Kiintolevy - mikä se on? Kiintolevyjen ominaisuudet. Mikä on HDD

HDD on tiedontallennuslaite - kovamagneettinen levyasema. "HDD" on lyhenne englanninkielisestä lauseesta Hard Disk Drive. Muut kiintolevyjen nimet: kovalevy, kovalevy, HDD, ruuvi, kova, tina, tina.

Mihin HDD on tarkoitettu?

HDD:tä käytetään tietojen tallentamiseen. Kiintolevyllä olevia tietoja kutsutaan tiedoiksi. Levyn tiedot on järjestetty tiedostojärjestelmän avulla ja ne esitetään tiedostoina.

HDD on tietokoneen muisti. Älä sekoita sitä RAM-muistiin. Kiintolevy on haihtumaton muisti, RAM on haihtuvaa.

Kiintolevy on nyt tärkein tallennuslaite, ja jos sinulla on tietokone, sinulla on ruuvi.

Kiintolevyn toimintaperiaate

Kiintolevyt eli kiintolevyt toimivat samalla tavalla kuin laite, jonka kaikki ovat pitkään unohtaneet - "soitin", jossa on pyörivä levy ja neula musiikin toistamiseen. Kiintolevyissä käytetyt muunnoselementit (luku-/kirjoituspäät) ovat samanlaisia kuin luku-/kirjoituspäät, joita käytetään videonauhureissa ja stereokasettinauhureissa magneettisen median tietojen saamiseksi.

Kiintolevyt tallentavat tiedot pyörivälle metalli- tai lasilevylle, joka on päällystetty magneettisella materiaalilla. Yleensä levy koostuu useista levyistä, jotka on yhdistetty yhteisellä sauvalla - karalla. Jokainen levy on vinyylilevyn kaltainen levy, jonka äänitys soi levysoittimesta. Tiedot tallennetaan yleensä levyn molemmille puolille.

Kun levy pyörii, pääksi kutsuttu elementti lukee tai kirjoittaa binääridataa magneettiselle tietovälineelle. Tieto kirjoitetaan levylle jollain koodausmenetelmällä, jota on monia. Koodausmenetelmän ja tallennustiheyden määrää levyohjain.

Syventymättä tarkemmin HDD:n toimintaperiaatteen kuvaukseen, voidaan sanoa, että kovalevy on itse asiassa supersoitin, jonka sisällä on nippu (tai ehkä vain yksi) gramofonilevyjä. Vaikka tietysti laitteen monimutkaisuuden kannalta pelaaja ei valehteli sen kanssa.

HDD:n menneisyys ja tulevaisuus

Ensimmäisen kiintolevyn kehitti IBM 70-luvun alussa.

Vuonna 1983, kun ensimmäinen IBM PC/XT -tietokone julkaistiin, Seagate Technologyn kiintolevy ilmestyi tuhansien uusien, yhä villien käyttäjien elämään. Varhainen kiintolevyliittymä, jonka on kehittänyt Alan Shugart (Seagate Technologyn perustaja), oli kiintolevyjen de facto standardi useiden vuosien ajan. Seagaten myöhempi kehitys muodosti ESDI- ja IDE-rajapintojen perustan. Shugart kehitti myös SCSI-rajapinnan, jota käytetään nykyään monissa nykyaikaisissa tietokoneissa.

Muuten, Seagate-kiintolevyt ovat nyt myydyimmät Euroopassa. Ja kuka Venäjällä ei tunne kuuluisia Barracudaja?

Kiintolevytekniikan kehityksen tärkein suunta on aina ollut niiden (tallennus)kapasiteetin lisääminen. Edistystä tällä alalla vauhdittavat erityisesti jatkuvasti kasvavat ohjelmistovaatimukset. Asemien kapasiteetin lisääminen on mahdollista joko lisäämällä itse asemien kokoa tai lisäämällä tiedon tallennustiheyttä. HDD-kokojen kasvuraja on saavutettu, tiedon tallennustiheyden rajaa ei ole vielä saavutettu. Mutta se ei kestä kauan.

Tarvitsee tietää

1. HDD on monimutkainen väline tietojen tallentamiseen

2. Kiintolevy on lyhytikäinen ja tuskin kestää yli kolmea vuotta jatkuvassa käytössä.

3. On erittäin epätoivottavaa kantaa kovalevyä (jossain), pyörittää sitä käsissäsi tai jopa poistaa sitä tietokoneen kotelosta. Winchester on erittäin herkkä tärinälle!

4. HDD:n sisäinen rakenne on hyvin monimutkainen. Jos menit kerran nuorten radioamatöörien piiriin, tämä ei tarkoita ollenkaan, että voit nyt korjata kiintolevyt. Kiintolevyjen korjaaminen vaatii muutakin kuin vain juotosraudan!

5. Niiden, jotka haluavat puuhata laitteiston kanssa, on muistettava, että avaamalla levyn HDA:n teet siten lopun sekä tiedoista että itse kiintolevystä

6. Tallennusturvallisuuden kannalta tallennusvälineet voidaan järjestää tähän järjestykseen (tietohäviön riski kasvaa): pää, paperi, kovalevy. Älä tallenna tärkeitä tietoja kiintolevylle! Ja jos on, tee aina varmuuskopiot!

