at brif nodweddion, sy'n rhoi darlun cyflawn o'r holl gyfleoedd (neu anfanteision) o 'n anawdd drives modern.

Gall Mae egwyddor y nodweddion ddisg ac phrif caled fod yn wahanol iawn. Er mwyn deall yr hyn sydd yn y fantol, rydym yn dewis y paramedrau mwyaf sylfaenol sy'n nodweddu pob hysbys i siopau wybodaeth ddiweddaraf:

• capasiti (cyfaint);
• perfformiad (data cyflymder darllen mynediad ac ysgrifennu gwybodaeth);
• rhyngwyneb (dull cysylltiad, math rheolwr).

Mae'r capasiti yw cyfanswm o wybodaeth y gellir ei chofnodi a'i storio ar y disg caled. o ddiwydiant gweithgynhyrchu HDD yn tyfu mor gyflym bod heddiw wedi ymrwymo i ddefnyddio disgiau caled gyda cyfrol o drefn 2 TB neu fwy. Ac, gan ei fod yn credu nad yw hyn yn y cyfyngiad.

Rhyngwyneb - mae'r nodwedd fwyaf arwyddocaol. Mae'n pennu pa ffordd y ddyfais yn cael ei gysylltu â'r motherboard, a rheolwr yn cael ei ddefnyddio fel darllen ac ysgrifennu yn cael ei wneud, ac yn y blaen. D. Mae'r rhyngwynebau mawr a mwyaf cyffredin ystyriwyd IDE, SATA a SCSI.

Gall disgiau gyda IDE-rhyngwyneb gwahanol cost isel, fodd bynnag, ymhlith y prif anfanteision wahaniaethu nifer cyfyngedig o ddyfeisiau cysylltiedig ar yr un pryd (hyd at bedwar) a chyfradd data isel (a hyd yn oed gyda chymorth mynediad cof uniongyrchol DMA Ultra neu brotocolau ATA Ultra (Modd 2 a Modd 4). Er y credir y gall eu defnydd gynyddu lefel y cyflymder darllen / ysgrifennu o 16 Mb / s, ond mae'r cyflymder yn llawer is nag mewn gwirionedd. yn ogystal, er mwyn ei gwneud yn ofynnol modd UDMA gosod gyrwyr arbennig, sy'n mewn theori, dylai gael ei darparu gyda'r motherboard.

Siarad am yr hyn y mae'r egwyddor y 'n anawdd cathrena a nodweddion, ni allwch anwybyddu'r rhyngwyneb SATA, sef y fersiwn olynydd IDE ATA. Mantais y dechnoleg hon yw y gall y darllen cyflymder / ysgrifennu ei gynyddu i 100 Mb / s gan y defnydd o fysiau cyflym Fireware IEEE-1394.

Yn olaf, SCSI rhyngwyneb o'i gymharu â'r ddau blaenorol yw'r mwyaf hyblyg ac uchaf-cyflymder (darllen / ysgrifennu cyflymder hyd at 160MB / s ac uwch). Ond mae 'n anawdd drives o'r fath yn bron ddwywaith mor ddrud. Ond mae nifer o ddyfeisiau storio cysylltiedig ar yr un pryd yn amrywio 7-15, gall y cysylltiad yn cael ei berfformio heb dad-egni y cyfrifiadur, a gall hyd cebl fod yn y drefn 15-30 metr. Mewn gwirionedd, nid yw'r math hwn o HDD ar gyfer y rhan fwyaf yn berthnasol i gyfrifiaduron defnyddwyr a gweinyddwyr.

Perfformiad yn nodweddu cyflymder trosglwyddo a thrwybwn y capasiti I / O, amser darlledu a fynegir fel arfer a faint o ddata a drosglwyddir mewn cyfres, ac yn cael ei fynegi mewn MB / s.

Mae rhai dewisiadau ychwanegol

Siarad am yr hyn yn egwyddor gweithio disg galed a pha baramedrau effeithio ar ei weithrediad, ni ellir eu hosgoi, ac mae rhai nodweddion ychwanegol, a allai effeithio ar berfformiad neu fywyd y ddyfais.

Yma, yn y lle cyntaf yw cyflymder y cylchdro, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar y chwilio a initialization amser (cydnabyddiaeth) y sector a ddymunir. Mae hyn yn hyn a elwir yn cudd amser chwilio - egwyl yn ystod y mae'r angen i'r sector yn troi at y pen ddarllen. Heddiw fabwysiadwyd sawl safonau ar gyfer cyflymder gwerthyd, a fynegir mewn chwyldroadau y funud gyda oedi amser mewn milieiliadau:

• 3600-8.33;
• 4500-6.67;
• 5400-5.56;
• 7200-4.17.

