Zdravím všechny čtenáře blogu. Mnozí se zajímají o otázku - jak to funguje HDD počítač. Proto jsem se rozhodl věnovat tomu dnešní článek.
K ukládání informací po vypnutí počítače je zapotřebí pevný disk počítače (HDD nebo pevný disk), na rozdíl od paměti RAM () - která ukládá informace do vypnutí napájení (před vypnutím počítače).
Pevný disk lze právem nazvat skutečným uměleckým dílem, pouze technickým. Ano ano přesně. Všechno je tam tak komplikované. Na tento moment po celém světě je pevný disk nejoblíbenějším zařízením pro ukládání informací; je na stejné úrovni jako zařízení typu flash paměť (flash disky), SSD. Mnoho lidí slyšelo hodně o složitosti zařízení s pevným diskem a jsou zmatení, jak se do něj vejde tolik informací, a proto by chtěli vědět, jak funguje pevný disk počítače nebo z čeho se skládá. Dnes bude taková příležitost).
Pevný disk má pět hlavních částí. A první je integrovaný obvod , který synchronizuje práci disku s počítačem a řídí všechny procesy.
Druhá část je elektrický motor(vřeteno), způsobí otáčení disku přibližně 7200 ot / min a IC udržuje otáčky konstantní.
A teď asi třetí nejdůležitější částí je vahadlo, který může psát i číst informace. Konec vahadla je obvykle rozdělen, aby zvládl více disků najednou. Vahadlová hlava však nikdy nepřijde do styku s kotouči. Mezi povrchem disku a hlavy je mezera, velikost této mezery je asi pět tisíckrát menší než tloušťka lidského vlasu!
Ale přesto se podívejme, co se stane, když mezera zmizí a vahadlová hlava přijde do kontaktu s povrchem rotujícího disku. Ještě ze školy si pamatujeme, že F = m * a (podle mě druhý Newtonův zákon), ze kterého vyplývá, že předmět s malou hmotností a obrovským zrychlením se stane neuvěřitelně těžkým. Vzhledem k obrovské rychlosti otáčení samotného disku je hmotnost kolébkové hlavy velmi, velmi znatelná. V tomto případě je poškození disku nevyhnutelné. Mimochodem, tady je to, co se stalo disku, u kterého tato mezera z nějakého důvodu zmizela:
Důležitá je také role třecí síly, tj. jeho téměř úplná absence, kdy rocker začíná číst informace, přičemž se řadí až 60krát za sekundu. Ale počkejte, kde je tu motor, který uvádí rocker do pohybu, a dokonce v takové rychlosti? Ve skutečnosti to není vidět, protože je elektromagnetický systém pracuje na interakci 2 přírodních sil: elektřiny a magnetismu. Tato interakce vám umožní zrychlit kolébku na rychlost světla, v doslovném smyslu.
Čtvrtý díl- samotný pevný disk je místem, kde jsou informace zapsány a odkud jsou informace čteny, mimochodem jich může být několik.
Pátá a poslední část návrhu pevného disku je samozřejmě případ, ve kterém jsou nainstalovány všechny ostatní součásti. Použité materiály jsou následující: téměř celé tělo je vyrobeno z plastu, ale horní kryt je vždy kovový. Sestavený kufřík se často nazývá „kontejnment“. Existuje názor, že uvnitř zadržovací zóny není žádný vzduch, nebo spíše že existuje vakuum. Tento názor vychází ze skutečnosti, že při tak vysokých rychlostech otáčení disku dokáže i zrnko prachu, které se dostane dovnitř, udělat spoustu špatných věcí. A je to téměř pravda, kromě toho, že tam není vakuum - ale je zde například vyčištěný, vysušený vzduch nebo neutrální plyn - dusík. I když, možná víc dřívější verze pevné disky, místo čištění vzduchu byl jednoduše odčerpán.
Mluvili jsme o součástech, tj. z čeho se skládá pevný disk... Nyní pojďme mluvit o ukládání dat.
Jak a v jaké formě jsou data uložena na pevný disk počítače
Data jsou uložena v úzkých pruzích na povrchu disku. Během výroby je na disk aplikováno více než 200 tisíc takových stop. Každá ze skladeb je rozdělena do sektorů.
