Hard disk-urile, sau, așa cum sunt numite și hard disk-urile, sunt una dintre cele mai importante componente ale unui sistem informatic. Toată lumea știe despre asta. Dar departe de orice utilizator modern chiar ghicește în principiu despre cum funcționează un hard disk. Principiul de funcționare, în general, este destul de simplu pentru o înțelegere de bază, dar există nuanțe aici, care vor fi discutate mai târziu.
Întrebări despre scopul și clasificarea hard disk-urilor?
Întrebarea predestinației este, desigur, retorică. Orice utilizator, chiar și cel entry-level, va răspunde imediat că hard disk-ul (este un hard disk, este și un Hard Drive sau HDD) va răspunde imediat că servește la stocarea informațiilor.
În general și în ansamblu este adevărat. Nu uitați că pe hard disk, în afară de sistemul de operare și fișierele utilizator, există sectoare de boot create de sistemul de operare, datorită cărora pornește, precum și câteva semne prin care puteți găsi rapid informațiile necesare pe disc. .
Modelele moderne sunt destul de diverse: HDD-uri obișnuite, hard disk-uri externe, unități SSD de mare viteză, deși nu sunt de obicei denumite hard disk-uri. În plus, se propune să se ia în considerare dispozitivul și principiul de funcționare al hard disk-ului, dacă nu în totalitate, atunci, cel puțin, în așa fel încât să fie suficient să înțelegem termenii și procesele de bază.
Atenție că există și o clasificare specială a HDD-urilor moderne în funcție de câteva criterii principale, printre care se pot distinge următoarele:
- mod de stocare a informațiilor;
- tipul de media;
- modalitatea de organizare a accesului la informaţie.
De ce se numește un hard disk?
Astăzi, mulți utilizatori se gândesc de ce hard disk-urile sunt numite unități cu arme de calibru mic. S-ar părea că ce poate fi comun între aceste două dispozitive?
Termenul în sine a apărut în 1973, când a apărut pe piață primul HDD din lume, al cărui design consta din două compartimente separate într-un container sigilat. Capacitatea fiecărui compartiment a fost de 30 MB, din cauza căruia inginerii au dat discului numele de cod „30-30”, care era în deplină consonanță cu marca popularei puști Winchester 30-30 la acea vreme. Adevărat, la începutul anilor 90 în America și Europa acest nume practic a căzut din uz, dar rămâne încă popular în spațiul post-sovietic.
Dispozitivul și principiul de funcționare al hard disk-ului
Dar ne-am distras. Principiul de funcționare al unui hard disk poate fi descris pe scurt ca un proces de citire sau scriere a informațiilor. Dar cum se întâmplă asta? Pentru a înțelege cum funcționează un hard disk magnetic, mai întâi trebuie să studiați cum funcționează.
Hard disk-ul în sine este un set de plăci, al căror număr poate fluctua de la patru la nouă, conectate între un arbore (axă), numit ax. Plăcile sunt poziționate una deasupra celeilalte. Cel mai adesea, materialele pentru fabricarea lor sunt aluminiu, alamă, ceramică, sticlă etc. Plăcile în sine au o acoperire magnetică specială sub forma unui material numit platou pe bază de oxid gamma-ferită, oxid de crom și ferită. o astfel de placă are o grosime de aproximativ 2 mm.
Pentru înregistrarea și citirea informațiilor sunt responsabile capete radiale (câte unul pentru fiecare placă), iar în plăci se folosesc ambele suprafețe. Pentru rotația axului, a cărui viteză poate fi de la 3600 la 7200 rpm, iar mișcarea capetelor este răspunsă de două motoare electrice.
În acest caz, principiul de bază al hard disk-ului computerului este că informațiile nu sunt înregistrate nicăieri, ci în locații strict definite, numite sectoare, care sunt situate pe piesele de capăt sau piste. Pentru a evita confuzia, se aplică aceleași reguli. Se înțelege că principiile de funcționare a hard disk-urilor, din punct de vedere al structurii lor logice, sunt universale. Deci, de exemplu, dimensiunea unui sector, adoptat ca standard unic în întreaga lume, este de 512 octeți. La rândul lor, sectoarele sunt împărțite în clustere, reprezentând succesiunea sectoarelor adiacente. Și particularitățile principiului de funcționare a unui hard disk în acest sens sunt că schimbul de informații este realizat doar de clustere întregi (un număr întreg de lanțuri de sectoare).
Dar cum are loc citirea informațiilor? Principiile de funcționare a unei unități pe discuri magnetice dure sunt următoarele: cu ajutorul unui suport special, capul de citire în direcția radială (spirală) este mutat pe pista dorită și, atunci când este rotit, este poziționat peste un sector dat. , iar toate capetele pot fi citite doar de aceeași pistă în același timp, dar și de pe discuri (plăci) diferite. Toate pistele cu aceleași numere de serie sunt de obicei numite cilindri.
În acest caz, se mai poate distinge un principiu de funcționare al unui hard disk: cu cât capul de citire este mai aproape de suprafața magnetică (dar nu o atinge), cu atât densitatea de înregistrare este mai mare.