Mae'n cael ei weld yn hawdd fod po uchaf y cyflymder, y llai o amser a dreuliwyd ar y sector chwilio, ac yr awyren corfforol - drwy chwyldro y ddisg at y pwynt gosod pen plât lleoli ddymunir.

paramedr arall - y gyfradd mewnol. Ar y traciau allanol yn fach iawn, ond yn cynyddu gyda newid graddol i'r trac mewnol. Felly, yr un broses defragmentation cynrychioli symudiad yn aml yn defnyddio data yn yr ardal cyflymaf y disg - nid dim ond trosglwyddo y trac mewnol gyda mwy o cyflymder darllen. cyflymder Allanol werth sefydlog ac yn dibynnu ar y rhyngwyneb a ddefnyddir.

Yn olaf, un o'r pwyntiau pwysig sy'n gysylltiedig â phresenoldeb cache neu byffer y disg caled ei hun. Yn wir, y disg caled gweithio o ran yr egwyddor o rywbeth defnyddio byffer tebyg i'r cof gweithredol neu rhithwir. Y maint mwyaf cache (128-256 kb), y cyflymaf y disg caled.

Y prif ofynion ar gyfer HDD

Gofynion sylfaenol, sydd yn rhan fwyaf o achosion yn cael eu cyflwyno gyriannau caled, nid yn gymaint. Y prif beth - y bywyd hir a dibynadwyedd.

Mae'r safon sylfaenol ar gyfer y rhan fwyaf o HDD ei ystyried yn oes y drefn 5-7 mlynedd gyda'r amser gweithredu o ddim llai na bum can mil o oriau, ond ar gyfer drives uchel diwedd, nid yw'r ffigur hwn yn llai nag un miliwn o oriau.

Fel ar gyfer dibynadwyedd, sy'n gyfrifol am y swyddogaeth hon o'r hunan-brawf SMART, sy'n monitro statws yr elfennau unigol y disg caled, cynnal gwaith monitro parhaus. Ar sail y data a gasglwyd gellir ei gynhyrchu hyd yn oed rhagolwg o bosibl ymddangosiad ddiffygion yn y dyfodol.

Afraid dweud na ddylai'r defnyddiwr sefyll o'r neilltu. Er enghraifft, wrth ddefnyddio HDD hynod o bwysig i arsylwi ar yr ystod tymheredd gorau posibl (0-50 ± 10 gradd Celsius) er mwyn osgoi sioc, effeithiau a syrthio 'n anawdd cathrena, tharo gan lwch neu ronynnau bach eraill, ac ati Gyda llaw, bydd llawer yn .. diddordeb i wybod bod yr un gronynnau mwg yn tua dwywaith yn fwy na'r pellter rhwng y pennaeth darllen a wyneb magnetig y disg caled, a gwallt dynol - 5-10 o weithiau.

Cwestiynau ymgychwyn y system drwy ddisodli'r gyriant caled

Nawr ychydig eiriau am yr hyn y dylid cymryd camau, os am ryw reswm y defnyddiwr i newid y gyriant caled neu osod dpolnitelny.

disgrifio yn llawn, nid yw'r broses fydd, a bydd yn canolbwyntio yn unig ar y prif lwyfan. Yn gyntaf mae'n rhaid i chi gysylltu'r gyriant caled ac yn edrych yn y lleoliadau BIOS, os yw'r caledwedd newydd ei ganfod, yn yr adran Gweinyddu ddisg ymgychwyn a chreu cofnod lesewch, creu cyfrol syml, aseinio ID (llythyr) ac i fformat gyda dewis o system ffeil. Dim ond ar ôl bod y newydd "sgriw" yn gwbl barod ar gyfer gweithredu.

casgliad

Dyna i gyd sy'n dod i friffio'r hanfodion gweithrediad a pherfformiad 'n anawdd drives modern. Ni ystyrir Mae'r egwyddor o weithrediad y gyriant caled allanol yn bwysig am ei fod nid yn ymarferol yn wahanol i'r hyn a ddefnyddir ar gyfer HDD llonydd. Yr unig wahaniaeth yw yn unig yn y dull o gysylltu storio ychwanegol ar eich cyfrifiadur neu liniadur. Y mwyaf cyffredin yw cysylltiad drwy USB-rhyngwyneb sy'n cael ei chysylltu'n uniongyrchol â'r motherboard. Ar yr un pryd, os ydych am i sicrhau perfformiad mwyaf, mae'n well i ddefnyddio safon USB 3.0 (porthladd y tu mewn lliw glas), wrth gwrs, ar yr amod bod y HDD allanol ei hun yn ei gefnogi.

Fel ar gyfer y gweddill, yr wyf yn meddwl llawer o bobl hyd yn oed ychydig, daeth yn amlwg sut y disg caled o unrhyw fath. Efallai mai'r uchod wedi cael gormod o wybodaeth dechnegol, mae'r cwrs ffiseg ysgol yn fwy hyd yn oed o, ac eto heb fod er mwyn deall yn llawn yr holl egwyddorion a dulliau sylfaenol a nodir yn y cynhyrchiad a chymhwyso technolegau HDD Ni fydd yn deall.