I dischi rigidi, o dischi rigidi come vengono anche chiamati, sono uno dei componenti più importanti di un sistema informatico. Tutti lo sanno. Ma non tutti gli utenti moderni, nemmeno in linea di principio, capiscono come funziona. HDD. Il principio di funzionamento, in generale, è abbastanza semplice per una comprensione di base, ma ci sono alcune sfumature che verranno discusse ulteriormente.

Domande sullo scopo e sulla classificazione dei dischi rigidi?

La questione dello scopo è, ovviamente, retorica. Qualsiasi utente, anche quello più entry-level, risponderà immediatamente che un disco rigido (noto anche come disco rigido, alias disco rigido o HDD) risponderà immediatamente che viene utilizzato per archiviare informazioni.

In generale, questo è vero. Non dimenticare che sul disco rigido, oltre al sistema operativo e ai file utente, sono presenti settori di avvio creati dal sistema operativo, grazie ai quali si avvia, nonché alcune etichette grazie alle quali è possibile trovare rapidamente le informazioni necessarie sul disco.

I modelli moderni sono piuttosto diversi: HDD normali, dischi rigidi esterni, unità a stato solido (SSD) ad alta velocità, sebbene non siano generalmente classificati come dischi rigidi. Successivamente, proponiamo di considerare il dispositivo e il principio di funzionamento disco rigido, se non completamente, almeno abbastanza per comprendere i termini e i processi di base.

Tieni presente che esiste anche una classificazione speciale dei moderni HDD secondo alcuni criteri di base, tra cui i seguenti:

• metodo di memorizzazione delle informazioni;
• tipo di supporto;
• modo di organizzare l’accesso alle informazioni.

Perché un disco rigido si chiama disco rigido?

Oggi molti utenti si chiedono perché chiamano i dischi rigidi correlati a Braccia piccole. Sembrerebbe, cosa potrebbe essere comune tra questi due dispositivi?

Il termine stesso è apparso nel 1973, quando è apparso sul mercato il primo HDD al mondo, il cui design consisteva in due scomparti separati in un contenitore sigillato. La capacità di ogni scomparto era di 30 MB, motivo per cui gli ingegneri diedero al disco il nome in codice "30-30", che era pienamente in sintonia con il marchio della pistola "30-30 Winchester", popolare a quel tempo. È vero, all'inizio degli anni '90 in America e in Europa questo nome quasi cadde in disuso, ma rimane ancora popolare nello spazio post-sovietico.

La struttura e il principio di funzionamento di un disco rigido

Ma stiamo divagando. Il principio di funzionamento di un disco rigido può essere brevemente descritto come i processi di lettura o scrittura delle informazioni. Ma come avviene questo? Per comprendere il principio di funzionamento di un disco rigido magnetico, devi prima studiare come funziona.

Il disco rigido stesso è un insieme di piastre, il cui numero può variare da quattro a nove, collegate tra loro da un albero (asse) chiamato mandrino. Le piastre si trovano una sopra l'altra. Molto spesso, i materiali per la loro fabbricazione sono alluminio, ottone, ceramica, vetro, ecc. Le piastre stesse hanno uno speciale rivestimento magnetico sotto forma di un materiale chiamato piatto, a base di ossido di ferrite gamma, ossido di cromo, ferrite di bario, ecc. Ciascuna di queste piastre ha uno spessore di circa 2 mm.

Le teste radiali (una per ciascuna piastra) sono responsabili della scrittura e della lettura delle informazioni e nelle piastre vengono utilizzate entrambe le superfici. Può variare da 3600 a 7200 giri al minuto e due motori elettrici sono responsabili del movimento delle teste.

In questo caso, il principio di base del funzionamento del disco rigido del computer è che le informazioni non vengono registrate ovunque, ma in posizioni rigorosamente definite, chiamate settori, che si trovano su percorsi o tracce concentriche. Per evitare confusione, si applicano regole uniformi. Ciò significa che i principi di funzionamento dei dischi rigidi, dal punto di vista della loro struttura logica, sono universali. Ad esempio, la dimensione di un settore, adottata come standard uniforme in tutto il mondo, è di 512 byte. A loro volta, i settori sono divisi in cluster, che sono sequenze di settori adiacenti. E le peculiarità del principio di funzionamento del disco rigido a questo proposito sono che lo scambio di informazioni viene effettuato da interi cluster (un numero intero di catene di settori).

Ma come avviene la lettura delle informazioni? I principi di funzionamento di un'unità disco magnetico rigido sono i seguenti: utilizzando una staffa speciale, la testina di lettura viene spostata in direzione radiale (spirale) sulla traccia desiderata e, quando ruotata, viene posizionata sopra un determinato settore, e tutte le testine possono muoversi simultaneamente, leggendo le stesse informazioni non solo da piste diverse, ma anche da dischi (piastre) diversi. Tutte le tracce con gli stessi numeri di serie sono solitamente chiamate cilindri.

In questo caso, è possibile identificare un altro principio di funzionamento del disco rigido: più la testina di lettura è vicina alla superficie magnetica (ma non la tocca), maggiore è la densità di registrazione.

Come vengono scritte e lette le informazioni?

I dischi rigidi, o dischi rigidi, erano chiamati magnetici perché utilizzano le leggi della fisica del magnetismo, formulate da Faraday e Maxwell.

Come già accennato, le piastre realizzate in materiale sensibile non magnetico sono rivestite con un rivestimento magnetico, il cui spessore è di pochi micrometri. Durante il funzionamento appare un campo magnetico che ha una cosiddetta struttura a dominio.

Un dominio magnetico è una regione magnetizzata di una ferrolega strettamente limitata da confini. Inoltre, il principio di funzionamento di un disco rigido può essere brevemente descritto come segue: quando esposto a un campo magnetico esterno, il campo del disco inizia ad essere orientato rigorosamente lungo le linee magnetiche e quando l'influenza cessa, compaiono zone di magnetizzazione residua sui dischi, in cui sono memorizzate le informazioni che prima erano contenute nel campo principale.

La testina di lettura è responsabile della creazione di un campo esterno durante la scrittura e, durante la lettura, la zona di magnetizzazione residua, situata di fronte alla testina, crea una forza elettromotrice o EMF. Inoltre, tutto è semplice: una variazione nell'EMF corrisponde a una nel codice binario e la sua assenza o cessazione corrisponde a zero. Il momento del cambiamento dell'EMF è solitamente chiamato elemento bit.

Inoltre, la superficie magnetica, per considerazioni puramente informatiche, può essere associata come una determinata sequenza puntuale di bit di informazione. Ma poiché la posizione di tali punti non può essere calcolata in modo assolutamente accurato, è necessario installare sul disco alcuni marcatori pre-designati che aiutano a determinare la posizione desiderata. La creazione di tali segni è chiamata formattazione (in parole povere, divisione del disco in tracce e settori combinati in cluster).

Struttura logica e principio di funzionamento di un disco rigido in termini di formattazione

Per quanto riguarda l'organizzazione logica dell'HDD, qui viene prima la formattazione, in cui si distinguono due tipi principali: basso livello (fisico) e alto livello (logico). Senza questi passaggi, non si può parlare di riportare il disco rigido in condizioni di lavoro. Come inizializzare un nuovo disco rigido verrà discusso separatamente.

La formattazione di basso livello comporta un impatto fisico sulla superficie dell'HDD, che crea settori situati lungo le tracce. È curioso che il principio di funzionamento del disco rigido sia tale che ogni settore creato ha il proprio indirizzo univoco, che include il numero del settore stesso, il numero della traccia su cui si trova e il numero del lato del piatto. Pertanto, quando si organizza l'accesso diretto, la stessa RAM accede direttamente a un determinato indirizzo, invece di cercare le informazioni necessarie su tutta la superficie, grazie alle quali si ottengono le prestazioni (anche se questa non è la cosa più importante). Tieni presente che quando si esegue la formattazione di basso livello, tutte le informazioni vengono cancellate e nella maggior parte dei casi non possono essere ripristinate.

Un'altra cosa è la formattazione logica (nei sistemi Windows si tratta di formattazione rapida o formattazione veloce). Inoltre, questi processi sono applicabili anche alla creazione di partizioni logiche, che rappresentano una determinata area del disco rigido principale che funziona secondo gli stessi principi.

La formattazione logica interessa principalmente l'area del sistema, che consiste nel settore di avvio e nelle tabelle delle partizioni (Boot record), nella tabella di allocazione dei file (FAT, NTFS, ecc.) e nella directory principale (Root Directory).

Le informazioni vengono scritte nei settori attraverso il cluster in più parti e un cluster non può contenere due oggetti (file) identici. In realtà, la creazione di una partizione logica, per così dire, la separa dalla partizione di sistema principale, per cui le informazioni in essa memorizzate non sono soggette a modifiche o cancellazioni in caso di errori e guasti.

Principali caratteristiche dell'HDD

Penso dentro schema generale Il principio di funzionamento di un disco rigido è poco chiaro. Passiamo ora alle caratteristiche principali, che danno un quadro completo di tutte le capacità (o carenze) dei moderni dischi rigidi.

Il principio di funzionamento di un disco rigido e le sue caratteristiche principali possono essere completamente diversi. Per capire di cosa stiamo parlando, evidenziamo i parametri più basilari che caratterizzano tutti i dispositivi di archiviazione delle informazioni oggi conosciuti:

• capacità (volume);
• prestazioni (velocità di accesso ai dati, lettura e scrittura delle informazioni);
• interfaccia (metodo di connessione, tipo di controller).