Cum se realizează înregistrarea și citirea informațiilor?
Hard disk-urile, sau hard disk-urile, sunt deci numite magnetice, deoarece folosesc legile fizicii magnetismului, formulate de Faraday și Maxwell.
După cum sa menționat deja, pe plăci se aplică un strat magnetic dintr-un material nemagnetic, a cărui grosime este de doar câțiva micrometri. În procesul de lucru, apare un câmp magnetic, care are o așa-numită structură de domeniu.
Un domeniu magnetic este o regiune magnetizată a unui feroaliaj care este strict limitată de granițe. În plus, principiul de funcționare a unui hard disk poate fi descris pe scurt după cum urmează: când are loc efectul unui câmp magnetic extern, câmpul intrinsec al discului începe să se orienteze strict de-a lungul liniilor magnetice, iar când expunerea se oprește, zonele de magnetizare reziduală apar pe discuri, în care sunt stocate informațiile care au fost stocate anterior. ...
Capul de citire este responsabil de crearea unui câmp extern în timpul scrierii, iar în timpul citirii, zona de magnetizare remanentă, fiind opusă capului, creează o forță electromotoare sau EMF. Atunci totul este simplu: modificarea EMF corespunde unuia din codul binar, iar absența sau terminarea acestuia corespunde cu zero. Timpul schimbării EMF este de obicei numit element bit.
În plus, o suprafață magnetică, din motive pur informatice, poate fi asociată ca o anumită secvență exactă de biți de informații. Dar, deoarece locația unor astfel de puncte este absolut imposibil de calculat cu acuratețe absolută, trebuie să instalați pe disc câteva semne predeterminate, care au ajutat la determinarea locației dorite. Crearea unor astfel de etichete se numește formatare (în general, împărțirea unui disc în piste și sectoare combinate în clustere).
Structura logică și principiul hard disk-ului din punct de vedere al formatării
În ceea ce privește organizarea logică a HDD-ului, formatarea este pe primul loc, în care există două tipuri principale: de nivel scăzut (fizic) și de nivel înalt (logic). Fără aceste etape, nu este nevoie să vorbim despre aducerea hard disk-ului în stare de funcționare. Cum să inițializați un nou hard disk va fi discutat separat.
Formatarea la nivel scăzut implică un impact fizic asupra suprafeței HDD-ului, care creează sectoare de-a lungul pistelor. Este curios că principiul de funcționare al unui hard disk este de așa natură încât fiecare sector creat are propria sa adresă unică, care include numărul sectorului în sine, numărul pistei pe care se află și numărul părții laterale. a farfurii. Astfel, la organizarea accesului direct, aceeași memorie operativă este accesată imediat la o anumită adresă, dar nu caută informațiile necesare pe toată suprafața, în detrimentul căreia se realizează viteza (deși acesta nu este cel mai important lucru) . Vă rugăm să rețineți că atunci când efectuați formatare de nivel scăzut, absolut toate informațiile sunt șterse și, în majoritatea cazurilor, nu pot fi restaurate.
Un alt lucru este formatarea logică (în sistemele Windows aceasta este formatarea rapidă sau formatarea rapidă). În plus, aceste procese sunt aplicabile pentru crearea de partiții logice, reprezentând o anumită zonă a hard disk-ului principal, funcționând conform acelorași principii.
Formatarea logică, în primul rând, afectează zona sistemului, care constă din sectorul de boot și tabelele de partiții (Boot record), tabelele de alocare a fișierelor (FAT, NTFS etc.) și directorul rădăcină (Root Directory).
Informațiile sunt înregistrate în sectoarele prin cluster în mai multe părți, iar un cluster nu poate conține două obiecte (fișiere) identice. De fapt, crearea unei partiții logice, așa cum ar fi, o separă de partiția principală a sistemului, din cauza căreia informațiile stocate pe ea, atunci când apar erori și defecțiuni, nu pot fi modificate sau șterse.
Principalele caracteristici ale HDD-ului
Se pare că, în termeni generali, principiul de funcționare a unui hard disk nu este foarte clar. Acum să trecem la principalele caracteristici, care oferă o înțelegere completă a tuturor posibilităților (sau dezavantajelor) hard disk-urilor moderne.
Principiul de funcționare a unui hard disk și caracteristicile de bază pot fi complet diferite. Pentru a înțelege despre ce vorbim, să evidențiem cei mai de bază parametrii care caracterizează toți acumulatorii cunoscuți de informații astăzi:
- capacitate (volum);
- viteza (viteza de acces la date, citirea si scrierea informatiilor);
- interfață (metoda de conectare, tipul controlerului).
Capacitatea reprezintă cantitatea totală de informații care pot fi înregistrate și stocate pe hard disk. Industria de producție a HDD-urilor se dezvoltă atât de rapid încât astăzi au intrat în uz hard disk-uri cu volume de aproximativ 2 TB și mai mari. Și, după cum se crede, acest lucru încă nu s-a terminat.
Interfața este cea mai importantă caracteristică. Acesta determină modul în care dispozitivul este conectat la placa de bază, ce controler este utilizat, cum se efectuează citirea și scrierea etc. Principalele și cele mai comune interfețe sunt IDE, SATA și SCSI.