7. Jos kiintolevylläsi olevat tiedot eivät jostain syystä ole käytettävissä, älä yritä palauttaa niitä! Todennäköisesti tuhoat sen vain kokonaan - on parempi kääntyä ammattilaisten puoleen. Tietojen palauttaminen ei ole iso juttu!

8. Sana "HDD" on likainen sana, eikä sitä käytetä kohteliaassa yhteiskunnassa, se luonnehtii jotain (lievästi sanottuna) epäluotettavaa, lyhytaikaista ja inhottavaa

Jokaisessa tietokoneessa on kiintolevy tai, kuten sitä usein kutsutaan, kiintolevy, joka on kaiken tietokoneen ja sen käyttäjän käyttämien tietojen tärkein tallennuspaikka. Kiintolevylle on tallennettu asennettu käyttöjärjestelmä, kaikki käyttäjän käyttämät ohjelmat ja tiedot. Prosessori ottaa käsittelyyn tarvittavat tiedot kiintolevyltä ja kirjoittaa ne sitten takaisin medialle. Kiintolevylle tallennetun tiedon määrä riippuu sen koosta.

Ensimmäiset kiintolevymallit mahdollistivat jopa 10 Mt:n tiedon tallentamisen levyilleen, mikä oli tuohon aikaan paljon. Nykyään moderniin mediaan voidaan tallentaa tuhansia ja kymmeniä tuhansia megatavuja. Nykyaikaisten mallien muistikapasiteetti lasketaan gigatavuina ja teratavuina. Tämä mahdollistaa valtavan määrän elokuvia, musiikkia, videoita, pelejä ja muuta dataa. Kiintolevyn muistin määrän merkittävä kasvu liittyy tietotekniikan asteittaiseen kehitykseen, jonka seurauksena elokuvat, pelit ja muu data vievät yhä enemmän vapaata tilaa.

Kiintolevyjen suunnitteluominaisuudet

Nykyaikainen kiintolevy koostuu useista metallilevyistä, joille tiedot tallennetaan. Levyt on päällystetty rautaoksidilla tai muulla erityisellä yhdisteellä, joka voi tallentaa magneettikentän vaikutuksia. Levyjen määrä riippuu median tilavuudesta ja vaihtelee yleensä 1 - 3. Metallilevyt ovat ihanteellisesti tasaisia, sileitä ja tasapainoisia, minkä ansiosta ne voivat pyöriä suurella nopeudella standardin mukaan, se voi olla 5400, 7200; tai 10000 rpm.

Erikoispäät liikkuvat levyjä pitkin korkeimmalla paikannustarkkuudella. Jokaisella levyllä on 2 magneettipäätä. Tietojen lukeminen levyjen pinnalta suoritetaan asentamalla erityisiä magnetoresistiivisiä päitä, jotka toimivat riippuen siitä, kuinka levyn pinnalla oleva magneettikenttä muuttuu. Tiedot siirretään tietokoneelle analogisen signaalin vastaanottamisen seurauksena, joka muuttuu digitaaliseen muotoon.

Levyillä tiedot sijaitsevat ympyrän ympärillä olevissa raidoissa. Magneettipäät liikkuvat raitoja pitkin, jotta medialle tallennettuja tietoja voidaan käsitellä. Päät liikutetaan erityisellä solenoidikäytöllä. Tällaiset päät voivat päästä mihin tahansa kohtaan levyllä suuren pyörimisnopeutensa vuoksi. Päät sijaitsevat levyjen molemmilla puolilla, joten jokainen niistä tekee työtä toisella puolella ja on täysin vastuussa siitä.

Kiintolevyn sektoriin voit tallentaa 512 tavua tietoa, ja jokainen kiintolevyn raita koostuu useista sektoreista. Kiintolevylle tallennettavan tiedon enimmäismäärä riippuu sektoreiden, päiden ja sylinterien lukumäärästä. Kiintolevyillä voi olla sama määrä levyjä, mutta niiden muistikapasiteetti on täysin erilainen. Tämä johtuu siitä, että kapasiteetin lisäämiseksi on kätevämpää lisätä kunkin levyn sektorien tiheyttä kuin lisätä niiden määrää, mikä johtaa median koon merkittävään kasvuun. Tietotekniikan kehitys johtaa siihen, että jokainen PC-komponentti pienenee ulkomitoiltaan, ja päinvastoin, ominaisuudet kasvavat.

On olemassa sellaisia käsitteitä kuin fyysinen ja looginen levyn sijoittaminen. Fyysinen on se, miten tallennusväline on rakennettu sisällä, ja looginen on se, miten tietokone näkee sen. Todellisuudessa fyysinen ja looginen ovat täysin erilaisia. Jos kiintolevyn sisään voidaan asentaa fyysisesti esimerkiksi 3 levyä, niin loogisesti niitä voi olla mikä tahansa määrä ja minkä kokoinen yksi looginen levy voi olla kahden tai useamman fyysisen levyn kokoinen ja päinvastoin.

Kiintolevyjen valmistuksen aikana on lähes mahdotonta välttää sektoreiden tai raitojen vahingoittumista, mutta niitä ei käytetä, eivätkä media huomioi niitä merkintöjen vuoksi.

On olemassa kiintolevyjä, jotka on suunniteltu käytettäväksi kotitietokoneissa ja muita palvelimissa. Jälkimmäisille asetetaan paljon korkeammat vaatimukset, koska ne työskentelevät merkittävällä kuormalla ja niiden on tarjottava korkea tuottavuus ja nopeus.