Sledovací a sektorové mapy vám umožňují určit, kam psát nebo číst informace. Všechny informace o sektorech a stopách jsou opět v paměti integrovaného obvodu, který na rozdíl od ostatních komponent pevného disku není umístěn uvnitř pouzdra, ale venku a obvykle dole.
Samotný povrch disku je hladký a lesklý, ale to je jen na první pohled. Při bližším zkoumání je povrchová struktura složitější. Disk je vyroben z kovové slitiny potažené feromagnetickou vrstvou. Tato vrstva dělá veškerou práci. Feromagnetická vrstva si pamatuje všechny informace, jak? Velmi jednoduché. Kolébková hlava magnetizuje mikroskopickou oblast na filmu (feromagnetická vrstva) a nastavuje magnetický moment takové buňky v jednom ze stavů: o nebo 1. Každá taková nula a jedna se nazývají bity. Jakákoli informace zaznamenaná na pevném disku je tedy ve skutečnosti určitou sekvencí a určitým počtem nul a jedniček. Například fotografii dobrá kvalita zabírá asi 29 milionů těchto buněk a je roztroušeno ve 12 různých sektorech. Ano, zní to působivě, ale ve skutečnosti - takové obrovské množství bitů zabírá velmi malou plochu na povrchu disku. Každý centimetr čtvereční povrchu pevného disku obsahuje desítky miliard bitů.
Jak funguje pevný disk
Právě jsme zkontrolovali zařízení pevného disku, všechny jeho součásti samostatně. Nyní navrhuji vše propojit do určitého systému, díky kterému bude jasný samotný princip tvrdě pracovat disk.
Tak, princip, na kterém funguje pevný disk další: když je pevný disk uveden do provozu, znamená to, že buď se na něj zapisuje, nebo se z něj čtou informace, nebo z něj začne elektromotor (vřeteno) nabírat na obrátkách, a protože pevné disky jsou upevněné na samotném vřetenu, respektive jsou spolu s ním také začnou otáčet. A dokud otáčky disku (disků) nedosáhnou takové úrovně, že se mezi vahadlem a kotoučem vytvoří vzduchový polštář, je kolébka ve speciální „parkovací zóně“, aby nedošlo k poškození. Takhle to vypadá.
Jakmile otáčky dosáhnou požadované úrovně, servopohon (elektromagnetický motor) uvede do pohybu kolébku, která je již umístěna v místě, odkud potřebujete psát nebo číst informace. To je přesně to, co k tomu přispívá integrovaný obvod, který ovládá všechny pohyby vahadla.
Existuje rozšířený názor, jakýsi mýtus, že ve chvílích, kdy je disk „nečinný“, tj. dočasně se s ním neprovádějí operace čtení / zápisu, pevné disky uvnitř se přestanou otáčet. To je opravdu mýtus, protože ve skutečnosti se pevné disky uvnitř pouzdra neustále otáčejí, i když je pevný disk v úsporném režimu a nic se na něj nepíše.
Zde jsme s vámi podrobně prozkoumali zařízení pevného disku počítače. V rámci jednoho článku samozřejmě nelze říci o všem, co souvisí s pevnými disky. Tento článek o tom například neřekl - to je velké téma, rozhodl jsem se o tom napsat samostatný článek.
Nalezeno zajímavé video o tom, jak pevný disk funguje v různých režimech
Děkuji vám všem za pozornost, pokud jste se ještě nepřihlásili k odběru aktualizací tohoto webu - vřele doporučuji to udělat, aby vám neunikly zajímavé a užitečné materiály. Uvidíme se na stránkách blogu!
My, uživatelé osobní počítač, často se setkáváme se zkratkou HDD. A touha zjistit, co je HDD, kde je a proč je potřeba, je oprávněná.
HDD znamená „pevný disk“. Jednoduše řečeno, je to pevný disk. Postupně ustupují do minulosti a nahrazují je disky SSD, ale na trhu s pevnými disky budou dlouhodobě zaujímat své místo.
Proč je disk „tvrdý“
HDD v počítači není pojmenován. Pevný disk, pevný disk, pevný disk, šroub - jen malý seznam jeho jmen. Proč vůbec „pevný disk“?