Discurile cu interfață IDE diferă prin costuri reduse, dar printre principalele dezavantaje se pot evidenția un număr limitat de dispozitive conectate simultan (maximum patru) și viteza redusă de transfer de date (chiar dacă sunt acceptate Ultra ATA Mode 2 și Ultra DMA sau 4). Deși, după cum se crede, aplicarea lor permite creșterea vitezei de citire/scriere la nivelul de 16 Mb/s, dar în realitate viteza este mult mai mică.setat cu placa de bază.
Vorbind despre ceea ce reprezintă principiul de funcționare a unui hard disk și caracteristicile acestuia, este imposibil să ignorăm interfața SATA, care este moștenitorul versiunii IDE ATA. Avantajul acestei tehnologii este că viteza de citire/scriere poate fi mărită până la 100 Mb/s datorită utilizării magistralei de mare viteză Fireware IEEE-1394.
În sfârșit, interfața SCSI, în comparație cu cele două anterioare, este cea mai flexibilă și cea mai rapidă (viteza de scriere/citire atinge 160 MB/s și mai mare). Dar astfel de hard disk-uri sunt aproape de două ori mai scumpe. Dar numărul de dispozitive de stocare conectate simultan este de la șapte la cincisprezece, conexiunea poate fi efectuată fără alimentarea computerului, iar lungimea cablului poate fi de aproximativ 15-30 de metri. De fapt, acest tip de HDD este folosit în mare parte nu pe computerele utilizatorilor, ci pe servere.
Viteza, care caracterizează rata de transfer și debitul I/O, este de obicei exprimată în timpul de transfer și cantitatea de date transmise situate în datele seriale și este exprimată în MB/s.
Câțiva parametri suplimentari
Vorbind despre principiul de funcționare al unui hard disk și ce parametri afectează funcționarea acestuia, este imposibil să ignorăm unele dintre caracteristicile suplimentare de care pot depinde performanța sau chiar durata de viață a dispozitivului.
Aici, pe primul loc este viteza de rotație, care afectează direct timpul de căutare și inițializare (recunoaștere) a sectorului dorit. Acesta este așa-numitul timp de căutare ascuns - un interval în care sectorul necesar este întors spre capul de citire. Astăzi, au fost adoptate mai multe standarde pentru viteza axului, exprimată în rotații pe minut cu un timp de întârziere în milisecunde:
- 3600 - 8,33;
- 4500 - 6,67;
- 5400 - 5,56;
- 7200 - 4,17.
Este ușor de observat că cu cât viteza este mai mare, cu atât este nevoie de mai puțin timp pentru a găsi sectoarele, iar în planul fizic - pentru a întoarce discul înainte de a seta punctul de poziționare al plăcii necesar pentru cap.
Un alt parametru este viteza de transmisie internă. Pe pistele externe, este minim, dar crește odată cu trecerea treptată la pistele interne. Astfel, același proces de defragmentare, care este transferul datelor utilizate frecvent în cele mai rapide zone ale discului, nu este altceva decât transferul lor pe o pistă internă cu o viteză de citire mai mare. Viteza externă are valori fixe și depinde direct de interfața utilizată.
În cele din urmă, unul dintre punctele importante este asociat cu prezența unui hard disk cu propria sa memorie cache sau buffer. De fapt, principiul de funcționare al unui hard disk în ceea ce privește utilizarea unui buffer este oarecum similar cu memoria operativă sau virtuală. Cu cât memoria cache este mai mare (128-256 Kb), cu atât va funcționa mai repede hard diskul.
Principalele cerințe pentru HDD
Nu există atât de multe cerințe de bază, care în majoritatea cazurilor sunt făcute pentru hard disk-uri. Principalul lucru este durata lungă de viață și fiabilitatea.
Standardul principal pentru majoritatea HDD-urilor este considerat a fi o durată de viață de aproximativ 5-7 ani, cu o durată de funcționare de cel puțin cinci sute de mii de ore, dar pentru hard disk-urile de vârf, această cifră este de cel puțin un milion de ore.
În ceea ce privește fiabilitatea, aceasta este responsabilitatea funcției de autotest S.M.A.R.T., care monitorizează starea elementelor individuale ale hard disk-ului, efectuând o monitorizare constantă. Pe baza datelor colectate, se poate forma chiar și o anumită prognoză a apariției unor posibile defecțiuni în viitor.
Este de la sine înțeles că utilizatorul nu trebuie să rămână pe margine. Deci, de exemplu, atunci când lucrați cu HDD, este extrem de important să respectați modul optim de temperatură (0 - 50 ± 10 grade Celsius), pentru a evita șocurile, șocurile și căderile de hard disk, pătrunderea de praf sau alte particule mici în el , etc. Este interesant de știut că aceleași particule de fum de tutun sunt de aproximativ două ori distanța dintre capul de citire și suprafața magnetică a hard disk-ului, iar distanța dintre părul uman este de 5-10 ori.
Probleme de inițializare în sistem la înlocuirea hard disk-ului
Acum câteva cuvinte despre acțiunile pe care trebuie să le luați dacă, dintr-un motiv oarecare, utilizatorul a schimbat hard disk-ul sau a instalat unul suplimentar.