Kiintolevyjen ominaisuudet

Jotta voit valita oikean kiintolevyn, joka sopii tiettyyn tarkoitukseen, sinun on ymmärrettävä suuri määrä ominaisuuksia. Ensimmäinen asia, johon sinun tulee kiinnittää huomiota, on muototekijä. Pöytätietokoneisiin asennetaan 3,5 tuuman kiintolevyt ja kannettaviin 2,5 tuuman kiintolevyt. On myös muita vähemmän yleisiä muototekijöitä. Toinen tärkeä parametri on liitäntä, jonka kautta laite liitetään tietokoneeseen. PC:t käyttävät erilaisia SATA-liitännän muunnelmia.

Yksi tärkeimmistä parametreista on kapasiteetti, joka määrittää laitteeseen tallennetun tiedon määrän. Sen akselin pyörimisnopeus, jolla levyt sijaitsevat, vaikuttaa tiedon kanssa työskentelyn nopeuteen.

Kiintolevyä valittaessa kannattaa kiinnittää huomiota puskurin kokoon, joka vaikuttaa suoraan laitteen tiedonkäsittelyn nopeuteen.

Jokainen kiintolevy pitää melua käytön aikana, kuten mikä tahansa muu mekaaninen laite. Käytön aikana melu voi aiheuttaa merkittäviä haittoja, joten sinun on kiinnitettävä huomiota sen tasoon valittaessa tietokoneellesi sopivaa mallia.

Jos aiot siirtää laitteen usein tietokoneesta toiseen, sellainen parametri kuin iskunkestävyys on tärkeä. Mitä korkeampi se on, sitä epätodennäköisemmin se menettää tietoja törmäyksen aikana tai vahingoittaa kiintolevyä.

Tietojen kanssa työskennellessä levy antaa pyydetyt tiedot tietyllä nopeudella. Tämä ilmaisin on nimeltään "Random Access Time" ja mitä pienempi se on, sitä nopeammin pyyntö lähetetään.

Kun ymmärrät nykyaikaisten kiintolevyjen kaikki parametrit, ominaisuudet ja suunnittelun, voit nopeasti valita sopivan kiintolevyn suorittaaksesi tehtäväsi tietokoneellasi.

minänternal hdd mikä se on

Kovalevy, lyhennettynä hdd, on yksi nykyaikaisen tietokoneen tärkeimmistä, kalleimmista ja monimutkaisimmista komponenteista. HDD on suunniteltu PC:n käyttämien suurten tietomäärien, käyttöjärjestelmätiedostojen ja ohjelmien pitkäaikaiseen tallentamiseen. Käyttöjärjestelmä ladataan kiintolevyltä tai, kuten tietojenkäsittelytieteilijät kutsuvat sitä "ruuviksi". Jos levy epäonnistuu, joudut käyttämään paljon rahaa uuden kiintolevyn ostamiseen. Mutta mikä tärkeintä, kaikki tiedot menetetään, jos varmuuskopiota ei ole luotu etukäteen.

Kiintolevyt ovat:
— ulkoinen — ulkoinen kiintolevy;
— sisäinen — sisäinen kiintolevy.

Sisäisen HDD:n valinnan ominaisuudet.

Järjestelmäyksikön kotelon sisällä on sisäinen hdd, mikä se on ja mitä etsiä ostettaessa. Kiintolevyt on suunniteltu tallentamaan tietoja ja lataamaan käyttöjärjestelmä. Kiintolevyt, jotka varmistavat käyttöjärjestelmän luotettavan ja tehokkaan toiminnan, ovat lisääntyneet. Vaatimukset sisäiselle hdd:lle, jonka päätehtävänä on tallentaa ja käsitellä tietoa, ovat täysin erilaiset.
Valintaongelma on ratkaistu kyvyllä asentaa useita kiintolevyjä nykyaikaisiin tietokoneisiin, joista jokainen suorittaa omat tehtävänsä.

Sisäisiä sisäisiä kiintolevyjä on saatavana henkilökohtaisiin tietokoneisiin ja kannettaviin tietokoneisiin. Ne eroavat kooltaan:
- 3,55 tuumaa PC:lle;
- 2,5 tuumaa - kannettavalle tietokoneelle.

Kiintolevyn parametrit.

Uuden laitteen hankintatarve syntyy kahdessa tapauksessa: toimivan kiintolevyn kapasiteetti ei riitä tietokoneen normaaliin toimintaan tai vanha levy on vioittunut.
Kiintolevy on yksi epäluotettavimmista PC-komponenteista, koska siinä yhdistyy monimutkainen mekaaninen osa ja elektroniset levyt. Lisäksi mekaniikka ei kestä fyysisiä iskuja: tärinää, tärinää, iskuja. Mistä tiedät, onko kovalevysi huono? Jos laitteessa on ongelmia, tietokone voi käynnistyä uudelleen milloin tahansa, jäätyä käytön aikana tai sammua.
Mitä on parempi tehdä: ostaa uusi kiintolevy vai korjata vanha? Vastaus on selvä: uuden sisäisen kiintolevyn ostaminen on helpompaa ja halvempaa. Näitä laitteita korjataan harvoin.