La capacità rappresenta la quantità totale di informazioni che possono essere scritte e archiviate su un disco rigido. L'industria della produzione di HDD si sta sviluppando così rapidamente che oggi vengono utilizzati dischi rigidi con capacità di circa 2 TB e oltre. E, come si ritiene, questo non è il limite.

L'interfaccia è la migliore caratteristica significativa. Determina esattamente come il dispositivo è collegato alla scheda madre, quale controller viene utilizzato, come vengono eseguite la lettura e la scrittura, ecc. Le interfacce principali e più comuni sono IDE, SATA e SCSI.

I dischi con interfaccia IDE sono economici, ma i principali svantaggi includono un numero limitato di dispositivi collegati contemporaneamente (massimo quattro) e basse velocità di trasferimento dati (anche se supportano l'accesso diretto alla memoria Ultra DMA o i protocolli Ultra ATA (Modalità 2 e Modalità 4) Anche se si ritiene che il loro utilizzo aumenti la velocità di lettura/scrittura a 16 MB/s, in realtà la velocità è molto inferiore. Inoltre, per utilizzare la modalità UDMA, è necessario installare un driver speciale, che, in teoria, dovrebbe essere fornito completo di scheda madre.

Quando si parla del principio di funzionamento di un disco rigido e delle sue caratteristiche, non si può ignorare quale sia il successore della versione IDE ATA. Il vantaggio di questa tecnologia è che la velocità di lettura/scrittura può essere aumentata fino a 100 MB/s utilizzando il bus Fireware IEEE-1394 ad alta velocità.

Infine, l'interfaccia SCSI, rispetto alle due precedenti, è la più flessibile e veloce (le velocità di scrittura/lettura raggiungono i 160 MB/s e oltre). Ma tali dischi rigidi costano quasi il doppio. Ma il numero di dispositivi di memorizzazione delle informazioni collegati contemporaneamente varia da sette a quindici, la connessione può essere effettuata senza spegnere il computer e la lunghezza del cavo può essere di circa 15-30 metri. In realtà, questo tipo di HDD per la maggior parte Viene utilizzato non sui PC degli utenti, ma sui server.

Le prestazioni, che caratterizzano la velocità di trasferimento e il throughput I/O, sono solitamente espresse in termini di tempo di trasferimento e quantità di dati sequenziali trasferiti ed espresse in MB/s.

Alcune opzioni aggiuntive

Parlando del principio di funzionamento di un disco rigido e di quali parametri influiscono sul suo funzionamento, non possiamo ignorare alcune caratteristiche aggiuntive che possono influire sulle prestazioni o addirittura sulla durata del dispositivo.

Qui al primo posto c'è la velocità di rotazione, che influenza direttamente il tempo di ricerca e inizializzazione (riconoscimento) del settore desiderato. Questo è il cosiddetto tempo di ricerca latente, l'intervallo durante il quale il settore richiesto ruota verso la testina di lettura. Oggi sono stati adottati diversi standard per la velocità del mandrino, espressa in giri al minuto con un tempo di ritardo in millisecondi:

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

È facile vedere che maggiore è la velocità, minore è il tempo impiegato nella ricerca dei settori e, in termini fisici, per ogni giro del disco prima di impostare la testina sul punto di posizionamento del piatto desiderato.

Un altro parametro è la velocità di trasmissione interna. Sui binari esterni è minimo, ma aumenta con il graduale passaggio ai binari interni. Pertanto, lo stesso processo di deframmentazione, che consiste nello spostare i dati utilizzati di frequente nelle aree più veloci del disco, non è altro che spostarli nella traccia interna con velocità più elevata lettura. La velocità esterna ha valori fissi e dipende direttamente dall'interfaccia utilizzata.

Infine, uno dei punti importanti è legato alla presenza della memoria cache o buffer del disco rigido. In effetti, il principio di funzionamento del disco rigido in termini di utilizzo del buffer è in qualche modo simile alla RAM o alla memoria virtuale. Maggiore è la memoria cache (128-256 KB), più velocemente funzionerà il disco rigido.

Requisiti principali per l'HDD

Nella maggior parte dei casi non ci sono così tanti requisiti di base imposti ai dischi rigidi. La cosa principale è una lunga durata e affidabilità.

Lo standard principale per la maggior parte degli HDD è una durata di circa 5-7 anni con un tempo di funzionamento di almeno cinquecentomila ore, ma per i dischi rigidi di fascia alta questa cifra è di almeno un milione di ore.

Per quanto riguarda l'affidabilità, è responsabile della funzione di autotest S.M.A.R.T, che monitora le condizioni dei singoli elementi del disco rigido, effettuando un monitoraggio costante. Sulla base dei dati raccolti è possibile formulare anche una previsione certa del verificarsi di possibili malfunzionamenti in futuro.

Inutile dire che l'utente non deve restare in disparte. Quindi, ad esempio, quando si lavora con un HDD, è estremamente importante mantenere la temperatura ottimale (0 - 50 ± 10 gradi Celsius), evitare scosse, urti e cadute del disco rigido, polvere o altre piccole particelle che vi entrano , ecc. A proposito, molti lo faranno È interessante sapere che le stesse particelle di fumo di tabacco sono circa il doppio della distanza tra la testina di lettura e la superficie magnetica del disco rigido e i capelli umani - 5-10 volte.

Problemi di inizializzazione nel sistema durante la sostituzione di un disco rigido

Ora qualche parola su quali azioni devono essere intraprese se per qualche motivo l'utente ha cambiato il disco rigido o ne ha installato uno aggiuntivo.

Non descriveremo completamente questo processo, ma ci concentreremo solo sulle fasi principali. Per prima cosa è necessario collegare il disco rigido e guardare nelle impostazioni del BIOS per vedere se è stato identificato un nuovo hardware, inizializzarlo nella sezione di amministrazione del disco e creare un record di avvio, creare un volume semplice, assegnargli un identificatore (lettera) e formattarlo con una scelta file system. Solo dopo questo la nuova “vite” sarà completamente pronta per il lavoro.

Conclusione

Questo, in effetti, è tutto ciò che riguarda brevemente il funzionamento di base e le caratteristiche dei moderni dischi rigidi. Il principio di funzionamento di un disco rigido esterno qui non è stato fondamentalmente considerato, poiché praticamente non è diverso da quello utilizzato per gli HDD fissi. L'unica differenza è il metodo di connessione dell'unità aggiuntiva a un computer o laptop. La connessione più comune avviene tramite un'interfaccia USB, collegata direttamente alla scheda madre. Allo stesso tempo, se si vogliono garantire le massime prestazioni, è meglio utilizzare lo standard USB 3.0 (la porta interna è colorata Colore blu), ovviamente, a condizione che lo stesso HDD esterno lo supporti.

Altrimenti, penso che molte persone abbiano almeno un po' capito come funziona un disco rigido di qualsiasi tipo. Forse sono stati forniti troppi argomenti sopra, soprattutto anche da un corso di fisica scolastica, tuttavia, senza questo, non sarà possibile comprendere appieno tutti i principi e metodi di base inerenti alle tecnologie di produzione e utilizzo degli HDD.

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Un disco rigido magnetico (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ disco rigido (supporto) è un oggetto materiale in grado di memorizzare informazioni.

I dispositivi di memorizzazione delle informazioni possono essere classificati secondo i seguenti criteri:

• metodo di memorizzazione delle informazioni: magnetoelettrico, ottico, magneto-ottico;
• tipo di supporto di memorizzazione: unità su floppy disk e dischi magnetici rigidi, dischi ottici e magneto-ottici, nastri magnetici, elementi di memoria a stato solido;
• il metodo di organizzazione dell'accesso alle informazioni: unità di accesso diretto, sequenziale e in blocco;
• tipo di dispositivo di archiviazione delle informazioni: incorporato (interno), esterno, autonomo, mobile (indossabile), ecc.

Una parte significativa dei dispositivi di memorizzazione delle informazioni attualmente in uso si basa su supporti magnetici.

Dispositivo disco rigido

Il disco rigido contiene una serie di piastre, che nella maggior parte dei casi rappresentano dischi metallici, rivestite con un materiale magnetico - piatto (ossido di ferrite gamma, ferrite di bario, ossido di cromo...) e collegate tra loro tramite un perno (albero, asse).
I dischi stessi (circa 2 mm di spessore) sono realizzati in alluminio, ottone, ceramica o vetro. (vedi foto)

Entrambe le superfici dei dischi vengono utilizzate per la registrazione. Usato 4-9 piatti. L'albero ruota ad alta velocità costante (3600-7200 giri/min)
La rotazione dei dischi e il movimento radicale delle teste viene effettuato utilizzando 2 motori elettrici.
I dati vengono scritti o letti utilizzando testine di scrittura/lettura uno per ciascuna superficie del disco. Il numero di testine è uguale al numero di superfici di lavoro di tutti i dischi.

Le informazioni vengono scritte sul disco in luoghi rigorosamente definiti, concentrici tracce (tracce) . Le tracce sono divise in settori. Un settore contiene 512 byte di informazioni.

Lo scambio di dati tra RAM e NMD viene effettuato sequenzialmente da un numero intero (cluster). Grappolo- catene di settori consecutivi (1,2,3,4,...)

Speciale motore utilizzando una parentesi, posiziona la testina di lettura/scrittura su una determinata traccia (la sposta in direzione radiale).
Quando si ruota il disco, la testina si trova sopra il settore desiderato. Ovviamente, tutte le testine si muovono simultaneamente e leggono le informazioni; le testine dati si muovono simultaneamente e leggono le informazioni da tracce identiche su unità diverse.

Vengono chiamate le tracce del disco rigido con lo stesso numero di serie su dischi rigidi diversi cilindro .
Le testine di lettura-scrittura si muovono lungo la superficie del piatto. Più la testina è vicina alla superficie del disco senza toccarla, maggiore è la densità di registrazione consentita.