Nu vom descrie pe deplin acest proces, ci ne vom opri doar asupra etapelor principale. Mai întâi, trebuie să conectați unitatea de disc și să vedeți în setările BIOS dacă a fost determinat un nou hardware, în secțiunea de administrare a discului pentru a inițializa și a crea o înregistrare de pornire, a crea un volum simplu, a-i atribui un identificator (litera) și a-l formata cu o alegere de sistem de fișiere. Abia după aceea noul „șurub” va fi complet gata de lucru.
Concluzie
Acesta este, de fapt, tot ceea ce privește pe scurt fundamentele funcționării și caracteristicile hard disk-urilor moderne. Principiul de funcționare a unui hard disk extern nu a fost luat în considerare aici în principiu, deoarece practic nu diferă de ceea ce este folosit pentru HDD-urile staționare. Singura diferență este metoda de conectare a spațiului de stocare suplimentar la un computer sau laptop. Cea mai comună conexiune este printr-o interfață USB, care este conectată direct la placa de bază. În același timp, dacă doriți să oferiți viteza maximă, este mai bine să utilizați standardul USB 3.0 (portul din interior este colorat în albastru), bineînțeles, cu condiția ca HDD-ul extern însuși să îl suporte.
În rest, cred că mulți au înțeles măcar puțin cum funcționează un hard disk de orice tip. S-ar putea ca mai sus să fi fost date prea multe informații tehnice, chiar mai mult de la cursul de fizică școlară, cu toate acestea, fără aceasta, nu va fi posibil să înțelegem pe deplin toate principiile și metodele de bază inerente tehnologiilor de producere și aplicare a HDD-ului.
Hard disk (HDD)- dispozitiv de stocare nevolatil, al cărui scop este stocarea pe termen lung a datelor. Informațiile sunt stocate pe suporturi dure (discuri din aliaje speciale) cu un strat feromagnetic (dioxid de crom).
Dispozitiv cu hard disk.
Zona de izolare
Include: carcasă rezistentă din aliaj, discuri acoperite magnetic, bloc de cap cu dispozitiv de poziționare, antrenare electrică a arborelui.
Bloc de cap
Pachet de brațe din oțel cu arc cu capete fixe la capete.
Farfurie
Sunt fabricate dintr-un aliaj metalic și acoperite cu o pulverizare a unui feromagnet (oxizi de fier, mangan și alte metale). Discurile sunt montate rigid pe un ax care se roteste cu o viteza de cateva mii de rotatii pe minut. La această viteză, se creează un curent puternic de aer lângă suprafața discului, care ridică capetele și le face să plutească deasupra suprafeței plăcii. Până când discurile au accelerat la viteza necesară pentru decolarea capetelor, dispozitivul de parcare menține capetele în zona de parcare. Acest lucru previne deteriorarea capetelor și a suprafeței de lucru a discului.
Dispozitiv de poziționare a capului
Constă dintr-o pereche staționară de magneți permanenți puternici, precum și o bobină pe un bloc cu cap mobil.
Zona de izolare este umplută cu aer purificat și uscat sau gaze neutre, în special azot, și este instalată o membrană subțire de metal sau plastic pentru a egaliza presiunea. Egalizarea presiunii este necesară pentru a preveni deformarea carcasei de reținere din cauza modificărilor presiunii atmosferice și a temperaturii, precum și atunci când dispozitivul se încălzește în timpul funcționării. Particulele de praf care s-au găsit în zona de reținere în timpul asamblarii și care au căzut pe suprafața discului sunt transportate într-un alt filtru - un colector de praf în timpul rotației.
Unitate electronică
Conține: unitate de control, memorie de citire, memorie tampon, unitate de interfață (transmisia datelor, alimentare) și unitate de procesare a semnalului digital.
Unitatea de control este un sistem:
- poziționarea capului;
- controlul conducerii;
- comutarea fluxurilor de informații de la diferite capete;
- gestionarea funcționării tuturor celorlalte noduri - primirea și procesarea semnalelor de la senzorii dispozitivului:
- accelerometru uniaxial - folosit ca senzor de șoc,
- accelerometru triaxial - folosit ca senzor de cădere liberă,
- contor de presiune,
- senzor de accelerație unghiulară,
- senzor de temperatura.
Unitate de depozitare permanentă stochează programe de control pentru unitățile de control și procesarea semnalului digital, precum și informațiile de service ale hard disk-ului.
Memoria tampon netezește diferența dintre vitezele părții de interfață și ale unității (folosind memorie statică de mare viteză).
Unitate de procesare a semnalului digital realizează curățarea semnalului analog citit și decodificarea acestuia (extragerea informațiilor digitale).
Caracteristicile hard diskului.
Interfață- standard suportat pentru schimbul de date cu dispozitive de stocare a informațiilor:.
Capacitate- cantitatea de date pe care o poate stoca hard disk-ul (GB, TB).
Factor de formă- dimensiunea fizică a discului feromagnetic: 3,5 sau 2,5 inci.