Kun valitset kovalevyä, sinun on otettava huomioon kolme pääparametria:

1. Liitäntätyyppi.
Aseman on oltava täysin yhteensopiva emolevyn kanssa. Käyttöliittymävaihtoehtoja on useita: SCSI, SATA, IDE ja SAS. IDE-liitäntä sopii vain vanhemmille tietokoneille. Tällä hetkellä käytetään useimmiten eri SATA-versioita. Nykyaikaiset käyttöliittymät asemien yhdistämiseen mahdollistavat tiedostojen käsittelyn paljon nopeammin.

2. Suorituskyky.
Levyn nopeuteen vaikuttaa karan nopeus. On olemassa vakiopyörimisnopeuksia: 5400 - 7200 rpm. Kuinka tehdä oikea valinta? 5400 rpm riittää tietojen tallentamiseen, jos sinun on asennettava järjestelmiä ja ohjelmia, sinun on valittava ruuvi, jonka parametrit ovat -7200 rpm. "Vihreille" käytöille, joiden nopeus on 5400 rpm, on ominaista alhainen energiankulutus ja hiljainen toiminta. Enemmän kierroksia takaavat nopeammat luku- ja kirjoitusnopeudet.
On malleja, joiden nopeudet ovat 10 000 - 15 000 rpm. Käytetään yksinomaan palvelimiin ja ammattikäyttöön.

Välimuistipuskuri - välimuisti, vaikuttaa myös sisäisen kiintolevyn suorituskykyyn. Välimuistin arvot vaihtelevat 8 - 64 Mt. Mitä suurempi välimuistin koko, sitä nopeampi ruuvi:
— 8 Mt riittää 500 – 750 Gt:lle;
– 16 Mt – 1 Tt:lle.

3. Kapasiteetti.
Kiintolevyn kapasiteetti mitataan laitteeseen mahtuvan tietomäärän mukaan. Ensimmäisten sisäisten kiintolevyjen kapasiteetti oli vain 60 Mt. Pienin kiintolevykapasiteetti nykyään on 160 Gt. Nykyaikaisten laitteiden arvot ovat useimmiten 200 - 500 Gt. Joidenkin laitteiden koko voi olla jopa 3 TB.
Keskity valinnassa tarpeisiisi ja taloudellisiin mahdollisuuksiin: mitä suurempi kapasiteetti, sitä enemmän tietoa mahtuu, mutta myös hinta nousee merkittävästi.

Kaksi viimeistä parametria on melko vaikea yhdistää yhdessä laitteessa. Siksi levyt jaetaan perinteisesti:
- universaali;
- tilava;
- nopea.

Kun valitset sisäisen kiintolevyn, sinun on päätettävä toiminnallisista tehtävistä. Jos tietokoneessasi on yksi kiintolevy, on parempi valita yleismallit, jotka on valmistettu optimaalisella nopeuden ja kapasiteetin suhteella. Nopeaa kiintolevyä käytetään järjestelmälevynä. Suurten tietomäärien tallentamiseen valitaan suuren kapasiteetin levyt. Jos valinta on tehty oikein, koko järjestelmä toimii tasapainoisesti ja ilman vikoja.

Erityyppisten sisäisten kiintolevyjen edut ja haitat.

Universaaleilla on melko korkea luotettavuus, eikä niillä ole vakavia haittoja. Nopeat kiintolevyt ovat nopeuksien lisäksi myös erittäin luotettavia. Haittoja ovat nopea lämpeneminen ja melu.
Kapasitiivisia sisäisiä kiintolevyjä pidetään epäluotettavimpina, etenkin malleja, joiden kapasiteetti on yli 1 TB. Tällaisten kiintolevyjen etuja ovat alhaisempi melu, alhainen virrankulutus ja maltillinen lämmitys.

Kiintolevyn valinnan ominaisuudet kannettavalle tietokoneelle.

Kannettavat eivät tarvitse nopeita tai tilavia sisäisiä kiintolevyjä. On parasta valita universaali kiintolevy, jolla on tasapainoiset ominaisuudet.

Tärkeimmät erot kannettavan tietokoneen sisäisen kiintolevyn välillä:
1. Laitteet ovat pienempiä ja kompaktimpia.
2. Kiintolevyt asennetaan karan nopeudella 4200-5400 rpm, mikä varmistaa alhaisen virrankulutuksen.
3. Kannettavien tietokoneiden kiintolevyn kapasiteetti on enintään 200 Gt.

Kuten kannettavassa tietokoneessa

Voit vaihtaa kannettavan tietokoneen kiintolevyn itse. Yleensä tämä ei aiheuta vaikeuksia. Pääehto on varovaisuus. Kaikissa kannettavissa tietokoneissa sisäinen kiintolevy sijaitsee metallikehyksessä kotelon sisällä. Uusi kiintolevy on asetettu samaan kehykseen.
Vaihtamisen edellytyksenä on tarkistaa uuden sisäisen laitteen yhteensopivuus kannettavan tietokoneen emolevyn kanssa. Jos äskettäin ostetussa kiintolevyssä on sopimaton liitin, sitä ei voi asentaa. Siksi ennen ostamista tutustu ohjeisiin, selvitä tekniset parametrit ja määritä liitännän tyyppi. Useimmiten kiintolevyjen kytkemiseen käytetään SATA- ja IDE-liitäntöjä, jotka eroavat kaapelin ja liittimen leveydestä.