Dispositivo disco rigido

Principio magnetico di lettura e scrittura delle informazioni

Principio di registrazione dell'informazione magnetica

Le basi fisiche dei processi di registrazione e riproduzione delle informazioni sui supporti magnetici sono gettate nelle opere dei fisici M. Faraday (1791 - 1867) e D. C. Maxwell (1831 - 1879).

Nei supporti di memorizzazione magnetici, la registrazione digitale viene effettuata su materiale magneticamente sensibile. Tali materiali includono alcune varietà di ossidi di ferro, nichel, cobalto e suoi composti, leghe, nonché magnetoplasti e magnetoelaste con plastica viscosa e gomma, materiali magnetici in micropolvere.

Il rivestimento magnetico ha uno spessore di diversi micrometri. Il rivestimento viene applicato su una base non magnetica, che viene utilizzata per nastri magnetici e floppy disk utilizzando diversi tipi di plastica, e per dischi fissi- leghe di alluminio e materiali compositi di supporto. Il rivestimento magnetico del disco ha una struttura a domini, cioè è costituito da molte minuscole particelle magnetizzate.

Dominio magnetico (dal latino dominium - possesso) è una regione microscopica, magnetizzata uniformemente nei campioni ferromagnetici, separata dalle regioni vicine da sottili strati di transizione (confini del dominio).

Sotto l'influenza di un campo magnetico esterno, i campi magnetici dei domini sono orientati secondo la direzione delle linee del campo magnetico. Dopo che l'influenza del campo esterno cessa, sulla superficie del dominio si formano zone di magnetizzazione residua. Grazie a questa proprietà, le informazioni vengono memorizzate su un supporto magnetico in presenza di un campo magnetico.

Quando si registrano informazioni, viene creato un campo magnetico esterno utilizzando una testina magnetica. Nel processo di lettura delle informazioni, le zone di magnetizzazione residua, situate di fronte alla testina magnetica, inducono in essa una forza elettromotrice (EMF) durante la lettura.

Lo schema per scrivere e leggere da un disco magnetico è mostrato in Fig. 3.1 Un cambiamento nella direzione dell'EMF per un certo periodo di tempo è identificato con un'unità binaria e l'assenza di questo cambiamento è identificata con zero. Viene richiamato il periodo di tempo specificato elemento bit.

La superficie di un mezzo magnetico è considerata come una sequenza di posizioni puntiformi, a ciascuna delle quali è associata un'informazione. Poiché la posizione di queste posizioni non è determinata con precisione, la registrazione richiede contrassegni preapplicati per individuare le posizioni di registrazione richieste. Per applicare tali contrassegni di sincronizzazione, il disco deve essere diviso in tracce
e settori - formattazione

Organizzare l'accesso rapido alle informazioni sul disco è una fase importante nell'archiviazione dei dati. L'accesso rapido a qualsiasi parte della superficie del disco è garantito, in primo luogo, ruotandolo rapidamente e, in secondo luogo, spostando la testina di lettura/scrittura magnetica lungo il raggio del disco.
Un floppy disk ruota a una velocità di 300-360 giri al minuto e un disco rigido a 3600-7200 giri al minuto.

Dispositivo logico del disco rigido

Inizialmente il disco magnetico non è pronto per l'uso. Per portarlo in condizioni di lavoro deve essere formattato, cioè. è necessario creare la struttura del disco.

La struttura (layout) del disco viene creata durante il processo di formattazione.

Formattazione i dischi magnetici comprende 2 fasi:

1. formattazione fisica ( basso livello)
2. logico (alto livello).

Durante la formattazione fisica, la superficie di lavoro del disco viene divisa in aree separate chiamate settori, che si trovano lungo cerchi concentrici - percorsi.

Inoltre, i settori non idonei alla registrazione dei dati vengono determinati e contrassegnati come Cattivo per evitarne l'uso. Ogni settore è la più piccola unità di dati su un disco e ha il proprio indirizzo per consentirne l'accesso diretto. L'indirizzo del settore include il numero del lato del disco, il numero della traccia e il numero del settore sulla traccia. Vengono impostati i parametri fisici del disco.

Di norma, l'utente non deve occuparsi della formattazione fisica, poiché nella maggior parte dei casi i dischi rigidi arrivano formattati. In generale, questa operazione dovrebbe essere eseguita da un centro di assistenza specializzato.

Formattazione di basso livello deve essere effettuato nei seguenti casi:

• se si verifica un errore nella traccia zero, che causa problemi durante l'avvio da un disco rigido, ma il disco stesso è accessibile durante l'avvio da un floppy disk;
• se stai riportando un vecchio disco in condizioni di lavoro, ad esempio, riorganizzato da un computer rotto.
• se il disco è formattato per funzionare con un altro sistema operativo;
• se il disco ha smesso di funzionare normalmente e tutti i metodi di ripristino non hanno prodotto risultati positivi.

Tieni presente che la formattazione fisica lo è un'operazione molto potente— una volta eseguito, i dati memorizzati sul disco verranno completamente cancellati e sarà completamente impossibile ripristinarli! Pertanto, non procedere con la formattazione di basso livello se non sei sicuro di aver salvato tutti i dati importanti dal disco rigido!

Dopo aver eseguito la formattazione di basso livello, il passaggio successivo è creare una o più partizioni del disco rigido unità logiche - il modo migliore per gestire il caos di directory e file sparsi sul disco.

Senza aggiungere alcun elemento hardware al tuo sistema, hai l'opportunità di lavorare con diverse parti di un disco rigido, come più unità.
Ciò non aumenta la capacità del disco, ma la sua organizzazione può essere notevolmente migliorata. Inoltre è possibile utilizzare diverse unità logiche per diversi sistemi operativi.

A formattazione logica Il supporto viene infine preparato per l'archiviazione dei dati attraverso l'organizzazione logica dello spazio su disco.
Il disco è pronto per scrivere file su settori creati dalla formattazione di basso livello.
Dopo aver creato la tabella delle partizioni del disco, segue la fase successiva: la formattazione logica delle singole parti della partizione, di seguito denominate dischi logici.

Unità logica - Si tratta di un'area del disco rigido che funziona allo stesso modo di un'unità separata.

La formattazione logica è un processo molto più semplice rispetto alla formattazione di basso livello.
Per eseguirlo, avviare dal floppy disk contenente l'utilità FORMAT.
Se disponi di più unità logiche, formattale tutte una per una.

Durante il processo di formattazione logica, il disco viene allocato zona del sistema, che si compone di 3 parti:

• settore di avvio e tabella delle partizioni (record di avvio)
• Tabelle di allocazione file (FAT), in cui vengono registrati i numeri di tracce e settori in cui sono archiviati i file
• directory principale (Directory principale).

Le informazioni vengono registrate in parti attraverso il cluster. Non possono esserci 2 file diversi nello stesso cluster.
Inoltre, in questa fase è possibile assegnare un nome al disco.

Un disco rigido può essere suddiviso in più unità logiche e, al contrario, è possibile combinare 2 dischi rigidi in un'unica unità logica.

Si consiglia di creare almeno due partizioni (due unità logiche) sul disco rigido: una di queste è riservata al sistema operativo e al software, la seconda unità è riservata esclusivamente ai dati dell'utente. Quindi i dati e file di sistema vengono archiviati separatamente gli uni dagli altri e in caso di guasto del sistema operativo c'è una probabilità molto maggiore di salvare i dati dell'utente.

Caratteristiche dei dischi rigidi

I dischi rigidi (dischi rigidi) differiscono tra loro per le seguenti caratteristiche:

1. capacità
2. prestazioni – tempo di accesso ai dati, velocità di lettura e scrittura delle informazioni.
3. interfaccia (metodo di connessione) - il tipo di controller a cui deve essere collegato il disco rigido (molto spesso IDE/EIDE e varie opzioni SCSI).
4. altre caratteristiche

1. Capacità— la quantità di informazioni contenute nel disco (determinata dal livello della tecnologia di produzione).
Oggi la capacità è di 500 -2000 o più GB. Non puoi mai avere abbastanza spazio sul disco rigido.

2. Velocità operativa (prestazioni) disco è caratterizzato da due indicatori: tempo di accesso al disco E velocità di lettura/scrittura del disco.

Orario di accesso – il tempo necessario per spostare (posizionare) le testine di lettura/scrittura sulla traccia e sul settore desiderati.
Il tempo medio di accesso tipico tra due tracce selezionate casualmente è di circa 8-12 ms (millisecondi), i dischi più veloci hanno un tempo di 5-7 ms.
Il tempo di transizione alla traccia adiacente (cilindro adiacente) è inferiore a 0,5 - 1,5 ms. Ci vuole tempo anche per rivolgersi al settore desiderato.
Il tempo totale di rotazione del disco per i dischi rigidi odierni è di 8-16 ms, il tempo medio di attesa del settore è di 3-8 ms.
Minore è il tempo di accesso, più velocemente funzionerà il disco.

Velocità di lettura/scrittura(larghezza di banda ingresso/uscita) o velocità di trasferimento dati (trasferimento)– il tempo di trasferimento dei dati sequenziali dipende non solo dal disco, ma anche dal suo controller, dai tipi di bus e dalla velocità del processore. La velocità dei dischi lenti è 1,5-3 MB/s, per quelli veloci 4-5 MB/s, per quelli più recenti 20 MB/s.
I dischi rigidi con interfaccia SCSI supportano una velocità di rotazione di 10.000 giri/min. e tempo medio di ricerca 5ms, velocità di trasferimento dati 40-80 Mb/s.