Na rozdíl od „disket“ (diskety) jsou data na HDD zaznamenávána na pevné desky a ty jsou zase pokryty vrstvou feromagnetického materiálu. Neříká se jim jinak než „magnetické disky“. Pevný disk používá jeden nebo více talířů na jedné ose. Čtecí zařízení (hlavy) se během provozu nedotýkají povrchu desek. Vysvětlení je jednoduché: rychlým otáčením desek se vytvoří mezivrstva vstupujícího proudu vzduchu. Vzdálenost mezi čtečkou a pracovní plochou je velmi malá - pouze několik nanometrů a vzduchová vrstva, která vylučuje mechanický kontakt, zajišťuje dlouhou životnost. Pokud se desky neotáčejí správnou rychlostí, pak jsou hlavy v takzvané „parkovací“ zóně - mimo hranice desek.
Charakteristickým rysem pevného disku v počítači je, že paměťové médium je kombinováno s jednotkou a nezbytnou elektronickou jednotkou v jednom pouzdře.
Hlavní charakteristiky pevného disku
Jako každý technické zařízení„pevný disk má řadu charakteristik, na základě kterých lze vyvodit závěry o jeho relevanci.
- Kapacita je jednou z nejvýznamnějších veličin. Určuje množství dat, která lze na disk uložit.
- Rozměry (tvarový faktor). Nejběžnější variace jsou 3,5 a 2,5 palce. Určuje šířku zařízení.
- Osa, rychlost otáčení vřetena. Počet jeho otáček za minutu. Parametr výrazně ovlivňuje rychlost přístupu k datům a přímo na rychlost jejich přenosu. Nejběžnější možnosti jsou 4200, 5400, 7200, 10 000 ot / min.
- I / O operace za sekundu. U moderních disků se toto číslo blíží 50 (s náhodným přístupem k datům), se sekvenčním přístupem je vyšší - asi 100.
- Spotřeba energie je důležitým parametrem pro přenosná zařízení (mluvíme o přenosných počítačích / netbookech).
- Velikost vyrovnávací paměti. Vyrovnávací paměť je mezipaměť. Jeho účelem je vyrovnat rozdíly v rychlosti čtení / zápisu. V moderních pevných discích se obvykle pohybuje od 8 do 64 megabajtů.
Doufám, že jsme dokázali pochopit, co je to pevný disk v počítači, a dokonce si trochu rozšířit obzory ve světě počítačového hardwaru.
Mnoho z vás ví, že všechny informace o počítači, prezentované ve formě souborů a složek, jsou uloženy na pevném disku. A tady, co je pevný disk a na co je určen, málokdo správně odpoví. Pro lidi daleko od programování je velmi obtížné si představit, jak lze informace ukládat na nějaký kus železa. Přeci jen se nejedná o krabici ani list papíru, na který lze právě tyto informace zapsat a schovat do schránky. Ano, pevný disk není krabice s písmenem.
Pevný disk (HDD, HMDD) je magnetické paměťové médium. V počítačovém slangu se mu říká „Winchester“. Je určen k ukládání informací ve formě fotografií, obrázků, dopisů, knih různé formáty, hudba, filmy atd. Navenek toto zařízení vůbec nevypadá jako disk. Spíše to vypadá jako malá obdélníková železná krabice.
Vnitřní struktura pevného disku vypadá jako starý gramofon.
Uvnitř této kovové krabice jsou kulaté hliníkové nebo skleněné kotoučové desky umístěné na stejné ose, podél které se čtecí hlava pohybuje. Na rozdíl od gramofonu se hlava pevného disku během provozu nedotýká povrchu talířů.
Pro pohodlí je pevný disk rozdělen na několik oddílů. Toto rozdělení je podmíněné. To se provádí pomocí operační systém nebo speciální programy... Nazývají se nové sekce logické mechaniky... Jsou jim přiřazena písmena C, D, E nebo F. Obvykle jsou nainstalována na jednotce C a soubory a složky jsou uloženy na jiných jednotkách, takže vaše soubory a složky nebudou poškozeny při selhání systému.