Tällä hetkellä sisäiset kiintolevyt, jotka asennetaan kannettaviin tietokoneisiin, eivät käytännössä ole suorituskyvyltään ja nopeudeltaan huonompia kuin tietokoneiden kiintolevyt. Lisäksi tiedon saannin nopeutta voidaan aina lisätä liittämällä ylimääräinen ulkoinen asema.

Valmistajat.

Tänä päivänä kärjessä on viisi pääbrändiä:: Seagate, Western Digital, Toshiba, Hitachi, Samsung. Muiden merkkien malleja toki löytyy. Mutta yleensä nämä ovat jo tunnettujen mallien lisensoituja "toistoja".
Parhaan tuotemerkin määrittäminen ei ole ollenkaan helppoa, aivan kuten kertoa, mikä kiintolevy kestää pidempään. Periaatteessa kaikki asemat ovat melko luotettavia ja niillä on melkein samat ominaisuudet. Mutta Seagate ja Western Digital ovat edelleen luotettavimpia yrityksiä.

Arvostelut eri foorumeilla auttavat sinua tekemään oikean valinnan. Kirjoita aseman merkki hakukoneeseen ja lue asiakkaiden arvosteluja. Älä luota yhteen sivustoon tai keskusteluryhmään. Käytä useita lähteitä välttääksesi rahan tuhlaamisen ja arvokkaan tiedon menettämisen. Valitse viisaasti. On tärkeää muistaa: sinun on ostettava kiintolevyt vain luotettavalta myyjältä, ei markkinoilta.

Kiintolevyt tai kiintolevyt, kuten niitä myös kutsutaan, ovat yksi tietokonejärjestelmän tärkeimmistä osista. Kaikki tietävät tämän. Mutta kaikilla nykyaikaisilla käyttäjillä ei ole edes perustietoa kiintolevyn toiminnasta. Toimintaperiaate on yleensä melko yksinkertainen perusymmärryksen kannalta, mutta on joitain vivahteita, joista keskustellaan edelleen.

Onko sinulla kysyttävää kiintolevyjen tarkoituksesta ja luokittelusta?

Kysymys tarkoituksesta on tietysti retorinen. Jokainen käyttäjä, jopa aloittelevampi käyttäjä, vastaa välittömästi, että kovalevy (alias kovalevy, alias Hard Drive tai HDD) vastaa välittömästi, että sitä käytetään tietojen tallentamiseen.

Yleisesti ottaen tämä on totta. Älä unohda, että kiintolevyllä on käyttöjärjestelmän ja käyttäjätiedostojen lisäksi käyttöjärjestelmän luomia käynnistyssektoreita, joiden ansiosta se käynnistyy, sekä tiettyjä tarroja, joiden avulla löydät nopeasti tarvittavat tiedot levy.

Nykyaikaiset mallit ovat melko erilaisia: tavalliset kiintolevyt, ulkoiset kiintolevyt, nopeat SSD-levyt, vaikka niitä ei yleensä luokitella kiintolevyiksi. Seuraavaksi ehdotetaan harkitsemaan kiintolevyn rakennetta ja toimintaperiaatetta, jos ei kokonaan, niin ainakin siten, että riittää peruskäsitteiden ja prosessien ymmärtäminen.

Huomaa, että nykyaikaisille kiintolevyille on myös erityinen luokitus joidenkin peruskriteerien mukaan, joita ovat seuraavat:

menetelmä tietojen tallentamiseksi;
mediatyyppi;
tapa järjestää tiedon saanti.

Miksi kovalevyä kutsutaan kiintolevyksi?

Nykyään monet käyttäjät ihmettelevät, miksi he kutsuvat pienaseisiin liittyviä kiintolevyjä. Vaikuttaa siltä, mikä voisi olla yhteistä näiden kahden laitteen välillä?

Itse termi ilmestyi jo vuonna 1973, jolloin markkinoille ilmestyi maailman ensimmäinen HDD, jonka muotoilu koostui kahdesta erillisestä lokerosta yhdessä suljetussa säiliössä. Jokaisen lokeron kapasiteetti oli 30 MB, minkä vuoksi insinöörit antoivat levylle koodinimen "30-30", joka oli täysin sopusoinnussa tuolloin suositun "30-30 Winchester" -asemerkin kanssa. Totta, 90-luvun alussa Amerikassa ja Euroopassa tämä nimi melkein poistui käytöstä, mutta se on edelleen suosittu neuvostoliiton jälkeisessä tilassa.

Kiintolevyn rakenne ja toimintaperiaate

Mutta poikkeamme. Kiintolevyn toimintaperiaatetta voidaan lyhyesti kuvata tietojen lukemisen tai kirjoittamisen prosesseiksi. Mutta miten tämä tapahtuu? Magneettisen kiintolevyn toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi sinun on ensin tutkittava, miten se toimii.

Itse kiintolevy on joukko levyjä, joiden lukumäärä voi vaihdella neljästä yhdeksään ja jotka on yhdistetty toisiinsa akselilla (akselilla), jota kutsutaan karaksi. Levyt sijaitsevat päällekkäin. Useimmiten niiden valmistusmateriaalit ovat alumiinia, messinkiä, keramiikkaa, lasia jne. Itse levyissä on erityinen magneettipinnoite materiaalin muodossa, nimeltään Platter, joka perustuu gammaferriittioksidiin, kromioksidiin, bariumferriittiin jne. Jokainen tällainen levy on noin 2 mm paksu.

Radiaalipäät (yksi kutakin levyä kohti) vastaavat tietojen kirjoittamisesta ja lukemisesta, ja levyissä käytetään molempia pintoja. Joille se voi vaihdella välillä 3600-7200 rpm, ja kaksi sähkömoottoria vastaavat päiden liikuttamisesta.

Tässä tapauksessa tietokoneen kiintolevyn toiminnan perusperiaate on, että tietoa ei tallenneta minne tahansa, vaan tarkasti määriteltyihin paikkoihin, joita kutsutaan sektoreiksi, jotka sijaitsevat samankeskisillä poluilla tai raiteilla. Sekaannusten välttämiseksi sovelletaan yhtenäisiä sääntöjä. Tämä tarkoittaa, että kiintolevyjen toimintaperiaatteet ovat niiden loogisen rakenteen kannalta yleismaailmallisia. Esimerkiksi yhden sektorin koko, joka on otettu yhtenäiseksi standardiksi kaikkialla maailmassa, on 512 tavua. Sektorit puolestaan jaetaan klustereihin, jotka ovat vierekkäisten sektoreiden sekvenssejä. Ja kiintolevyn toimintaperiaatteen erityispiirteet tässä suhteessa ovat, että tietojen vaihtoa suorittavat kokonaiset klusterit (kokonainen määrä sektoriketjuja).

Mutta miten tiedon lukeminen tapahtuu? Kiintolevyaseman toimintaperiaatteet ovat seuraavat: erityistä kiinnikettä käyttäen lukupää siirretään säteittäisessä (spiraali)suunnassa haluttuun rataan ja käännettäessä se sijoitetaan tietyn sektorin yläpuolelle ja kaikki päät voi liikkua samanaikaisesti ja lukea samaa tietoa paitsi eri raidoista myös eri levyiltä (levyiltä). Kaikkia teloja, joilla on sama sarjanumero, kutsutaan yleensä sylintereiksi.

Tässä tapauksessa voidaan tunnistaa vielä yksi kiintolevyn toiminnan periaate: mitä lähempänä lukupää on magneettista pintaa (mutta ei kosketa sitä), sitä suurempi on tallennustiheys.

Miten tiedot kirjoitetaan ja luetaan?

Kiintolevyjä tai kiintolevyjä kutsuttiin magneettisiksi, koska ne käyttävät Faradayn ja Maxwellin muotoilemia magnetismin fysiikan lakeja.

Kuten jo mainittiin, ei-magneettisesta herkästä materiaalista valmistetut levyt on päällystetty magneettipinnoitteella, jonka paksuus on vain muutama mikrometri. Toiminnan aikana ilmaantuu magneettikenttä, jolla on ns. domain-rakenne.

Magneettinen alue on ferroseoksen magnetoitu alue, jota rajat tiukasti rajoittavat. Edelleen kiintolevyn toimintaperiaatetta voidaan kuvata lyhyesti seuraavasti: ulkoiselle magneettikentälle altistettuna levyn oma kenttä alkaa suuntautua tiukasti magneettilinjoja pitkin, ja kun vaikutus lakkaa, ilmaantuu jäännösmagnetoitumisen vyöhykkeitä. levyille, joille aiemmin pääkenttään sisältyneet tiedot on tallennettu.

Lukupää on vastuussa ulkoisen kentän luomisesta kirjoitettaessa, ja lukemisen aikana päätä vastapäätä oleva jäännösmagnetisaatiovyöhyke luo sähkömotorisen voiman tai EMF:n. Lisäksi kaikki on yksinkertaista: EMF:n muutos vastaa yhtä binäärikoodissa, ja sen puuttuminen tai lopettaminen vastaa nollaa. EMF:n muutosaikaa kutsutaan yleensä bittielementiksi.

Lisäksi magneettinen pinta voidaan puhtaasti tietojenkäsittelytieteen näkökulmasta liittää tietyksi informaatiobittien pistesekvenssiksi. Mutta koska tällaisten pisteiden sijaintia ei voida laskea täysin tarkasti, sinun on asennettava levylle joitain ennalta määritettyjä merkkejä, jotka auttavat määrittämään halutun sijainnin. Tällaisten merkkien luomista kutsutaan formatoinniksi (karkeasti sanottuna levyn jakaminen raitoihin ja sektoreihin yhdistettynä klustereiksi).

Kiintolevyn looginen rakenne ja toimintaperiaate alustuksen kannalta

Mitä tulee HDD:n loogiseen järjestykseen, alustus tulee ensin tässä, jossa erotetaan kaksi päätyyppiä: matala (fyysinen) ja korkea (looginen). Ilman näitä vaiheita ei puhuta kiintolevyn saamisesta toimintakuntoon. Uuden kiintolevyn alustamisesta keskustellaan erikseen.