3.Standard di interfaccia del disco rigido - cioè. il tipo di controller a cui deve essere collegato il disco rigido. Si trova sulla scheda madre.
Sono disponibili tre principali interfacce di connessione

1. IDE e le sue varie varianti

IDE (Integrated Disk Electronic) o (ATA) Allegato Advance Technology
Vantaggi: semplicità e basso costo

Velocità di trasferimento: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb/s. Man mano che i dati si sviluppano, l'interfaccia supporta l'espansione dell'elenco dei dispositivi: disco rigido, super floppy, magneto-ottica,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Vengono introdotti alcuni elementi di parallelizzazione (gneuing e disconnessione/riconnessione) e di monitoraggio dell'integrità dei dati durante la trasmissione. Lo svantaggio principale dell'IDE è il numero limitato di dispositivi collegati (non più di 4), che chiaramente non è sufficiente per un PC di fascia alta.
Oggi le interfacce IDE sono passate ai nuovi protocolli di scambio Ultra ATA. Aumento significativo della produttività
La modalità 4 e la modalità DMA (Direct Memory Access) 2 consentono il trasferimento dei dati a una velocità di 16,6 MB/s, ma la velocità effettiva di trasferimento dei dati sarebbe molto inferiore.
Standard Ultra DMA/33 e Ultra DMA/66, sviluppati nel febbraio 1998. di Quantum hanno 3 modalità operative 0,1,2 e 4, rispettivamente, nella seconda modalità supporta l'operatore
velocità di trasferimento 33 Mb/s. (Ultra DMA/33 Modalità 2) Per garantire una velocità così elevata è possibile ottenerla solo scambiando con il buffer dell'unità. Per trarne vantaggio
Gli standard Ultra DMA richiedono che siano soddisfatte 2 condizioni:

1. supporto hardware sulla scheda madre (chipset) e sull'unità stessa.

2. per supportare la modalità Ultra DMA, come altri DMA (accesso diretto alla memoria).

Richiede un driver speciale per diversi chipset. Di norma, sono inclusi nella scheda madre, se necessario possono essere "scaricati";
da Internet dal sito Web del produttore della scheda madre.

Lo standard Ultra DMA è retrocompatibile con i controller precedenti che funzionavano in una versione più lenta.
Versione odierna: Ultra DMA/100 (fine 2000) e Ultra DMA/133 (2001).

SATA
IDE sostitutivo (ATA) e non altri firewall per bus seriale ad alta velocità (IEEE-1394). L'uso della nuova tecnologia consentirà alla velocità di trasferimento di raggiungere i 100 Mb/s,
L'affidabilità del sistema aumenta, questo consentirà di installare dispositivi senza accendere il PC, cosa severamente vietata nell'interfaccia ATA.

SCSI (interfaccia di sistema per piccoli computer)— I dispositivi sono 2 volte più costosi di quelli normali e richiedono un controller speciale sulla scheda madre.
Utilizzato per server, sistemi di pubblicazione, CAD. Fornisce prestazioni più elevate (velocità fino a 160 Mb/s), un'ampia gamma di dispositivi di archiviazione collegati.
Il controller SCSI deve essere acquistato insieme al disco corrispondente.

SCSI ha un vantaggio rispetto a IDE: flessibilità e prestazioni.
La flessibilità sta nel gran numero di dispositivi collegati (7-15), e per IDE (4 massimo), una maggiore lunghezza del cavo.
Prestazioni: elevata velocità di trasferimento e capacità di elaborare più transazioni contemporaneamente.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) fino a 40 Mb/s versione a 16 bit Ultra2 - standard SCSI fino a 80 Mb/s

2. Un'altra tecnologia di interfaccia SCSI denominata Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) consente di connettersi fino a 100 Mbps, con una lunghezza del cavo fino a 30 metri. La tecnologia FC-AL consente connessioni “calde”, ovvero in movimento, dispone di linee aggiuntive per il monitoraggio e la correzione degli errori (la tecnologia è più costosa del normale SCSI).

4. Altre caratteristiche dei moderni dischi rigidi

L'enorme varietà di modelli di dischi rigidi rende difficile scegliere quello giusto.
Oltre alla capacità richiesta, molto importante è anche la prestazione, che è determinata principalmente dalle sue caratteristiche fisiche.
Tali caratteristiche sono il tempo medio di ricerca, la velocità di rotazione, la velocità di trasferimento interno ed esterno e la dimensione della memoria cache.

4.1 Tempo medio di ricerca.

Il disco rigido impiega del tempo per spostare la testina magnetica dalla sua posizione attuale a quella nuova necessaria per leggere l'informazione successiva.
In ogni situazione specifica, questo tempo è diverso, a seconda della distanza che la testa deve percorrere. In genere, le specifiche forniscono solo valori medi e gli algoritmi di media utilizzati dalle diverse aziende generalmente differiscono, quindi il confronto diretto è difficile.

Pertanto, le società Fujitsu e Western Digital utilizzano tutte le possibili coppie di tracce, mentre le società Quantum utilizzano il metodo di accesso casuale. Il risultato risultante può essere ulteriormente modificato.

Il tempo di ricerca per la scrittura è spesso leggermente superiore a quello per la lettura. Alcuni produttori forniscono solo il valore più basso (per la lettura) nelle loro specifiche. In ogni caso, oltre ai valori medi, è utile tenere conto dei valori massimi (su tutto il disco),
e il tempo di ricerca minimo (cioè da traccia a traccia).

4.2 Velocità di rotazione

Dal punto di vista della velocità di accesso al frammento desiderato della registrazione, la velocità di rotazione influisce sulla quantità del cosiddetto tempo latente, necessario affinché il disco ruoti verso la testina magnetica con il settore desiderato.

Il valore medio di questo tempo corrisponde a mezzo giro del disco ed è 8,33 ms a 3600 giri al minuto, 6,67 ms a 4500 giri al minuto, 5,56 ms a 5400 giri al minuto, 4,17 ms a 7200 giri al minuto.

Il valore del tempo latente è paragonabile al tempo di ricerca medio, quindi in alcune modalità può avere lo stesso, se non maggiore, impatto sulle prestazioni.

4.3 Velocità di trasmissione interna

— la velocità con cui i dati vengono scritti o letti dal disco. A causa della registrazione a zone, ha un valore variabile: più alto sulle tracce esterne e più basso su quelle interne.
Quando si lavora con file lunghi, in molti casi questo parametro limita la velocità di trasferimento.

4.4 Baud rate esterno

— velocità (picco) con cui i dati vengono trasmessi attraverso l'interfaccia.

Dipende dal tipo di interfaccia e molto spesso ha valori fissi: 8.3; 11.1; 16,7 Mb/s per IDE avanzato (modalità PIO2, 3, 4); 33,3 66,6 100 per Ultra DMA; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s rispettivamente per SCSI sincrono, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bit).

4.5 Se il disco rigido ha la propria memoria cache e il proprio volume (buffer del disco).

La dimensione e l'organizzazione della memoria cache (buffer interno) possono influire in modo significativo sulle prestazioni del disco rigido. Come per la normale memoria cache,
Una volta raggiunto un certo volume, la crescita della produttività rallenta bruscamente.

La memoria cache segmentata di grande capacità è rilevante per le unità SCSI ad alte prestazioni utilizzate in ambienti multitasking. Maggiore è la cache, più veloce sarà il funzionamento del disco rigido (128-256 Kb).

L’influenza di ciascun parametro sulle prestazioni complessive è abbastanza difficile da isolare.

Requisiti del disco rigido

Il requisito principale per i dischi è l'affidabilità di funzionamento, garantita da una lunga durata dei componenti di 5-7 anni; buoni indicatori statistici, vale a dire:

• tempo medio tra guasti di almeno 500 mila ore (classe più alta 1 milione di ore o più).
• sistema di monitoraggio attivo integrato per lo stato dei nodi del disco Tecnologia di analisi e report SMART/automonitoraggio.

Tecnologia ACCORTO. (Analisi di automonitoraggio e tecnologia di reporting)è uno standard industriale aperto sviluppato contemporaneamente da Compaq, IBM e numerosi altri produttori di dischi rigidi.

Il significato di questa tecnologia è l'autodiagnosi interna del disco rigido, che consente di valutarlo Stato attuale e informare su possibili problemi futuri che potrebbero portare alla perdita di dati o al guasto del disco.

La condizione di tutti gli elementi vitali del disco viene costantemente monitorata:
teste, piani di lavoro, motore elettrico con mandrino, unità elettronica. Ad esempio, se viene rilevato un indebolimento del segnale, l'informazione viene riscritta e avviene un'ulteriore osservazione.
Se il segnale si indebolisce nuovamente, i dati vengono trasferiti in un'altra posizione e il cluster indicato viene classificato come difettoso e non disponibile e al suo posto viene reso disponibile un altro cluster dalla riserva del disco.

Quando si lavora con un disco rigido, è necessario rispettare le condizioni di temperatura in cui funziona l'unità. I produttori garantiscono un funzionamento senza problemi del disco rigido a temperature ambiente comprese tra 0°C e 50°C, anche se, in linea di principio, senza conseguenze gravi è possibile modificare i limiti di almeno 10 gradi in entrambe le direzioni.
Con grandi deviazioni di temperatura, potrebbe non formarsi uno strato d'aria dello spessore richiesto, con conseguenti danni allo strato magnetico.

In generale, i produttori di HDD prestano molta attenzione all'affidabilità dei loro prodotti.

Il problema principale è che le particelle estranee entrano nel disco.