Podívejte se na video o tom, co je pevný disk:
Hlavní charakteristiky pevných disků
- Form Factor Je šířka pevného disku v palcích. Standardní velikost pro stolní počítač 3,5 palce a pro notebooky 2,5 palce;
- Rozhraní- v moderní počítače slouží k připojení k základní deska SATA různých verzí. SATA, SATA II, SATA III. Starší počítače používají rozhraní IDE.
- Kapacita- tohle je maximální částka informace, které může pevný disk uložit, se měří v gigabajtech;
- Otáčky vřetena Je počet otáček vřetena za minutu. Čím vyšší je rychlost otáčení disku, tím lépe. U operačních systémů musíte instalovat disky od 7 200 ot / min a výše a pro ukládání souborů můžete disky instalovat nižší rychlostí.
- MTBF Je výrobcem vypočítaná MTBF. Čím je větší, tím lépe;
- Náhodný přístupový čas Je průměrná hodnota času potřebného k umístění hlavy na libovolný úsek desky. Množství není konstantní.
- Odolnost proti otřesům Je schopnost pevného disku odolat změnám tlaku a otřesům.
- Úrověn hluku, které disk během provozu vydává, měřeno v decibelech. Čím je menší, tím lépe.
Už tam SSD disky(disk SSD v jednoduchý překlad- polovodičový pohon), které nemají vřeteno ani desky. Jedná se o úložné zařízení založené na paměťových čipech.
SSD disky jsou zcela tiché a mají velmi dobré rychlosti čtení a zápisu. Ale stále jsou velmi drahé a málo spolehlivé, takže jsou nainstalovány pouze pro operační systémy a k ukládání souborů se používají pevné disky. Jednotky IDE a SATA.
Hezký den všem, moji drazí přátelé a čtenáři. Můj přítel mi řekl, že když ještě pracoval ve video salonu, přišla za ním babička ve věku 70-80 let. Šel jsem za kamarádkou a řekl, že potřebuje „HADEDE“. Zdálo se, že přítel hned nerozumí a zeptal se znovu, říkají hadde? Zopakovala to ještě jednou, ale když viděla, že její kamarádka nejí, vytáhla papír a řekla, že jí vnuk řekl, aby si koupila HADEDE.
Na ten papír byl napsán pevný disk 160 GB. Přítel se zasmál a řekl, že je to pevný disk pro počítač, a poslal je do jiného obchodu. Ale to už není překvapující. Jak mohla vnučka dokonce poslat babičku na pevný disk? Spadlo to z dubu?
Ale na co narážím? Řeknu vám stejně, co je HDD v počítači. Pak určitě nebudete mít žádné otázky, pokud si ho chcete koupit sami.
HDD (Hard Disk Drive) je pevný disk vašeho počítače. Slyšíte v konverzacích a alternativní názvy toto zařízení, například Winchester, Screw, Hard, Hard atd. Toto zařízení je potřeba k ukládání vašich informací, navíc je na něm nainstalován operační systém, ve kterém pracujete. Tito. bez pevného disku toho u počítače moc nezmůžete.
Pevný disk je dlouhodobým zdrojem paměti a po vypnutí napájení na něm zůstanou všechny informace, na rozdíl od rychlého. paměť s náhodným přístupem... Proto na něj můžete vždy ukládat své soubory, fotografie, hudbu atd. Ale samozřejmě se jedná o zařízení, takže na větší zabezpečení nezapomeňte.
Teorie původu názvu „Winchester“
Už jsem slyšel otázku „Proč se tomu říká pevný disk? To jsou ruční palné zbraně! " Opravdu, co mohou mít úložné zařízení a zbraň společného? Faktem je, že v roce 1973 notoricky známá společnost IBM vydala pevný disk 3340, ale pro souznění se mu říkalo jednoduše „30-30“, což znamenalo dva moduly po 30 megabajtech.
Vůdce Kenneth Houghton našel ve slavné pušce shodu 30-30. Faktem je, že náboje pro tuto pušku měly stejné označení 30-30, kde první číslo znamenalo velikost ráže v palcích (0,30 - 7,62 cm) a druhé číslo znamenalo hmotnost prášku v zrnech (toto není překlep, ale míra hmotnosti), která byla naplněna patronou (30 zrn je asi 1,94 gramu).