Matalan tason muotoiluun liittyy fyysinen vaikutus kiintolevyn pintaan, mikä luo sektoreita, jotka sijaitsevat raitojen varrella. On mielenkiintoista, että kiintolevyn toimintaperiaate on sellainen, että jokaisella luodulla sektorilla on oma yksilöllinen osoite, joka sisältää itse sektorin numeron, sen raidan numeron, jolla se sijaitsee, ja sivun numeron. lautasesta. Näin ollen suoraa pääsyä järjestettäessä sama RAM käyttää suoraan tiettyyn osoitteeseen sen sijaan, että etsiisi tarvittavaa tietoa koko pinnalta, minkä ansiosta suorituskyky saavutetaan (vaikka tämä ei ole tärkein asia). Huomaa, että suoritettaessa matalan tason muotoilua, ehdottomasti kaikki tiedot poistetaan, eikä niitä useimmissa tapauksissa voida palauttaa.

Toinen asia on looginen muotoilu (Windows-järjestelmissä tämä on pika- tai pikamuotoilu). Lisäksi näitä prosesseja voidaan soveltaa myös loogisten osioiden luomiseen, jotka ovat tietty osa pääkiintolevystä, jotka toimivat samoilla periaatteilla.

Looginen muotoilu vaikuttaa ensisijaisesti järjestelmäalueeseen, joka koostuu käynnistyssektorista ja osiotaulukoista (Boot record), tiedostojen varaustaulukosta (FAT, NTFS jne.) ja juurihakemistosta (Root Directory).

Tieto kirjoitetaan sektoreihin klusterin kautta useissa osissa, eikä yksi klusteri voi sisältää kahta identtistä objektia (tiedostoa). Itse asiassa loogisen osion luominen erottaa sen ikään kuin pääjärjestelmän osiosta, minkä seurauksena siihen tallennettuja tietoja ei voida muuttaa tai poistaa virheiden ja vikojen sattuessa.

HDD:n tärkeimmät ominaisuudet

Vaikuttaa siltä, että yleisesti ottaen kiintolevyn toimintaperiaate on hieman selvä. Siirrytään nyt pääominaisuuksiin, jotka antavat täydellisen kuvan kaikista nykyaikaisten kiintolevyjen ominaisuuksista (tai puutteista).

Kiintolevyn toimintaperiaate ja sen pääominaisuudet voivat olla täysin erilaisia. Ymmärtääksemme, mistä puhumme, korostetaan perusparametrit, jotka luonnehtivat kaikkia nykyään tunnettuja tiedontallennuslaitteita:

kapasiteetti (tilavuus);
suorituskyky (tietojen käyttönopeus, luku- ja kirjoitustiedot);
liitäntä (liitäntätapa, ohjaintyyppi).

Kapasiteetti edustaa tiedon kokonaismäärää, joka voidaan kirjoittaa ja tallentaa kiintolevylle. HDD-tuotantoteollisuus kehittyy niin nopeasti, että nykyään käyttöön on tullut noin 2 TB:n ja sitä suuremmat kiintolevyt. Ja kuten uskotaan, tämä ei ole raja.

Käyttöliittymä on merkittävin ominaisuus. Se määrittää tarkalleen kuinka laite on liitetty emolevyyn, mitä ohjainta käytetään, kuinka lukeminen ja kirjoittaminen tapahtuu jne. Tärkeimmät ja yleisimmät liitännät ovat IDE, SATA ja SCSI.

IDE-liitännällä varustetut levyt ovat edullisia, mutta suurimpia haittoja ovat rajoitettu määrä samanaikaisesti kytkettyjä laitteita (enintään neljä) ja alhainen tiedonsiirtonopeus (vaikka ne tukisivat Ultra DMA -suoraa muistia tai Ultra ATA -protokollia (Mode 2 ja Mode 4)). Vaikka uskotaan, että niiden käyttö mahdollistaa luku-/kirjoitusnopeuden nostamisen tasolle 16 MB/s, mutta todellisuudessa nopeus on paljon alhaisempi. Lisäksi UDMA-tilan käyttämiseen on asennettava erityinen ajuri , joka teoriassa tulisi toimittaa täydellisenä emolevyn kanssa.

Kun puhutaan kiintolevyn toimintaperiaatteesta ja sen ominaisuuksista, emme voi sivuuttaa, mikä on IDE ATA -version seuraaja. Tämän tekniikan etuna on, että luku-/kirjoitusnopeus voidaan nostaa 100 MB/s:iin käyttämällä nopeaa Fireware IEEE-1394 -väylää.

Lopuksi SCSI-liitäntä on kahteen edelliseen verrattuna joustavin ja nopein (kirjoitus-/lukunopeus saavuttaa 160 MB/s ja enemmän). Mutta tällaiset kiintolevyt maksavat melkein kaksi kertaa niin paljon. Mutta samanaikaisesti kytkettyjen tiedontallennuslaitteiden määrä vaihtelee seitsemästä viiteentoista, yhteys voidaan tehdä sammuttamatta tietokonetta ja kaapelin pituus voi olla noin 15-30 metriä. Itse asiassa tämän tyyppisiä kiintolevyjä ei käytetä enimmäkseen käyttäjien tietokoneissa, vaan palvelimissa.

Suorituskyky, joka kuvaa siirtonopeutta ja I/O-suorituskykyä, ilmaistaan yleensä siirtoajalla ja peräkkäin siirrettävän tiedon määrällä ja ilmaistaan MB/s.

Muutamia lisävaihtoehtoja

Puhuttaessa siitä, mikä on kiintolevyn toimintaperiaate ja mitkä parametrit vaikuttavat sen toimintaan, emme voi sivuuttaa joitain lisäominaisuuksia, jotka voivat vaikuttaa laitteen suorituskykyyn tai jopa käyttöikään.

Tässä ensimmäinen paikka on pyörimisnopeus, joka vaikuttaa suoraan halutun sektorin haku- ja alustusaikaan (tunnistukseen). Tämä on niin sanottu piilevä hakuaika - aika, jonka aikana vaadittu sektori pyörii kohti lukupäätä. Nykyään karan nopeudelle on otettu käyttöön useita standardeja, jotka ilmaistaan kierroksina minuutissa ja viiveaika millisekunteina:

3600 - 8,33;
4500 - 6,67;
5400 - 5,56;
7200 - 4,17.

On helppo havaita, että mitä suurempi nopeus, sitä vähemmän aikaa kuluu sektoreiden etsimiseen ja fyysisesti ilmaistuna levyn kierrosta kohden ennen pään asettamista haluttuun lautasen asentoon.

Toinen parametri on sisäinen lähetysnopeus. Ulkoisilla raiteilla se on minimaalinen, mutta kasvaa asteittaisen siirtymisen myötä sisäisiin raitoihin. Näin ollen sama eheytysprosessi, joka siirtää usein käytettyä dataa levyn nopeimpiin alueisiin, ei ole muuta kuin sen siirtämistä sisäiselle raidalle, jolla on suurempi lukunopeus. Ulkoisella nopeudella on kiinteät arvot ja se riippuu suoraan käytetystä rajapinnasta.

Lopuksi yksi tärkeimmistä seikoista liittyy kiintolevyn oman välimuistin tai puskurin olemassaoloon. Itse asiassa kiintolevyn toimintaperiaate puskurin käytön suhteen on jonkin verran samanlainen kuin RAM tai virtuaalimuisti. Mitä suurempi välimuisti (128-256 kt), sitä nopeammin kiintolevy toimii.

Tärkeimmät vaatimukset kiintolevylle

Useimmissa tapauksissa kiintolevyille ei aseteta niin monia perusvaatimuksia. Pääasia on pitkä käyttöikä ja luotettavuus.

Useimpien kiintolevyjen päästandardi on noin 5-7 vuoden käyttöikä ja käyttöaika vähintään viisisataatuhatta tuntia, mutta huippuluokan kiintolevyillä tämä luku on vähintään miljoona tuntia.

Mitä tulee luotettavuuteen, tästä vastaa itsetestaustoiminto, joka valvoo kiintolevyn yksittäisten elementtien kuntoa ja suorittaa jatkuvaa valvontaa. Kerätyn tiedon perusteella voidaan muodostaa jopa tietty ennuste mahdollisten toimintahäiriöiden esiintymisestä tulevaisuudessa.

On sanomattakin selvää, että käyttäjän ei pitäisi jäädä sivuun. Joten esimerkiksi kiintolevyn kanssa työskennellessä on erittäin tärkeää säilyttää optimaalinen lämpötila (0 - 50 ± 10 celsiusastetta), välttää kiintolevyn tärinää, iskuja ja putoamista, pölyn tai muiden pienten hiukkasten joutumista siihen. , jne. Muuten, monet tulevat On mielenkiintoista tietää, että samat tupakansavun hiukkaset ovat noin kaksi kertaa etäisyys lukupään ja kiintolevyn magneettisen pinnan ja hiuksista - 5-10 kertaa.

Alustusongelmat järjestelmässä kiintolevyä vaihdettaessa

Nyt muutama sana siitä, mihin toimiin on ryhdyttävä, jos käyttäjä jostain syystä vaihtoi kiintolevyä tai asensi uuden.

Emme kuvaile tätä prosessia täysin, vaan keskitymme vain päävaiheisiin. Ensin sinun on kytkettävä kiintolevy ja katsottava BIOS-asetuksista, onko uutta laitteistoa havaittu, alustettava se levynhallintaosiossa ja luotava käynnistystietue, luotava yksinkertainen taltio, määritettävä sille tunniste (kirjain) ja alusta se valitsemalla tiedostojärjestelmä. Vasta tämän jälkeen uusi "ruuvi" on täysin käyttövalmis.

Johtopäätös

Se on itse asiassa kaikki, mikä lyhyesti koskee nykyaikaisten kiintolevyjen perustoimintoja ja -ominaisuuksia. Ulkoisen kiintolevyn toimintaperiaatetta ei pohjimmiltaan otettu huomioon tässä, koska se ei käytännössä eroa siitä, mitä käytetään kiinteisiin kiintolevyihin. Ainoa ero on tapa liittää lisäasema tietokoneeseen tai kannettavaan tietokoneeseen. Yleisin yhteys on USB-liitännän kautta, joka on kytketty suoraan emolevyyn. Samaan aikaan, jos haluat varmistaa maksimaalisen suorituskyvyn, on parempi käyttää USB 3.0 -standardia (sisäinen portti on väritetty siniseksi), tietysti edellyttäen, että ulkoinen kiintolevy itse tukee sitä.

Muuten uskon, että monet ihmiset ovat ainakin vähän ymmärtäneet, kuinka minkä tahansa tyyppinen kovalevy toimii. Yllä annettiin ehkä liikaa aiheita, varsinkin jopa koulun fysiikan kurssilta, mutta ilman tätä ei ole mahdollista ymmärtää täysin kaikkia kiintolevyjen tuotanto- ja käyttöteknologioiden perusperiaatteita ja menetelmiä.