Per fare un confronto: una particella di fumo di tabacco è il doppio della distanza tra la superficie e la testa, lo spessore di un capello umano è 5-10 volte maggiore.
Per la testa, l'incontro con tali oggetti provocherà un forte colpo e, di conseguenza, un danno parziale o un fallimento completo.
Esternamente è evidente come l'apparenza grande quantità cluster inutilizzabili localizzati regolarmente.

Sono pericolose le accelerazioni (sovraccarico) di breve durata e di grandi dimensioni che si verificano in caso di urti, cadute, ecc. Ad esempio, da un impatto la testa colpisce bruscamente il magnetico
strato e ne provoca la distruzione nel luogo corrispondente. Oppure, al contrario, si muove prima nella direzione opposta e poi, sotto l'influenza della forza elastica, colpisce la superficie come una molla.
Di conseguenza, nell'alloggiamento compaiono particelle di rivestimento magnetico che possono danneggiare nuovamente la testina.

Non dovresti pensare che sotto l'influenza della forza centrifuga voleranno via dal disco: lo strato magnetico
li attirerà fermamente a te. In linea di principio, le terribili conseguenze non sono l'impatto in sé (si può in qualche modo fare i conti con la perdita di un certo numero di cluster), ma il fatto che si formino particelle che causeranno sicuramente ulteriori danni al disco.

Per evitare casi così spiacevoli, diverse aziende ricorrono a tutti i tipi di trucchi. Oltre ad aumentare semplicemente la resistenza meccanica dei componenti del disco, viene utilizzata anche la tecnologia intelligente S.M.A.R.T, che monitora l'affidabilità della registrazione e la sicurezza dei dati sui supporti (vedi sopra).

In effetti, il disco non è sempre formattato al massimo della sua capacità; Ciò è dovuto principalmente al fatto che è quasi impossibile produrre un corriere
su cui assolutamente l'intera superficie sarebbe di alta qualità, ci saranno sicuramente cattivi ammassi (guasti). Quando un disco viene formattato a basso livello, la sua elettronica è configurata in questo modo
in modo che eviti queste aree difettose e sia completamente invisibile all'utente che il supporto abbia un difetto. Ma se sono visibili (ad esempio, dopo la formattazione
l'utilità visualizza il loro numero diverso da zero), allora questo è già pessimo.

Se la garanzia non è scaduta (e, secondo me, è meglio acquistare un HDD con garanzia), porta immediatamente il disco al venditore e chiedi la sostituzione del supporto o un rimborso.
Il venditore, ovviamente, inizierà subito a dire che un paio di aree difettose non sono motivo di preoccupazione, ma non credergli. Come già accennato, questa coppia molto probabilmente ne causerà molti altri e successivamente è possibile il guasto completo del disco rigido.

Un disco funzionante è particolarmente sensibile ai danni, quindi non posizionare il computer in un luogo in cui potrebbe essere soggetto a vari urti, vibrazioni e così via.

Preparazione del disco rigido per il lavoro

Cominciamo dall'inizio. Supponiamo che tu abbia acquistato un'unità disco rigido e un cavo separatamente dal computer.
(Il fatto è che quando acquisti un computer assemblato, riceverai un disco pronto per l'uso).

Qualche parola su come gestirlo. Un disco rigido è un prodotto molto complesso che contiene, oltre all'elettronica, anche una meccanica di precisione.
Pertanto richiede un'attenta manipolazione: urti, cadute e forti vibrazioni possono danneggiarlo parte meccanica. Di norma, la scheda di trasmissione contiene molti elementi di piccole dimensioni e non è coperta da coperture durevoli. Per questo motivo è necessario prestare attenzione per garantirne la sicurezza.
La prima cosa che dovresti fare quando ricevi un disco rigido è leggere la documentazione fornita con esso: probabilmente conterrà molte informazioni utili e interessanti. In questo caso, dovresti prestare attenzione ai seguenti punti:

• la presenza e le opzioni per l'impostazione dei ponticelli che determinano le impostazioni (installazione) del disco, ad esempio, determinando un parametro come il nome fisico del disco (potrebbero essere presenti, ma potrebbero non essere presenti),
• numero di testine, cilindri, settori sui dischi, livello di precompensazione e tipo di disco. È necessario immettere queste informazioni quando richiesto dal programma di installazione del computer.
  Tutte queste informazioni saranno necessarie durante la formattazione del disco e la preparazione della macchina per lavorarci.
• Se il PC stesso non rileva i parametri del tuo disco rigido, il problema più grande sarà l'installazione di un'unità per la quale non esiste documentazione.
  Sulla maggior parte dei dischi rigidi è possibile trovare etichette con il nome del produttore, il tipo (marchio) del dispositivo, nonché una tabella delle tracce il cui utilizzo non è consentito.
  Inoltre l'azionamento può contenere informazioni sul numero di teste, cilindri e settori e sul livello di precompensazione.

Per correttezza va detto che spesso sul disco è scritto solo il titolo. Ma anche in questo caso potete trovare le informazioni richieste sia nel libro di consultazione,
oppure chiamando l'ufficio di rappresentanza dell'azienda. È importante ottenere risposte a tre domande:

• Come devono essere impostati i ponticelli per utilizzare l'unità come master\slave?
• Quanti cilindri e testine ci sono sul disco, quanti settori per traccia, qual è il valore di precompensazione?
• Quale tipo di disco tra quelli registrati nel BIOS ROM corrisponde meglio a questa unità?

Con queste informazioni a portata di mano, puoi procedere all'installazione del disco rigido.

Per installare un disco rigido nel computer, procedere come segue:

1. Scollegare l'intera unità di sistema dall'alimentazione e rimuovere il coperchio.
2. Collega il cavo del disco rigido al controller della scheda madre. Se stai installando un secondo disco, puoi utilizzare il cavo del primo se ha un connettore aggiuntivo, ma devi ricordare che la velocità operativa di diversi dischi rigidi verrà confrontata con quella più lenta.
3. Se necessario, modificare i ponticelli in base al modo in cui si utilizza il disco rigido.
4. Installare l'unità in uno spazio libero e collegare il cavo dal controller sulla scheda al connettore del disco rigido con la striscia rossa all'alimentatore, cavo di alimentazione.
5. Fissare saldamente il disco rigido con quattro bulloni su entrambi i lati, disporre i cavi all'interno del computer in modo che quando si chiude il coperchio non li tagli,
6. Chiudere l'unità di sistema.
7. Se il PC stesso non rileva il disco rigido, modificare la configurazione del computer utilizzando Setup in modo che il computer sappia che è stato aggiunto un nuovo dispositivo.

Produttori di dischi rigidi

I dischi rigidi della stessa capacità (ma di produttori diversi) di solito hanno caratteristiche più o meno simili e le differenze si esprimono principalmente nel design del case, nel fattore di forma (in altre parole, dimensioni) e nel periodo di garanzia. Inoltre, vale la pena menzionare quest'ultimo: il costo delle informazioni su un moderno disco rigido è spesso molte volte superiore al suo stesso prezzo.

Se il tuo disco presenta problemi, provare a ripararlo spesso significa solo esporre i tuoi dati a ulteriori rischi.
Un modo molto più ragionevole è sostituire il dispositivo difettoso con uno nuovo.
La parte del leone dei dischi rigidi sul mercato russo (e non solo) è composta da prodotti IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

il nome del produttore che produce questo tipo di azionamento,

Società Quantum (www.quantum.com.), fondata nel 1980, è uno dei veterani nel mercato dei disk drive. L'azienda è nota per le sue soluzioni tecniche innovative volte a migliorare l'affidabilità e le prestazioni dei dischi rigidi, il tempo di accesso ai dati sul disco e la velocità di lettura/scrittura sul disco, e la capacità di informare su possibili problemi futuri che potrebbero portare alla perdita di dati. o guasto del disco.

— Una delle tecnologie proprietarie di Quantum è SPS (Shock Protection System), progettata per proteggere il disco dagli urti.

- Programma DPS (Data Protection System) integrato, progettato per preservare la cosa più preziosa: i dati archiviati su di essi.

Società Western Digital (www.wdс.com.) Anche una delle più antiche aziende produttrici di unità disco, ha visto i suoi alti e bassi nella sua storia.
L'azienda è stata recentemente in grado di introdurre le ultime tecnologie nei suoi dischi. Tra questi vale la pena notare il nostro sviluppo: la tecnologia Data Lifeguard, che è un ulteriore sviluppo del sistema S.M.A.R.T. Tenta di completare logicamente la catena.

Secondo questa tecnologia, la superficie del disco viene regolarmente scansionata durante i periodi in cui non viene utilizzata dal sistema. Questo legge i dati e ne controlla l'integrità. Se si notano problemi durante l'accesso ad un settore, i dati vengono trasferiti in un altro settore.
Le informazioni sui settori danneggiati vengono inserite in un elenco dei difetti interno, che evita futuri inserimenti in settori danneggiati in futuro.

Ditta Seagate (www.seagate.com) molto famoso nel nostro mercato. A proposito, consiglio i dischi rigidi di questa particolare azienda perché sono molto affidabili e durevoli.

Nel 1998, attirò nuovamente l'attenzione su di sé pubblicando una serie di dischi Medalist Pro
con una velocità di rotazione di 7200 giri al minuto, utilizzando per questo cuscinetti speciali. In precedenza, questa velocità veniva utilizzata solo nelle unità con interfaccia SCSI, il che consentiva di aumentare le prestazioni. La stessa serie utilizza la tecnologia SeaShield System, progettata per migliorare la protezione del disco e dei dati in esso memorizzati dall'influenza elettrostatica e dagli urti. Allo stesso tempo viene ridotto anche l’impatto delle radiazioni elettromagnetiche.