Pro pohodlí bylo rozhodnuto použít tento název jako slang. Je pravda, že Američané tento slang už delší dobu nepoužívají a my jsme ho ještě nevyšli, i když častěji je to slyšet ve zkráceném názvu „Šroub“.
Zařízení pevného disku
Navenek to vypadá jako malá obdélníková krabička, ale uvnitř je několik magnetických disků na jednom vřetenu, které jsou navenek poněkud podobné CD. A samozřejmě existuje určitá čtecí hlava, která běží podél těchto magnetických desek a čte všechny informace. Samozřejmě existují i další komponenty, ale domnívám se, že to všechno jsou již detaily.
A toto dílo je poněkud podobné práci gramofonu, pouze čtečka bez jehly a nedotýká se magnetické disky, ačkoli vzdálenost mezi nimi je jen zanedbatelná.
Hlavní charakteristiky pevného disku
Objem
Velikost pevného disku určuje, kolik informací na něj můžete uložit. Časem se velikost paměti na nových pevných discích zvyšuje, protože je to skutečně potřeba. Pokud na mém prvním počítači byl objem 40 GB a stačilo mi to, nyní mám na počítači 2000 GB a už jsem skóroval polovinu. Část lze samozřejmě odstranit bez slz).
Existuje však jeden trik. Výrobci píší velikost, například 500 GB, ale když k počítači připojíte pevný disk, uvidíte mnohem menší objem, někde kolem 476 GB. Kam zmizelo dalších 24 GB? Všechno je velmi jednoduché.
Výrobci zaokrouhlují velikosti s tím, že 1 GB je 1 000 MB, 1 MB je 1 000 KB atd. Ukazuje se, že vám prodávají disk o objemu 500 milionů bajtů, a pokud vydělíte 1000 a poté dalších 1000, získáte 500 GB.
Ale koneckonců 1 GB ve skutečnosti není 1000, ale 1024 MB, stejně jako 1 MB není 1000, ale 1024 KB. Výsledkem je, že dělíme 500 milionů na 1024 a poté na 1024 dalších a získáme 476 GB s kopecky. Na disku o velikosti 2 terabajty mám asi 140 GB. Pěkné, co? Obecně teď budete vědět.
Rychlost otáčení
Výkon pevného disku je také určen rychlostí otáčení vřetena. A čím vyšší je tato rychlost, tím vyšší je výkon disku, ale čím větší je spotřeba energie, tím větší je pravděpodobnost selhání.
U notebooků a externích pevných disků se nejčastěji používá rychlost 5400 ot / min, protože to je pro tato zařízení opravdu výhodnější. Rychlost výměny informací je nižší, ale je zde menší pravděpodobnost selhání.
Na stacionárních počítačích jsou ve většině případů pevné disky nastaveny na rychlost 7200 ot./min. Zde je to opravdu výnosné, protože hospitalizovaní pacienti zpravidla mají výkonnější zařízení, které může pracovat takovou rychlostí. Počítač je navíc neustále připojen k zásuvce, což znamená, že nedojde k výpadku napájení.
Existuje také větší počet otáček, dokonce 15 000, ale zde je nebudu zvažovat.
Rozhraní připojení
A samozřejmě pevné disky se neustále vylepšují a dokonce se mění i jejich konektory připojení. Podívejme se, jaké konektory jsou k dispozici.
IDE (ATA / PATA) je takzvané paralelní rozhraní s možným datovým tokem až 133 MB za sekundu. Dnes je však toto rozhraní zastaralé a rigidní s takovým konektorem se již nevyrábí.
SATA - Sériové rozhraní, modernější, které nahradilo IDE. Standard má v současné době tři různé revize s různé rychlosti přenos dat: SATA 1 - až 150 MB / s, SATA 2 - až 300 MB / s, SATA 3, až 600 MB / s.
USB - Tento standard se týká externího přenosného zařízení pevné disky, které jsou připojeny k počítači přes USB a můžete bezpečně pracovat. Výhodou takového zařízení je, že jej můžete kdykoli vypnout, aniž byste museli vypínat samotný počítač.
Existují i další rozhraní, například SCSI nebo SAS, ale to již nejsou povinné standardy pro snadné použití.
Form Factor
Nedávno jsem se zde zeptal, jaký je formát pevných disků? Tady je všechno jednoduché. To jsou jen jeho rozměry. Rozlišujte mezi 2,5 a 3,5 palce. Samozřejmě existují i další, ale nikdo je nepoužívá v každodenním životě nebo jsou již dávno zastaralé.
2,5 “pevný disk bude vložen do notebooků a 3,5“ do stacionárních počítačů. Myslím, že tím nic nepopletete)
Zdá se, že to je vše, co jsem vám chtěl v tomto článku říci. Ale už jsem slyšel: „Proč jsem ti neřekl o SSD?“ Přátelé, musíte napsat samostatný článek o SSD, zejména proto, že se jedná o vysokorychlostní jednotku SSD. Obecně o něm určitě napíšu).
S pozdravem Dmitrij Kostin.
Dnes si povíme, co to je HDD disky jaké jsou, zvažte jejich vlastnosti. Pojďme zjistit, které z nich jsou nejlepší a které pevné disky se nevyplatí kupovat.
Pevný disk je úložné zařízení, které se v počítačích a noteboocích používá k instalaci operačního systému, ovladačů, programů a také k ukládání všech druhů uživatelských souborů.
HDD - napůl mechanický, napůl elektronické zařízení skládající se z magnetických desek, čtecích hlav, vřetena (motoru) a řídicí desky. Vřeteno, na kterém jsou upevněny magnetické desky, je roztáčí až o několik tisíc otáček za minutu. za minutu. 
Předpokládá se, že čím vyšší je točivý moment vřetena, tím vyšší je rychlost čtení. I když do důležité faktory jsou: náhodný přístupový čas a hustota záznamu. HDD se liší rychlostí, objemem a samozřejmě spolehlivostí. Tento parametr je zaručen výrobcem.
Kteří výrobci jsou nejlepší?
Nejspolehlivější a nejrychlejší jsou disky Samsung. Hitachi také velmi produkuje dobré disky, ale jejich rychlost je nižší. Firmy s pevným diskem mají průměrnou kvalitu Western digital... Stalo se, že tato společnost zpočátku začala vyrábět své výrobky v levných továrnách, které neměly vysoce kvalitní vybavení. Nejvíc nízká kvalita Výrobou zařízení tohoto typu od známých značek je kdysi přední americká elektronická firma Seagate. Fujitsu a Toshiba se ale nemohou pochlubit kvalitou výroby pevných disků.
Proto při výběru nákupu HDD je lepší vyberte buď Samsung nebo Hitachi. Liší se svými rozměry. Do počítačů jsou nainstalovány pevné disky o šířce disku 3,5 (palce) a do notebooků 2,5 (palce). 
Rychlost Winchesteru systémová jednotka počítač má více než 7 000 ot / min, ale v prodeji se setkávají pevné disky s výkonem nejvýše 5500 ot / min. Takové kopie s nízkou rychlostí se nevyplatí kupovat. Ale notebooky s rychlostí otáčení 5400 ot / min. pracovat mnohem tišeji a ne tak horko.
Vyrovnávací paměť při pevný disk nazývá se vyrovnávací paměť a slouží k jejímu zrychlení. Pohybuje se od 32 do 128 MB. I když 32 MB. bude stačit na jeho normální provoz. Rychlost čtení a zápisu je jedna z kritické parametry což výrazně ovlivňuje pracovní výkon zařízení.
Kurz výměny informací
Za dobrý indikátor pro HDD se považuje rychlost čtení 110 - 140 mb / s. Neměli byste kupovat pevný disk s rychlostí nepřesahující 100 Mb / s. Doba náhodného přístupu je druhá důležitý ukazatel výkon pevného disku po přečtení a zápisu. Předpokládá se, že čím menší je tento parametr, tím lepší je kvalita zařízení. Ovlivňuje hlavně kopírování a čtení malých souborů. Je docela dobré, pokud je přístupová doba k pevnému disku 13-14 ms. Nosiče tohoto typu jsou dodávány se dvěma typy konektorů. Jedná se o SATA 2 (dříve) a SATA 3. Tyto konektory jsou navzájem kompatibilní, takže to nemá vliv na provoz jednotek a jejich rychlost. Za posledních deset let pevné disky se vůbec nezměnily. Cena za ně proto zůstala zhruba na stejné úrovni.