Timpul de acces- timpul în care hard disk-ul este garantat să efectueze o operație de citire sau scriere pe orice parte a discului magnetic (interval de la 2,5 la 16 ms).
Viteza axului- parametrul de care depind timpul de acces si rata medie de transfer de date. Hard disk-urile pentru notebook-uri au viteze de rotație de 4200, 5400 și 7200 rpm, iar pentru computerele desktop 5400, 7200 și 10.000 rpm.
Intrare ieșire- numărul de operații de intrare-ieșire pe secundă. De obicei, un hard disk efectuează aproximativ 50 de operații pe secundă pentru acces aleatoriu și aproximativ 100 pentru acces secvenţial.
Consumul de energie- consumul de energie în wați, un factor important pentru dispozitivele mobile.
Nivel de zgomot- zgomot în decibeli, care creează mecanica hard disk-ului în timpul funcționării acestuia (rotația axului, aerodinamică, poziționare). Unitățile silențioase sunt dispozitive cu niveluri de zgomot de aproximativ 26 dB sau mai puțin.
Rezistență la șocuri- rezistenta dispozitivului de stocare la supratensiuni sau impacturi bruste de presiune. Măsurată în unități de capacitate de suprasarcină (G) pentru condiții de pornire și oprire.
Rata baud- viteza de citire/scriere cu acces secvenţial (zona interioară a discului - de la 44,2 la 74,5 MB/s, zona exterioară a discului - de la 60,0 la 111,4 MB/s).
Dimensiunea memoriei tampon- memorie intermediară (MB) concepută pentru a netezi diferența de viteză de citire/scriere și transfer prin interfață. De obicei variază de la 8 la 64 MB.
Video pe subiect: „Disc dur: dispozitiv și caracteristici”
Hard disk(Hard Disk Drive, HDD) a unui computer este o locație de stocare, care este cea principală, a informațiilor (diverse date, programe atașate, sistem de operare). Informațiile necesare la momentul potrivit vor fi citite de procesor de pe hard disk, apoi vor fi procesate, iar apoi rezultatul final al informațiilor procesate trebuie scris pe hard disk.
În 1957, primul hard disk a fost dezvoltat de IBM și a fost dezvoltat chiar înainte de crearea computerului personal. Pentru el ar trebui să plătească o sumă „ordonată”, deși volumul lui era de doar 5 MB. Apoi a fost dezvoltat un hard disk de 10 MB special pentru computerul personal IBM PC XT. Winchester a avut un total de 30 de piste și încă 30 de sectoare în fiecare pistă. „Winchesters” - așa au început să fie numite hard disk-urile, dacă în formă prescurtată, apoi „șuruburi”, a venit dintr-o analogie cu marcarea carabinei Winchester - „30/30”, care era una cu încărcare multiplă.
Deci, care este designul unui hard disk? Baza hard disk-ului este un bloc de discuri metalice, care sunt acoperite cu o substanță specială care poate suporta perfect stocarea efectelor unui câmp magnetic (de exemplu, oxid de fier). În zilele noastre, Winchester-urile ar trebui să conțină de la una până la trei astfel de discuri. Hard disk-urile trebuie să aibă un echilibru excelent și o suprafață cu adevărat plană, deoarece viteza de rotație poate fi destul de mare (7200 sau 10.000 rpm sunt viteze standard), dar capetele trebuie să aibă o precizie mare de poziționare.
Capetele magnetice sunt folosite special pentru a scrie orice informație pe un disc (cel mai adesea sunt situate pe ambele părți ale discului și două pe fiecare disc), care sunt capabile să formeze un câmp magnetic sub influența impulsurilor de curent. Un astfel de cap magnetic încearcă să magnetizeze o secțiune a discului cu un moment care este magnetic, de o anumită direcție („unu” logic sau „zero” logic, dar asta depinde de direcția momentului, care este magnetic). Procesul de magnetizare ar trebui să aibă loc prin aplicarea unui impuls de curent la momentul potrivit, în timp ce capul magnetic trebuie poziționat într-un anumit loc.
Capetele magnetorezistive sunt folosite special pentru citirea informațiilor de pe un disc; ele pot reacționa la modificările câmpului magnetic folosind un curent care este excitat în cap. Un astfel de semnal analogic trebuie citit, convertit în formă digitală și apoi introdus într-un sistem informatic.
Cu piesele, informațiile de pe discuri pot fi aranjate ca cercuri concentrice. În timpul funcționării, capetele magnetice trebuie să se deplaseze de pe o cale pe alta. În hard disk-urile pe care le folosim în vremea noastră, pentru a muta capetele magnetice, se folosesc actuator care este solenoid... Capetele se mișcă în jurul axei lor, figura de mai jos ar trebui să arate modelul lor de mișcare. Bobina, care este fixată pe spatele capetelor, trebuie atrasă într-o parte sau cealaltă cu ajutorul unui electromagnet. Datorită faptului că discurile hard disk-ului se pot roti, capul, atunci când se mișcă într-o direcție sau alta, trebuie să aibă acces aproape în orice punct de pe disc. Capetele care au fost deja numărate după ce alimentarea a fost oprită încep să se îndepărteze de suprafața discului, apoi încep să parcheze. Nu scăpați capetele pe suprafața discului!
Principiul de funcționare a înregistrării nu poate fi găsit pe link.
Cilindru
Ca cercuri, care sunt concentrice, informațiile de pe disc continuă să fie stocate. Toate capetele trebuie să se miște în același timp, deoarece ansamblul capului este dintr-o singură bucată. Doar o parte a unui disc poate fi deservită de fiecare cap. Toate capetele trebuie să fie peste aceeași pistă la un moment dat, dar pe discuri diferite. Toate se formează cilindruîn plan vertical.
Sector
Cantitatea maximă posibilă de informații stocate pe un hard disk este determinată de produsul a trei componente: numărul de capete, numărul de sectoare și numărul de cilindri.
Din punct de vedere tehnologic, este cel mai ușor să începeți să faceți hard disk-uri cu mai puține unități, dar este nevoie de mai multă densitate de piste pe o singură unitate.
Amplasare logica si fizica
Trebuie remarcată și această nuanță. Și anume aşezarea logică şi aşezarea fizică sectoare, cilindri, capete.
Am atins mai devreme plasarea, care este fizică. Cu toate acestea, în mod logic (la urma urmei, așa le „vede” computerul) programul de instalare ar trebui să introducă acești parametri într-un mod ușor diferit (cel mai adesea aceștia ar trebui să fie indicați pe capacul hard diskului) și, de asemenea, computerul va funcționa cu defalcarea logică a hard disk-ului în viitor. Traducerea parametrilor discului este o procedură specială care vă permite să reconciliați aspectul logic și fizic al parametrilor discului. Translatorul trebuie să fie pe hard disk, apoi să convertească coordonatele logice în coordonate fizice. În același timp, trebuie să ofere accesul capetelor în zona dorită a discului fizic.
Probleme în timpul producției de hard disk
În timpul producției de hard disk, nu puteți evita un procent suficient de sectoare care sunt respinse, precum și piese (principalul este că hard disk-ul are volumul necesar). Cu formatarea la nivel scăzut, atunci când spațiul pe disc este împărțit în cilindri logici, capete, sectoare, astfel de zone de respingere sunt marcate și nu sunt luate în considerare în funcționarea ulterioară a acestui hard disk.
Memoria internă a computerului …………………………………………. P. 3
Principalii factori care afectează performanța computerului
. ……………………………………………………… .. ……………. P. 3
Scanere, tipuri, caracteristici ………………………… ... Pagina 4
Interiorul unei imprimante laser ……… .......... Pagina 6
Lista literaturii utilizate ……………………… .. Pagina. opt
HDD Este un dispozitiv de stocare magnetic instalat în compartimente speciale din unitatea de sistem. Și aici sunt stocate toate informațiile și programele dvs. Dacă hard disk-ul nu mai funcționează, puteți pierde toate datele. Adevărat, este important de știut că, în caz de urgență, este posibilă recuperarea datelor. Un hard disk se mai numește uneori și hard disk sau HDD (Hard Disk Drive).
Scopul hard disk:
Pentru a citi și scrie informații, fiecărui disc din această stivă este furnizat un cap magnetic. Rotirea discurilor și mișcarea capetelor magnetice este asigurată de motoare electrice și circuite electronice de control.
Funcțiile de bază ale unui hard disk: Stocarea datelor, instalarea software-ului și cel mai important program (set de programe) al nostru este sistemul de operare. Fără un sistem de operare, un computer este o grămadă de hardware scump
Memoria internă PC:
Memorie cu acces aleatoriu, memorie cache, memorie read-only, CMOS RAM, memorie video.
Principalii factori care afectează performanța computerului.
Nodurile principale, placa de baza, procesorul, placa video, RAM.
Scanner Sunt convertoare analog-digitale. Ele convertesc obiecte analogice - documente, pagini de cărți și reviste, fotografii - în imagini digitale, care sunt salvate în computer sub formă de fișiere grafice. Programele speciale OCR (cum ar fi Fine Reader) convertesc o imagine grafică a unei pagini de text în format text. Imaginea devine text și poate fi editată în mod obișnuit într-un editor de text.
Tipuri: Vizualizare manuală a scanerelor, Flatbed și Broaching.
Specificațiile scanerului
Scanerul este capabil să efectueze două tipuri de operații:
Scanați imagini;
Scanați textul pentru recunoaștere ulterioară.
Recunoașterea textului - conversia imaginilor cu litere și numere în formă digitală pentru procesarea ulterioară într-un editor de text.
Înainte de a cumpăra, ar trebui să decideți cu privire la principalele caracteristici ale scanerului și cerințele pentru acesta.
Parametrul principal este rezoluția, care se măsoară în puncte pe inch (dpi). Este împărțit în două tipuri:
Permisiune software.
Rezoluție optică (reală).
Rezoluția optică este o măsură a scanării primare. Cu toate acestea, instrumentele software în majoritatea cazurilor pot îmbunătăți calitatea imaginii, precum și rezoluția acesteia. Rezoluția optică a scanerului este de 600x600 dpi, ceea ce este calitatea unui scaner mediu de acasă. Rezoluția software poate fi chiar indicată ca 4800x4800 dpi, dar numai indicatorul de rezoluție optică indică calitatea imaginii rezultate.
Rezoluția tipică a scanerului constă din 2 indicatori: orizontal și vertical.
Să identificăm indicatorul de rezoluție necesar pentru uz casnic:
Imprimarea color simplă pe o imprimantă obișnuită va necesita 300 dpi.
Imprimarea fotografiilor va necesita 600 până la 1200 dpi. Totul depinde de tipul de imprimantă.
Stocarea imaginilor, vizualizarea lor pe un PC: de la 85 ppi (pixel per inch) la 200 dpi.
OCR: de la 300 la 600 dpi. Depinde de calitatea documentului original.
Structura internă a unei imprimante laser.
Mecanism de imprimare
Unitate de cilindru
Photodrum (Photoval, fotoreceptor) - un cilindru de aluminiu acoperit cu un material fotosensibil care își poate modifica rezistența electrică atunci când este iluminat. În unele sisteme, în locul unui fotocilindru, a fost folosită o curea foto - o bandă elastică în buclă cu un strat foto.
Rolă magnetică — Rola din cartuş folosită pentru a transfera tonerul de la buncăr la unitatea de cilindru. (Sau rola de dezvoltare a aparatelor Xerox/Samsung care utilizează toner nemagnetic.)
Cuțit pentru racletă
Buncărul minier
Unitate de fascicul laser (sau bară LED, în imprimantele LED)
Corotron (sârmă corona, rolă de încărcare, fir corona)
Banda de transfer - o panglică în imprimante laser color, pe care se aplică o imagine intermediară din tamburele a 4 cartușe color, care este apoi transferată pe suportul final - hârtie.
Unitatea de dezvoltare transferă tonerul pe o imagine electrostatică formată pe suprafața tamburului fotoconductor.
Consumabile
Tonerul este o pudră pentru aplicarea unei imagini.
Purtătorul este o pulbere feromagnetică (în structură este vorba de particule mici) utilizată în mașinile cu două componente pentru a ține tonerul pe suprafața rolei magnetice din cauza forțelor electrostatice (atunci când este amestecat cu tonerul, îl încarcă cu un potențial static pozitiv la reciprocitate). frecare), iar de acolo , sub influența descărcării pe corotron - pe suprafața tamburului; Mai mult decât atât, dezvoltatorul însuși, datorită proprietăților sale magnetice, rămâne pe arborele magnetic și aproape că nu este consumat (cu toate acestea, își pierde proprietățile în timp și necesită și înlocuire).
Dezvoltator (uneori numit starter) - un amestec de materiale furnizate unității de cilindru. În mașinile din două părți, acesta este un amestec de toner și suporturi, iar în mașinile cu o singură parte, este doar toner. Termenul este similar cu termenul dezvoltator folosit în fotografie, dar de obicei nu este tradus în literatura rusă.
Bibliografie:
Informatica in concepte si termeni: Carte. pentru studenții de artă. clase de medii. scoala / G.A. Bordovsky, V.A. Izvozchikov, Yu.V. Isaev, V.V. Morozov; Ed. V.A. Izvozchikova. - M .: Educaţie, 1991 .-- 208 p.
Radchenko N.P., Kozlov O.A. Informatica scolara: intrebari si raspunsuri la examen. - M .: Finanțe și statistică, 1998 .-- 160 p.
Semakin I., Zalogova L., Rusakov S., Shestakova L. Informatica. Manual curs de bază (clasele 7-9). M .: Laboratorul de Cunoștințe de bază, 1998 .-- 464 p.
Kushnirenko A.G. și alte Fundamente ale Informaticii și Ingineria Calculatoarelor: Sonde. studiu. pentru medii. studiu. instituții / A.G. Kushnirenko, G.V. Lebedev, R.A. Svoren. - M .: Educaţie, 1990 .-- 224 p.
Guk M. Hardware IBM PC. Enciclopedie. SPb .: Editura „Petru”, 2000. - 816 p.
Pagina 1 din 6
O scurtă descriere a principiilor hard disk-urilor.
Cum funcționează un hard disk?
De regulă, toți utilizatorii sunt interesați de o singură întrebare: discul este „rapid”? Răspunsul la acesta este ambiguu și necesită o poveste despre următoarele caracteristici:
- Viteza de rotație a discului
- Întârziere de poziționare
- Timp de acces la date
- Cache pe hard disk
- Plasarea datelor pe disc
- Rata de schimb între procesor și disc
- Interfață (IDE sau SCSI)
Viteza de rotație a discului
De obicei, hard disk-urile moderne au viteze de rotație de 5400 până la 7200 rpm. Cu cât viteza de rotație este mai mare, cu atât este mai mare rata de schimb de date. Trebuie luat în considerare doar faptul că o creștere a vitezei de rotație crește temperatura carcasei hard diskului, iar discurile cu o viteză de 7200 rpm necesită fie utilizarea unei carcase cu un design bine gândit pentru disiparea căldurii, fie răcire suplimentară de către un ventilator extern al discului în sine. Ventilatorul de alimentare nu este suficient pentru asta. Chiar și discurile cu viteză mai mare, cu o viteză de rotație de 10.000 rpm, care acum sunt produse de toți producătorii fără excepție, necesită atât o bună ventilație în interiorul carcasei, cât și o carcasă „corectă” care elimină bine căldura. Discurile hard de 15000 RPM fără flux de aer forțat pur și simplu nu sunt recomandate pentru utilizare. Numărul de sectoare pe pistă
Hard disk-urile moderne au un număr diferit de sectoare pe pistă, în funcție de faptul că este o pistă externă sau o pistă internă. Calea exterioară este mai lungă și poate găzdui mai multe sectoare decât calea interioară mai scurtă. Datele de pe un disc gol încep să fie scrise și de pe pista exterioară. Timpul de căutare / timpul de comutare a capului / timpul de comutare a cilindrului
Timpul de căutare este minim doar dacă este necesar să se opereze cu o cale adiacentă celei peste care se află în prezent capul. Cel mai lung timp de căutare, respectiv, la trecerea de la prima piesă la ultima. De regulă, timpul mediu de căutare este indicat în datele pașaportului de pe hard disk. Toate capetele magnetice ale discului sunt situate în fiecare moment deasupra aceluiași cilindru, iar timpul de comutare este determinat de cât de repede se realizează comutarea între capete la citire sau scriere. Timpul de comutare a cilindrului este timpul necesar pentru deplasarea capetelor cu un cilindru înainte sau înapoi. Toate timpii sunt specificati în documentația de hard disk în milisecunde (ms). Întârziere de poziționare
După ce capul trece peste pista dorită, așteaptă ca sectorul necesar să apară pe această pistă. Acest timp se numește întârziere de poziționare și este, de asemenea, măsurat în milisecunde (ms). Timpul mediu de întârziere de poziționare este socotit ca timpul necesar pentru a roti discul cu 180 de grade și, prin urmare, depinde doar de viteza de rotație a axului discului. Datele specifice privind amploarea întârzierii sunt rezumate în tabel. Timp 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, măsurată de asemenea în milisecunde (ms). Timpul de căutare, după cum știți deja, este doar un indicator al cât de repede trece capul peste cilindrul dorit. Până când datele sunt scrise sau citite, ar trebui să adăugați timp pentru a comuta capete și așteptați sectorul necesar. Cache pe hard disk
De obicei, toate hard disk-urile moderne au propria lor memorie cu acces aleatoriu numită memorie cache sau pur și simplu cache. Producătorii de hard disk se referă adesea la această memorie ca memorie tampon. Dimensiunea și structura cache-ului între producători și pentru diferite modele de hard disk diferă semnificativ. De obicei, memoria cache este folosită atât pentru scrierea datelor, cât și pentru citire, dar pe discurile SCSI este uneori necesar să forțați activarea cache-ului de scriere, deoarece, de obicei, cache-ul de scriere pe disc este dezactivat pentru SCSI. Există programe care vă permit să determinați cum sunt setați parametrii cache, de exemplu ASPIID de la Seagate. Oricât de ciudat ar părea pentru mulți, dimensiunea cache-ului nu este decisivă pentru evaluarea eficienței activității sale. Organizarea schimbului de date cu memoria cache este mai importantă pentru îmbunătățirea performanței discului în ansamblu. Unii producători de hard disk, cum ar fi Quantum, folosesc o parte din memoria cache pentru software-ul lor (pentru modelul Quantum Fireball 1,3 Gb, de exemplu, 48 Kb din 128 sunt utilizați pentru firmware). Ni se pare că metoda folosită de Western Digital este mai de preferat. Pentru stocarea firmware-ului se folosesc sectoare special desemnate de pe disc, care sunt invizibile pentru orice sistem de operare. La pornire, acest program este încărcat în DRAM obișnuit ieftin de pe disc, eliminând costul unui cip de memorie flash pentru stocarea firmware-ului. Această metodă facilitează corecția firmware-ului hard diskului, ceea ce Western Digital o face adesea. Plasarea datelor pe disc
De la începutul erei PC, toată lumea știe că configurația unui disc este stabilită prin numărul de cilindri, capete și sectoare pe pistă. Deși în urmă cu câțiva ani era obligatoriu să specificați exact toți acești parametri de disc în programul SETUP, acum nu este așa. Strict vorbind, acei parametri de disc pe care îi vedeți în secțiunea SETUP Standard CMOS Setup, de regulă, nu au nimic de-a face cu parametrii reali de disc și este posibil să observați că acești parametri se modifică în funcție de tipul de translație a geometriei discului - Normal, LBAși Mare. Normal- geometrie în conformitate cu specificațiile producătorului de pe disc și nu permite DOS să vadă mai mult de 504 Mb (1 Mb - 1048576 octeți). LBA- Logical Block Address - această setare vă permite să vedeți discuri DOS de până la 4 Gb. Mare utilizat de un sistem de operare precum Unix. Parametrii setați în SETUP sunt traduși în logica reală de control al hard diskului. Multe sisteme de operare moderne funcționează cu discul prin LBA, ocolind BIOS-ul.