Tutti i dischi prodotti supportano la tecnologia S.M.A.R.T.
Le nuove unità di Seagate includono una versione migliorata del sistema SeaShield con maggiori funzionalità.
È significativo che Seagate abbia annunciato la più alta resistenza agli urti tra le serie aggiornate del settore: 300G quando non in uso.

Ditta IBM (www.storage.ibm.com) Anche se fino a poco tempo fa non era un fornitore importante sul mercato russo dei dischi rigidi, è riuscita a guadagnarsi rapidamente una buona reputazione grazie ai suoi dischi rigidi veloci e affidabili.

Ditta Fujitsu (www.fujitsu.com)è un grande ed esperto produttore di unità disco, non solo magnetiche, ma anche ottiche e magneto-ottiche.
È vero, l'azienda non è affatto leader nel mercato dei dischi rigidi con interfaccia IDE: controlla (secondo vari studi) circa il 4% di questo mercato, e i suoi interessi principali risiedono nel campo dei dispositivi SCSI.

Dizionario terminologico

Poiché alcuni elementi di azionamento che svolgono un ruolo importante nel suo funzionamento sono spesso considerati concetti astratti, di seguito vengono spiegati i termini più importanti.

Orario di accesso— Il periodo di tempo necessario affinché un'unità disco rigido cerchi e trasferisca i dati nella o dalla memoria.
Le prestazioni delle unità disco rigido sono spesso determinate dal tempo di accesso (recupero).

Grappolo- l'unità di spazio più piccola con cui funziona il sistema operativo nella tabella delle posizioni dei file. Tipicamente un cluster è composto da 2-4-8 o più settori.
Il numero di settori dipende dal tipo di disco. La ricerca di cluster anziché di singoli settori riduce i costi in termini di tempo del sistema operativo. I cluster di grandi dimensioni forniscono prestazioni più veloci
unità, poiché il numero di cluster in questo caso è inferiore, ma lo spazio (spazio) sul disco viene utilizzato peggio, poiché molti file potrebbero essere più piccoli del cluster e i restanti byte del cluster non vengono utilizzati.

Controller (Controller)- circuito, solitamente situato su una scheda di espansione, che controlla il funzionamento del disco rigido, compreso il movimento della testina e la lettura e scrittura dei dati.

Cilindro- tracce situate una di fronte all'altra su tutti i lati di tutti i dischi.

Guidare la testa- un meccanismo che si muove lungo la superficie del disco rigido e fornisce la registrazione o la lettura elettromagnetica dei dati.

Tabella di allocazione file (FAT)- un record generato dal sistema operativo che tiene traccia della posizione di ciascun file sul disco e quali settori vengono utilizzati e quali sono liberi per scrivere nuovi dati su di essi.

Divario della testa— la distanza tra la testina motrice e la superficie del disco.

Interfoglio— la relazione tra la velocità di rotazione del disco e l'organizzazione dei settori sul disco. In genere, la velocità di rotazione del disco supera la capacità del computer di ricevere dati dal disco. Nel momento in cui il controllore legge i dati, il settore sequenziale successivo ha già superato la testa. Pertanto, i dati vengono scritti sul disco attraverso uno o due settori. Utilizzando uno speciale Software Quando si formatta un disco, è possibile modificare l'ordine di striping.

Unità logica- alcune parti della superficie di lavoro del disco rigido, considerate unità separate.
Alcune unità logiche possono essere utilizzate per altri sistemi operativi, come UNIX.

Parcheggio- spostare le testine del drive in un punto specifico e fissarle stazionarie sopra le parti inutilizzate del disco, per ridurre al minimo i danni quando il drive viene scosso quando le testine colpiscono la superficie del disco.

Partizionamento– operazione di divisione di un disco rigido in unità logiche. Tutti i dischi sono partizionati, sebbene i dischi piccoli possano avere solo una partizione.

Disco (piatto)- il disco metallico stesso, rivestito di materiale magnetico, sul quale vengono registrati i dati. Un disco rigido solitamente ha più di un disco.

RLL (durata limitata)- Un circuito di codifica utilizzato da alcuni controller per aumentare il numero di settori per traccia per ospitare più dati.

Settore- Una divisione della traccia del disco che rappresenta l'unità di dimensione base utilizzata dall'unità. I settori del sistema operativo contengono in genere 512 byte.

Tempo di posizionamento (Tempo di ricerca)- il tempo impiegato dalla testa per spostarsi dal binario su cui è installata ad un altro binario desiderato.

Traccia- divisione concentrica del disco. Le tracce sono simili alle tracce di un disco. A differenza delle tracce su un disco, che sono una spirale continua, le tracce su un disco sono circolari. I tracciati sono a loro volta suddivisi in cluster e settori.

Tempo di ricerca da traccia a traccia— il tempo necessario alla testata motrice per spostarsi sul binario adiacente.

Tasso di trasferimento- la quantità di informazioni trasferite tra il disco e il computer per unità di tempo. Include anche il tempo necessario per cercare una traccia.

Disco rigido (Disco rigido, HDD) - un dispositivo di memorizzazione ad accesso casuale (dispositivo di memorizzazione delle informazioni) basato sul principio della registrazione magnetica. È il principale dispositivo di archiviazione dati nella maggior parte dei computer.

A differenza di " Flessibile» disco ( Dischetti), informazioni in HDD registrato su lastre dure (alluminio o vetro) rivestite con uno strato di materiale ferromagnetico, molto spesso biossido di cromo - dischi magnetici. IN HDD su un asse vengono utilizzate una o più piastre. In modalità operativa, le testine di lettura non toccano la superficie delle piastre a causa dello strato di flusso d'aria in ingresso che si forma in prossimità della superficie durante la rotazione rapida. La distanza tra la testa e il disco è di diversi nanometri e l'assenza di contatto meccanico garantisce una lunga durata del dispositivo. Quando i dischi non ruotano, le testine si trovano in corrispondenza del mandrino o all'esterno del disco in una zona sicura, dove è escluso il loro contatto anomalo con la superficie dei dischi.

Primo disco rigido

IN 1957 anno per azienda IBMè stato sviluppato il primo disco rigido ed è stato sviluppato anche prima della creazione personal computer. Dovresti pagare una bella somma per questo, anche se aveva solo il volume 5 MB. Quindi un disco rigido con una capacità 10 MB soprattutto per personal computer IBM computer XT. Winchester aveva solo 30 brani e altro ancora 30 settori in ogni traccia. " Winchester" - così cominciarono a essere chiamati i dischi rigidi; se abbreviati, allora " INintami", questo deriva da un'analogia con la marcatura della carabina dell'azienda Winchester – “30/30”, che era multi-carica.

Per chiarezza, diamo un'occhiata 3,5 pollici SATA disco. Sarà Seagate ST31000333AS.

PCB verde con piste in rame, connettori di alimentazione e SATA denominata scheda elettronica o scheda di controllo (P Circuito stampato, PCB). Viene utilizzato per controllare il funzionamento del disco rigido. La custodia in alluminio nero e il suo contenuto sono chiamati HDA ( Gruppo testa e disco, HDA), gli esperti lo chiamano anche “ vaso" Viene anche chiamato il corpo stesso senza contenuto HDA (base).

Adesso rimuoviamo il circuito stampato ed esaminiamo i componenti posti su di esso.

La prima cosa che attira la tua attenzione è il grande chip situato al centro: il microcontrollore o processore. (Unità microcontrollore, MCU) . Sui moderni dischi rigidi, il microcontrollore è composto da due parti: il processore centrale(Unità processore centrale, CPU), che esegue tutti i calcoli, e il canale canale di lettura/scrittura- uno speciale dispositivo che converte il segnale analogico proveniente dalle testine in dati digitali durante un'operazione di lettura e codifica i dati digitali in un segnale analogico durante la scrittura. Il processore ha porte ingresso/uscita (porte IO) per controllare altri componenti situati sul circuito stampato e trasmettere dati tramite interfaccia SATA.

Chip di memoriaè un comune SDRAM DDR memoria. La quantità di memoria determina la dimensione della cache del disco rigido. Questo PCB contiene memoria Samsung DDR volume 32MB, che in teoria fornisce al disco una cache 32MB(e questo è esattamente il volume indicato caratteristiche tecniche ah disco rigido), ma questo non è del tutto vero. Il fatto è che la memoria è logicamente divisa in buffer memoria (Cassa) e la memoria del firmware. Il processore richiede una certa quantità di memoria per caricare i moduli firmware. Per quanto è noto, solo Hitachi/IBM indicare il volume effettivo cache nella descrizione delle caratteristiche tecniche; rispetto ad altri dischi, circa il volume cache possiamo solo indovinare.

Il chip successivo è il controller di controllo del motore e dell'unità principale, o "twist" (Controller motore bobina mobile, controller VCM). Inoltre, questo chip controlla gli alimentatori secondari situati sulla scheda, che alimentano il processore e chip interruttore preamplificatore (preamplificatore, preamplificatore), situato nel blocco ermetico. Questo è il principale consumatore di energia sul circuito stampato. Controlla la rotazione del mandrino e il movimento delle teste. Nucleo Controllore VCM Può funzionare anche a temperature fino a 100°C.

Parte del firmware del disco è archiviata in memoria flash. Quando il disco viene alimentato, il microcontrollore carica il contenuto del chip flash in memoria e inizia a eseguire il codice. Senza il codice caricato correttamente, il disco non vorrà nemmeno avviarsi. Se sulla scheda non è presente alcun chip flash, significa che è integrato nel microcontrollore.

