Tietojen tallentaminen kiintolevyille. Kuinka tietokoneen kiintolevy (HDD) toimii?

Kiintolevyt

Sen tekee opiskelija
ryhmät 40-101B.
Karimov K.R.
Opettaja:
Usov P.A.

1. Kiintolevyn toimintaperiaate.. 3

2. Levylaite... 5

3. Kiintolevyn käyttö... 10

4. Äänenvoimakkuus, nopeus ja käyttöaika... 12

5. Kiintolevyliitännät... 14

6. Ulkoiset kiintolevyt... 16

Kuinka kovalevy toimii

Kiintolevyasema on yksi nykyaikaisen henkilökohtaisen tietokoneen edistyneimmistä ja monimutkaisimmista laitteista. Sen levyt pystyvät tallentamaan useita megatavuja valtavalla nopeudella siirrettyä tietoa. Vaikka useimmat tietokoneen komponentit toimivat äänettömästi, kiintolevy murisee ja narisee, mikä tekee siitä yhden harvoista tietokonelaitteista, jotka sisältävät sekä mekaanisia että elektronisia komponentteja.

Kiintolevyn perusperiaatteet ovat muuttuneet vain vähän sen perustamisen jälkeen. Kiintolevyn laite on hyvin samanlainen kuin tavallinen levysoitin. Vain rungon alla voi olla useita levyjä asennettuna yhteiselle akselille, ja päät voivat lukea tietoja kunkin levyn molemmilta puolilta kerralla. Levyjen pyörimisnopeus (joissakin malleissa saavuttaa 15 000 rpm) on vakio ja yksi tärkeimmistä ominaisuuksista. Pää liikkuu levyä pitkin tietyllä kiinteällä etäisyydellä pinnasta. Mitä pienempi tämä etäisyys, sitä suurempi on tietojen lukemisen tarkkuus ja sitä suurempi tiedon tallennustiheys voi olla. Kun katsot kovalevyä, näet vain kestävän metallikotelon. Se on täysin suljettu ja suojaa asemaa pölyhiukkasilta, jotka joutuessaan levyn pään ja pinnan väliseen kapeaan rakoon voivat vahingoittaa herkkää magneettikerrosta ja vahingoittaa levyä. Lisäksi kotelo suojaa asemaa sähkömagneettisilta häiriöiltä. Kotelon sisällä ovat kaikki mekanismit ja jotkut elektroniset komponentit. Mekanismeja ovat itse levyt, joille tiedot tallennetaan, päät, jotka kirjoittavat ja lukevat tietoja levyiltä, ja moottorit, jotka panevat kaiken liikkeelle. Levy on pyöreä levy, jolla on erittäin sileä pinta, yleensä alumiinia, harvemmin keramiikkaa tai lasia, päällystetty ohuella ferromagneettisella kerroksella. Levyt on tehty. Monet asemat käyttävät rautaoksidikerrosta (joka peittää tavallisen magneettinauhan), mutta uusimmissa kiintolevyissä käytetään noin kymmenen mikronia paksua kobolttikerrosta. Tämä pinnoite on kestävämpi ja sen avulla voit lisäksi lisätä merkittävästi tallennustiheyttä. Sen sovellustekniikka on lähellä integroitujen piirien valmistuksessa käytettyä.

Levyjen määrä voi olla erilainen - yhdestä viiteen, työpintojen määrä on vastaavasti kaksi kertaa suurempi (kaksi kullakin levyllä). Jälkimmäinen (sekä magneettipinnoitteeseen käytetty materiaali) määrää kiintolevyn kapasiteetin. Joskus ulkolevyjen (tai yhtä niistä) ulkopintoja ei käytetä, mikä mahdollistaa aseman korkeuden pienentämisen, mutta samalla työpintojen lukumäärä vähenee ja voi osoittautua oudoksi.

Magneettipäät lukevat ja kirjoittavat tietoa levyille. Tallennusperiaate on yleensä samanlainen kuin perinteisessä nauhurissa. Digitaalinen informaatio muunnetaan vaihtosähkövirraksi, joka syötetään magneettipäähän ja lähetetään sitten magneettilevylle, mutta magneettikentän muodossa, jonka levy voi havaita ja "muistaa". Levyn magneettinen pinnoite koostuu monista pienistä spontaanin magnetisoitumisen alueista. Havainnollistaaksesi, että levy on peitetty kerroksella hyvin pieniä kompassinuolia, jotka osoittavat eri suuntiin. Tällaisia nuolipartikkeleita kutsutaan domeeneiksi. Ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta domeenien omat magneettikentät suuntautuvat sen suunnan mukaisesti. Ulkoisen kentän päättymisen jälkeen levyn pinnalle muodostuu jäännösmagnetoitumisalueita. Tällä tavalla levylle tallennetut tiedot tallennetaan. Jäännösmagnetoinnin alueet, kun kiekko pyörii magneettipään rakoa vastapäätä, indusoivat siihen sähkömotorisen voiman, joka vaihtelee magnetisoinnin suuruuden mukaan. Karan akselille asennettua levypakettia käyttää erityinen moottori, joka on tiiviisti sijoitettu sen alle. Levyjen pyörimisnopeus on yleensä 7200 rpm. Taajuusmuuttajan toimintakuntoon kuluvan ajan lyhentämiseksi moottori käy pakotetussa tilassa jonkin aikaa, kun se käynnistetään. Siksi tietokoneen virtalähteessä on oltava huipputehovarasto. Nyt päiden toiminnasta. Ne liikkuvat tarkan askelmoottorin avulla ja näyttävät "kelluvan" mikronin murto-osan etäisyydellä levyn pinnasta koskematta siihen. Tietojen tallentamisen seurauksena levyjen pinnalle muodostuu magnetoituneita alueita samankeskisten ympyröiden muodossa. Niitä kutsutaan magneettiradoiksi. Liikkuessaan päät pysähtyvät jokaisen seuraavan kappaleen kohdalla. Kaikilla pinnoilla toistensa alla sijaitsevien telojen sarjaa kutsutaan sylinteriksi. Kaikki käyttöpäät liikkuvat samanaikaisesti ja pääsevät käsiksi samannimiseen sylintereihin samoilla numeroilla.

Levylaite

Tyypillinen kiintolevy koostuu HDA:sta ja elektroniikkakortista. Kaikki mekaaniset osat sijaitsevat HDA:ssa, kaikki ohjauselektroniikka on sijoitettu kortille, paitsi esivahvistin, joka sijaitsee HDA:n sisällä päiden välittömässä läheisyydessä.

Levyjen alla on moottori - litteä, kuten levykeasemissa, tai sisäänrakennettu levypaketin karaan. Kun levyt pyörivät, syntyy voimakas ilmavirtaus, joka kiertää HDA:n kehän ympäri ja jota puhdistetaan jatkuvasti yhdelle sivulle asennetulla suodattimella.

Lähempänä liittimiä, karan vasemmalla tai oikealla puolella, on pyörivä asennoitin, joka muistuttaa ulkonäöltään hieman torninosturia: akselin toisella puolella on ohuet, pitkät ja kevyet magneettipäiden kantimet, jotka ovat kohtisuoraa. levyt ja toisaalta lyhyt ja massiivisempi varsi sähkömagneettisella käyttökäämityksellä. Kun asennoittimen keinuvipu kääntyy, päät liikkuvat kaaressa levyjen keskikohdan ja reunan välillä. Asennoittimen ja karan akselien välinen kulma valitaan asennoittimen akselin ja päiden välisen etäisyyden mukaan siten, että pään akseli poikkeaa mahdollisimman vähän tangentin radasta käännettäessä.

Aiemmissa malleissa keinuvarsi oli asennettu askelmoottorin akselille ja telojen välinen etäisyys määrättiin askelkoon mukaan. Nykyaikaisissa malleissa käytetään ns. lineaarimoottoria, jossa ei ole diskreettiä, ja asennus radalle tapahtuu levyille tallennettujen signaalien mukaan, mikä lisää merkittävästi aseman tarkkuutta ja levyjen tallennustiheyttä.

Asennoittimen käämiä ympäröi staattori, joka on kestomagneetti. Kun käämiin syötetään tietyn suuruinen ja napaisuus, keinu alkaa pyöriä sopivaan suuntaan vastaavalla kiihtyvyydellä; Muutamalla dynaamisesti käämin virtaa, voit asettaa asennoittimen mihin tahansa asentoon. Tätä käyttöjärjestelmää kutsutaan Voice Coiliksi, analogisesti kaiutinkartion kanssa.

Varressa on yleensä ns. magneettisalpa - pieni kestomagneetti, joka päiden ollessa äärimmäisessä sisäisessä asennossa (laskeutumisvyöhykkeellä) vetää puoleensa staattorin pintaa ja kiinnittää keinuvivun tähän asentoon. Tämä on päiden niin kutsuttu pysäköintiasento, jotka sijaitsevat levyn pinnalla, kosketuksissa siihen. Useissa kalliissa malleissa (yleensä SCSI) asennoittimen kiinnittämiseen on asennettu erityinen sähkömagneetti, jonka ankkuri vapaassa asennossa estää keinuvivun liikkeen. Levyn laskeutumisvyöhykkeelle ei tallenneta tietoja.

Jäljellä oleva vapaa tila sisältää päistä ja niiden kytkimestä poistetun signaalin esivahvistimen. Asennoitin on kytketty esivahvistinkorttiin joustavalla nauhakaapelilla, mutta joissakin kiintolevyissä (erityisesti joissakin Maxtor AV -malleissa) käämitys saa virtaa erillisistä yksijohtimisista johtimista, joilla on taipumus katketa aktiivisen toiminnan aikana. Hermeettinen lohko täytetään tavallisella pölyttömällä ilmalla ilmanpaineessa. Joidenkin kiintolevyjen hermeettisten lohkojen kansissa on erityisesti tehty pienet ikkunat, jotka on tiivistetty ohuella kalvolla, jotka tasaavat painetta sisä- ja ulkopuolella. Joissakin malleissa ikkuna on suljettu hengittävällä suodattimella. Joissakin kiintolevymalleissa kara ja asennoittimen akselit on kiinnitetty vain yhteen paikkaan - toisissa ne on lisäksi kiinnitetty ruuveilla HDA-kanteen. Toiset mallit ovat herkempiä kiinnityksen aikana tapahtuvalle mikrodeformaatiolle - kiristämällä kiinnitysruuvit riittävästi aiheuttamaan akselien ei-hyväksyttäviä kohdistusvirheitä. Joissakin tapauksissa tällainen vääristymä voi muuttua vaikeasti peruutettavaksi tai täysin peruuttamattomaksi. Elektroniikkakortti on irrotettava ja liitetään HDA:han yhdellä tai kahdella erityyppisellä liittimellä. Levy sisältää pääkiintolevyprosessorin, ohjelmallisen ROM-muistin, työmuistin, jota yleensä käytetään levypuskurina, digitaalisen signaaliprosessorin (DSP) tallennettujen ja lukusignaalien valmistukseen ja käsittelyyn sekä käyttöliittymälogiikan. Joillakin kiintolevyillä prosessoriohjelma on tallennettu kokonaan ROM-muistiin, toisissa tietty osa siitä on tallennettu levyn palvelualueelle. Levy voi sisältää myös aseman parametreja (malli, sarjanumero jne.). Jotkut kiintolevyt tallentavat nämä tiedot sähköisesti ohjelmoitavaan ROM-muistiin (EEPROM).

Monilla kiintolevyillä on erityinen tekninen rajapinta, jossa on elektroniikkalevyn liitin, jonka kautta pöytälaitteiden avulla voit suorittaa aseman kanssa erilaisia huoltotoimenpiteitä - testata, alustaa, määrittää vialliset alueet uudelleen jne. Nykyaikaisissa Conner-merkkisissä asemissa on sarjaliitäntästandardin mukainen teknologinen liitäntä, jonka avulla voit liittää sen sovittimen kautta aakkosnumeeriseen päätteeseen tai tietokoneen COM-porttiin. ROM sisältää ns. test-monitor-järjestelmän (TMOS), joka vastaanottaa päätteeltä lähetetyt komennot, suorittaa ne ja tulostaa tulokset takaisin päätelaitteelle. Varhaiset kiintolevyt, kuten levykkeet, valmistettiin puhtailla magneettipinnoilla; kuluttaja teki alkuperäisen merkinnän (muotoilun) oman harkintansa mukaan, ja se voidaan tehdä kuinka monta kertaa tahansa. Nykyaikaisissa malleissa merkinnät tehdään valmistusprosessin aikana; Samanaikaisesti levyille tallennetaan servotiedot - erityisiä merkkejä, jotka ovat tarpeen pyörimisnopeuden vakauttamiseksi, sektoreiden etsimiseksi ja päiden sijainnin seuraamiseksi pinnoilla. Ei kauan sitten servotietojen tallentamiseen käytettiin erillistä pintaa (omistettu), jota pitkin kaikkien muiden pintojen päät säädettiin. Tällainen järjestelmä vaati päiden kiinnittämisessä suurta jäykkyyttä, jotta niiden välillä ei olisi eroja alkuperäisen merkinnän jälkeen. Nykyään sektorien välisiin tiloihin tallennetaan servoinformaatiota (upotettu), mikä mahdollistaa pakkauksen hyötykapasiteetin lisäämisen ja liikkuvan järjestelmän jäykkyyden rajoitusten poistamisen. Joissakin nykyaikaisissa malleissa käytetään yhdistettyä seurantajärjestelmää - sisäänrakennetut servotiedot yhdessä erillisen pinnan kanssa; tässä tapauksessa karkeasäätö suoritetaan valitulle pinnalle ja hienosäätö suoritetaan sisäänrakennetuille merkeille.

Koska servotiedot edustavat levyn viiteasettelua, kiintolevyn ohjain ei pysty itsenäisesti palauttamaan sitä vaurion sattuessa. Kun alustetaan tällainen kiintolevy ohjelmistolla, on mahdollista kirjoittaa uudelleen vain tietosektorien otsikot ja tarkistussummat.

Nykyaikaisen kiintolevyn tehtaalla tehdyn alkumerkinnän ja testauksen yhteydessä havaitaan lähes aina vialliset sektorit, jotka kirjataan erityiseen uudelleenjakotaulukkoon. Normaalin toiminnan aikana kiintolevyohjain korvaa nämä sektorit varasektorilla, jotka on erityisesti jätetty tätä tarkoitusta varten jokaiselle levyn raidalle, raitaryhmälle tai erilliselle alueelle. Tämän ansiosta uusi kiintolevy luo vaikutelman pintavikojen täydellisestä puuttumisesta, vaikka itse asiassa niitä on melkein aina.

Kun virta kytketään päälle, kiintolevyprosessori suorittaa elektroniikan testauksen, jonka jälkeen se antaa komennon käynnistää karamoottori. Kun tietty kriittinen pyörimisnopeus saavutetaan, kiekkojen pintojen mukana kulkevan ilman tiheys riittää voittamaan päiden puristusvoiman pintaan ja nostamaan ne useiden mikrometrien jakeiden korkeudelle levyjen pintojen yläpuolelle. levyt - päät "kelluvat". Tästä hetkestä, kunnes nopeus laskee kriittisen tason alapuolelle, päät "roikkuvat" ilmatyynyssä eivätkä kosketa levyjen pintoja ollenkaan.

Kun levyt ovat saavuttaneet lähellä nimellisnopeutta (yleensä 3600, 4500, 5400 tai 7200 rpm), päät poistetaan pysäköintialueelta ja servojälkien etsintä alkaa tarkasti vakauttaa pyörimisnopeutta. Sitten palvelualueelta luetaan tiedot - erityisesti viallisten alueiden uudelleenjakotaulukko.

Alustuksen lopussa asennoitinta testataan luettelemalla tietty raitajono - jos se onnistuu, prosessori asettaa valmiusmerkin käyttöliittymään ja siirtyy käyttötilaan rajapinnan kautta.

Käytön aikana levyn pään asennon valvontajärjestelmä toimii jatkuvasti: jatkuvasti luetusta signaalista erotetaan virhesignaali, joka syötetään takaisinkytkentäpiiriin, joka ohjaa asennoittimen käämin virtaa. Pään poikkeaman radan keskeltä seurauksena käämitykseen ilmestyy signaali, joka pyrkii palauttamaan sen paikoilleen.

Tietovirtojen nopeuksien koordinoimiseksi - luku-/kirjoitustasolla ja ulkoisessa rajapinnassa - kiintolevyillä on välipuskuri, jota usein virheellisesti kutsutaan välimuistiksi, yleensä useiden kymmenien tai satojen kilotavujen kokoinen. Useissa malleissa (esim. Quantum) puskuri sijoitetaan yhteiseen työmuistiin, jossa ensin ladataan ohjausmikroohjelman peittoosa, jolloin puskurin todellinen tilavuus on pienempi kuin RAM-muistin täysi määrä (80 -90 kt ja 128 kt RAM Quantum). Muissa malleissa (Conner, Caviar) puskuri ja prosessorin RAM on tehty erillisiksi.

Kun virta katkaistaan, prosessori, käyttämällä kortin kondensaattoreihin jäävää energiaa tai ottamalla sen pois moottorin käämeistä, joka samalla toimii generaattorina, antaa komennon asettaa asennoittimen pysäköintitilaan. asema, joka onnistuu saamaan päätökseen ennen kuin pyörimisnopeus laskee kriittisen alapuolelle. Joissakin kiintolevyissä (Quantum) tätä helpottaa jousitettu keinu, joka on sijoitettu levyjen väliin ja kokee jatkuvasti ilmanpainetta. Kun ilmavirtaus heikkenee, keinu työntää asennoittimen lisäksi pysäköintiasentoon, jossa se on kiinnitetty salvalla. Päiden liikettä karaa kohti helpottaa myös kiekkojen pyörimisestä aiheutuva keskipitkävoima.

Kiintolevyn toiminta

Nyt - kiintolevyn varsinaisesta prosessista. Elektroniikan ja mekaniikan alkuasennuksen jälkeen kiintolevymikrotietokone siirtyy tilaan, jossa se odottaa komentoja emolevyllä tai liitäntäkortilla sijaitsevalta ohjaimelta. Saatuaan komennon se käynnistää halutun pään, käyttää servopulsseja löytääkseen halutun raidan, odottaa kunnes haluttu sektori "pääsee" päähän ja lukee tai kirjoittaa tietoja. Jos ohjain on pyytänyt lukemaan/kirjoittamaan yhden sektorin lisäksi useita, kiintolevy voi toimia ns. lohkotilassa käyttämällä puskurina RAM-muistia ja yhdistäen lukemisen/kirjoituksen tiedonsiirtoon ohjaimelle tai ohjaimesta.

Levyn pinnan optimaaliseen käyttöön käytetään ns. Zoned bit Recording (ZBR), jonka periaate on, että ulkoisille raiteille, jotka ovat pidempiä (ja siten tietokapasiteettia), tiedot tallennetaan tiheämmin kuin sisäisillä. . Jopa tusina tai useampi tällaisia vyöhykkeitä, joilla on vakio tallennustiheys, muodostuu koko pinnalle; Näin ollen luku- ja kirjoitusnopeus ulkoisilla vyöhykkeillä on suurempi kuin sisäisillä. Tämän ansiosta kiintolevyn "alkua" lähempänä sijaitsevat tiedostot käsitellään yleensä nopeammin kuin lähempänä sen "loppua" sijaitsevat tiedostot.

Puhutaanpa nyt siitä, mistä kiintolevyparametreissa määritellyt uskomattoman suuret päiden määrät tulevat. Olipa kerran nämä luvut - sylinterien, päiden ja sektoreiden lukumäärä korkeammalla hinnalla - itse asiassa osoittivat kiintolevyn todelliset fyysiset parametrit (geometria). ZBR:ää käytettäessä sektorien määrä kuitenkin vaihtelee raidasta toiseen, ja jokaiselle kiintolevylle nämä luvut ovat erilaisia - siksi alettiin käyttää niin sanottua loogista geometriaa, kun kiintolevy kertoo ohjaimelle tietyt ehdolliset parametrit, ja kun se vastaanottaa komentoja, se muuttaa itse loogiset osoitteet fyysisiksi. Samaan aikaan kiintolevy, jossa on looginen geometria, esimerkiksi 520 sylinteriä, 128 päätä ja 63 sektoria (kokonaismäärä - 2 Gt), sisältää todennäköisesti kaksi levyä - ja neljä luku-/kirjoituspäätä.

Uusimman sukupolven kiintolevyt käyttävät PRML- (Partial Response, Maximum Likelihood)- ja S.M.A.R.T-tekniikoita. (Self Monitoring Analysis and Report Technology - teknologia itsevalvonnan analysointiin ja raportointiin). Ensimmäinen kehitettiin johtuen siitä, että olemassa olevilla tallennustiheyksillä ei ole enää mahdollista lukea signaalia selvästi ja yksiselitteisesti levyn pinnalta - häiriö- ja särötaso on erittäin korkea. Signaalin suoran muuntamisen sijaan sitä verrataan näytteiden joukkoon ja suurimman samankaltaisuuden perusteella tehdään johtopäätös tietyn koodisanan hyväksymisestä - samalla tavalla kuin luemme sanoja, joissa kirjaimet puuttuvat tai vääristyvät. .

S.M.A.R.T.-teknologiaa toteuttava kiintolevy pitää tilastoja toimintaparametreistaan (käynnistysten/pysäytysten ja työtuntien määrä, karan kiihtyvyys, havaitut/korjatut virheet jne.), jotka tallennetaan säännöllisesti uudelleen ohjelmoitaviin ROM-muistiin tai levyä. Nämä tiedot kerääntyvät koko kiintolevyn käyttöiän ajan, ja analyysiohjelmat voivat pyytää niitä milloin tahansa; sen avulla voidaan arvioida mekaniikan tilaa, käyttöolosuhteita tai likimääräistä vian todennäköisyyttä.

Liittyviä tietoja.

Kiintolevy (HDD)– haihtumaton tallennuslaite, jonka tarkoitus on pitkäaikainen tietojen tallennus. Tiedot tallennetaan koville tietovälineille (erikoiseoksista valmistetut levyt), joissa on ferromagneettinen pinnoite (kromidioksidi).

Kiintolevylaite.

Hermozone

Sisältää: kestävän metalliseosrungon, magneettipinnoitetut levyt, pääyksikön paikannuslaitteella ja sähköisen karakäytön.

Pään lohko

Jousiteräksestä valmistettu vipupaketti, joissa on kiinteät päät päissä.

Levyt

Valmistettu metalliseoksesta ja päällystetty ferromagneettisella pinnoitteella (raudan, mangaanin ja muiden metallien oksidit). Levyt on asennettu jäykästi karalle, joka pyörii useiden tuhansien kierrosten nopeudella minuutissa. Tällä nopeudella syntyy voimakas ilmavirtaus lähelle levyn pintaa, joka nostaa päät ja saa ne kellumaan lautasen pinnan yläpuolelle. Pysäköintilaite pitää päät pysäköintialueella, kunnes levyt kiihtyvät nopeuteen, joka tarvitaan päiden "nousuun". Tämä estää levyn päiden ja työpinnan vahingoittumisen.

Pään asento

Se koostuu kiinteästä vahvoista kestomagneeteista sekä kelasta liikkuvan pään päällä.

Hermeettinen vyöhyke täytetään puhdistetulla ja kuivatulla ilmalla tai neutraaleilla kaasuilla, erityisesti typellä, ja paineen tasaamiseksi asennetaan ohut metalli- tai muovikalvo. Paineen tasaus on tarpeen suojavyöhykkeen rungon muodonmuutosten estämiseksi ilmanpaineen ja lämpötilan muutosten aikana sekä laitteen lämmetessä käytön aikana. Pölyhiukkaset, jotka joutuvat hermeettiselle alueelle asennuksen aikana ja putoavat levyn pinnalle, kuljetetaan pyörimisen aikana toiseen suodattimeen - pölynkerääjään.

Elektroniikkayksikkö

Sisältää: ohjausyksikön, lukumuistin, puskurimuistin, liitäntäyksikön (tiedonsiirto, virtalähde) ja digitaalisen signaalinkäsittely-yksikön.

Ohjausyksikkö on järjestelmä:

pään paikannus;
aseman ohjaus;
tietovirtojen kytkeminen eri päistä;
ohjata kaikkien muiden solmujen toimintaa - vastaanottaa ja käsitellä signaaleja laitteen antureista:
- yksiakselinen kiihtyvyysanturi - käytetään iskuntunnistimena,
- triaksiaalinen kiihtyvyysanturi - käytetään vapaan pudotuksen anturina,
- painemittari,
- kulmakiihtyvyysanturi,
- lämpösensori.

Vain lukumuistiyksikkö tallentaa ohjausyksiköiden ja digitaalisen signaalinkäsittelyn ohjausohjelmat sekä kiintolevyn huoltotiedot.

Puskurimuisti tasoittaa nopeuseroa liitäntäosan ja aseman välillä (käytetään nopeaa staattista muistia).

Digitaalinen signaalinkäsittelyyksikkö suorittaa luetun analogisen signaalin puhdistamisen ja sen dekoodauksen (digitaalisen tiedon poimiminen).

Kiintolevyn ominaisuudet.

Käyttöliittymä— tuettu standardi tiedonsiirtoon tietojen tallennuslaitteiden kanssa: .

Kapasiteetti— tiedon määrä, jonka kiintolevy voi tallentaa (GB, TB).

Muotoseikka— ferromagneettisella pinnoitteella varustetun levyn fyysinen koko: 3,5 tai 2,5 tuumaa.

Kirjautumisaika— aika, jonka aikana kiintolevyn taataan suorittaa luku- tai kirjoitustoiminto magneettilevyn mille tahansa osalle (vaihteluväli 2,5–16 ms).

Karan nopeus– parametri, josta pääsyaika ja keskimääräinen tiedonsiirtonopeus riippuvat. Kannettavien kiintolevyjen pyörimisnopeudet ovat 4200, 5400 ja 7200 rpm ja pöytätietokoneiden 5400, 7200 ja 10 000 rpm.

Input Output— I/O-toimintojen määrä sekunnissa. Tyypillisesti kiintolevy suorittaa noin 50 toimintoa sekunnissa satunnaiskäytöllä ja noin 100 peräkkäiskäytöllä.

Tehon kulutus— virrankulutus watteina, tärkeä tekijä mobiililaitteissa.

Melutaso– kohina desibeleinä, joka syntyy kiintolevyn mekaniikasta sen toiminnan aikana (karan pyöriminen, aerodynamiikka, asemointi). Hiljaisia asemia pidetään laitteina, joiden melutaso on noin 26 dB tai vähemmän.

Iskunkestävyys- taajuusmuuttajan kestävyys äkillisiä painepiikkejä tai iskuja vastaan. Se mitataan sallitun ylikuormituksen yksiköissä (G) päällä ja pois päältä.

Tiedonsiirtonopeus– luku-/kirjoitusnopeus peräkkäistä käyttöä varten (sisäinen levyalue - 44,2 - 74,5 MB/s, ulkoinen levyalue - 60,0 - 111,4 MB/s).

Puskurin tilavuus— välimuisti (MB), joka on suunniteltu tasoittamaan eroja luku-/kirjoitusnopeudessa ja siirtonopeudessa rajapinnan yli. Tyypillisesti vaihtelee 8 - 64 Mt.

Video aiheesta: "Kiintolevy: laite ja ominaisuudet"

Kun tietokone käynnistyy, BIOS-siruun tallennettu laiteohjelmisto tarkistaa laitteiston. Jos kaikki on kunnossa, se siirtää ohjauksen käyttöjärjestelmän käynnistyslataimelle. Sitten käyttöjärjestelmä latautuu ja alat käyttää tietokonetta. Samaan aikaan, mihin käyttöjärjestelmä oli tallennettu ennen tietokoneen käynnistämistä? Kuinka esseesi, jonka kirjoitit koko yön, pysyi ennallaan sen jälkeen, kun tietokone sammutettiin? Jälleen, missä se on tallennettu?

Okei, menin luultavasti liian pitkälle, ja te kaikki tiedätte erittäin hyvin, että tietokoneen tiedot on tallennettu kiintolevylle. Kaikki eivät kuitenkaan tiedä, mitä se on ja miten se toimii, ja koska olet täällä, päättelemme, että haluaisimme selvittää. No otetaanpa selvää!

Mikä on kovalevy

Perinteisesti katsotaan Wikipedian kiintolevyn määritelmää:

HDD (ruuvi, kiintolevy, kova magneettilevyasema, HDD, HDD, HMDD) - magneettisen tallennuksen periaatteeseen perustuva hajasaantimuistilaite.

Niitä käytetään suurimmassa osassa tietokoneita ja myös erikseen kytkettyinä laitteina tietojen varmuuskopioiden tallentamiseen, tiedostojen tallennusvälineenä jne.

Otetaanpa vähän selvää. Pidän termistä " kovalevy ". Nämä viisi sanaa ilmaisevat olemuksen. HDD on laite, jonka tarkoitus on tallentaa sille tallennettuja tietoja pitkäksi aikaa. Kiintolevyjen perustana ovat kovat (alumiini) levyt, joissa on erityispinnoite, joille tiedot tallennetaan erityisillä päillä.

En käsittele itse tallennusprosessia yksityiskohtaisesti - pohjimmiltaan tämä on koulun viimeisten luokkien fysiikkaa, ja olen varma, että sinulla ei ole halua syventyä tähän, eikä siitä artikkelissa ole ollenkaan kyse.

Kiinnittäkäämme myös huomiota lauseeseen: " satunnainen pääsy ”Mikä karkeasti sanottuna tarkoittaa sitä, että me (tietokone) voimme lukea tietoja miltä tahansa rautatieosuudella milloin tahansa.

Tärkeä tosiasia on, että HDD-muisti ei ole haihtuva, eli riippumatta siitä onko virta kytketty vai ei, laitteeseen tallennetut tiedot eivät katoa mihinkään. Tämä on tärkeä ero tietokoneen pysyvän muistin ja väliaikaisen muistin ().

Tarkasteltaessa tietokoneen kiintolevyä tosielämässä, et näe levyjä tai päitä, koska kaikki tämä on piilotettu suljetussa kotelossa (hermeettinen alue). Ulkoisesti kovalevy näyttää tältä:

Miksi tietokone tarvitsee kiintolevyn?

Katsotaanpa, mikä kiintolevy on tietokoneessa, eli mikä rooli sillä on tietokoneessa. On selvää, että se tallentaa tietoja, mutta miten ja mitä. Tässä korostamme seuraavia kiintolevyn toimintoja:

Käyttöjärjestelmän, käyttäjäohjelmistojen ja niiden asetusten tallennus;
Käyttäjätiedostojen tallennus: musiikki, videot, kuvat, asiakirjat jne.;
Kiintolevytilan osan käyttäminen sellaisten tietojen tallentamiseen, jotka eivät mahdu RAM-muistiin (swap-tiedosto), tai RAM-muistin sisällön tallentamiseen lepotilan aikana;

Kuten näet, tietokoneen kiintolevy ei ole vain valokuvien, musiikin ja videoiden kaatopaikka. Koko käyttöjärjestelmä on tallennettu siihen, ja lisäksi kiintolevy auttaa selviytymään RAM-muistin kuormituksesta ottamalla osan sen toiminnoista.

Mistä kiintolevy koostuu?

Mainitsimme osittain kiintolevyn komponentit, nyt tarkastelemme tätä tarkemmin. Joten, kiintolevyn pääkomponentit:

Kehys — suojaa kiintolevymekanismeja pölyltä ja kosteudelta. Yleensä se on suljettu niin, että kosteus ja pöly eivät pääse sisään;
Levyt (pannukakkuja) - tietystä metalliseoksesta valmistetut levyt, jotka on päällystetty molemmilta puolilta, joille tiedot tallennetaan. Levyjen lukumäärä voi olla erilainen - yhdestä (budjettivaihtoehdoissa) useisiin;
Moottori — jonka karaan pannukakut on kiinnitetty;
Pään lohko - toisiinsa yhdistettyjen vipujen (keinuvarsien) ja päiden rakenne. Kiintolevyn osa, joka lukee ja kirjoittaa siihen tietoja. Yhtä pannukakkua varten käytetään paria päätä, koska sekä ylä- että alaosa toimivat;
Paikannuslaite (toimilaite ) - mekanismi, joka käyttää päälohkoa. Koostuu parista pysyvää neodyymimagneetteja ja kelasta, joka sijaitsee päälohkon päässä;
Ohjain — elektroninen mikropiiri, joka ohjaa kiintolevyn toimintaa;
Pysäköintialue - paikka kiintolevyn sisällä levyjen vieressä tai niiden sisäosassa, jossa päät lasketaan (pysäköidään) seisokkien aikana, jotta ne eivät vahingoita pannukakkujen työpintaa.

Tämä on yksinkertainen kiintolevylaite. Se perustettiin monta vuotta sitten, eikä siihen ole tehty perustavanlaatuisia muutoksia pitkään aikaan. Ja jatkamme eteenpäin.

Kuinka kovalevy toimii?

Kun kiintolevylle on syötetty virtaa, moottori, jonka karaan pannukakut on kiinnitetty, alkaa pyöriä. Saavutettuaan nopeuden, jolla tasainen ilmavirtaus muodostuu levyjen pinnalle, päät alkavat liikkua.

Tämä järjestys (ensin levyt pyörivät ylös ja sitten päät alkavat toimia) on välttämätön, jotta tuloksena olevan ilmavirran ansiosta päät kelluvat levyjen yläpuolella. Kyllä, ne eivät koskaan kosketa levyjen pintaa, muuten jälkimmäinen vaurioituisi välittömästi. Etäisyys magneettilevyjen pinnasta päihin on kuitenkin niin pieni (~10 nm), että sitä ei voi nähdä paljaalla silmällä.

Käynnistyksen jälkeen luetaan ensin palvelutiedot kiintolevyn tilasta ja muut tarvittavat tiedot siitä, jotka sijaitsevat niin sanotulla nollaradalla. Vasta sitten työskentely tietojen kanssa alkaa.

Tietokoneen kovalevyn tiedot tallentuvat raitoihin, jotka puolestaan on jaettu sektoreihin (kuten paloiksi leikattu pizza). Tiedostojen kirjoittamista varten useita sektoreita yhdistetään klusteriksi, joka on pienin paikka, johon tiedosto voidaan kirjoittaa.

Tämän "vaakasuuntaisen" levyosion lisäksi on olemassa myös perinteinen "pystysuuntainen" osio. Koska kaikki päät on yhdistetty, ne sijaitsevat aina saman kappalenumeron yläpuolella, kukin oman levynsä yläpuolella. Siten kiintolevyn käytön aikana päät näyttävät piirtävän sylinterin:

Kun kiintolevy on käynnissä, se suorittaa käytännössä kaksi komentoa: lue ja kirjoita. Kun kirjoituskomento on suoritettava, lasketaan levyn alue, jolla se suoritetaan, sitten päät sijoitetaan ja itse asiassa komento suoritetaan. Sitten tulos tarkistetaan. Sen lisäksi, että tiedot kirjoitetaan suoraan levylle, tiedot päätyvät myös sen välimuistiin.

Jos ohjain vastaanottaa lukukomennon, se tarkistaa ensin, ovatko vaaditut tiedot välimuistissa. Jos sitä ei ole, päiden paikannuskoordinaatit lasketaan uudelleen, sitten päät sijoitetaan ja tiedot luetaan.

Työn päätyttyä, kun kiintolevyn virta katkeaa, päät pysäköidään automaattisesti pysäköintialueelle.

Näin tietokoneen kiintolevy toimii periaatteessa. Todellisuudessa kaikki on paljon monimutkaisempaa, mutta tavallinen käyttäjä ei todennäköisesti tarvitse tällaisia yksityiskohtia, joten lopetetaan tämä osio ja siirrytään eteenpäin.

Kiintolevytyypit ja niiden valmistajat

Nykyään markkinoilla on itse asiassa kolme pääkiintolevyvalmistajaa: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Ne kattavat täysin kaikentyyppisten ja -vaatimusten mukaisten laitteiden kysynnän. Loput yritykset joko menivät konkurssiin, joutuivat johonkin kolmesta suurimmasta yrityksestä tai ne siirrettiin uudelleen.

Jos puhumme HDD-tyypeistä, ne voidaan jakaa seuraavasti:

Kannettavien tietokoneiden pääparametri on laitteen koko 2,5 tuumaa. Tämän ansiosta ne voidaan sijoittaa tiiviisti kannettavan tietokoneen koteloon;
PC:lle - tässä tapauksessa on myös mahdollista käyttää 2,5" kiintolevyjä, mutta yleensä käytetään 3,5";
Ulkoiset kiintolevyt ovat laitteita, jotka on liitetty erikseen tietokoneeseen/kannettavaan tietokoneeseen ja jotka useimmiten toimivat tiedostojen tallennustilana.

On myös erityinen kiintolevy - palvelimia varten. Ne ovat identtisiä tavallisten PC-tietokoneiden kanssa, mutta voivat erota liitäntöjen ja paremman suorituskyvyn osalta.

Kaikki muut kiintolevyjen jaot tyyppeihin perustuvat niiden ominaisuuksiin, joten harkitaan niitä.

Kiintolevyn tekniset tiedot

Joten tietokoneen kiintolevyn tärkeimmät ominaisuudet:

Äänenvoimakkuus — ilmaisin levylle tallennettavissa olevan tiedon enimmäismäärästä. Ensimmäinen asia, jota he yleensä katsovat valittaessa kiintolevyä. Tämä luku voi olla 10 Tt, vaikka kotitietokoneelle he valitsevat usein 500 Gt - 1 Tt;
Muotoseikka — kiintolevyn koko. Yleisimmät ovat 3,5 ja 2,5 tuumaa. Kuten edellä mainittiin, kannettaviin tietokoneisiin asennetaan useimmissa tapauksissa 2,5". Niitä käytetään myös ulkoisissa kiintolevyissä. 3,5" on asennettu tietokoneisiin ja palvelimiin. Muototekijä vaikuttaa myös äänenvoimakkuuteen, koska suurempaan levyyn mahtuu enemmän dataa;
Karan nopeus - millä nopeudella pannukakut pyörivät? Yleisimmät ovat 4200, 5400, 7200 ja 10000 rpm. Tämä ominaisuus vaikuttaa suoraan laitteen suorituskykyyn ja hintaan. Mitä suurempi nopeus, sitä suuremmat molemmat arvot;
Käyttöliittymä — tapa (liitintyyppi), jolla kiintolevy liitetään tietokoneeseen. Suosituin käyttöliittymä sisäisille kiintolevyille on nykyään SATA (vanhemmissa tietokoneissa käytettiin IDE:tä). Ulkoiset kovalevyt liitetään yleensä USB:n tai FireWiren kautta. Listattujen lisäksi on olemassa myös sellaisia rajapintoja kuin SCSI, SAS;
Puskurin tilavuus (välimuisti) - kovalevyohjaimeen asennettu nopea muisti (kuten RAM), joka on suunniteltu useimmiten käytettyjen tietojen väliaikaiseen tallentamiseen. Puskurin koko voi olla 16, 32 tai 64 MB;
Random access -aika — aika, jonka aikana kiintolevy taataan kirjoittaa tai lukea mistä tahansa levyn osasta. Vaihtelee 3-15 ms;

Yllä olevien ominaisuuksien lisäksi voit löytää myös sellaisia indikaattoreita kuin:

Terveisiä kaikille blogin lukijoille. Monet ihmiset ovat kiinnostuneita kysymyksestä, kuinka tietokoneen kiintolevy toimii. Siksi päätin omistaa tämän päivän artikkelin tälle.

Tietokoneen kiintolevyä (kiintolevyä tai kiintolevyä) tarvitaan tietojen tallentamiseen sen jälkeen, kun tietokone on sammutettu, toisin kuin RAM () - joka tallentaa tiedot, kunnes virransyöttö katkaistaan (kunnes tietokone sammutetaan).

Kiintolevyä voidaan perustellusti kutsua todelliseksi taideteokseksi, vain tekniseksi. Kyllä Kyllä täsmälleen. Kaikki sisällä on niin monimutkaista. Tällä hetkellä kiintolevy on kaikkialla maailmassa suosituin laite tietojen tallentamiseen, se on samalla tasolla kuin flash-muisti (flash-asemat), SSD. Monet ihmiset ovat kuulleet kiintolevyn monimutkaisuudesta ja ovat ymmällään siitä, kuinka se mahtuu niin paljon tietoa, ja siksi he haluaisivat tietää, kuinka tietokoneen kiintolevy on rakennettu tai mistä se koostuu. Tänään tulee sellainen tilaisuus).

Kiintolevy koostuu viidestä pääosasta. Ja ensimmäinen niistä - integroitu virtapiiri, joka synkronoi levyn tietokoneen kanssa ja hallitsee kaikkia prosesseja.

Toinen osa on sähkömoottori(kara), saa levyn pyörimään nopeudella noin 7200 rpm, ja integroitu piiri pitää pyörimisnopeuden vakiona.

Ja nyt varmaan kolmas tärkein osa on keinuvarsi, joka osaa sekä kirjoittaa että lukea tietoa. Keinuvarren pää on yleensä halkaistu, jotta useita levyjä voidaan käyttää kerralla. Keinupää ei kuitenkaan koskaan kosketa levyjä. Kiekon pinnan ja pään välissä on rako, tämän raon koko on noin viisituhatta kertaa pienempi kuin ihmisen hiuksen paksuus!

Mutta katsotaan silti, mitä tapahtuu, jos rako katoaa ja keinupää koskettaa pyörivän levyn pintaa. Muistamme vielä koulusta, että F=m*a (mielestäni Newtonin toinen laki), josta seuraa, että esineestä, jolla on pieni massa ja valtava kiihtyvyys, tulee uskomattoman painava. Kun otetaan huomioon itse levyn valtava pyörimisnopeus, keinupään paino tulee hyvin, hyvin havaittavaksi. Luonnollisesti levyvauriot ovat tässä tapauksessa väistämättömiä. Muuten, näin tapahtui levylle, josta tämä aukko jostain syystä katosi:

Myös kitkavoiman rooli on tärkeä, ts. sen lähes täydellinen puuttuminen, kun rokkari alkaa lukea tietoa samalla kun se liikkuu jopa 60 kertaa sekunnissa. Mutta odota, missä on moottori, joka käyttää vipuvartta, ja sellaisella nopeudella? Itse asiassa se ei ole näkyvissä, koska se on sähkömagneettinen järjestelmä, joka toimii kahden luonnonvoiman: sähkön ja magnetismin vuorovaikutuksessa. Tämän vuorovaikutuksen avulla voit kiihdyttää keinua valonnopeuteen, kirjaimellisessa mielessä.

Neljäs osa- itse kiintolevylle kirjoitetaan ja luetaan tietoja, niitä voi olla useita.

No, viides ja viimeinen osa kiintolevyn suunnittelusta on tietysti kotelo, johon kaikki muut komponentit on asennettu. Materiaalit ovat seuraavat: lähes koko runko on muovia, mutta yläkansi on aina metallia. Koottua koteloa kutsutaan usein "hermeettiseksi vyöhykkeeksi". On olemassa mielipide, että suojavyöhykkeen sisällä ei ole ilmaa, tai pikemminkin, että siellä on tyhjiö. Tämä mielipide perustuu siihen tosiasiaan, että levyn näin suurilla pyörimisnopeuksilla jopa sisään joutunut pölyhiukkanen voi tehdä paljon pahaa. Ja tämä on melkein totta, paitsi että siellä ei ole tyhjiötä - mutta siellä on puhdistettua, kuivattua ilmaa tai neutraalia kaasua - esimerkiksi typpeä. Vaikka ehkä aiemmissa kiintolevyversioissa ilman puhdistamisen sijaan se yksinkertaisesti pumpattiin pois.

Puhuimme komponenteista, ts. mistä kiintolevy koostuu?. Puhutaan nyt tietojen tallentamisesta.

Miten ja missä muodossa tiedot tallennetaan tietokoneen kiintolevylle?

Tiedot tallennetaan kapeille raiteille levyn pinnalla. Tuotannon aikana levylle levitetään yli 200 tuhatta näistä kappaleista. Jokainen kappale on jaettu sektoreihin.

Jälkien ja sektoreiden karttojen avulla voit määrittää, mihin tietoja kirjoitetaan tai luetaan. Jälleen kaikki tiedot sektoreista ja raidoista sijaitsevat integroidun piirin muistissa, joka, toisin kuin muut kiintolevyn komponentit, ei sijaitse kotelon sisällä, vaan ulkopuolella ja yleensä pohjassa.

Itse levyn pinta on sileä ja kiiltävä, mutta tämä on vain ensi silmäyksellä. Tarkemmin tarkasteltuna pintarakenne osoittautuu monimutkaisemmaksi. Tosiasia on, että levy on valmistettu metalliseoksesta, joka on päällystetty ferromagneettisella kerroksella. Tämä kerros tekee kaiken työn. Ferromagneettinen kerros muistaa kaiken tiedon, miten? Erittäin yksinkertainen. Keinupää magnetoi mikroskooppisen alueen kalvolla (ferromagneettinen kerros) ja asettaa tällaisen kennon magneettisen momentin johonkin tiloista: o tai 1. Jokaista tällaista nollaa ja ykköstä kutsutaan biteiksi. Siten kaikki kiintolevylle tallennetut tiedot edustavat itse asiassa tiettyä järjestystä ja tiettyä määrää nollia ja ykkösiä. Esimerkiksi hyvälaatuinen valokuva kattaa noin 29 miljoonaa näistä soluista, ja se on hajallaan 12 eri sektorilla. Kyllä, se kuulostaa vaikuttavalta, mutta todellisuudessa tällainen valtava määrä bittejä vie hyvin pienen alueen levyn pinnalla. Jokainen kiintolevyn pinnan neliösenttimetri sisältää useita kymmeniä miljardeja bittejä.

Kuinka kovalevy toimii

Olemme juuri tarkastelleet kiintolevylaitetta, jokaista sen komponenttia erikseen. Nyt ehdotan kaiken yhdistämistä tiettyyn järjestelmään, jonka ansiosta kiintolevyn toimintaperiaate on selvä.

Niin, periaate, jolla kiintolevy toimii seuraava: kun kiintolevy otetaan käyttöön, tämä tarkoittaa, että siihen joko kirjoitetaan tai siitä luetaan tietoa tai siitä, sähkömoottori (kara) alkaa saada vauhtia, ja koska kiintolevyt kiinnitetään itse karaan, joten ne menevät sen mukana myös alkavat pyöriä. Ja kunnes levyn (levyjen) kierrokset ovat saavuttaneet tason, jolla ilmatyyny muodostuu keinupään ja levyn väliin, keinuvipu sijaitsee erityisellä "pysäköintialueella" vaurioiden välttämiseksi. Tältä se näyttää.

Heti kun nopeus saavuttaa halutun tason, servokäyttö (sähkömagneettinen moottori) liikuttaa keinuvipua, joka on jo sijoitettu paikkaan, josta tietoa pitää kirjoittaa tai lukea. Tätä helpottaa tarkasti integroitu piiri, joka ohjaa kaikkia keinuvivun liikkeitä.

On laajalle levinnyt mielipide, eräänlainen myytti, että aikoina, jolloin levy on "tyhjänä", ts. Sen kanssa ei suoriteta väliaikaisesti luku-/kirjoitustoimintoja, ja sisällä olevat kiintolevyt lakkaavat pyörimästä. Tämä on todellakin myytti, koska itse asiassa kotelon sisällä olevat kiintolevyt pyörivät jatkuvasti, vaikka kiintolevy on virransäästötilassa eikä siihen kirjoiteta mitään.

No, olemme tarkastelleet tietokoneen kiintolevyn laitetta yksityiskohtaisesti. Tietenkin yhden artikkelin puitteissa on mahdotonta puhua kaikesta kiintolevyihin liittyvästä. Esimerkiksi tässä artikkelissa ei puhuttu - tämä on iso aihe, päätin kirjoittaa siitä erillisen artikkelin.

Löysin mielenkiintoisen videon siitä, kuinka kovalevy toimii eri tiloissa

Kiitos kaikille huomiosta, jos et ole vielä tilannut tämän sivuston päivityksiä, suosittelen tekemään niin, jotta et menetä mielenkiintoisia ja hyödyllisiä materiaaleja. Nähdään blogisivuilla!

Magneettinen kiintolevyasema (HDD) \ HDD (kiintolevyasema) \ kiintolevy (media) on materiaalinen esine, joka pystyy tallentamaan tietoja.

Tietojen tallennuslaitteet voidaan luokitella seuraavien kriteerien mukaan:

tiedon tallennusmenetelmä: magnetosähköinen, optinen, magneto-optinen;
tallennusvälineen tyyppi: levyke- ja magneettilevyasemat, optiset ja magneto-optiset levyt, magneettinauha, puolijohdemuistielementit;
menetelmä tiedon pääsyn järjestämiseksi - suorat, peräkkäiset ja lohkopääsyasemat;
tiedontallennuslaitteen tyyppi - sulautettu (sisäinen), ulkoinen, erillinen, mobiili (puettava) jne.

Merkittävä osa tällä hetkellä käytössä olevista tiedontallennuslaitteista perustuu magneettiseen mediaan.

Kiintolevylaite

Kiintolevy sisältää joukon levyjä, jotka useimmiten edustavat metallilevyjä, jotka on päällystetty magneettisella materiaalilla - lautasella (gammaferriittioksidi, bariumferriitti, kromioksidi...) ja kytketty toisiinsa karalla (akseli, akseli).
Itse levyt (paksuus noin 2 mm) on valmistettu alumiinista, messingistä, keramiikasta tai lasista. (katso kuva)

Levyjen molempia pintoja käytetään tallentamiseen. Käytetty 4-9 levyt. Akseli pyörii suurella vakionopeudella (3600-7200 rpm)
Levyjen pyörittäminen ja päiden radikaali liike suoritetaan käyttämällä 2 sähkömoottorit.
Tiedot kirjoitetaan tai luetaan käyttämällä kirjoitus/lukupäät yksi jokaiselle levyn pinnalle. Päiden lukumäärä on yhtä suuri kuin kaikkien levyjen työpintojen lukumäärä.

Tiedot kirjoitetaan levylle tiukasti määriteltyihin paikkoihin - samankeskisesti kappaleita (kappaleita) . Kappaleet on jaettu aloilla. Yksi sektori sisältää 512 tavua tietoa.

Tiedonvaihto RAM:n ja NMD:n välillä suoritetaan peräkkäin kokonaisluvun (klusterin) avulla. Klusteri- peräkkäisten sektoreiden ketjut (1,2,3,4,...)

Erityinen moottori kohdistaa luku-/kirjoituspään tietyn raidan päälle (siirtää sitä säteittäiseen suuntaan).
Kun levyä käännetään, pää sijaitsee halutun sektorin yläpuolella. Ilmeisesti kaikki päät liikkuvat samanaikaisesti ja datapäät liikkuvat samanaikaisesti ja lukevat tietoja identtisistä asemista.

Kutsutaan kiintolevyraitoja, joilla on sama sarjanumero eri kiintolevyasemissa sylinteri .
Luku- ja kirjoituspäät liikkuvat lautasen pintaa pitkin. Mitä lähempänä pää on levyn pintaa koskematta siihen, sitä suurempi on sallittu tallennustiheys.

Kiintolevylaite

Tiedon lukemisen ja kirjoittamisen magneettinen periaate

Magneettisen tiedon tallennusperiaate

Tiedon tallennus- ja toistoprosessien fyysiset perustat magneettisille tietovälineille on luotu fyysikkojen M. Faradayn (1791 - 1867) ja D. C. Maxwellin (1831 - 1879) teoksissa.

Magneettisissa tallennusvälineissä digitaalinen tallennus tehdään magneettisesti herkälle materiaalille. Tällaisia materiaaleja ovat muun muassa rautaoksidit, nikkeli, koboltti ja sen yhdisteet, seokset sekä magnetoplastit ja magnetoelastat viskoosien muovien ja kumin kanssa, mikrojauheiset magneettiset materiaalit.

Magneettinen pinnoite on useita mikrometrejä paksu. Pinnoite levitetään ei-magneettiselle alustalle, joka on valmistettu muovista magneettinauhoille ja levykkeille sekä alumiiniseoksista ja kompkiintolevyille. Levyn magneettipinnoitteella on aluerakenne, ts. koostuu monista magnetoiduista pienistä hiukkasista.

Magneettinen verkkotunnus (latinan sanasta dominium - hallussapito) on mikroskooppinen, tasaisesti magnetoitunut alue ferromagneettisissa näytteissä, jotka on erotettu viereisistä alueista ohuilla siirtymäkerroksilla (aluerajoilla).

Ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta alueiden omat magneettikentät suuntautuvat magneettikenttälinjojen suunnan mukaisesti. Kun ulkoisen kentän vaikutus lakkaa, alueen pinnalle muodostuu jäännösmagnetoitumisen vyöhykkeitä. Tämän ominaisuuden ansiosta tiedot tallennetaan magneettiselle välineelle magneettikentän läsnä ollessa.

Tietoa tallennettaessa ulkoinen magneettikenttä luodaan magneettipään avulla. Tietojen lukuprosessissa magneettipäätä vastapäätä sijaitsevat jäännösmagnetisaatiovyöhykkeet indusoivat siihen sähkömotorisen voiman (EMF) lukemisen aikana.

Magneettilevyltä kirjoittamisen ja lukemisen kaavio on esitetty kuvassa 3.1. EMF:n suunnan muutos tietyn ajanjakson aikana tunnistetaan binääriyksiköllä, ja tämän muutoksen puuttuminen merkitään nollalla. Määritetty ajanjakso kutsutaan bittielementti.

Magneettisen välineen pintaa pidetään pisteen sekvenssinä, joista jokaiseen liittyy vähän tietoa. Koska näiden paikkojen sijaintia ei ole määritetty tarkasti, tallennus vaatii valmiiksi lisätyt merkit, jotka auttavat löytämään tarvittavat tallennuspaikat. Tällaisten synkronointimerkkien käyttämiseksi levy on jaettava raitoihin
ja alat - muotoilu

Levyllä olevien tietojen nopean käytön järjestäminen on tärkeä vaihe tietojen tallentamisessa. Nopea pääsy mihin tahansa levypinnan osaan varmistetaan ensinnäkin antamalla sille nopea kierto ja toiseksi siirtämällä magneettista luku-/kirjoituspäätä levyn sädettä pitkin.
Levyke pyörii nopeudella 300-360 rpm ja kiintolevy 3600-7200 rpm.

Kiintolevyn looginen laite

Magneettilevy ei ole aluksi käyttövalmis. Jotta se saadaan käyttökuntoon, sen on oltava muotoiltu, eli levyrakenne on luotava.

Levyn rakenne (asettelu) luodaan alustuksen aikana.

Muotoilu magneettilevyt sisältävät 2 vaihetta:

fyysinen muotoilu (matala taso)
looginen (korkea taso).

Fyysisesti formatoitaessa levyn työpinta jaetaan erillisiin alueisiin, joita kutsutaan sektorit, jotka sijaitsevat samankeskisiä ympyröitä pitkin - polkuja.

Lisäksi määritetään ja merkitään sektorit, jotka eivät sovellu tietojen tallentamiseen huono välttääkseen niiden käytön. Jokainen sektori on levyn pienin tietoyksikkö ja sillä on oma osoite, joka mahdollistaa suoran pääsyn siihen. Sektoriosoite sisältää levyn sivunumeron, raidan numeron ja raidan sektorinumeron. Levyn fyysiset parametrit on asetettu.

Pääsääntöisesti käyttäjän ei tarvitse käsitellä fyysistä muotoilua, koska useimmissa tapauksissa kiintolevyt saapuvat alustettuina. Yleisesti ottaen tämä tulisi tehdä erikoistuneessa palvelukeskuksessa.

Matalan tason muotoilu on tehtävä seuraavissa tapauksissa:

jos radalla nolla on vika, mikä aiheuttaa ongelmia käynnistettäessä kiintolevyltä, mutta itse levy on käytettävissä käynnistettäessä levykkeeltä;
jos palautat vanhan levyn toimintakuntoon, esimerkiksi rikkinäisestä tietokoneesta uudelleen järjestettynä.
jos levy on alustettu toimimaan toisen käyttöjärjestelmän kanssa;
jos levy on lakannut toimimasta normaalisti ja kaikki palautusmenetelmät eivät ole tuottaneet positiivisia tuloksia.

Yksi asia on pidettävä mielessä, että fyysinen muotoilu on erittäin voimakas operaatio- kun se suoritetaan, levylle tallennetut tiedot poistetaan kokonaan, ja niiden palauttaminen on täysin mahdotonta! Siksi älä jatka matalan tason alustamista, ellet ole varma, että olet tallentanut kaikki tärkeät tiedot pois kiintolevyltä!

Kun olet suorittanut matalan tason alustuksen, seuraava vaihe on luoda kiintolevyn osio yhdeksi tai useammaksi loogiset asemat - paras tapa käsitellä levyllä hajallaan olevien hakemistojen ja tiedostojen sotkua.

Ilman laitteisto-elementtien lisäämistä järjestelmään saat mahdollisuuden työskennellä yhden kiintolevyn useiden osien, kuten useiden asemien, kanssa.
Tämä ei lisää levyn kapasiteettia, mutta sen organisaatiota voidaan parantaa merkittävästi. Lisäksi eri käyttöjärjestelmissä voidaan käyttää erilaisia loogisia asemia.

klo looginen muotoilu Media on vihdoin valmis tietojen tallennusta varten levytilan loogisen järjestämisen avulla.
Levy on valmis kirjoittamaan tiedostoja matalan tason muotoilulla luotuihin sektoreihin.
Levyosiotaulukon luomisen jälkeen seuraa seuraava vaihe - osion yksittäisten osien looginen muotoilu, jäljempänä loogiset levyt.

Looginen asema - Tämä on osa kiintolevystä, joka toimii samalla tavalla kuin erillinen asema.

Looginen muotoilu on paljon yksinkertaisempi prosessi kuin matalan tason muotoilu.
Suorita se käynnistämällä FORMAT-apuohjelman sisältävältä levykkeeltä.
Jos sinulla on useita loogisia asemia, alusta ne kaikki yksitellen.

Loogisen alustusprosessin aikana levy varataan järjestelmän alue, joka koostuu 3 osasta:

käynnistyssektori ja osiotaulukko (Käynnistystietue)
Tiedostojen varaustaulukot (FAT), johon tallennetaan tiedostojen raitojen ja sektoreiden lukumäärät
juurihakemisto (Root Directory).

Tiedot tallennetaan osissa klusterin kautta. Samassa klusterissa ei voi olla kahta eri tiedostoa.
Lisäksi levylle voidaan antaa nimi tässä vaiheessa.

Kiintolevy voidaan jakaa useaan loogiseen asemaan ja päinvastoin 2 kiintolevyä voidaan yhdistää yhdeksi loogiseksi asemaksi.

On suositeltavaa luoda vähintään kaksi osiota (kaksi loogista asemaa) kiintolevyllesi: yksi niistä on varattu käyttöjärjestelmälle ja ohjelmistolle, toinen asema on varattu yksinomaan käyttäjätiedoille. Näin tiedot ja järjestelmätiedostot tallennetaan erillään toisistaan, ja käyttöjärjestelmän vian sattuessa on paljon suurempi mahdollisuus, että käyttäjätiedot tallentuvat.

Kiintolevyjen ominaisuudet

Kiintolevyt (kovalevyt) eroavat toisistaan seuraavilla ominaisuuksilla:

kapasiteettia
suorituskyky – tietojen käyttöaika, tiedon luku- ja kirjoitusnopeus.
liitäntä (liitäntätapa) - ohjaimen tyyppi, johon kiintolevy tulee liittää (useimmiten IDE/EIDE ja erilaiset SCSI-vaihtoehdot).
muut ominaisuudet

1. Kapasiteetti— levylle mahtuvan tiedon määrä (valmistustekniikan tason mukaan).
Nykyään kapasiteetti on 500-2000 tai enemmän. Kiintolevytilaa ei voi koskaan olla tarpeeksi.

2. Toimintanopeus (suorituskyky) levylle on ominaista kaksi indikaattoria: levyn käyttöaika Ja levyn luku/kirjoitusnopeus.

Kirjautumisaika – aika, joka tarvitaan luku-/kirjoituspäiden siirtämiseen (sijoittamiseen) haluttuun raitaan ja haluttuun sektoriin.
Keskimääräinen tyypillinen käyttöaika kahden satunnaisesti valitun raidan välillä on noin 8-12 ms (millisekuntia), nopeammilla levyillä 5-7 ms.
Siirtymäaika viereiselle radalle (viereinen sylinteri) on alle 0,5 - 1,5 ms. Kestää myös aikaa kääntyä halutulle sektorille.
Levyjen kokonaiskiertoaika nykyisillä kiintolevyillä on 8 - 16 ms, keskimääräinen sektorin odotusaika on 3-8 ms.
Mitä lyhyempi käyttöaika, sitä nopeammin levy toimii.

Luku/kirjoitusnopeus(tulo/lähtö kaistanleveys) tai tiedonsiirtonopeus (siirto)– peräkkäisten tietojen siirtoaika ei riipu pelkästään levystä, vaan myös sen ohjaimesta, väylätyypeistä ja prosessorin nopeudesta. Hitaiden levyjen nopeus on 1,5-3 MB/s, nopeilla 4-5 MB/s, uusimpien 20 MB/s.
SCSI-liitännällä varustetut kiintolevyt tukevat 10 000 rpm:n pyörimisnopeutta. ja keskimääräinen hakuaika 5ms, tiedonsiirtonopeus 40-80 Mb/s.

3.Kiintolevyn käyttöliittymästandardi - eli ohjaimen tyyppi, johon kiintolevy tulee liittää. Se sijaitsee emolevyllä.
Pääliitäntöjä on kolme

IDE ja sen eri muunnelmat

IDE (Integrated Disk Electronic) tai (ATA) Advance Technology Attachment
Edut: yksinkertaisuus ja alhaiset kustannukset

Siirtonopeus: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb/s. Tietojen kehittyessä käyttöliittymä tukee laiteluettelon laajentamista: kovalevy, superlevyke, magnetooptiikka,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Joitakin rinnakkaistoimintoja (gneuing ja irrottaminen/uudelleenkytkentä) ja tiedon eheyden valvontaa siirron aikana esitellään. IDE:n suurin haittapuoli on liitettyjen laitteiden pieni määrä (enintään 4), mikä ei selvästikään riitä huippuluokan PC:lle.
Nykyään IDE-liitännät ovat siirtyneet uusiin Ultra ATA -vaihtoprotokolliin. Kasvata suorituskykyäsi merkittävästi
Mode 4 ja DMA (Direct Memory Access) Mode 2 mahdollistavat tiedonsiirron nopeudella 16,6 MB/s, mutta todellinen tiedonsiirtonopeus olisi paljon pienempi.
Standardit Ultra DMA/33 ja Ultra DMA/66, kehitetty helmikuussa 1998. Quantumilla on 3 toimintatilaa 0, 1, 2 ja 4, toisessa tilassa kantoaalto tukee
siirtonopeus 33Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Jotta näin suuri nopeus voidaan saavuttaa vain vaihdettaessa taajuusmuuttajan puskurin kanssa. Hyödyntämään
Ultra DMA -standardit edellyttävät kahden ehdon täyttymistä:

1. laitteistotuki emolevyssä (piirisarjassa) ja itse asemassa.

2. Ultra DMA -tilan tukeminen, kuten muutkin DMA (suora muistin käyttö).

Vaatii erityisen ajurin eri piirisarjoille. Yleensä ne sisältyvät emolevyyn, jos se voidaan "ladata";
Internetistä emolevyn valmistajan verkkosivustolta.

Ultra DMA -standardi on taaksepäin yhteensopiva aiempien ohjaimien kanssa, jotka toimivat hitaammin.
Nykyinen versio: Ultra DMA/100 (loppu 2000) ja Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Korvaava IDE (ATA) ei muu High Speed Serial Bus Fireware (IEEE-1394). Uuden teknologian käyttö mahdollistaa siirtonopeuden 100 Mb/s,
Järjestelmän luotettavuus lisääntyy, minkä ansiosta voit asentaa laitteita käynnistämättä tietokonetta, mikä on ehdottomasti kielletty ATA-liitännässä.

SCSI (pienen tietokonejärjestelmän käyttöliittymä)— laitteet ovat 2 kertaa kalliimpia kuin tavalliset ja vaativat erityisen ohjaimen emolevylle.
Käytetään palvelimiin, julkaisujärjestelmiin, CAD:iin. Tarjoaa korkeampi suorituskyky (nopeus jopa 160 Mb/s), laaja valikoima kytkettyjä tallennuslaitteita.
SCSI-ohjain on ostettava yhdessä vastaavan levyn kanssa.

SCSI:llä on etu IDE:hen verrattuna – joustavuus ja suorituskyky.
Joustavuus piilee liitettyjen laitteiden suuressa määrässä (7-15) ja IDE:ssä (enintään 4) pidemmässä kaapelin pituudessa.
Suorituskyky – suuri siirtonopeus ja kyky käsitellä useita tapahtumia samanaikaisesti.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) jopa 40 Mb/s 16-bittinen versio Ultra2 - SCSI-standardi jopa 80 Mb/s

2. Toinen SCSI-rajapintatekniikka, nimeltään Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL), mahdollistaa jopa 100 Mbps:n liittämisen 30 metrin kaapelin pituudella. FC-AL-tekniikka mahdollistaa "kuumien" liitäntöjen, ts. liikkeellä, siinä on lisälinjoja valvontaa ja virheenkorjausta varten (tekniikka on kalliimpaa kuin tavallinen SCSI).

4. Muita nykyaikaisten kiintolevyjen ominaisuuksia

Valtava valikoima kiintolevymalleja tekee oikean valinnan vaikeaksi.
Vaaditun kapasiteetin lisäksi myös suorituskyky on erittäin tärkeä, mikä määräytyy pääasiassa sen fyysisten ominaisuuksien perusteella.
Tällaisia ominaisuuksia ovat keskimääräinen hakuaika, pyörimisnopeus, sisäinen ja ulkoinen siirtonopeus sekä välimuistin koko.

4.1 Keskimääräinen hakuaika.

Kiintolevyltä kestää jonkin aikaa siirtää magneettipää nykyisestä asennosta uuteen, joka tarvitaan seuraavan tiedon lukemiseen.
Jokaisessa tilanteessa tämä aika on erilainen riippuen etäisyydestä, jonka pään täytyy liikkua. Tyypillisesti spesifikaatiot tarjoavat vain keskiarvoja, ja eri yritysten käyttämät keskiarvoalgoritmit eroavat yleensä toisistaan, joten suora vertailu on vaikeaa.

Siten Fujitsu- ja Western Digital -yritykset käyttävät kaikkia mahdollisia raitapareja, Maxtor- ja Quantum-yhtiöt käyttävät hajasaantimenetelmää. Tuloksena olevaa tulosta voidaan säätää edelleen.

Kirjoittamisen hakuaika on usein hieman pitempi kuin lukemisen. Jotkut valmistajat ilmoittavat teknisissä tiedoissaan vain alhaisemman arvon (lukemista varten). Joka tapauksessa keskiarvojen lisäksi on hyödyllistä ottaa huomioon maksimi (koko levyllä),
ja vähimmäishakuaika (eli kappaleesta kappaleeseen).

4.2 Pyörimisnopeus

Halutun tallenteen fragmentin pääsyn nopeuden näkökulmasta pyörimisnopeus vaikuttaa ns. piilevän ajan määrään, joka tarvitaan levyn pyörimiseen halutun sektorin magneettiseen päähän.

Tämän ajan keskiarvo vastaa puolta levyn kierrosta ja on 8,33 ms 3600 rpm:llä, 6,67 ms 4500 rpm:llä, 5,56 ms 5400 rpm:llä, 4,17 ms 7200 rpm:llä.

Piilevän ajan arvo on verrattavissa keskimääräiseen hakuaikaan, joten joissakin tiloissa sillä voi olla sama, ellei suurempikin vaikutus suorituskykyyn.

4.3 Sisäinen siirtonopeus

— nopeus, jolla tietoja kirjoitetaan levylle tai luetaan levyltä. Vyöhyketallennuksesta johtuen sillä on muuttuva arvo - korkeampi uloimmilla raiteilla ja pienempi sisäisillä.
Kun työskentelet pitkien tiedostojen kanssa, tämä parametri rajoittaa monissa tapauksissa siirtonopeutta.

4.4 Ulkoinen siirtonopeus

— nopeus (huippu), jolla tietoja siirretään rajapinnan kautta.

Se riippuu liitännän tyypistä ja sillä on useimmiten kiinteät arvot: 8.3; 11,1; 16,7 Mb/s Enhanced IDE (PIO Mode2, 3, 4); 33,3 66,6 100 Ultra DMA:lle; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s synkroniselle SCSI:lle, Fast SCSI-2:lle ja FastWide SCSI-2 Ultra SCSI:lle (16 bittiä).

4.5 Onko kiintolevyllä oma välimuisti ja sen tilavuus (levypuskuri).

Välimuistin (sisäisen puskurin) koko ja organisaatio voivat vaikuttaa merkittävästi kiintolevyn suorituskykyyn. Sama kuin tavallisessa välimuistissa,
Kun tietty määrä on saavutettu, tuottavuuden kasvu hidastuu jyrkästi.

Suuren kapasiteetin segmentoitu välimuisti on tärkeä suorituskykyisille SCSI-asemille, joita käytetään moniajoympäristöissä. Mitä suurempi välimuisti, sitä nopeammin kiintolevy toimii (128-256 Kb).

Kunkin parametrin vaikutusta yleiseen suorituskykyyn on melko vaikea eristää.

Kiintolevyn vaatimukset

Levyjen päävaatimus on toiminnan luotettavuus, jonka takaa komponenttien pitkä 5-7 vuoden käyttöikä; hyvät tilastolliset indikaattorit, nimittäin:

keskimääräinen aika vikojen välillä on vähintään 500 tuhatta tuntia (korkein luokka 1 miljoonaa tuntia tai enemmän).
sisäänrakennettu aktiivinen valvontajärjestelmä levysolmujen tilaan SMART/itsevalvonnan analyysi- ja raporttitekniikka.

Tekniikka FIKSU. (itsevalvonta-analyysi- ja raportointitekniikka) on Compaqin, IBM:n ja useiden muiden kiintolevyvalmistajien samanaikaisesti kehittämä avoin teollisuusstandardi.

Tämän tekniikan ydin on kiintolevyn sisäinen itsediagnoosi, jonka avulla voit arvioida sen nykyisen kunnon ja ilmoittaa mahdollisista tulevista ongelmista, jotka voivat johtaa tietojen katoamiseen tai aseman vikaantumiseen.

Kaikkien tärkeiden levyelementtien kuntoa seurataan jatkuvasti:
päät, työpinnat, sähkömoottori karalla, elektroniikkayksikkö. Jos esimerkiksi havaitaan signaalin heikkeneminen, informaatio kirjoitetaan uudelleen ja tapahtuu lisähavaintoja.
Jos signaali taas heikkenee, data siirretään toiseen paikkaan ja annettu klusteri sijoitetaan vialliseksi ja käyttökelvottomaksi ja tilalle asetetaan toinen klusteri levyvarasta.

Kun työskentelet kiintolevyn kanssa, sinun on noudatettava lämpötilaolosuhteita, joissa asema toimii. Valmistajat takaavat kiintolevyn häiriöttömän toiminnan ympäristön lämpötiloissa 0 C - 50 C, vaikka periaatteessa ilman vakavia seurauksia voit muuttaa rajoja vähintään 10 astetta molempiin suuntiin.
Suurilla lämpötilapoikkeamilla ei välttämättä muodostu vaaditun paksuista ilmakerrosta, mikä johtaa magneettisen kerroksen vaurioitumiseen.

Yleisesti ottaen HDD-valmistajat kiinnittävät melko paljon huomiota tuotteidensa luotettavuuteen.

Suurin ongelma on vieraiden hiukkasten pääsy levyn sisään.

Vertailun vuoksi: tupakansavun hiukkanen on kaksi kertaa pinnan ja pään välinen etäisyys, ihmisen hiuksen paksuus on 5-10 kertaa suurempi.
Päälle kohtaaminen tällaisten esineiden kanssa johtaa voimakkaaseen iskuun ja sen seurauksena osittaiseen vaurioon tai täydelliseen epäonnistumiseen.
Ulkoisesti tämä on havaittavissa useiden säännöllisesti sijaitsevien käyttökelvottomien klustereiden ilmaantuessa.

Lyhytaikaiset, suuret kiihtyvyydet (ylikuormitukset), joita esiintyy iskujen, putoamisen jne. aikana, ovat vaarallisia. Esimerkiksi törmäyksestä pää osuu jyrkästi magneettiin
kerros ja aiheuttaa sen tuhoutumisen vastaavassa paikassa. Tai päinvastoin, se ensin liikkuu vastakkaiseen suuntaan, ja sitten kimmovoiman vaikutuksesta se osuu pintaan kuin jousi.
Tämän seurauksena koteloon ilmestyy magneettisen pinnoitteen hiukkasia, jotka taas voivat vahingoittaa päätä.

Sinun ei pitäisi ajatella, että keskipakovoiman vaikutuksesta ne lentävät pois levyltä - magneettikerroksesta
houkuttelee heidät lujasti luoksesi. Periaatteessa kauheat seuraukset eivät ole itse vaikutus (voit jotenkin tyytyä tietyn määrän klustereita menettämiseen), vaan se, että muodostuu hiukkasia, jotka varmasti aiheuttavat lisävaurioita levylle.

Tällaisten erittäin epämiellyttävien tapausten estämiseksi useat yritykset turvautuvat kaikenlaisiin temppuihin. Pelkän levykomponenttien mekaanisen lujuuden lisäämisen lisäksi käytetään myös älykästä S.M.A.R.T.-tekniikkaa, joka valvoo tallennuksen luotettavuutta ja tietovälineen tietojen turvallisuutta (katso yllä).

Itse asiassa levyä ei ole aina alustettu täyteen kapasiteettiin, ja siinä on jonkin verran varausta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että kantolaitteen valmistaminen on lähes mahdotonta
jossa ehdottomasti koko pinta olisi laadukas, tulee varmasti huonoja klustereita (vikoja). Kun levy on alustettu matalalla tasolla, sen elektroniikka on konfiguroitu niin
niin, että se ohittaa nämä vialliset alueet ja on täysin näkymätöntä käyttäjälle, että tietovälineessä on vika. Mutta jos ne ovat näkyvissä (esimerkiksi muotoilun jälkeen
apuohjelma näyttää niiden numeron muun kuin nollan), tämä on jo erittäin huono.

Jos takuu ei ole umpeutunut (ja mielestäni on parasta ostaa takuulla varustettu kiintolevy), vie levy välittömästi myyjälle ja vaadi median vaihtoa tai rahan palautusta.
Myyjä alkaa tietysti heti sanoa, että pari viallista aluetta ei ole syytä huoleen, mutta älä usko häntä. Kuten jo mainittiin, tämä pari aiheuttaa todennäköisesti paljon enemmän, ja myöhemmin kiintolevyn täydellinen vika on mahdollista.

Käyttökunnossa oleva levy on erityisen herkkä vaurioille, joten tietokonetta ei pidä sijoittaa paikkaan, jossa se voi altistua erilaisille iskuille, tärinälle ja niin edelleen.

Kiintolevyn valmistelu työhön

Aloitetaan aivan alusta. Oletetaan, että ostit kiintolevyn ja kaapelin sitä varten erikseen tietokoneesta.
(Tosiasia on, että kun ostat kootun tietokoneen, saat levyn käyttövalmiina).

Muutama sana sen käsittelystä. Kiintolevyasema on erittäin monimutkainen tuote, joka sisältää elektroniikan lisäksi tarkkuusmekaniikkaa.
Siksi se vaatii huolellista käsittelyä - iskut, putoukset ja voimakas tärinä voivat vahingoittaa sen mekaanista osaa. Pääsääntöisesti käyttölevy sisältää monia pienikokoisia elementtejä, eikä sitä ole peitetty kestävillä kansilla. Tästä syystä sen turvallisuudesta on huolehdittava.
Ensimmäinen asia, joka sinun tulee tehdä, kun saat kiintolevyn, on lukea sen mukana tulleet asiakirjat - se sisältää todennäköisesti paljon hyödyllistä ja mielenkiintoista tietoa. Tässä tapauksessa sinun tulee kiinnittää huomiota seuraaviin kohtiin:

levyn asetukset (asennus) määrittävien jumpperien läsnäolo ja asetusvaihtoehdot, esimerkiksi sellaisen parametrin määrittäminen levyn fyysiseksi nimeksi (ne voivat olla läsnä, mutta niitä ei välttämättä ole),
päiden, sylinterien, levyjen sektorien lukumäärä, esikompensointitaso ja levytyyppi. Sinun on annettava nämä tiedot, kun tietokoneen asennusohjelma niin pyytää.
Kaikkia näitä tietoja tarvitaan alustattaessa levyä ja valmisteltaessa konetta toimimaan sen kanssa.
Jos tietokone itse ei tunnista kiintolevysi parametreja, suurempi ongelma on sellaisen aseman asentaminen, josta ei ole dokumentaatiota.
Useimmissa kiintolevyissä on tarroja, joissa on valmistajan nimi, laitteen tyyppi (merkki) sekä taulukko kappaleista, joita ei saa käyttää.
Lisäksi taajuusmuuttaja voi sisältää tietoa päiden, sylinterien ja sektoreiden lukumäärästä sekä esikompensoinnin tasosta.

Ollakseni rehellinen, on sanottava, että usein vain sen nimi on kirjoitettu levylle. Mutta myös tässä tapauksessa voit löytää tarvittavat tiedot joko hakuteoksesta,
tai soittamalla yrityksen edustustoon. On tärkeää saada vastaukset kolmeen kysymykseen:

Miten jumpperit tulee asettaa, jotta asemaa voidaan käyttää master\slave-asemana?
Kuinka monta sylinteriä ja päätä on levyllä, kuinka monta sektoria raitaa kohti, mikä on esikompensaatioarvo?
Mikä levytyyppi ROM BIOSiin tallennetuista levyistä sopii parhaiten tähän asemaan?

Kun nämä tiedot ovat käsissäsi, voit jatkaa kiintolevyn asentamista.

Asenna kiintolevy tietokoneeseesi seuraavasti:

Irrota koko järjestelmäyksikkö virtalähteestä ja poista kansi.
Liitä kiintolevyn kaapeli emolevyn ohjaimeen. Jos asennat toista levyä, voit käyttää ensimmäisen kaapelia, jos siinä on lisäliitin, mutta sinun on muistettava, että eri kiintolevyjen toimintanopeutta verrataan hitaampaan puoleen.
Vaihda tarvittaessa hyppyjohtimet kiintolevyn käyttötavan mukaan.
Asenna asema vapaaseen tilaan ja kytke kaapeli levyllä olevasta ohjaimesta punaisella raidalla olevaan kovalevyn liittimeen virtalähteeseen, virtalähdekaapeliin.
Kiinnitä kiintolevy tukevasti neljällä pultilla molemmilta puolilta, järjestä kaapelit tietokoneen sisällä niin, että et leikkaa niitä sulkeessasi kantta,
Sulje järjestelmäyksikkö.
Jos tietokone ei itse tunnista kiintolevyä, muuta tietokoneen asetuksia Setup-ohjelmalla, jotta tietokone tietää, että siihen on lisätty uusi laite.

Kiintolevyjen valmistajat

Saman kapasiteetin kiintolevyillä (mutta eri valmistajilta) on yleensä enemmän tai vähemmän samanlaiset ominaisuudet, ja erot ilmenevät pääasiassa kotelon suunnittelussa, muototekijässä (eli mitoissa) ja takuuajassa. Lisäksi on syytä mainita erityisesti jälkimmäinen: nykyaikaisen kiintolevyn tiedon hinta on usein monta kertaa korkeampi kuin sen oma hinta.

Jos levylläsi on ongelmia, sen korjaaminen tarkoittaa usein vain tietojesi altistamista lisäriskille.
Paljon järkevämpi tapa on vaihtaa viallinen laite uuteen.
Leijonanosa Venäjän (eikä vain) markkinoiden kiintolevyistä koostuu IBM:n, Maxtorin, Fujitsun, Western Digitalin (WD), Seagaten ja Quantumin tuotteista.

tämän tyyppistä asemaa valmistavan valmistajan nimi,

Yhtiö Quantum (www. quantum. com.) vuonna 1980 perustettu yritys on yksi levyasemamarkkinoiden veteraaneista. Yritys tunnetaan innovatiivisista teknisistä ratkaisuistaan, joiden tavoitteena on parantaa kiintolevyjen luotettavuutta ja suorituskykyä, tietojen käyttöaikaa levyllä ja luku-/kirjoitusnopeutta levylle sekä kykyä ilmoittaa mahdollisista tulevista ongelmista, jotka voivat johtaa tietojen katoamiseen. tai levyvika.

— Yksi Quantumin omistamista teknologioista on SPS (Shock Protection System), joka on suunniteltu suojaamaan levyä iskuilta.

- sisäänrakennettu DPS (Data Protection System) -ohjelma, joka on suunniteltu säilyttämään arvokkain asia - niille tallennetut tiedot.

Yhtiö Western Digital (www.wdс.com.) Se on myös yksi vanhimmista levyasemia valmistavista yrityksistä, ja se on kokenut historiansa ylä- ja alamäkiä.
Yritys on hiljattain pystynyt tuomaan uusimmat tekniikat levyilleen. Niistä kannattaa mainita oma kehitystyömme - Data Lifeguard -teknologia, joka on S.M.A.R.T. -järjestelmän jatkokehitys. Se yrittää loogisesti saattaa ketjun loppuun.

Tämän tekniikan mukaan levyn pintaa tarkistetaan säännöllisesti sinä aikana, kun järjestelmä ei käytä sitä. Tämä lukee tiedot ja tarkistaa niiden eheyden. Jos sektoria käytettäessä havaitaan ongelmia, tiedot siirretään toiselle sektorille.
Tieto viallisista sektoreista syötetään sisäiseen vikaluetteloon, joka estää tulevien merkintöjen viallisiin sektoreihin tulevaisuudessa.

Kiinteä Seagate (www.seagate.com) erittäin kuuluisa markkinoillamme. Muuten, suosittelen tämän yrityksen kovalevyjä, koska ne ovat erittäin luotettavia ja kestäviä.

Vuonna 1998 hän kiinnitti jälleen huomiota itseensä julkaisemalla sarjan Medalist Pro -levyjä
pyörimisnopeudella 7200 rpm, käyttämällä tähän erityisiä laakereita. Aikaisemmin tätä nopeutta käytettiin vain SCSI-liitäntäasemissa, mikä mahdollisti suorituskyvyn lisäämisen. Sama sarja käyttää SeaShield System -tekniikkaa, joka on suunniteltu parantamaan levyn ja sille tallennettujen tietojen suojaa sähköstaattisilta vaikutuksilta ja iskuilta. Samalla myös sähkömagneettisen säteilyn vaikutus vähenee.

Kaikki valmistetut levyt tukevat S.M.A.R.T-tekniikkaa.
Seagaten uudet asemat sisältävät SeaShield-järjestelmän parannetun version, jossa on enemmän ominaisuuksia.
On merkittävää, että Seagate julkisti alan korkeimman iskunkestävyyden päivitetyistä sarjasta - 300G, kun se ei ole käytössä.

Kiinteä IBM (www. storage. ibm. com) Vaikka se ei viime aikoihin asti ollut suuri toimittaja Venäjän kiintolevymarkkinoilla, se onnistui nopeasti saavuttamaan hyvän maineen nopeiden ja luotettavien levyasemiensa ansiosta.

Kiinteä Fujitsu (www.fujitsu.com) on suuri ja kokenut levyasemien valmistaja, ei vain magneettisten, vaan myös optisten ja magneto-optisten.
Totta, yritys ei suinkaan ole johtaja IDE-liitännällä varustettujen kiintolevyjen markkinoilla: se hallitsee (eri tutkimusten mukaan) noin 4% näistä markkinoista, ja sen pääintressit ovat SCSI-laitteiden alalla.

Terminologinen sanakirja

Koska joitakin sen toiminnassa tärkeitä käyttöelementtejä pidetään usein abstrakteina käsitteinä, tärkeimmät termit selitetään alla.

Kirjautumisaika— Aika, joka kiintolevyasemalta vaaditaan tietojen etsimiseen ja siirtämiseen muistista tai muistista.
Kiintolevyasemien suorituskyky määräytyy usein pääsyn (hakuajan) perusteella.

Klusteri- pienin tilayksikkö, jolla käyttöjärjestelmä toimii tiedostojen sijaintitaulukossa. Tyypillisesti klusteri koostuu 2-4-8 tai useammasta sektorista.
Sektoreiden määrä riippuu levyn tyypistä. Klusterien etsiminen yksittäisten sektoreiden sijaan vähentää käyttöjärjestelmän aikakustannuksia. Suuret klusterit tarjoavat nopeamman suorituskyvyn
asema, koska klusterien määrä on tässä tapauksessa pienempi, mutta levytilaa (tilaa) käytetään huonommin, koska monet tiedostot voivat olla pienempiä kuin klusteri ja klusterin jäljellä olevia tavuja ei käytetä.

Ohjain (ohjain)- piirit, jotka sijaitsevat yleensä laajennuskortilla ja jotka ohjaavat kiintolevyaseman toimintaa, mukaan lukien pään liikuttamista sekä tietojen lukemista ja kirjoittamista.

Sylinteri- raidat sijaitsevat toisiaan vastapäätä kaikkien levyjen kaikilla puolilla.

Ajopää- mekanismi, joka liikkuu kiintolevyn pintaa pitkin ja mahdollistaa tietojen sähkömagneettisen tallennuksen tai lukemisen.

Tiedostojen varaustaulukko (FAT)- käyttöjärjestelmän luoma tietue, joka seuraa kunkin tiedoston sijoittelua levyllä ja mitä sektoreita käytetään ja jotka ovat ilmaisia uuden tiedon kirjoittamiseen niille.

Pään väli— aseman pään ja levyn pinnan välinen etäisyys.

Limittää— levyn pyörimisnopeuden ja levyn sektoreiden järjestyksen välinen suhde. Tyypillisesti levyn pyörimisnopeus ylittää tietokoneen kyvyn vastaanottaa tietoja levyltä. Kun ohjain lukee tiedot, seuraava peräkkäinen sektori on jo ohittanut pään. Siksi tiedot kirjoitetaan levylle yhden tai kahden sektorin kautta. Voit muuttaa raidoitusjärjestystä käyttämällä erityistä ohjelmistoa levyä alustaessasi.

Looginen asema- tietyt kiintolevyn työpinnan osat, joita pidetään erillisinä asemina.
Joitakin loogisia asemia voidaan käyttää muissa käyttöjärjestelmissä, kuten UNIXissa.

Pysäköinti- Siirrä asemapäät tiettyyn kohtaan ja kiinnitä ne paikallaan levyn käyttämättömien osien yläpuolelle, jotta minimoidaan vauriot, kun asemaa ravistellaan, kun päät osuvat levyn pintaan.

Osiointi– kiintolevyn jakaminen loogisiin asemiin. Kaikki levyt on osioitu, vaikka pienillä levyillä voi olla vain yksi osio.

Levy (lautanen)- itse metallilevy, joka on päällystetty magneettisella materiaalilla, jolle tiedot tallennetaan. Kiintolevyllä on yleensä useampi kuin yksi levy.

RLL (ajon pituus rajoitettu)- Joidenkin ohjainlaitteiden käyttämä koodauspiiri lisäämään sektorien määrää raitaa kohden, jotta siihen mahtuu enemmän dataa.

sektori- Levyraitajako, joka edustaa aseman käyttämää peruskoon yksikköä. Käyttöjärjestelmän sektorit sisältävät tyypillisesti 512 tavua.

Paikannusaika (hakuaika)- aika, joka kuluu pään siirtymiseen raiteelta, jolle se on asennettu, jollekin muulle halutulle radalle.

Seurata- levyn samankeskinen jako. Kappaleet ovat samanlaisia kuin levyn kappaleet. Toisin kuin levyn raidat, jotka ovat jatkuvaa spiraalia, levyn raidat ovat muodoltaan pyöreitä. Jäljet on puolestaan jaettu klustereihin ja sektoreihin.

Hakuaika kappaleelta kappaleelle— aika, joka tarvitaan käyttöpään siirtymiseen viereiselle raiteelle.

Siirtonopeus- levyn ja tietokoneen välillä siirretyn tiedon määrä aikayksikköä kohti. Se sisältää myös ajan, joka kuluu kappaleen etsimiseen.