Tvrdi diskovi ili, kako ih još nazivaju, tvrdi diskovi, jedna su od najvažnijih komponenti računalnog sustava. Svi znaju za ovo. Ali svaki moderni korisnik čak ni u načelu ne razumije kako funkcionira tvrdi disk. Načelo rada, općenito, prilično je jednostavno za osnovno razumijevanje, ali postoje neke nijanse o kojima će se dalje raspravljati.
Pitanja o namjeni i klasifikaciji tvrdih diskova?
Pitanje svrhe je, naravno, retoričko. Svaki korisnik, čak i onaj najosnovniji, odmah će odgovoriti da tvrdi disk (aka tvrdi disk, ili tvrdi disk) odmah će odgovoriti da se koristi za pohranjivanje informacija.
Općenito, ovo je istina. Ne zaboravite da se na tvrdom disku, osim operacijskog sustava i korisničkih datoteka, nalaze boot sektori koje je kreirao OS, zahvaljujući kojima se pokreće, kao i određene oznake pomoću kojih možete brzo pronaći potrebne informacije o disk.
Moderni modeli prilično su raznoliki: obični HDD-ovi, vanjski tvrdi diskovi, brzi solid-state diskovi (SSD-ovi), iako se općenito ne klasificiraju kao tvrdi diskovi. Zatim se predlaže razmotriti strukturu i princip rada tvrdog diska, ako ne u potpunosti, onda barem na takav način da je dovoljno razumjeti osnovne pojmove i procese.
Napominjemo da postoji i posebna klasifikacija modernih HDD-ova prema nekim osnovnim kriterijima među kojima su sljedeći:
- način pohranjivanja informacija;
- vrsta medija;
- način organiziranja pristupa informacijama.
Zašto se tvrdi disk naziva tvrdim diskom?
Danas se mnogi korisnici pitaju zašto se tvrdi diskovi nazivaju tvrdim diskovima, koji su klasificirani kao malokalibarsko oružje. Čini se, što bi moglo biti zajedničko između ova dva uređaja?
Sam pojam pojavio se još 1973. godine, kada se na tržištu pojavio prvi HDD na svijetu, čiji se dizajn sastojao od dva odvojena odjeljka u jednom zatvorenom spremniku. Kapacitet svakog odjeljka bio je 30 MB, zbog čega su inženjeri dali disku kodni naziv "30-30", koji je bio u potpunosti u skladu s markom pištolja "30-30 Winchester", popularnog u to vrijeme. Istina, početkom 90-ih u Americi i Europi ovo je ime gotovo ispalo iz upotrebe, ali je i dalje popularno na postsovjetskom prostoru.
Struktura i princip rada tvrdog diska
Ali skrenuli smo. Načelo rada tvrdog diska može se ukratko opisati kao procesi čitanja ili pisanja informacija. Ali kako se to događa? Da biste razumjeli princip rada magnetskog tvrdog diska, prvo morate proučiti kako radi.
Sam tvrdi disk je skup ploča, čiji broj može varirati od četiri do devet, međusobno povezanih osovinom (osovinom) koja se naziva vreteno. Ploče se nalaze jedna iznad druge. Najčešće su materijali za njihovu izradu aluminij, mjed, keramika, staklo itd. Same ploče imaju posebnu magnetsku prevlaku u obliku materijala koji se naziva ploča, na bazi gama ferit oksida, krom oksida, barij ferita itd. Svaka takva ploča debljine je oko 2 mm.
Radijalne glave (po jedna za svaku ploču) odgovorne su za pisanje i čitanje informacija, a obje površine se koriste u pločama. Za rotaciju vretena, čija se brzina može kretati od 3600 do 7200 okretaja u minuti, i pomicanje glava zadužena su dva elektromotora.
U ovom slučaju, osnovni princip rada tvrdog diska računala je da se informacije ne snimaju bilo gdje, već na strogo određenim mjestima, zvanim sektorima, koji se nalaze na koncentričnim stazama ili stazama. Da ne bude zabune, vrijede ista pravila. To znači da su principi rada tvrdih diskova, s gledišta njihove logičke strukture, univerzalni. Tako je, na primjer, veličina jednog sektora, prihvaćenog kao jedinstveni standard u cijelom svijetu, 512 bajtova. Zauzvrat, sektori su podijeljeni u klastere, koji su nizovi susjednih sektora. A osobitosti načela rada tvrdog diska u tom smislu su da razmjenu informacija provode čitavi klasteri (cijeli broj lanaca sektora).
Ali kako se informacija čita? Principi rada pogona tvrdog magnetskog diska su sljedeći: pomoću posebnog nosača glava za čitanje se pomiče u radijalnom (spiralnom) smjeru na željenu stazu i kada se okrene, postavlja se iznad zadanog sektora, a sve glave mogu se kretati istovremeno, čitajući iste informacije ne samo s različitih staza, već i s različitih diskova (ploča). Sve staze s istim serijskim brojevima obično se nazivaju cilindrima.
U ovom slučaju može se identificirati još jedan princip rada tvrdog diska: što je glava za čitanje bliže magnetskoj površini (ali je ne dodiruje), to je veća gustoća snimanja.