Sensore di vibrazioni (sensore d'urto) reagisce alle vibrazioni pericolose per il disco e invia un segnale al controller VCM. Controllore VCM parcheggia immediatamente le testine e può fermare la rotazione del disco. In teoria questo meccanismo dovrebbe proteggere il disco da ulteriori danni, ma in pratica non funziona, quindi non fate cadere i dischi. Su alcune unità, il sensore di vibrazione è estremamente sensibile e risponde alla minima vibrazione. I dati ricevuti dal sensore lo consentono controllore VCM correggere il movimento delle teste. Su tali dischi sono installati almeno due sensori di vibrazione.

C'è un altro dispositivo di protezione sulla scheda: Soppressione della tensione transitoria (TVS). Protegge la scheda da sbalzi di tensione. Durante uno sbalzo di tensione Il TVS si brucia, creando un cortocircuito verso massa. Questa scheda ne ha due TV, per 5 e 12 volt.

Consideriamo il blocco ermetico.

Sotto la scheda ci sono i contatti per il motore e le testine. Inoltre, sul corpo del disco è presente un piccolo foro quasi invisibile (foro per il respiro). Serve per equalizzare la pressione. Molte persone credono che ci sia un vuoto all'interno del disco rigido. In realtà, questo non è vero. Questo foro permette al disco di equalizzare la pressione all'interno e all'esterno della zona di contenimento. C'è un buco all'interno coperto da un filtro (filtro respiratorio), che intrappola le particelle di polvere e umidità.

Ora diamo un'occhiata all'interno della zona di contenimento. Rimuovere il coperchio del disco.

Il coperchio in sé non è niente di interessante. È solo un pezzo di metallo con una guarnizione di gomma per tenere lontana la polvere.

Consideriamo il riempimento della zona di contenimento.

Informazioni preziose sono archiviate su dischi metallici, chiamati anche Pancakes O Ppiatti. Nella foto potete vedere il pancake in alto. Le piastre sono realizzate in alluminio lucidato o vetro e sono rivestite con diversi strati di diverse composizioni, inclusa una sostanza ferromagnetica su cui vengono effettivamente memorizzati i dati. Tra le frittelle, così come sopra la parte superiore, vediamo piatti speciali chiamati separatori O separatori (serrande o separatori). Sono necessari per equalizzare i flussi d'aria e ridurre il rumore acustico. Di norma, sono realizzati in alluminio o plastica. I separatori in alluminio riescono a gestire con maggiore successo il raffreddamento dell'aria all'interno della zona di contenimento.

Testine di lettura-scrittura (testine), vengono installati alle estremità delle staffe dell'unità testina magnetica, oppure BMG (assemblaggio dello stack di testa, HSA). Zona parcheggio- questa è l'area in cui dovrebbero trovarsi le testine del disco funzionante se il mandrino è fermo. Per questo disco la zona di parcheggio si trova più vicino al mandrino, come si può vedere nella foto.

Su alcune tratte il parcheggio viene effettuato su apposite aree di sosta in plastica poste all'esterno delle targhe.

HDD- un meccanismo di posizionamento di precisione e richiede aria molto pulita per il suo normale funzionamento. Durante l'uso, all'interno del disco rigido possono formarsi particelle microscopiche di metallo e grasso. Per pulire immediatamente l'aria all'interno del disco, c'è filtro di ricircolo. Questo è un dispositivo ad alta tecnologia che raccoglie e intrappola costantemente minuscole particelle. Il filtro si trova nel percorso dei flussi d'aria creati dalla rotazione delle piastre.

Rimuoviamo il magnete superiore e vediamo cosa si nasconde sotto.

I dischi rigidi utilizzano magneti al neodimio molto potenti. Questi magneti sono così potenti che possono sollevare pesi fino a 1300 volte maggiori del proprio. Quindi non dovresti mettere il dito tra il magnete e il metallo o un altro magnete: il colpo sarà molto sensibile. Questa foto mostra i limitatori BMG. Il loro compito è limitare il movimento delle teste, lasciandole sulla superficie dei piatti. Limitatori BMG Modelli diversi sono progettati in modo diverso, ma ce ne sono sempre due e vengono utilizzati su tutti i dischi rigidi moderni. Sul nostro disco, il secondo limitatore si trova sul magnete inferiore.

Qui vediamo qui bobina, che fa parte dell'unità testina magnetica. Si formano la bobina e i magneti Azionamento BMG (motore a bobina mobile, VCM). Si formano l'unità motore e la testa magnetica posizionatore (attuatore)- un dispositivo che muove la testa. Viene chiamata una parte in plastica nera di forma complessa fermo dell'attuatore. Questo è un meccanismo di difesa che rilascia BMG dopo che il motore del mandrino raggiunge un certo numero di giri. Ciò accade a causa della pressione del flusso d'aria. Il blocco protegge le teste da movimenti indesiderati in posizione di parcheggio.

Ora rimuoviamo il blocco della testina magnetica.

Precisione e movimento fluido BMG supportato da cuscinetti di precisione. Parte più grande BMG realizzato in lega di alluminio, solitamente chiamata staffa O bilanciere (braccio). Alla fine del bilanciere ci sono le teste su una sospensione a molla (Gruppo giunto cardanico teste, HGA). Di solito le teste e i bilancieri stessi vengono forniti da diversi produttori. Circuito stampato flessibile (FPC) va alla piastrina di contatto collegata alla scheda di controllo.

Diamo un'occhiata ai componenti BMG più dettagli.

Una bobina collegata ad un cavo.

Cuscinetto.

La foto seguente mostra Contatti BMG.

Guarnizione garantisce la tenuta del collegamento. Pertanto, l'aria può entrare nell'unità con dischi e teste solo attraverso il foro di equalizzazione della pressione. Questo disco ha contatti rivestiti con un sottile strato d'oro per migliorare la conduttività.

Questo è un classico design rocker.

Si chiamano le piccole parti nere alle estremità dei ganci a molla cursori. Molte fonti indicano che i cursori e le teste sono la stessa cosa. Lo slider, infatti, aiuta a leggere e scrivere le informazioni sollevando la testa sopra la superficie delle frittelle. Sui moderni dischi rigidi, le testine si muovono a distanza 5-10 nanometri dalla superficie dei pancake. Per fare un confronto, un capello umano ha un diametro di circa 25000 nanometri. Se qualche particella finisce sotto il cursore, ciò può portare al surriscaldamento delle testine per attrito e alla loro rottura, per questo motivo è così importante la pulizia dell'aria all'interno della zona di contenimento. Gli stessi elementi di lettura e scrittura si trovano all'estremità del cursore. Sono così piccoli che possono essere visti solo con un buon microscopio.

Come puoi vedere, la superficie del cursore non è piatta, ha scanalature aerodinamiche. Aiutano a stabilizzare l'altitudine di volo dello slider. Si forma l'aria sotto il cursore cuscino d'aria (superficie del cuscinetto d'aria, ABS). Il cuscino d'aria mantiene il volo del cursore quasi parallelo alla superficie della frittella.

Ecco un'altra immagine del dispositivo di scorrimento

I contatti della testa sono chiaramente visibili qui.

Questa è un'altra parte importante BMG, di cui non si è ancora parlato. Si chiama pag amplificatore (preamplificatore, preamplificatore). Preamplificatore- questo è un chip che controlla le testine e amplifica il segnale che arriva ad esse o da esse.

Preamplificatore inserito direttamente BMG per una ragione molto semplice: il segnale proveniente dalle testine è molto debole. Sui dischi moderni ha una frequenza di circa 1GHz. Se si sposta il preamplificatore fuori dalla zona ermetica, un segnale così debole verrà notevolmente attenuato nel percorso verso la scheda di controllo.

Ci sono più tracce che portano dal preamplificatore alle testate (a destra) che all'area di contenimento (a sinistra). Il fatto è che il disco rigido non può funzionare contemporaneamente con più di una testina (una coppia di elementi di scrittura e lettura). Il disco rigido invia segnali al preamplificatore e seleziona la testina a cui sta attualmente accedendo il disco rigido. Questo disco rigido ha sei tracce su ciascuna testa. Perchè così tanti? Una traccia è macinata, altre due servono per leggere e scrivere elementi. Le due tracce successive servono per il controllo di mini-azionamenti, speciali dispositivi piezoelettrici o magnetici che possono spostare o ruotare il cursore. Ciò aiuta a impostare con maggiore precisione la posizione delle testine sopra la traccia. L'ultimo percorso conduce al riscaldatore. Il riscaldatore viene utilizzato per regolare l'altitudine di volo delle teste. Il riscaldatore trasferisce il calore alla sospensione collegando il cursore e il bilanciere. La sospensione è composta da due leghe con diverse caratteristiche di dilatazione termica. Quando riscaldata, la sospensione si piega verso la superficie del pancake, riducendo così l'altezza di volo della testa. Una volta raffreddato, il gimbal si raddrizza.

All'avvio del computer, una serie di firmware memorizzato nel chip BIOS controlla l'hardware. Se tutto va bene, trasferisce il controllo al bootloader del sistema operativo. Quindi il sistema operativo viene caricato e inizi a utilizzare il computer. Allo stesso tempo, dov'era memorizzato il sistema operativo prima di accendere il computer? Come ha fatto il tuo tema, che hai scritto tutta la notte, a rimanere intatto anche dopo aver spento il PC? Ancora una volta, dove viene archiviato?

Ok, probabilmente ho esagerato e sapete tutti benissimo che i dati del computer sono archiviati sul disco rigido. Non tutti però sanno di cosa si tratta e come funziona e, visto che sei qui, deduciamo che vorremmo scoprirlo. Bene, scopriamolo!

Per tradizione, diamo un'occhiata alla definizione di disco rigido su Wikipedia:

HDD (vite, disco rigido, unità disco rigido magnetico, HDD, HDD, HMDD) - un dispositivo di archiviazione ad accesso casuale basato sul principio della registrazione magnetica.