Kako se informacije pišu i čitaju?
Tvrdi diskovi, ili tvrdi diskovi, nazvani su magnetskim jer koriste zakone fizike magnetizma, koje su formulirali Faraday i Maxwell.
Kao što je već spomenuto, magnetski premaz nanosi se na ploče od nemagnetski osjetljivog materijala, čija je debljina samo nekoliko mikrometara. Tijekom rada nastaje magnetsko polje koje ima takozvanu strukturu domene.
Magnetska domena je magnetizirano područje ferolegura strogo ograničeno granicama. Nadalje, princip rada tvrdog diska može se ukratko opisati na sljedeći način: kada je izložen vanjskom magnetskom polju, vlastito polje diska počinje biti usmjereno strogo duž magnetskih linija, a kada utjecaj prestane, pojavljuju se zone zaostale magnetizacije. na diskovima, u kojima su pohranjene informacije koje su prethodno bile sadržane u glavnom polju.
Glava za čitanje odgovorna je za stvaranje vanjskog polja pri pisanju, a pri čitanju zona zaostale magnetizacije, nasuprot glave, stvara elektromotornu silu ili EMF. Tada je sve jednostavno: promjena EMF-a odgovara jedinici u binarnom kodu, a njegova odsutnost ili prekid odgovara nuli. Vrijeme promjene EMF-a obično se naziva bit element.
Osim toga, magnetska se površina, čisto iz računalnih znanosti, može povezati kao određeni točkasti niz informacijskih bitova. Ali, budući da se lokacija takvih točaka ne može izračunati apsolutno točno, morate instalirati neke unaprijed označene markere na disk koji će pomoći u određivanju željene lokacije. Stvaranje takvih oznaka naziva se formatiranje (grubo govoreći, dijeljenje diska na staze i sektore, ujedinjene u klastere).
Logička struktura i princip rada tvrdog diska sa stajališta formatiranja
Što se tiče logičke organizacije HDD-a, ovdje je na prvom mjestu formatiranje, u kojem se razlikuju dvije glavne vrste: niska razina (fizička) i visoka razina (logička). Bez ovih koraka, nema potrebe govoriti o dovođenju tvrdog diska u radno stanje. O tome kako inicijalizirati novi tvrdi disk raspravljat ćemo zasebno.
Formatiranje niske razine uključuje fizički udar na površinu HDD-a, što stvara sektore smještene duž staza. Zanimljivo je da je princip rada tvrdog diska takav da svaki stvoreni sektor ima svoju jedinstvenu adresu, koja uključuje broj samog sektora, broj staze na kojoj se nalazi i broj strane pladnja. Dakle, pri organiziranju izravnog pristupa isti RAM pristupa izravno na zadanu adresu, a ne traži potrebne informacije po cijeloj površini, čime se postiže performansa (iako to nije najvažnije). Imajte na umu da se prilikom izvođenja formatiranja niske razine apsolutno sve informacije brišu i u većini slučajeva ne mogu se vratiti.
Druga stvar je logičko formatiranje (u Windows sustavima ovo je brzo formatiranje ili Quick format). Osim toga, ovi su procesi primjenjivi i na stvaranje logičkih particija, koje predstavljaju određeno područje glavnog tvrdog diska koje radi po istim principima.
Logičko formatiranje primarno utječe na područje sustava koje se sastoji od sektora za pokretanje i particijske tablice (Boot record), tablice dodjele datoteka (FAT, NTFS, itd.) i korijenskog direktorija (Root Directory).
Informacije se upisuju u sektore kroz klaster u više dijelova, a jedan klaster ne može sadržavati dva identična objekta (datoteke). Zapravo, stvaranje logičke particije, takoreći, odvaja je od glavne particije sustava, zbog čega informacije pohranjene na njoj, u slučaju pogrešaka i kvarova, ne podliježu promjeni ili brisanju.
Glavne karakteristike HDD-a
Čini se da je općenito princip rada tvrdog diska malo jasan. Sada prijeđimo na glavne karakteristike, koje daju potpunu sliku svih mogućnosti (ili nedostataka) modernih tvrdih diskova.
Princip rada tvrdog diska i njegove glavne karakteristike mogu biti potpuno različiti. Kako bismo razumjeli o čemu govorimo, istaknimo najosnovnije parametre koji karakteriziraju sve danas poznate uređaje za pohranu informacija:
- kapacitet (volumen);
- performanse (brzina pristupa podacima, čitanje i pisanje informacija);
- sučelje (način povezivanja, tip kontrolera).
Kapacitet predstavlja ukupnu količinu informacija koje se mogu snimiti i pohraniti na tvrdi disk. Industrija proizvodnje HDD-ova se toliko brzo razvija da su danas u upotrebu ušli tvrdi diskovi kapaciteta od oko 2 TB i više. I, kako se vjeruje, to nije granica.
Sučelje je najznačajnija karakteristika. Točno određuje kako je uređaj spojen na matičnu ploču, koji se kontroler koristi, kako se vrši čitanje i pisanje itd. Glavna i najčešća sučelja su IDE, SATA i SCSI.
Diskovi s IDE sučeljem su jeftini, ali glavni nedostaci uključuju ograničeni broj istovremeno povezanih uređaja (maksimalno četiri) i male brzine prijenosa podataka (čak i ako podržavaju Ultra DMA izravan pristup memoriji ili Ultra ATA protokole (Mode 2 i Mode 4) Iako se vjeruje da njihova upotreba omogućuje povećanje brzine čitanja/pisanja na razinu od 16 MB/s, u stvarnosti je brzina znatno niža.Osim toga, za korištenje UDMA načina rada potrebno je instalirati poseban upravljački program , koji bi, u teoriji, trebao biti isporučen u kompletu s matičnom pločom.
Govoreći o principu rada tvrdog diska i njegovim karakteristikama, ne možemo zanemariti SATA sučelje koje je nasljednik IDE ATA verzije. Prednost ove tehnologije je da se brzina čitanja/pisanja može povećati na 100 MB/s korištenjem Fireware IEEE-1394 sabirnice velike brzine.
Konačno, SCSI sučelje je, u usporedbi s prethodna dva, najfleksibilnije i najbrže (brzine pisanja/čitanja dosežu 160 MB/s i više). Ali takvi tvrdi diskovi koštaju gotovo dvostruko više. Ali broj istovremeno povezanih uređaja za pohranu informacija kreće se od sedam do petnaest, veza se može uspostaviti bez isključivanja računala, a duljina kabela može biti oko 15-30 metara. Zapravo, ova vrsta HDD-a uglavnom se ne koristi u osobnim računalima, već na poslužiteljima.
Brzina, koja karakterizira brzinu prijenosa i I/O propusnost, obično se izražava u vremenu prijenosa i količini prenesenih sekvencijalnih podataka i izražava se u MB/s.
Neke dodatne opcije
Govoreći o tome kakav je princip rada tvrdog diska i koji parametri utječu na njegov rad, ne možemo zanemariti neke dodatne karakteristike o kojima ovisi performanse ili čak životni vijek uređaja.
Ovdje je na prvom mjestu brzina rotacije koja izravno utječe na vrijeme traženja i inicijalizacije (prepoznavanja) željenog sektora. To je takozvano skriveno vrijeme pretraživanja - interval tijekom kojeg se traženi sektor okreće glavi za čitanje. Danas je usvojeno nekoliko standarda za brzinu vretena, izraženu u okretajima u minuti s vremenom kašnjenja u milisekundama:
- 3600 - 8,33;
- 4500 - 6,67;
- 5400 - 5,56;
- 7200 - 4,17.
Lako je primijetiti da što je veća brzina, to se manje vremena troši na traženje sektora, au fizičkom smislu po okretaju diska dok glava ne postavi željenu točku pozicioniranja ploče.
Drugi parametar je interna brzina prijenosa. Na vanjskim kolosijecima je minimalan, ali se povećava postupnim prijelazom na unutarnje kolosijeke. Dakle, isti proces defragmentacije, koji premješta često korištene podatke na najbrža područja diska, nije ništa drugo nego njihovo premještanje na unutarnju stazu s većom brzinom čitanja. Vanjska brzina ima fiksne vrijednosti i izravno ovisi o korištenom sučelju.
Konačno, jedna od važnih točaka povezana je s prisutnošću vlastite predmemorije ili međuspremnika tvrdog diska. Zapravo, princip rada tvrdog diska u smislu korištenja međuspremnika donekle je sličan RAM-u ili virtualnoj memoriji. Što je veća predmemorija (128-256 KB), to će tvrdi disk raditi brže.
Glavni zahtjevi za HDD
Nema toliko osnovnih zahtjeva koji se u većini slučajeva postavljaju pred tvrde diskove. Glavna stvar je dug radni vijek i pouzdanost.
Glavni standard za većinu tvrdih diskova je životni vijek od oko 5-7 godina s radnim vremenom od najmanje petsto tisuća sati, ali za vrhunske tvrde diskove ta brojka iznosi najmanje milijun sati.
Što se tiče pouzdanosti, za to je odgovorna funkcija samotestiranja S.M.A.R.T., koja prati stanje pojedinih elemenata tvrdog diska, provodeći stalni nadzor. Na temelju prikupljenih podataka može se formirati čak i određena prognoza pojave mogućih kvarova u budućnosti.
Podrazumijeva se da korisnik ne smije ostati po strani. Tako je, primjerice, pri radu s HDD-om iznimno važno održavati optimalni temperaturni režim (0 - 50 ± 10 stupnjeva Celzijusa), izbjegavati udarce, udarce i padove tvrdog diska, prašinu ili druge sitne čestice koje ulaze u njega , itd. Usput, mnogi će Zanimljivo je znati da su iste čestice duhanskog dima približno dvostruko veće od udaljenosti između glave za čitanje i magnetske površine tvrdog diska, a ljudske kose - 5-10 puta.
Problemi s inicijalizacijom u sustavu prilikom zamjene tvrdog diska
Sada nekoliko riječi o tome koje radnje treba poduzeti ako je iz nekog razloga korisnik promijenio tvrdi disk ili instalirao dodatni.
Nećemo u potpunosti opisati ovaj proces, već ćemo se usredotočiti samo na glavne faze. Prvo morate spojiti tvrdi disk i pogledati u postavkama BIOS-a da vidite je li otkriven novi hardver, inicijalizirati ga u odjeljku za administraciju diska i stvoriti zapis za pokretanje, stvoriti jednostavan volumen, dodijeliti mu identifikator (slovo) i formatirajte ga s izborom datotečnog sustava. Tek nakon toga novi "šraf" će biti potpuno spreman za rad.
Zaključak
To je, zapravo, sve što se ukratko tiče osnovnog funkcioniranja i karakteristika modernih tvrdih diskova. Načelo rada vanjskog tvrdog diska ovdje nije temeljno razmatrano, jer se praktički ne razlikuje od onoga što se koristi za stacionarne HDD-ove. Jedina razlika je način povezivanja dodatnog pogona s računalom ili prijenosnim računalom. Najčešća veza je putem USB sučelja, koje je izravno spojeno na matičnu ploču. U isto vrijeme, ako želite osigurati maksimalnu izvedbu, bolje je koristiti USB 3.0 standard (unutarnji priključak je obojen plavom bojom), naravno, pod uvjetom da ga vanjski HDD podržava.
Inače, čini se da su mnogi ljudi barem donekle shvatili kako tvrdi disk bilo koje vrste funkcionira. Možda je gore dano previše tehničkih informacija, posebno čak i iz školskog tečaja fizike, međutim, bez toga neće biti moguće u potpunosti razumjeti sve osnovne principe i metode svojstvene tehnologijama za proizvodnju i korištenje HDD-ova.
Tvrdi disk (HDD)– trajni uređaj za pohranu čija je namjena dugotrajna pohrana podataka. Informacije se pohranjuju na tvrdim medijima (diskovi od posebnih legura) s feromagnetskim premazom (kromov dioksid).
Uređaj tvrdog diska.
Hermozon
Uključuje: izdržljivo kućište od legure, magnetski obložene diskove, glavnu jedinicu s uređajem za pozicioniranje i električni pogon vretena.
Blok glave
Paket poluga od opružnog čelika s fiksnim glavama na krajevima.
Ploče
Izrađena od metalne legure i presvučena feromagnetskim premazom (oksidi željeza, mangana i drugih metala). Diskovi su kruto postavljeni na vreteno koje se okreće brzinom od nekoliko tisuća okretaja u minuti. Pri ovoj brzini stvara se snažno strujanje zraka blizu površine diska koje podiže glave i tjera ih da lebde iznad površine pladnja. Sve dok diskovi ne ubrzaju do brzine potrebne za "polijetanje" glava, parkirni uređaj drži glave u zoni parkiranja. Time se sprječava oštećenje glava i radne površine diska.
Pozicioner glave
Sastoji se od fiksnog para jakih trajnih magneta, kao i zavojnice na pomičnom bloku glave.
Hermetička zona ispunjava se pročišćenim i osušenim zrakom ili neutralnim plinovima, posebice dušikom, a za izjednačavanje tlaka postavlja se tanka metalna ili plastična membrana. Izjednačavanje tlaka potrebno je kako bi se spriječila deformacija tijela zatvorene zone uslijed promjena atmosferskog tlaka i temperature, kao i kada se uređaj zagrijava tijekom rada. Čestice prašine koje se tijekom montaže nađu u hermetičkoj zoni i slete na površinu diska se tijekom rotacije prenose u drugi filter - sakupljač prašine.
Jedinica elektronike
Sadrži: upravljačku jedinicu, memoriju samo za čitanje, međuspremnik, jedinicu sučelja (prijenos podataka, napajanje) i jedinicu za digitalnu obradu signala.
Upravljačka jedinica je sustav:
- položaj glave;
- upravljanje pogonom;
- prebacivanje protoka informacija iz različitih glava;
- kontroliraju rad svih ostalih čvorova - primaju i obrađuju signale sa senzora uređaja:
- jednoosni akcelerometar - koristi se kao senzor udara,
- troosni akcelerometar - koristi se kao senzor slobodnog pada,
- mjerač tlaka,
- senzor kutnog ubrzanja,
- senzor temperature.
Memorijska jedinica samo za čitanje pohranjuje upravljačke programe za upravljačke jedinice i digitalnu obradu signala, kao i servisne informacije tvrdog diska.
Međuspremnik memorije izglađuje razliku u brzini između dijela sučelja i pogona (koristi se statička memorija velike brzine).
Jedinica za digitalnu obradu signala provodi čišćenje očitanog analognog signala i njegovo dekodiranje (izdvajanje digitalne informacije).
Karakteristike tvrdog diska.
Sučelje— podržani standard za razmjenu podataka s uređajima za pohranu informacija: .
Kapacitet— količina podataka koju tvrdi disk može pohraniti (GB, TB).
Faktor oblika— fizička veličina diska s feromagnetskim premazom: 3,5 ili 2,5 inča.
Vrijeme pristupa— vrijeme tijekom kojeg je zajamčeno da tvrdi disk izvodi operaciju čitanja ili pisanja na bilo kojem dijelu magnetskog diska (raspon od 2,5 do 16 ms).
Brzina vretena– parametar o kojem ovisi vrijeme pristupa i prosječna brzina prijenosa podataka. Tvrdi diskovi za prijenosna računala imaju brzine vrtnje od 4200, 5400 i 7200 okretaja u minuti, a za stolna računala 5400, 7200 i 10 000 okretaja u minuti.
Ulaz izlaz— broj I/O operacija u sekundi. Tipično, tvrdi disk izvodi oko 50 operacija u sekundi s nasumičnim pristupom i oko 100 s sekvencijalnim pristupom.
Potrošnja energije— potrošnja energije u Wattima, važan faktor za mobilne uređaje.
Razina buke– buka u decibelima koju stvara mehanika tvrdog diska tijekom njegovog rada (rotacija vretena, aerodinamika, pozicioniranje). Tihi pogoni smatraju se uređajima s razinom buke od oko 26 dB ili nižom.
Otpornost na udarce— otpornost pogona na iznenadne skokove tlaka ili udarce. Mjeri se u jedinicama dopuštenog preopterećenja (G) u uključenom i isključenom stanju.
Brzina prijenosa podataka– brzina čitanja/pisanja za sekvencijalni pristup (zona unutarnjeg diska - od 44,2 do 74,5 MB/s, zona vanjskog diska - od 60,0 do 111,4 MB/s).
Volumen međuspremnika— srednja memorija (MB), dizajnirana za izravnavanje razlike u brzini čitanja/pisanja i brzini prijenosa preko sučelja. Obično varira od 8 do 64 MB.
Video na temu: "Tvrdi disk: uređaj i karakteristike"
Tvrdi disk(Hard Disk Drive, HDD) računala je mjesto za pohranu, gdje se nalaze glavne informacije (razni podaci, priloženi programi, operativni sustav). Potrebne informacije će procesor u pravom trenutku pročitati s tvrdog diska, zatim ih obraditi, a zatim bi konačni rezultat obrađenih informacija trebao biti zapisan na tvrdi disk.
Godine 1957. IBM je razvio prvi tvrdi disk, a razvijen je i prije nastanka osobnog računala. Za njega biste morali platiti solidnu svotu, iako je njegov volumen bio samo 5 MB. Zatim je razvijen tvrdi disk od 10 MB posebno za osobno računalo IBM PC XT. Winchester je imao ukupno 30 staza i još 30 sektora u svakoj stazi. "Winchesters" - tako su se tvrdi diskovi počeli nazivati, ako su skraćeno "vijci", to je proizašlo iz analogije s oznakom Winchester karabina - "30/30", koji je bio višenabijen.
Dakle, kakav je dizajn tvrdog diska? Osnova tvrdog diska je blok metalnih diskova koji su obloženi posebnom tvari koja savršeno podržava pohranjivanje izloženosti magnetskom polju (na primjer, željezov oksid). U današnje vrijeme tvrdi diskovi trebaju sadržavati od jednog do tri takva diska. Tvrdi diskovi moraju imati izvrsno balansiranje i istinski ravnu površinu, jer kada se okreću, brzina može biti prilično visoka (7200 ili 10.000 okretaja u minuti su standardne brzine), ali glave moraju imati visoku točnost pozicioniranja.
Za snimanje bilo koje informacije na disk posebno se koriste magnetske glave (najčešće se nalaze s obje strane diska, po dvije za svaki disk), koje su sposobne formirati magnetsko polje pod utjecajem strujnih impulsa. Takva magnetska glava pokušava magnetizirati dio diska s momentom koji je magnetski, određenog smjera (logička “jedina” ili logička “nula”, ali to ovisi o smjeru momenta, koji je magnetski). Proces magnetiziranja mora se odvijati primjenom strujnog impulsa u pravo vrijeme, a magnetska glava mora biti postavljena na određeno mjesto.
Magnetootporne glave posebno se koriste za čitanje informacija s diska; mogu reagirati na promjene u magnetskom polju pomoću struje koja se pobuđuje u glavi. Takav analogni signal mora se očitati, pretvoriti u digitalni oblik i zatim unijeti u računalni sustav.
Uz pomoć staza informacije na diskovima mogu se postaviti kao krugovi koji su koncentrični. Tijekom rada, magnetske glave moraju se kretati s jedne staze na drugu. U tvrdim diskovima koje danas koristimo, koriste se magnetske glave za pomicanje pogon, koji je solenoidni. Glave se kreću oko svoje osi; slika ispod bi trebala prikazati njihov dijagram kretanja. Zavojnica, koja je pričvršćena na stražnju stranu glava, mora se privući u jednom ili drugom smjeru pomoću elektromagneta. Zbog činjenice da se diskovi tvrdog diska mogu okretati, glava, kada se kreće u jednom ili drugom smjeru, mora imati pristup gotovo bilo kojoj točki na disku. Glave, koje su već izbrojane nakon što je struja isključena, počinju se udaljavati od površine diska, a zatim se počinju parkirati. Glave ne smiju pasti na površinu diska!
Kako snimanje radi pročitajte na linku.
Cilindar
Kao krugovi, koji su koncentrični, informacije na disku nastavljaju biti pohranjene. Sve glave se moraju pomicati u isto vrijeme jer je blok glave jedan komad. Svaka glava može servisirati samo jednu stranu jednog diska. Sve glave moraju biti iznad iste staze u bilo kojem trenutku, ali preko različitih diskova. Sve se zbraja cilindar u vertikalnoj ravnini.
Sektori
Volumen maksimalnog mogućeg pohranjenog podatka na tvrdom disku određen je umnoškom tri komponente: broja glava, broja sektora i broja cilindara.
S tehnološkog gledišta najlakše je krenuti u izradu tvrdih diskova s manjim brojem diskova, ali pritom vam je potrebna veća gustoća staza na jednom disku.
Logički i fizički smještaj
Također treba obratiti pažnju na ovu nijansu. Naime logički smještaj i fizički smještaj sektori, cilindri, glave.
Već smo se ranije dotakli plasmana, koji je fizički. No, logično (uostalom, računalo ih tako “vidi”), setup bi te parametre trebao unijeti malo drugačije (najčešće bi trebali biti naznačeni na poklopcu tvrdog diska), a to je s logičkom particijom tvrdi disk kojim računalo kasnije upravlja. Prijevod parametara diska je poseban postupak koji vam omogućuje koordiniranje logičkog i fizičkog postavljanja parametara diska. Jedinica za prevođenje mora se nalaziti na samom tvrdom disku i zatim pretvarati logičke koordinate u fizičke. Istodobno, mora omogućiti pristup glavama do željenog područja fizičkog diska.
Problemi tijekom proizvodnje tvrdog diska
Tijekom proizvodnje tvrdih diskova možda neće biti moguće izbjeći dovoljan postotak sektora koji su neispravni, kao i staze (glavno je da tvrdi disk ima potreban volumen). Tijekom formatiranja niske razine, kada je prostor na disku podijeljen na logičke cilindre, glave, sektore, takva neispravna područja su označena i ne uzimaju se u obzir u daljnjem radu ovog tvrdog diska.
Unutarnja memorija računala……………………………………. Stranica 3
Glavni čimbenici koji utječu na rad računala
.……………………………………………..……………. Stranica 3
Skeneri, vrste, karakteristike…………………………... Stranica 4
Unutarnja struktura laserskog pisača……….......... Str. 6
Popis korištene literature……………………….. Str. 8
HDD je magnetski uređaj za pohranu informacija instaliran u posebnim odjeljcima u jedinici sustava. A ovo je mjesto gdje su pohranjeni svi vaši podaci i programi. Ako vaš tvrdi disk prestane raditi, mogli biste izgubiti sve svoje podatke. Međutim, važno je znati da je u hitnim slučajevima moguć oporavak podataka. Tvrdi disk se ponekad naziva i tvrdi disk ili HDD (Hard Disk Drive).
Namjena tvrdog diska:
Za čitanje i pisanje informacija, magnetska glava je pričvršćena na svaki disk u ovom nizu. Okretanje diskova i kretanje magnetskih glava osiguravaju elektromotori i upravljački elektronički sklopovi.
Osnovne funkcije tvrdog diska: Pohrana podataka, instalacija softvera i naš najvažniji program (skup programa) - operativni sustav. Bez operativnog sustava, računalo je hrpa skupog hardvera
Unutarnja memorija računala:
RAM, cache memorija, memorija samo za čitanje, CMOS RAM, video memorija.
Glavni čimbenici koji utječu na rad računala.
Glavne komponente, matična ploča, procesor, video kartica, RAM.
Skener- To su analogno-digitalni pretvarači. Pretvaraju analogne objekte - dokumente, stranice knjiga i časopisa, fotografije - u digitalne slike koje se pohranjuju na računalu kao grafičke datoteke. Posebni programi za optičko prepoznavanje znakova (na primjer, Fine Reader) pretvaraju grafičku sliku stranice teksta u tekstualni format. Slika postaje tekst i može se uređivati na uobičajeni način u uređivaču teksta.
Vrste: ručni skeneri, plošni i skeneri.
Specifikacije skenera
Skener može obavljati dvije vrste operacija:
skeniranje slika;
Skenirajte tekst za daljnje prepoznavanje.
Prepoznavanje teksta – pretvaranje slika slova i brojeva u digitalni oblik za naknadnu obradu u programu za obradu teksta.
Prije kupnje trebali biste odlučiti o osnovnim karakteristikama skenera i zahtjevima za njega.
Glavni parametar je razlučivost, koja se mjeri u točkama po inču (dpi). Podijeljen u dvije vrste:
Softverska rezolucija.
Optička (stvarna) rezolucija.
Optička razlučivost je mjera primarnog skeniranja. No, softverski alati u većini slučajeva mogu poboljšati kvalitetu slike, kao i njezinu rezoluciju. Optička rezolucija skenera je 600x600 dpi - to je kvaliteta prosječnog skenera za kućnu upotrebu. Softverska razlučivost se čak može odrediti kao 4800x4800 dpi, ali samo optička razlučivost označava kvalitetu rezultirajuće slike.
Tipična rezolucija skenera sastoji se od 2 indikatora: vodoravnog i okomitog.
Odredimo rezoluciju potrebnu za kućnu upotrebu:
Jednostavan ispis u boji na običnom pisaču zahtijevat će 300 dpi.
Ispis fotografija će zahtijevati od 600 do 1200 dpi. Sve ovisi o vrsti pisača.
Pohranjivanje slika i njihov pregled na računalu: od 85 ppi (piksel po inču) do 200 dpi.
Prepoznavanje teksta: od 300 do 600 dpi. Ovisi o kvaliteti izvornog dokumenta.
Unutarnja struktura laserskog pisača.
Mehanizam za ispis
Jedinica bubnja
Fotobubanj (Photoval, fotoreceptor) je aluminijski cilindar obložen fotoosjetljivim materijalom koji može promijeniti svoj električni otpor kada je osvijetljen. U nekim sustavima, umjesto fotocilindra, korišten je foto pojas - elastična omčana traka s foto slojem.
Magnetski valjak - valjak u ulošku koji služi za prijenos tonera iz spremnika u bubanj. (Ili valjak za razvijanje u Xerox/Samsung strojevima koji koriste nemagnetski toner.)
Nož za brisanje
Rudarski bunker
Jedinica laserske zrake (ili LED linija, u LED pisačima)
Corona (koronacer, valjak za punjenje, Corona Wire)
Transfer belt - vrpca kod laserskih pisača u boji na koju se iz bubnja 4 patrone u boji nanosi međuslika koja se zatim prenosi na konačni nosač - papir.
Jedinica za razvijanje koristi se za prijenos tonera na elektrostatičku sliku formiranu na površini fotovodljivog bubnja
Potrošni materijal
Toner je prah za nanošenje slike.
Nosač - feromagnetski prah (struktura mu je sitna čestica), koristi se u dvokomponentnim strojevima za zadržavanje tonera na površini magnetske osovine uslijed elektrostatičkih sila (kada se pomiješa s tonerom, nabija ga pozitivnim statičkim potencijalom zbog međusobnog trenja ), a odatle, pod utjecajem pražnjenja na korotron - na površini fotobubnja; Štoviše, sam razvijač, zbog svojih magnetskih svojstava, ostaje na magnetskoj osovini i gotovo se ne troši (međutim, s vremenom gubi svoja svojstva i također zahtijeva zamjenu).
Razvijač (ponekad zvan starter) je mješavina materijala koji se stavlja u fotobubanj. Kod dvokomponentnih strojeva to je mješavina tonera i medija, dok je kod jednokomponentnih samo toner. Izraz je sličan izrazu razvijač koji se koristi u fotografiji, ali se obično ne prevodi u literaturi na ruskom jeziku.
Bibliografija:
Informatika u pojmovima i pojmovima: knj. za studente umjetnosti. klase okruženja škola/ G.A. Bordovski, V.A. Izvozchikov, Yu.V. Isaev, V.V. Morozov; ur. V.A. Izvozchikova. - M.: Obrazovanje, 1991. - 208 str.
Radchenko N.P., Kozlov O.A. Školska informatika: ispitna pitanja i odgovori. - M.: Financije i statistika, 1998. - 160 str.
Semakin I., Zalogova L., Rusakov S., Šestakova L. Informatika. Udžbenik za osnovni tečaj (7.-9. razred). M.: Laboratorij temeljnog znanja, 1998. - 464 str.
Kušnirenko A.G. i dr. Osnove informatike i računalne tehnologije: Prob. udžbenik za srednje udžbenik institucije/ A.G.Kušnirenko, G.V.Lebedev, R.A.Svoren. - M.: Obrazovanje, 1990. - 224 str.
Guk M. IBM PC hardver. Enciklopedija. St. Petersburg: Izdavačka kuća "Peter", 2000. - 816 str.
Stranica 1 od 6
Kratak opis principa rada tvrdih diskova.
Kako radi tvrdi disk?
U pravilu, sve korisnike zanima jedno pitanje: je li disk "brz"? Odgovor na ovo je dvosmislen i zahtijeva priču o sljedećim karakteristikama:
- Brzina rotacije diska
- Kašnjenje pozicioniranja
- Vrijeme pristupa podacima
- Predmemorija tvrdog diska
- Smještanje podataka na disk
- Brzina razmjene između procesora i diska
- Sučelje (IDE ili SCSI)
Brzina rotacije diska
Tipično, moderni tvrdi diskovi imaju brzine rotacije od 5400 do 7200 okretaja u minuti. Što je veća brzina rotacije, veća je i brzina razmjene podataka. Treba samo uzeti u obzir da se s povećanjem brzine vrtnje povećava temperatura kućišta tvrdog diska i diskovi s brzinom od 7200 okretaja u minuti zahtijevaju ili upotrebu kućišta s dobro dizajniranim dizajnom za potrebe odvođenja topline ili dodatne hlađenje vanjskim ventilatorom samog diska. Ventilator napajanja nije dovoljan za to. Čak i diskovi veće brzine s brzinom vrtnje od 10.000 okretaja u minuti, koje sada proizvode svi proizvođači bez iznimke, zahtijevaju i dobru ventilaciju unutar kućišta i "ispravno" kućište koje dobro odvodi toplinu. Tvrdi diskovi na 15.000 okretaja u minuti bez prisilnog protoka zraka jednostavno se ne preporučuju za korištenje. Broj sektora po stazi
Moderni tvrdi diskovi imaju različit broj sektora po stazi ovisno o tome radi li se o vanjskoj ili internoj stazi. Vanjska staza je duža i može primiti više sektora od kraće unutarnje staze. Podaci na prazan disk također se počinju zapisivati s vanjske staze. Vrijeme traženja/vrijeme prebacivanja glave/vrijeme prebacivanja cilindra
Vrijeme traženja je minimalno samo ako je potrebno raditi na stazi koja je susjedna onoj iznad koje se trenutno nalazi glava. Najduže vrijeme traženja je odgovarajuće kada se krećete od prve pjesme do posljednje. U pravilu, list s podacima o tvrdom disku pokazuje prosječno vrijeme traženja. Sve magnetske glave diska nalaze se iznad istog cilindra u bilo kojem trenutku, a vrijeme prebacivanja je određeno koliko brzo se glave prebacuju između čitanja i pisanja. Vrijeme prebacivanja cilindra je vrijeme potrebno za pomicanje glava jedan cilindar naprijed ili nazad. Sva su vremena navedena u dokumentaciji tvrdog diska u milisekundama (ms). Kašnjenje pozicioniranja
Nakon što je glava iznad željene staze, čeka da se traženi sektor pojavi na toj stazi. Ovo se vrijeme naziva kašnjenje pozicioniranja i također se mjeri u milisekundama (ms). Prosječno vrijeme kašnjenja pozicioniranja izračunava se kao vrijeme u kojem se disk okrene za 180 stupnjeva i stoga ovisi samo o brzini rotacije vretena diska. Konkretni podaci o vrijednosti kašnjenja sažeti su u tablici. Vrijeme pristupa podacima
Vrijeme pristupa podacima u biti je kombinacija vremena pretraživanja, vremena prebacivanja glave i kašnjenja pozicioniranja, također mjereno u milisekundama (ms). Vrijeme traženja, kao što već znate, samo je pokazatelj koliko brzo glava prelazi željeni cilindar. Dok se podaci ne zapišu ili očitaju, potrebno je dodati vrijeme za prebacivanje glava i čekanje potrebnog sektora. Predmemorija tvrdog diska
U pravilu, svi moderni tvrdi diskovi imaju vlastiti RAM, koji se naziva predmemorija ili jednostavno predmemorija. Proizvođači tvrdih diskova ovu memoriju često nazivaju međuspremnik. Veličina i struktura predmemorije značajno se razlikuju među proizvođačima i za različite modele tvrdih diskova. Tipično, predmemorija se koristi i za pisanje i za čitanje podataka, ali na SCSI pogonima ponekad je potrebno prisilno omogućiti predmemoriju pisanja, tako da je predmemorija pisanja na disk obično onemogućena prema zadanim postavkama za SCSI. Postoje programi koji vam omogućuju da odredite kako su postavljeni parametri predmemorije, na primjer ASPIID tvrtke Seagate. Koliko god to mnogima bilo čudno, veličina predmemorije nije presudna za ocjenu učinkovitosti njenog rada. Organiziranje razmjene podataka s predmemorijom važnije je za poboljšanje performansi diska u cjelini. Neki proizvođači tvrdih diskova, kao što je Quantum, koriste dio predmemorije za svoj softver (za model Quantum Fireball 1,3 Gb, na primjer, 48 Kb od 128 zauzima firmware). Čini nam se da je metoda koju koristi Western Digital poželjnija. Za pohranu firmware-a koriste se posebno određeni sektori na disku, nevidljivi bilo kojem operativnom sustavu. Kada se uključi napajanje, ovaj program se učitava u obični jeftini DRAM na disku i pritom nema potrebe za flash memorijskim čipom za pohranu firmwarea. Ova metoda olakšava popravljanje firmvera tvrdog diska, što Western Digital često radi. Smještanje podataka na disk
Od početka PC ere svi znaju da je konfiguracija diska određena brojem cilindara, glava i sektora na stazi. Iako je prije nekoliko godina bilo obavezno navesti sve ove parametre diska u SETUP programu, to više nije slučaj. Strogo govoreći, parametri diska koje vidite u odjeljku SETUP Standard CMOS Setup, u pravilu nemaju ništa zajedničko sa stvarnim parametrima diska, a možete primijetiti da se ti parametri mijenjaju ovisno o vrsti prevođenja geometrije diska - Normalan, LBA I velika. Normalan- geometrija je u skladu s proizvođačkom dokumentacijom za disk i ne dopušta DOS-u vidjeti više od 504 Mb (1 Mb - 1048576 bajtova). LBA- Adresa logičkog bloka - ova postavka omogućuje vam da vidite DOS diskove do 4 Gb. velika koristi operativni sustav kao što je Unix. Parametri postavljeni u SETUP-u pretvaraju se u stvarne pomoću upravljačke logike tvrdog diska. Mnogi moderni operativni sustavi rade s diskom kroz LBA, zaobilazeći BIOS.