Vengono utilizzati nella stragrande maggioranza dei computer e anche come dispositivi collegati separatamente per l'archiviazione di copie di backup dei dati, come archiviazione di file, ecc.

Scopriamolo un po'. Mi piace il termine" disco rigido ". Queste cinque parole trasmettono l'essenza. L'HDD è un dispositivo il cui scopo a lungo memorizzare i dati registrati su di esso. La base degli HDD sono i dischi rigidi (alluminio) con un rivestimento speciale, sui quali le informazioni vengono registrate utilizzando testine speciali.

Non prenderò in considerazione il processo di registrazione in sé in dettaglio: essenzialmente questa è la fisica degli ultimi gradi di scuola, e sono sicuro che non hai voglia di approfondire questo, e non è affatto di questo che tratta l'articolo.

Prestiamo attenzione anche alla frase: “ accesso casuale “Il che, in parole povere, significa che noi (il computer) possiamo leggere le informazioni da qualsiasi sezione della ferrovia in qualsiasi momento.

Un fatto importante è che la memoria dell'HDD non è volatile, ovvero, indipendentemente dal fatto che l'alimentazione sia collegata o meno, le informazioni registrate sul dispositivo non scompariranno da nessuna parte. Questa è una differenza importante tra la memoria permanente di un computer e la memoria temporanea ().

Guardando il disco rigido del computer nella vita reale, non vedrai né dischi né testine, poiché tutto questo è nascosto in una custodia sigillata (zona ermetica). Esternamente, il disco rigido si presenta così:

Perché un computer ha bisogno di un disco rigido?

Diamo un'occhiata a cos'è un HDD in un computer, ovvero quale ruolo svolge in un PC. È chiaro che memorizza i dati, ma come e cosa. Qui evidenziamo le seguenti funzioni dell'HDD:

• Memorizzazione del sistema operativo, del software utente e delle relative impostazioni;
• Archiviazione dei file utente: musica, video, immagini, documenti, ecc.;
• Utilizzo di parte dello spazio del disco rigido per archiviare dati che non rientrano nella RAM (file di scambio) o archiviazione del contenuto della RAM durante l'utilizzo della modalità di sospensione;

Come puoi vedere, il disco rigido del computer non è solo un deposito di foto, musica e video. Su di esso è memorizzato l'intero sistema operativo e, inoltre, il disco rigido aiuta a far fronte al carico sulla RAM, assumendone alcune funzioni.

In cosa consiste un disco rigido?

Abbiamo parzialmente menzionato i componenti di un disco rigido, ora li esamineremo più in dettaglio. Quindi, i componenti principali dell'HDD:

• Telaio — protegge i meccanismi del disco rigido da polvere e umidità. Di norma, è sigillato in modo che umidità e polvere non penetrino all'interno;
• Dischi (frittelle) - piastre realizzate con una determinata lega metallica, rivestite su entrambi i lati, su cui vengono registrati i dati. Il numero di piatti può essere diverso: da uno (nelle opzioni economiche) a diversi;
• Motore — sul perno sul quale sono fissate le frittelle;
• Blocco di testa - un design di leve interconnesse (bilancieri) e teste. La parte del disco rigido che legge e scrive informazioni su di esso. Per una frittella si utilizzano una coppia di teste, poiché funzionano sia la parte superiore che quella inferiore;
• Dispositivo di posizionamento (attuatore ) - un meccanismo che aziona il blocco della testa. È costituito da una coppia di magneti permanenti al neodimio e da una bobina posta all'estremità del blocco testa;
• Controllore — un microcircuito elettronico che controlla il funzionamento dell'HDD;
• Zona parcheggio - un luogo all'interno del disco rigido accanto ai dischi o nella loro parte interna, dove le testine vengono abbassate (parcheggiate) durante i tempi di inattività, in modo da non danneggiare la superficie di lavoro delle frittelle.

Questo è un semplice dispositivo con disco rigido. È stato formato molti anni fa e per molto tempo non sono stati apportati cambiamenti fondamentali. E andiamo avanti.

Come funziona un disco rigido?

Dopo aver alimentato l'HDD, il motore, sul cui mandrino sono fissate le frittelle, inizia a girare. Raggiunta la velocità con cui si forma un flusso d'aria costante sulla superficie dei dischi, le teste iniziano a muoversi.

Questa sequenza (prima i dischi girano e poi le testine iniziano a funzionare) è necessaria affinché, a causa del flusso d'aria risultante, le testine galleggino sopra le piastre. Sì, non toccano mai la superficie dei dischi, altrimenti questi ultimi si danneggerebbero istantaneamente. Tuttavia, la distanza dalla superficie delle piastre magnetiche alle testine è così piccola (~10 nm) che non è possibile vederla ad occhio nudo.

Dopo l'avvio, vengono prima lette le informazioni di servizio sullo stato del disco rigido e altre informazioni necessarie su di esso, situate sulla cosiddetta traccia zero. Solo allora inizia il lavoro con i dati.

Le informazioni sul disco rigido del computer vengono registrate su tracce che, a loro volta, sono divise in settori (come una pizza tagliata a pezzi). Per scrivere i file, diversi settori vengono combinati in un cluster, che è il luogo più piccolo in cui è possibile scrivere un file.

Oltre a questa partizione del disco “orizzontale”, esiste anche una partizione “verticale” convenzionale. Poiché tutte le testine sono combinate, sono sempre posizionate sopra lo stesso numero di traccia, ciascuna sopra il proprio disco. Pertanto, durante il funzionamento dell'HDD, le testine sembrano disegnare un cilindro:

Mentre l'HDD è in esecuzione, esegue essenzialmente due comandi: lettura e scrittura. Quando è necessario eseguire un comando di scrittura, viene calcolata l'area del disco dove verrà eseguito, poi si posizionano le testine e, infatti, il comando viene eseguito. Il risultato viene quindi controllato. Oltre a scrivere i dati direttamente sul disco, le informazioni finiscono anche nella sua cache.

Se il controller riceve un comando di lettura, controlla innanzitutto se le informazioni richieste sono presenti nella cache. Se non c'è si calcolano nuovamente le coordinate per il posizionamento delle teste, poi si posizionano le teste e si leggono i dati.

Al termine del lavoro, quando viene a mancare l'alimentazione al disco rigido, le testine vengono automaticamente parcheggiate nell'area di parcheggio.

Questo è fondamentalmente il modo in cui funziona il disco rigido di un computer. In realtà, tutto è molto più complicato, ma molto probabilmente l'utente medio non ha bisogno di tali dettagli, quindi finiamo questa sezione e andiamo avanti.

Tipi di dischi rigidi e relativi produttori

Oggi sul mercato sono presenti tre principali produttori di dischi rigidi: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Coprono completamente la domanda di dispositivi di tutti i tipi ed esigenze. Le restanti società sono fallite, sono state assorbite da una delle tre principali o sono state riconvertite.

Se parliamo dei tipi di HDD, possono essere suddivisi come segue:

1. Per i laptop, il parametro principale è la dimensione del dispositivo di 2,5 pollici. Ciò consente loro di essere posizionati in modo compatto nel corpo del laptop;
2. Per PC: in questo caso è possibile utilizzare anche dischi rigidi da 2,5", ma di norma vengono utilizzati quelli da 3,5";
3. I dischi rigidi esterni sono dispositivi collegati separatamente a un PC/laptop e spesso fungono da archiviazione di file.

Esiste anche un tipo speciale di disco rigido: per i server. Sono identici a quelli dei normali PC, ma possono differire per interfacce di connessione e prestazioni maggiori.

Tutte le altre divisioni degli HDD in tipologie derivano dalle loro caratteristiche, quindi consideriamole.

Specifiche del disco rigido

Quindi, le caratteristiche principali del disco rigido del computer:

• Volume — un indicatore della quantità massima possibile di dati che possono essere archiviati sul disco. La prima cosa che di solito guardano quando scelgono un HDD. Questa cifra può raggiungere i 10 TB, anche se per un PC domestico spesso si scelgono 500 GB - 1 TB;
• Fattore di forma — dimensione del disco rigido. I più comuni sono 3,5 e 2,5 pollici. Come accennato in precedenza, nella maggior parte dei casi nei laptop sono installati 2,5″. Sono utilizzati anche negli HDD esterni. 3,5″ è installato su PC e server. Anche il fattore di forma influisce sul volume, poiché un disco più grande può contenere più dati;
• Velocità del mandrino — a che velocità ruotano le frittelle? I più comuni sono 4200, 5400, 7200 e 10000 giri/min. Questa caratteristica influisce direttamente sulle prestazioni, nonché sul prezzo del dispositivo. Maggiore è la velocità, maggiori saranno entrambi i valori;
• Interfaccia — metodo (tipo di connettore) per collegare l'HDD al computer. L'interfaccia più popolare per i dischi rigidi interni oggi è SATA (i computer più vecchi utilizzavano IDE). I dischi rigidi esterni sono generalmente collegati tramite USB o FireWire. Oltre a quelle elencate ci sono anche interfacce come SCSI, SAS;
• Volume del buffer (memoria cache): un tipo di memoria veloce (come la RAM) installata sul controller del disco rigido, progettata per l'archiviazione temporanea dei dati a cui si accede più spesso. La dimensione del buffer può essere 16, 32 o 64 MB;
• Tempo di accesso casuale — il tempo durante il quale è garantito che l'HDD scriva o legga da qualsiasi parte del disco. Varia da 3 a 15 ms;

Oltre alle caratteristiche di cui sopra, puoi anche trovare indicatori come: