Co to jest dysk twardy? Dysk twardy – co to jest? Cechy dysków twardych. Wpływ geometrii na szybkość operacji dyskowych

Tym razem porozmawiamy o takim cyfrowym urządzeniu do przechowywania informacji, jak dysk twardy. Dziś dowiesz się jaką rolę pełni dysk twardy w nowoczesnym komputerze elektronicznym. Również w tej publikacji przyjrzymy się najpopularniejszym typom dysków twardych i zarysujemy najważniejsze parametry standardowego dysku twardego. Po co komputerowi kontener z dużą ilością pamięci wirtualnej? Spróbujmy to rozgryźć.

dysk twardy bez wątpienia odnosi się do tych podstawowych komponentów komputera PC, bez których żadna platforma komputerowa nie może stabilnie działać. Chodzi o to, że wszystkie pliki systemu operacyjnego i różne oprogramowanie są instalowane (zapisywane) na dysku twardym komputera stacjonarnego lub laptopa. Co więcej, taki dysk jest uważany za największy magazyn danych dla wszystkich plików elektronicznych przeciętnego użytkownika komputera.

W razie potrzeby można zainstalować wiele dysków SSD na jednym komputerze. Ponadto masz prawo „podzielić” każdy z nich na kilka dogodnych dla Ciebie logicznych sekcji.

dysk twardy przeznaczony do przechowywania i wykorzystania przez komputer absolutnie wszystkich plików użytkownika i systemu. Ogólnie rzecz biorąc, produkt ten jest gotowym, łatwo wymienialnym elementem komputera osobistego. Na dysku twardym, podobnie jak w przypadku dyskietki, informacje elektroniczne zapisywane są na okrągłych płytach dyskowych. Ale różnica polega na tym, że dyski w formacie dysk twardy Te naleśniki są wykonane z ceramiki lub aluminium. Wewnętrzne elementy robocze dysku twardego są zapakowane w szczelną kapsułkę, która nie ma kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym. Technologia ta znacznie zwiększa żywotność dysku twardego, ponieważ chroni wszystkie najważniejsze elementy przed przedostaniem się drobnych cząsteczek szkodliwego kurzu do wnętrza dysku twardego.

Wybierając podstawowe lub dodatkowe urządzenie pamięci masowej do swojego komputera, powinieneś znać podstawowe parametry współczesnego cyfrowego przechowywania plików. Tak, oczywiście, całą tę ważną wiedzę możesz uzyskać od konsultanta salonu komputerowego, ale lepiej będzie, jeśli wcześniej zapoznasz się ze wszystkimi zawiłościami związanymi z wyborem interesujących Cię komponentów komputera. Produkowane obecnie duże urządzenia do przechowywania danych różnią się między sobą typem, obudową, prędkością obrotową dysków roboczych, wielkością pamięci podręcznej itp.

Przyjrzyjmy się teraz każdemu z nich osobno.

1. Typ dysku twardego. Obecnie w produkcji masowej istnieją dwa typy wielkoskalowych systemów przechowywania informacji: HDD (dysk twardy) i SSD (dysk półprzewodnikowy). Standardową, bardziej znaną wersją dla wielu doświadczonych użytkowników osobistych komputerów elektronicznych jest format HDD (3,5″). Nowoczesny standard dysków SSD można śmiało uznać za nowy stopień ewolucji technologicznej, ponieważ w takich półprzewodnikowych dyskach danych nie znajdują się ruchome mechanizmy, ale mikrochipy z szybką pamięcią flash.

Coraz więcej użytkowników komputerów PC podziela pogląd, że głównym miejscem przechowywania dużych plików multimedialnych powinien być dysk HDD, a dysk SSD powinien służyć do instalacji systemu operacyjnego i dodatkowego działającego oprogramowania. Główną cechą tradycyjnego dysku twardego jest jego zdolność do przechowywania ogromnej ilości informacji elektronicznych (od 80 GB do 3 TB). Dysk SSD z kolei słynie z doskonałej wydajności i bardzo cichej pracy.

2. Po podjęciu decyzji o rodzaju elektronicznego urządzenia do przechowywania informacji będziemy musieli wybrać następną jakość dysku twardego. Tak, drodzy przyjaciele, to jest całkowita ilość pamięci wirtualnej dysku twardego. Z grubsza jest to całkowity rozmiar plików, którymi można zapełnić określony magazyn danych. Pomimo dość wysokiego kosztu, dyski twarde z imponującą ilością pamięci wirtualnej (2-3 TB) z łatwością pomieszczą ogromną liczbę plików użytkownika. Tworząc macierze RAID o różnym poziomie, możesz na długo zapomnieć o braku miejsca roboczego w pamięci swojego komputera osobistego.

3. Ze względu na wielkość fizyczną wszystkie typy elektronicznych urządzeń do przechowywania danych dzieli się na 2 grupy – dyski 3,5″ i 2,5″. Wewnętrzny dysk twardy 3,5 cala jest dobrze znany wielu zaawansowanym użytkownikom komputerów PC, ponieważ ten format jest od dawna ogólnie akceptowaną platformą dla wszystkich dysków twardych w komputerach stacjonarnych. Rozmiar obudowy dysku 2,5″ jest typowy dla laptopów, netbooków, ultrabooków i wielu zewnętrznych dysków twardych.

4. Liczba obrotów wrzeciona z tarczami magnetycznymi w jednostce czasu. W rzeczywistości ten parametr dysku twardego ma ogromne znaczenie przy wyborze konkretnej instancji pamięci głównej komputera osobistego. To robocza prędkość obrotu tarcz dyskowych decyduje o wydajności konkretnego urządzenia. Im wyższa prędkość obrotowa, tym lepiej dla Twojego komputera. Zgodnie z międzynarodowymi standardami liczba obrotów wrzeciona we współczesnych dyskach twardych może wynosić 5400 (laptop/zewnętrzny dysk twardy), 7200 (standardowy dysk 3,5″) i 10 tysięcy (platformy serwerowe) obrotów na minutę. Ten parametr nie dotyczy półprzewodnikowych dysków SSD, ponieważ wykorzystują nowoczesne mikrokontrolery i pamięć flash.

5. Kolejną istotną wartością techniczną dysku twardego jest jego pamięć podręczna. Bufor to dodatkowa, szybka pamięć na dane systemowe często wykorzystywane przez procesor komputera. Tutaj wszystko jest jak zwykle: im wyższa wartość, tym lepszy komputer. Zazwyczaj wbudowany wolumin na informacje tymczasowe mieści się w zakresie od 16 do 64 MB. Dyski twarde z dużą pamięcią podręczną mogą zwiększyć wydajność komputera o kilka punktów, dlatego nie należy lekceważyć tego parametru dysków twardych.

6. Rodzaj interfejsu dysku twardego jest również bardzo ważny. We wczesnych wersjach wewnętrznego dysku twardego 3,5″ instalowano równoległe złącze IDE. Nowe (magnetyczne) dyski twarde zaczynają być obecnie wyposażane w bardziej wszechstronne złącze SATA. Protokół SATA w przeciwieństwie do przestarzałych IDE, pozwala zwiększyć prędkość wymiany danych z dyskiem HDD oraz znacząco poprawia estetykę przestrzeni wewnętrznej jednostki systemowej komputera stacjonarnego. Przenośne urządzenia pamięci masowej (zewnętrzne dyski twarde) wyposażone są tylko w jeden interfejs – Mini USB. Za pomocą dołączonego kabla Mini USB-USB (2.0/3.0) z łatwością podłączysz śrubę do komputera lub nowoczesnego sprzętu telewizyjnego.

W tym artykule omówione zostaną wyłącznie dyski twarde (HDD), czyli nośniki magnetyczne. Następny artykuł będzie dotyczył dysków SSD.

Co to jest dysk twardy

Tradycyjnie spójrzmy na definicję dysku twardego w Wikipedii:
Dysk twardy (śruba, dysk twardy, dysk twardy, HDD, HDD, HMDD) to urządzenie pamięci masowej o swobodnym dostępie oparte na zasadzie zapisu magnetycznego.
Stosowane są w zdecydowanej większości komputerów, a także jako oddzielnie podłączone urządzenia do przechowywania kopii zapasowych danych, jako magazyn plików itp.
Rozwiążmy to trochę. Podoba mi się określenie „dysk twardy”. Te pięć słów oddaje istotę. Dysk twardy to urządzenie, którego zadaniem jest przechowywanie przez długi czas zapisanych na nim danych. Podstawą dysków twardych są dyski twarde (aluminiowe) ze specjalną powłoką, na których zapisywane są informacje za pomocą specjalnych głowic.
Nie będę szczegółowo omawiał samego procesu nagrywania - w zasadzie jest to fizyka ostatnich klas szkoły i jestem pewien, że nie chcesz się w to zagłębiać, a nie o tym w ogóle jest ten artykuł.
Zwróćmy także uwagę na sformułowanie: „losowy dostęp”, które w przybliżeniu oznacza, że ​​my (komputer) możemy w dowolnym momencie odczytać informacje z dowolnego odcinka kolei.
Ważnym faktem jest to, że pamięć dysku twardego nie jest ulotna, czyli niezależnie od tego, czy zostanie podłączone zasilanie, czy nie, informacje zapisane na urządzeniu nigdzie nie znikną. Jest to istotna różnica pomiędzy pamięcią stałą komputera a pamięcią tymczasową (RAM).
Patrząc na dysk twardy komputera w prawdziwym życiu, nie zobaczysz ani dysków, ani głowic, ponieważ wszystko to jest ukryte w szczelnej obudowie (strefa hermetyczna). Zewnętrznie dysk twardy wygląda tak.
Myślę, że rozumiesz, co to jest dysk twardy. Zacząć robić.

Dlaczego komputer potrzebuje dysku twardego?

Przyjrzyjmy się, czym jest dysk twardy w komputerze, czyli jaką rolę odgrywa w komputerze. Wiadomo, że przechowuje dane, ale jak i jakie. Tutaj wyróżniamy następujące funkcje dysku twardego:
- Przechowywanie systemu operacyjnego, oprogramowania użytkownika i ich ustawień;
- Przechowywanie plików użytkownika: muzyki, filmów, zdjęć, dokumentów itp.;
- Wykorzystywanie części pojemności dysku twardego do przechowywania danych, które nie mieszczą się w pamięci RAM (plik wymiany) lub przechowywanie zawartości pamięci RAM podczas korzystania z trybu uśpienia;
- Jak widać, dysk twardy komputera to nie tylko zrzut zdjęć, muzyki i filmów. Zapisany jest na nim cały system operacyjny, a dodatkowo dysk twardy pomaga poradzić sobie z obciążeniem pamięci RAM, przejmując niektóre jej funkcje.

Z czego składa się dysk twardy?

Częściowo wspomnieliśmy o elementach dysku twardego, teraz przyjrzymy się temu bardziej szczegółowo. Tak więc główne elementy dysku twardego:
- Obudowa - chroni mechanizmy dysku twardego przed kurzem i wilgocią. Z reguły jest uszczelniony, aby wilgoć i kurz nie dostały się do środka;
- Dyski (naleśniki) - płyty wykonane z określonego stopu metalu, obustronnie powlekane, na których zapisywane są dane. Liczba talerzy może być różna - od jednego (w opcjach budżetowych) do kilku;
- Silnik - na wrzecionie, na którym zamocowane są naleśniki;
- Blok głowicy - konstrukcja połączonych ze sobą dźwigni (wahaczy) i głowic. Część dysku twardego, która odczytuje i zapisuje na nim informacje. W przypadku jednego naleśnika stosuje się parę głów, ponieważ działają zarówno górna, jak i dolna część;
- Urządzenie pozycjonujące (siłownik) - mechanizm uruchamiający blok głowicy. Składa się z pary trwałych magnesów neodymowych i cewki umieszczonej na końcu głowicy;
- Kontroler – układ elektroniczny sterujący pracą dysku twardego;
- Parking - miejsce wewnątrz dysku twardego obok dysków lub na ich wewnętrznej części, gdzie głowice są opuszczane (parkowane) w czasie postoju, aby nie uszkodzić powierzchni roboczej naleśników.
To proste urządzenie z dyskiem twardym. Powstał wiele lat temu i od dawna nie wprowadzano w nim żadnych zasadniczych zmian. I ruszamy dalej.

Jak działa dysk twardy?

Po doprowadzeniu zasilania do dysku twardego silnik, na wrzecionie, do którego przymocowane są naleśniki, zaczyna się obracać. Po osiągnięciu prędkości, z jaką na powierzchni dysków tworzy się stały przepływ powietrza, głowice zaczynają się poruszać.
Ta sekwencja (najpierw dyski się rozkręcają, a potem zaczynają pracować głowice) jest konieczna, aby pod wpływem powstałego przepływu powietrza głowice unosiły się nad płytami. Tak, nigdy nie dotykają powierzchni dysków, w przeciwnym razie ta ostatnia zostałaby natychmiast uszkodzona. Jednak odległość powierzchni płytek magnetycznych od głowic jest tak mała (~10 nm), że nie można jej dostrzec gołym okiem.
Po uruchomieniu odczytywane są przede wszystkim informacje serwisowe o stanie dysku twardego i inne niezbędne informacje na jego temat, znajdujące się na tzw. ścieżce zerowej. Dopiero wtedy rozpoczyna się praca z danymi.
Informacje na dysku twardym komputera zapisywane są na ścieżkach, które z kolei podzielone są na sektory (jak pizza pokrojona na kawałki). Aby zapisać pliki, kilka sektorów łączy się w klaster, który jest najmniejszym miejscem, w którym można zapisać plik.
Oprócz tej „poziomej” partycji dysku istnieje również konwencjonalna partycja „pionowa”. Ponieważ wszystkie głowice są połączone, są one zawsze umieszczone nad tym samym numerem ścieżki, każda nad własnym dyskiem. Zatem podczas pracy dysku twardego głowice wydają się ciągnąć cylinder.
Gdy dysk twardy jest uruchomiony, zasadniczo wykonuje dwa polecenia: odczyt i zapis. W przypadku konieczności wykonania polecenia zapisu obliczana jest powierzchnia dysku, na której zostanie ono wykonane, następnie ustawiane są głowice i faktycznie polecenie jest wykonywane. Następnie sprawdzany jest wynik. Oprócz zapisywania danych bezpośrednio na dysku, informacje trafiają również do jego pamięci podręcznej.
Jeśli kontroler otrzyma polecenie odczytu, w pierwszej kolejności sprawdza, czy wymagane informacje znajdują się w pamięci podręcznej. Jeżeli go nie ma, ponownie obliczane są współrzędne pozycjonowania głowic, następnie pozycjonowane są głowice i odczytywane są dane.
Po zakończeniu pracy, gdy zaniknie zasilanie dysku twardego, głowice automatycznie parkują w strefie parkowania.
Zasadniczo tak działa dysk twardy komputera. W rzeczywistości wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, ale przeciętny użytkownik najprawdopodobniej nie potrzebuje takich szczegółów, więc zakończmy tę sekcję i przejdźmy dalej.

Rodzaje dysków twardych i ich producenci

Obecnie na rynku jest trzech głównych producentów dysków twardych: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. W pełni pokrywają zapotrzebowanie na urządzenia wszelkich typów i wymagań. Pozostałe spółki albo zbankrutowały, albo zostały wchłonięte przez jedną z trzech głównych spółek, albo zmieniono ich przeznaczenie.
Jeśli mówimy o rodzajach dysków twardych, można je podzielić w następujący sposób:

1. W przypadku laptopów głównym parametrem jest rozmiar urządzenia wynoszący 2,5 cala. Dzięki temu można je kompaktowo umieścić w torbie na laptopa;
2. W przypadku komputera PC – w tym przypadku możliwe jest również użycie dysków twardych 2,5″, ale z reguły używane są dyski 3,5″;
3. Zewnętrzne dyski twarde - urządzenia oddzielnie podłączane do komputera PC/laptopa, służące najczęściej do przechowywania plików.
Istnieje również specjalny rodzaj dysku twardego - dla serwerów. Są identyczne ze zwykłymi komputerami PC, ale mogą różnić się interfejsami połączeń i większą wydajnością.

Wszystkie pozostałe podziały dysków twardych na typy wynikają z ich charakterystyki, więc rozważmy je.

Specyfikacje dysku twardego

Zatem główne cechy dysku twardego komputera:

Wolumen jest wskaźnikiem maksymalnej możliwej ilości danych, które można zapisać na dysku. Pierwsza rzecz, na którą zwykle zwracają uwagę przy wyborze dysku twardego. Liczba ta może osiągnąć 10 TB, chociaż w przypadku domowego komputera często wybierają 500 GB - 1 TB;
- Współczynnik kształtu - rozmiar dysku twardego. Najpopularniejsze to 3,5 i 2,5 cala. Jak wspomniano powyżej, w laptopach w większości przypadków instaluje się ekrany 2,5″. Stosowane są także w zewnętrznych dyskach twardych. W komputerach stacjonarnych i serwerach instalowany jest format 3,5″. Obudowa wpływa również na wolumin, ponieważ większy dysk może pomieścić więcej danych;
- Prędkość obrotowa wrzeciona - z jaką prędkością obracają się naleśniki. Najpopularniejsze to 4200, 5400, 7200 i 10000 obr./min. Ta cecha wpływa bezpośrednio na wydajność, a także cenę urządzenia. Im wyższa prędkość, tym większe są obie wartości;
- Interfejs - sposób (rodzaj złącza) podłączenia dysku twardego do komputera. Najpopularniejszym obecnie interfejsem dla wewnętrznych dysków twardych jest SATA (starsze komputery korzystały z IDE). Zewnętrzne dyski twarde są zwykle podłączane przez USB lub FireWire. Oprócz wymienionych istnieją również takie interfejsy, jak SCSI, SAS;
- Wolumin buforowy (pamięć podręczna) - rodzaj szybkiej pamięci (podobnej do RAM) instalowanej na kontrolerze dysku twardego, przeznaczonej do tymczasowego przechowywania najczęściej używanych danych. Rozmiar bufora może wynosić 16, 32 lub 64 MB;
- Czas dostępu losowego to czas, podczas którego dysk twardy gwarantuje zapis lub odczyt z dowolnej części dysku. Zakres od 3 do 15 ms;

Oprócz powyższych cech można znaleźć również takie wskaźniki jak:

Prędkość przesyłu danych;
- Liczba operacji we/wy na sekundę;
- Poziom hałasu;
- Niezawodność;
- Odporność na uderzenia itp.;
To wszystko, jeśli chodzi o charakterystykę dysku twardego.

Najprawdopodobniej słyszałeś w skrócie kombinację słów, takich jak „dysk twardy”, dysk twardy, „dysk twardy” lub „śruba”. To wszystko są nazwy jednego urządzenia. A to urządzenie zawsze przechowuje dane, nawet jeśli komputer nie pracuje, tj. wyłączony. Możesz wyjąć dysk twardy z jednostki systemowej i podłączyć go do innego komputera. Niemniej jednak wszystkie informacje pozostaną nietknięte. Ale jeśli planujesz go usunąć, lepiej przeczytać, jak to zrobić, aby uniknąć niepożądanych sytuacji.

Pierwszy dysk twardy został wyprodukowany przez IBM przed pojawieniem się komputerów PC. Był rok 1957 i taki dysk twardy zawierał 5 megabajtów informacji, a jego cena była bardzo wysoka. Dysk o pojemności 10MB przeznaczony był dla komputera IMB PC XT. Dysk twardy miał 30 ścieżek, a każda miała 30 sektorów. Podobnie jak oznaczenie „30/30” na karabinku marki Winchester, napęd zaczęto nazywać „Winchester”, w skrócie śrubą.

Konstrukcja dysku twardego to zbiór metalowych dysków. Pokryte są specjalną substancją, która doskonale zatrzymuje wpływ pola magnetycznego. Nowoczesne dyski twarde mają od jednego do trzech takich dysków. Tarcze charakteryzują się również doskonałym wyważeniem i gładką powierzchnią dzięki wysokim prędkościom obrotowym. Zapis na dysku odbywa się za pomocą specjalnych głowic magnetycznych, najczęściej po jednej z każdej strony dysku. Są magnetorezystancyjne i reagują na zmiany pola magnetycznego poprzez zmiany natężenia prądu wzbudzanego w głowie. Sygnał jest odczytywany i przetwarzany na postać cyfrową. Głowica magnetyczna ma zdolność wytwarzania pola magnetycznego pod wpływem impulsów prądu. Część dysku jest magnesowana przez tę głowicę w zależności od kierunku momentu magnetycznego. W pewnym momencie przykładany jest impuls prądowy. W ten sposób następuje namagnesowanie. Dzieje się tak, gdy głowica magnetyczna znajduje się we właściwym miejscu.

Dane umieszczane są na dyskach w postaci tzw. ścieżek. Ścieżki są koncentrycznymi okręgami. Podczas pracy dysku twardego głowice magnetyczne zmieniają swoje położenie z jednej ścieżki na drugą. Do zmiany układu głowic magnetycznych w nowoczesnych dyskach twardych stosuje się napęd elektromagnetyczny. Poniższy obrazek pokazuje, że poruszają się one wzdłuż własnej osi. Cewka jest przymocowana z tyłu głowic. Jest przyciągany przez elektromagnes w tym czy innym kierunku. Biorąc pod uwagę, że dyski napędowe się kręcą, głowica uzyskuje dostęp do dowolnego miejsca na dysku. Po wyłączeniu zasilania głowice magnetyczne odsuwają się od powierzchni dysku. Dotykanie nimi powierzchni dysku jest niedopuszczalne!

Wszystkie głowice czytające zmieniają swoje położenie jednocześnie, a ich blok stanowi jedną całość. Każda strona jest czytana przez własną głowę. Bez względu na to, jaki okres czasu przyjmiemy, głowy są umieszczone na różnych dyskach, ale na tym samym okręgu. Zbiór śladów, oglądany w płaszczyźnie pionowej, tworzy cylinder.

Tor składa się z sektorów. W każdym sektorze przechowywanych jest 512 bajtów danych. Sektor to najmniejszy element przestrzeni dyskowej. Iloczyn liczby głowic, cylindrów i sektorów to maksymalna możliwa ilość danych przechowywanych na dysku twardym. Z technologicznego punktu widzenia łatwiej jest produkować dyski o dużej gęstości ścieżek i mniejszej liczbie dysków.

Podkreślanie takiego niuansu nie byłoby zbyteczne. Fizyczne i logiczne rozmieszczenie głowic, cylindrów, sektorów. Mówiliśmy o fizyczności powyżej, ale teraz o logice, to znaczy tak, jak widzi twój komputer. Program instalacyjny wprowadza parametry na swój własny sposób. Najczęściej parametry te są wskazane na pokrywie dysku twardego. W kolejnych działaniach komputer stosuje podział logiczny. Istnieje coś takiego jak tłumaczenie parametrów dysku. Istnieje w celu koordynowania fizycznego i logicznego rozmieszczenia parametrów dysku. Blok przekształcający współrzędne logiczne na fizyczne znajduje się na samym dysku twardym. W ten sposób zapewnia, że ​​głowice magnetyczne zostaną wpuszczone do pożądanego obszaru dysku fizycznego.

Podczas procesu produkcji dysków twardych nie będzie możliwe uniknięcie pewnego odsetka wadliwych ścieżek lub sektorów. Podczas formatowania niskiego poziomu zaznaczane są wadliwe obszary. W przyszłości podczas korzystania z dysku twardego nie będą one brane pod uwagę.

Jaki dysk twardy wybrać?

Jedną z głównych cech dysku jest jego pojemność, czyli innymi słowy ilość danych, które można na nim zapisać (muzyka, filmy, gry itp.). Pojemność dysków twardych najczęściej mierzy się w gigabajtach. Ci, którzy produkują urządzenia pamięci masowej, tj. Producenci przyrównują 1 GB = 1000 MB i 1 MB = 1000 KB itd. . A ponieważ w informatyce liczy się nie 1000, ale 1024, Twój system operacyjny wykryje mniej pamięci, niż podaje na urządzeniu producent.

Integralnie ważna jest także taka cecha, jak prędkość obrotowa wrzeciona. Ten wskaźnik wpływa na prędkość dysku twardego. Te. jak szybko będzie wymieniał dane z innymi elementami komputera. Szybkość odczytu i zapisu informacji z dysku twardego jest tym większa, im szybciej może obracać się wrzeciono. Średnia dla komputerów stacjonarnych wynosi 7200 obr./min. Jednak koszt urządzenia znacznie wzrasta, jeśli ta cecha jest dobra. Ta charakterystyka prędkości obrotowej jest powiązana z czasem dostępu losowego. Sprzedawcy rzadko wskazują ten parametr podczas dokonywania zakupu, ale można go łatwo znaleźć w Internecie. Ten czas dostępu losowego mówi nam, ile czasu zajmuje dyskowi twardemu odczytanie lub zapisanie danych w dowolnej części dysku. Wartość tę mierzy się w milisekundach. W związku z tym im krótszy ten czas, tym lepiej.

Warto także wiedzieć, w jaki interfejs wyposażony jest nasz dysk twardy. Krótko mówiąc, jakie złącze ma dysk twardy do podłączenia do płyty głównej? Dziś jest takie przestarzałe IDE lub nowy SATA. Jeśli płyta główna Twojego komputera obsługuje SATA, wówczas oczywiście rozsądniej byłoby zainstalować dysk twardy z tym interfejsem. Ponieważ działa szybciej i jest wygodniejszy w instalacji.

Są też dyski do serwerów. Mają ten sam rozmiar co komputery stacjonarne, ale są szybsze. Ich prędkość obrotowa wrzeciona może osiągnąć 15 000. Interfejsy w nich to szeregowe SAS i SATA, równoległe SCSI. W porównaniu do dysków twardych do komputerów stacjonarnych, dyski twarde do serwerów są znacznie lepszej jakości. Czas ciągłej pracy wynosi około 1 000 000 godzin.

Istnieją również zewnętrzne dyski twarde. Ich celem jest przechowywanie i transport dużych ilości danych. Można je nazwać mediami mobilnymi. Za ich pomocą przetransportujesz nagrania audio, wideo i archiwa biurowe. Zestaw zewnętrznego dysku twardego zawiera kontroler połączenia. Kontrolery obsługują USB 2.0, 3.0 i FireWire.

Dyski twarde do laptopów mają średnią prędkość obrotową około 5400 i 4200 obr./min. Muszą także charakteryzować się dużą odpornością na uderzenia. Przyjrzyjmy się interfejsom podłączenia dysku twardego.

USB– szeregowa transmisja danych. Przepustowość USB 1.1 12 Mb/s, USB 2.0 480 Mb/s USB 3.0 5 Gb/s.

IDE– równoległa transmisja danych. Przepustowość wynosi około 133 Mb/s. Zazwyczaj komputery stacjonarne i laptopy korzystają z tego interfejsu. SATA jest jego konkurentem.

SATA– także równoległa transmisja danych. Przepustowość jest bardzo zróżnicowana i to dobrze. Około 300 Mb/s. Interfejs ten jest bardziej odporny na zakłócenia i jest znacznie lepszy niż IDE.

SCSI– równoległa transmisja danych. Używany głównie w pracy z serwerami. Wysoka niezawodność i wydajność.

Serial Dołączony SCSI, w skrócie SAS– szeregowa transmisja informacji. Ulepszona modyfikacja SCSI. Poprawiona wydajność i niezawodność.

FireWire– transmisja szeregowa. Prędkość jest bliska 400 Mbit/s. Najlepsze rozwiązanie podczas pracy z wideo.

W zależności od Twoich potrzeb powyższy opis pomoże Ci odpowiedzieć na pytanie jakiego rodzaju dysku twardego potrzebujesz.

A teraz o tym, jak zainstalować nowy dysk twardy

Podłączenie dysku twardego za pomocą interfejsu IDE.

Podłączając dysk twardy, należy wyłączyć zasilanie komputera i zdjąć osłonę ochronną jednostki systemowej. Następnie, jeśli spojrzysz na płytę główną, zobaczysz, że ma ona dwa kontrolery do podłączenia dysków twardych z interfejsem IDE. Podstawowy i wtórny, z których każdy może podłączyć dwa dyski. Pierwszy dysk podłączony do pierwszego kontrolera nazywany jest dyskiem głównym. Drugi to niewolnik. Dzięki temu system może posiadać maksymalnie 4 dyski IDE. Podstawowy (pierwotny) master i slave oraz wtórny (wtórny). Na płycie głównej pierwszy i drugi kontroler są oznaczone jako IDE 0 i IDE 1.

Napędy te są połączone za pomocą kabla. Dziś ma dwie modyfikacje. 40-pinowy przestarzały szary i 80-pinowy żółty. Rozsądniej byłoby użyć 80-pinowego, ponieważ ma większą przepustowość.

Jeden z końców kabla należy połączyć dopasowując klawisze złącza do złącza IDE na płycie głównej. Jednocześnie będziesz musiał włożyć trochę wysiłku. Podłącz drugi koniec do dysku twardego. Teraz musisz wybrać tryb pracy HDD, slave lub master. Na dysku twardym, w pobliżu złącza kabla, znajduje się panel, za pomocą którego można wybrać tryb. Odbywa się to poprzez przesunięcie zworki. Instalujemy go w żądanej pozycji, która będzie odpowiadać trybowi pracy, który chcesz ustawić.

Aby zrozumieć, gdzie umieścić tę samą zworkę, każdy dysk ma na górze naklejkę. Pokazuje mapę trybów. Jest jeden punkt, że w niektórych przypadkach główne urządzenie główne nazywane jest urządzeniem 0, a urządzenie podrzędne 1.

Ponadto musisz zrozumieć, że do jednego kontrolera nie należy podłączać dwóch urządzeń slave i dwóch urządzeń master. Jeżeli do kontrolera jest już podłączone urządzenie, należy je odłączyć. Sprawdzamy tryb pracy, jeżeli jest to Slave to ustawiamy na Master i odwrotnie. Nie można zagwarantować stabilności systemu w przypadku zmiany dotychczasowego trybu pracy. Na przykład, jeśli zainstalujesz nowy dysk twardy i zainstalujesz na nim tryb główny, a stary uczynisz podrzędnym. Okazuje się, że system operacyjny będzie próbował uruchomić się z nowego, a ponieważ nie ma tam zainstalowanego systemu operacyjnego, ten pomysł się nie powiedzie.

Dostępny jest między innymi tryb „wyboru kabla”, tj. wybór kabla. To, czy urządzenie w tym trybie będzie napędem slave, czy master, zależy od sposobu jego podłączenia do pętli. Aby to zrozumieć, na każdym kablu znajdują się odpowiednie oznaczenia.

Po zakończeniu ścieżki podłączenia kabla i wyboru trybu pracy należy podłączyć zasilanie. Z zasilacza wychodzi wiele czteropinowych złączy z przewodami w różnych kolorach. Używając dowolnego z nich, podłącz do odpowiedniego złącza na dysku twardym. Najczęściej żółty przewód będzie najbliżej Ciebie.

Jak zainstalować drugi dysk twardy

Podłączamy dysk zgodnie z opisem powyżej, a dla SATA poniżej. Następnie włącz komputer. Kliknij prawym przyciskiem myszy Mój komputer. Wybierz „Zarządzanie”, a w nim Zarządzanie dyskami. W związku z tym musisz wybrać tam nowy dysk. Miejsce na dysku nie jest przydzielone i zostanie zapisane. Aby utworzyć partycję, kliknij prawym przyciskiem myszy. Następnie możesz podzielić dysk; musisz wybrać system plików NTFS. Komputer wyświetli monit o sformatowanie dysku, należy go sformatować. Wybieramy literę i tyle. Jeśli coś jest nie tak lub nie jest jasne, niuanse dotyczące instalowania drugiego dysku twardego można znaleźć w tym samym artykule.

Podłącz dysk SATA

Kabel SATA ma na końcach dwa identyczne złącza. Jeden koniec idzie do płyty głównej, drugi do dysku twardego. Nie posiada również żadnych zworek. Jedno złącze SATA umożliwia podłączenie tylko jednego dysku.

Znajdź złącze SATA na płycie

Podłącz drugi koniec kabla SATA do złącza napędu

Teraz należy podłączyć zasilanie do dysku twardego SATA. Do dysku twardego dołączony jest specjalny kabel 3,3 V, który umożliwia wykonanie tej czynności.

W niektórych przypadkach do zestawu dodawany jest adapter. Służy do podłączenia zwykłego kabla zasilającego do dysku SATA.

Aby ustawić wymagany tryb, użyjemy BIOS-u.

Aby wejść do ustawień BIOS-u podczas włączania komputera, naciśnij klawisz Delete.

BIOS otworzy się na twoich oczach. W nim musisz przejść do wymaganej partycji i wybrać tryb działania dla każdego dysku znalezionego przez system.

Dlaczego nie widzę mojego dysku twardego?

Czasami zdarza się, że instalując system operacyjny trzeba zapewnić sterowniki do współpracy z dyskiem. Sterowniki te powinny być dołączone do dysku twardego. Jeśli chcesz zainstalować drugi dysk, jeśli system operacyjny jest już zainstalowany, musisz podłączyć napęd, zasilanie, uruchomić komputer i zainstalować sterowniki. W ostateczności upewnij się, że wszystkie kable są prawidłowo podłączone. Jeśli wszystko, co opisano powyżej, jest poprawne, nie powinieneś mieć pytania: dlaczego dysk twardy nie jest widoczny?

Jeśli nagle okaże się, że Twoja płyta główna nie posiada złącza SATA, a kupiłeś już dysk twardy. Musisz kupić kontroler SATA, podłączyć go do złącza PCI na płycie głównej i do kontrolera dysku twardego.

Instalacja zworek

Wielu słyszało słowa takie jak dysk twardy , « dysk twardy», « śruba" Lub " Winchestera" Wszystkie te słowa są synonimami tego samego urządzenia. dysk twardy to urządzenie do przechowywania i przechowywania informacji, które opiera się na zasadach zapisu magnetycznego. Dysk twardy w większości nowoczesnych komputerów jest głównym urządzeniem do przechowywania danych. Zachowuje informacje nawet po wyłączeniu komputera; można go również usunąć z jednostki systemowej komputera i podłączyć do innej komputer .

Historia dysku twardego Główna różnica twardy dysk z dyskietek - jest to zapis informacji na twardych płytach (aluminiowych lub szklanych) pokrytych materiałem ferromagnetycznym, najczęściej dwutlenkiem chromu. Winchestery są najczęściej używane jako niewymienny nośnik danych , ale w ostatnich latach został wynaleziony wymienny dysk twardy , który znalazł szerokie zastosowanie. Dysk twardy jest zwykle łączony z dyskiem, urządzeniem magazynującym i jednostką elektroniczną.

Po raz pierwszy na rynku komputerowym "śruba" pojawił się już w 1957 r. Urodził się dzięki firmie IBM-a, na długo przed pojawieniem się komputera osobistego. Był w stanie pomieścić 5 MB informacji i kosztował szalone pieniądze. Nieco później opracowano 10 MB dysk twardy, ale dla komputera PC. Dysk twardy składał się z 30 ścieżek i 30 sektorów każda. Po oznaczeniu „30/30” marki o tej samej nazwie co popularny karabinek „ Winchestera„Napęd został nazwany potocznie” Winchestera" lub w skrócie "śruba". W Europie i USA termin ten zniknął w latach 90. i tylko w Rosji nadal jest tak nazywany w slangu.

Winchestera składa się z kilku metalowych dysków pokrytych specjalną substancją, która może utrzymać pole magnetyczne. Liczba metalowych płytek w dysku twardym waha się od jednego do trzech. Tarcze te mają bardzo gładką powierzchnię i doskonałe wyważenie. Te cechy są niezbędne do uzyskania dużej prędkości obrotowej. Specjalne głowice magnetyczne, umieszczone pojedynczo po różnych stronach dysków, umożliwiają nagrywanie na nich. Głowy mają właściwości magnetorezystancyjne, które są wrażliwe na zmiany pola magnetycznego w wyniku zmian natężenia prądu wzbudzonego w głowicy. Powstały sygnał jest odczytywany, a następnie przetwarzany na postać cyfrową. Się głowa pod wpływem impulsów prądu jest w stanie wytworzyć pole magnetyczne. W zależności od kierunku momentu magnetycznego następuje namagnesowanie odcinków dysku.

Dane na dyskach przechowywane są w tzw. ścieżkach. Podczas pracy dysku twardego głowice magnetyczne zmieniają swoje położenie z jednej ścieżki na drugą. W nowoczesnym dysk twardy służy do zmiany położenia głowic magnetycznych Elektrozawór Jednostka napędowa.

Ścieżka składa się z sektorów, z których każdy przechowuje 512 bajtów danych. Najmniejszą objętością dysku jest sektor. Iloczyn cylindrów, sektorów i liczby głowic to maksymalna objętość, jaką można zapisać na dysku twardym. Prawie wszyscy producenci starają się, aby ścieżki były jak najbardziej gęste i zmniejszały liczbę dysków.

W trakcie pracy twardy dysk pojawiają się uszkodzone sektory i ścieżki. Podczas formatowania niskopoziomowego są one specjalnie oznaczone i nie są brane pod uwagę w przyszłości podczas obsługi dysku twardego.

Podstawowe parametry dysku twardego

Główna cecha twardy dysk Jest pojemność(ilość informacji, jakie może zawierać). Pojemność mierzona jest w gigabajtach ( GB). Jeden GB równa 1000 megabajtom ( MB). Z kolei 1MB równa się 1000 kilobajtom ( KB). Ale w świecie informacji przyjęto nieco inny system liczenia. Zamiast 1000 liczą 1024. Trzeba na to zwrócić uwagę. Podczas diagnozowania komputera system operacyjny wskaże mniejszą liczbę GB niż podaje producent.

Kolejną ważną cechą jest prędkość wrzeciona. Wskaźnik ten bezpośrednio wpływa na prędkość dysku twardego (to znaczy na szybkość wymiany informacji z innymi urządzeniami komputerowymi). Im wyższa prędkość obrotowa, tym szybciej dysk twardy odczytuje i zapisuje informacje. W przypadku komputerów stacjonarnych uważa się za dobry wskaźnik 7200 obr./min . Przy wyższych prędkościach obrotowych prędkość dysku twardego znacznie wzrasta.

Kolejnym ważnym parametrem jest czas dostępu losowego, który jest ściśle powiązany z prędkością obrotową. Większość producentów nie wskazuje tego wskaźnika podczas sprzedaży, ale jeśli przeszukasz Internet, bez problemu znajdziesz taką informację. Czas dostępu losowego pokazuje, ile czasu zajmuje dyskowi twardemu odczytanie lub zapisanie informacji na dowolnej części dysku. Parametr ten mierzony jest w milisekundach. Im niższy wskaźnik, tym większa prędkość dysku twardego.

Ważne jest, aby wiedzieć, jaki interfejs „ śruba" Krótko mówiąc, złącze dysku twardego, które łączy go z płytą główną. Było wcześniej IDE, ale teraz został zastąpiony SATA. Wszystko nowoczesne dyski twarde działają szybciej i są wygodniejsze w montażu. Należy zastanowić się, w jaki interfejs wyposażona jest płyta główna. Jeżeli złącza nie będą do siebie pasować, połączenie będzie niemożliwe.

Istnieją również dyski przeznaczone specjalnie dla serwerów. Są tej samej wielkości co zwykłe. dysk twardy, ale w pracy jest znacznie szybciej. Prędkość obrotowa takich urządzeń sięga 15 000 obr./min. Są bardziej niezawodne niż dyski twarde do komputerów stacjonarnych. Dyski serwerowe są wyposażone w interfejs szeregowy SAS I SATA i równoległe SCSI.

Nie tak dawno temu wynaleziono zewnętrzne dyski twarde. Są bardzo wygodne w użyciu, mają mniejsze rozmiary i wagę oraz dużą ilość danych. Nazywa się je także nośnikami mobilnymi lub „dużym dyskiem flash”. Za pomocą zewnętrznych dysk twardy wygodnie przesyłaj różnorodne informacje w postaci nagrań audio, archiwów biurowych i plików multimedialnych. Kontrolery obsługują USB 2.0, 3.0 i FireWire.

Średnia prędkość obrotowa dysków twardych do laptopów wynosi 5400 obr/min lub 4200 obr/min. Muszą być także odporne na uderzenia.

Główne interfejsy połączeń

USB– szeregowa transmisja danych. Przepustowość USB 1.1 – 12 MB/s, USB 2.0 – 480 MB/s USB 3.0 – 5 GB/s.

IDE– transmisja danych jest równoległa. Przepustowość wynosi około 133 MB/s. Zwykle ten interfejs jest powszechnie używany w komputerach stacjonarnych i laptopach.

SATA – równoległa transmisja danych. Przepustowość wynosi około 300 MB/s. Główny konkurent IDE. SATA jest bardziej odporna na zakłócenia i nieco lepsza od IDE.

SCSI– równoległa transmisja danych. Stosowany głównie podczas pracy z serwerami. Wyróżnia się wysoką wydajnością i niezawodnością.

Szeregowy podłączony SCSI (SAS)– szeregowa transmisja informacji. Ulepszona wersja SCSI o zwiększonej wydajności i niezawodności.

FireWire– transmisja szeregowa. Prędkość jest bliska 400 MB/s. Jest to najlepszy wybór do pracy z plikami wideo.

Producenci

Pod koniec ubiegłego wieku na rynku komputerowym działało wiele firm produkcyjnych dyski twarde . Ale w tej chwili liczba firm zauważalnie spadła. Niektóre nie wytrzymały konkurencji, inne zostały kupione przez potężniejszych konkurentów, a jeszcze inni zaczęli produkować produkty inne niż dyski twarde.

W połowie lat 90-tych firma produkowała dyski twarde Urządzenia peryferyjne Connera, później nabyty Seagate'a, I Mikropolis. Ostatni tak zrobił wysoka jakośćSCSI dyski premium do serwerów. Firma produkowała bardzo drogie produkty, ale z powodu dostaw niskiej jakości łożysk wrzecion poniosła ogromne straty na zwrotach i wymianie dysków twardych, a następnie zbankrutowała. Został również kupiony przez Seagate.

Produkty japońskiej firmy cieszą się niesłabnącą popularnością Fujitsu. Teraz stawia na produkcję dysków twardych do laptopów i SCSI jeździ. Ale nie ma już takich obrotów jak w ubiegłym stuleciu. W 2001 roku firma doznała poważnego niepowodzenia. W tym samym roku chip kontrolera masowo uległ awarii, w wyniku czego firma poniosła poważne straty finansowe, z których do dziś się nie otrząsnęła. Ale przed awarią japońska firma była uważana za lidera w produkcji dysków twardych. Dyski twarde tego producenta wyróżniały się doskonałymi właściwościami powierzchni obrotowych. W 2009 roku rozpoczęła się masowa produkcja dysków twardych Fujitsu poszedłem do Toshiby .

Do początku 2000 roku dyski działu IBM uważano za referencyjne. Ale po masowych awariach napędów do komputer w wyniku utlenienia styków uszczelnionego złącza bankowego oddział amerykański poniósł znaczne straty finansowe i został sprzedany Hitachi.

Firma Quantrum pozostawiła jasny ślad w historii, ale z powodu masowych awarii dysk twardy w serii CX, wypadła także z rynku komputerowego.

Maxtor uchodził za lidera w swojej dziedzinie. Na początku 2001 roku wykupiła oddział Kwant, która zajmuje się produkcją dysków twardych i dziedziczy po zakupionej firmie pasmo problemów związanych z „cienkimi” dyskami. W 2006 roku nastąpiło połączenie ze spółką Seagate'a .

Wiosna 2011 była ostatnią Hitachi, bardzo popularne na rynku dyski twarde . Zostało nabyte Zachodnia cyfrowość i w tym samym roku dział HDD firmy Samsung został przeniesiony do Seagate.

Teraz na rynku dysków twardych pozostało już tylko trzech producentów – Seagate, Western Digital i Toshiba . Jednak ostatnio, w związku z rozwojem technologii dysków SSD i pojawieniem się zewnętrznych dysków twardych, liczba firm gotowych oferować nowe technologie i rozwiązania zaczyna ponownie rosnąć.

Instrukcje

Głównymi elementami dysku twardego są aluminiowe (czasami szklane) płytki pokryte warstwą specjalnego materiału oraz głowice odczytujące. Zwykle stosuje się kilka płytek umieszczonych na jednej osi. Dzięki temu możesz zwiększyć pojemność swojego dysku twardego. Zazwyczaj głowice odczytujące nie stykają się z powierzchnią tych płytek. Zapewnia to długą żywotność dysku.

Dyski twarde są klasyfikowane według interfejsu. Powszechnie stosowane są interfejsy takie jak SATA, IDE i eSATA. Interfejs oznacza obecność określonych kanałów komunikacyjnych i środków technicznych zapewniających wymianę informacji między dyskiem a płytą główną komputera.

Pojemność dysku twardego zależy od używanego interfejsu. Na przykład w przypadku dysków twardych IDE osiągnięto rekordową ilość pamięci, w przybliżeniu równą 182 GB. Pojemność nowoczesnych dysków twardych może przekraczać 4 terabajty lub 4000 gigabajtów.

Kolejną cechą wyróżniającą dyski twarde jest współczynnik kształtu. Aby dowolny dysk twardy o określonej obudowie mógł zostać zainstalowany w standardowej jednostce systemowej lub obudowie, tworzone są dyski twarde o określonym rozmiarze. Zwykle dotyczy to tylko szerokości felgi. Nowoczesne komputery stacjonarne korzystają z dysków o szerokości 3,5 cala. Laptopy są zwykle wyposażone w dysk twardy o szerokości 2,5 cala.

Oczywiście istnieje wiele innych wskaźników, według których można klasyfikować dyski twarde. Należą do nich następujące cechy tych urządzeń: pobór mocy, poziom hałasu, prędkość zapisu i odczytu danych. Warto zaznaczyć, że obudowy dysków twardych są zazwyczaj uszczelnione. Zapewnia to ich niezawodność, zapobiegając przedostawaniu się wilgoci i szkodliwych gazów do wnętrza.

Wideo na ten temat

Winchester - dysk twardy (HDD - dysk twardy) - miejsce, w którym przechowywane są wszystkie informacje na komputerze - od systemu operacyjnego po różne programy i wszelkiego rodzaju dane. Niezbędne informacje są we właściwym czasie odczytywane przez procesor z dysku twardego i przetwarzane, a następnie w razie potrzeby mogą zostać zapisane na dysku twardym.

Instrukcje

Konstrukcja dysku twardego składa się z bloku metalowych dysków ze specjalną powłoką, która zapamiętuje i przechowuje działanie pola magnetycznego. Nowoczesne konstrukcje składają się z 1-3 dysków, które są idealnie wyważone i mają idealnie płaską powierzchnię, ponieważ prędkość obrotowa jest dość duża i sięga od 7200 do 10000 obr/min, a dokładność pozycjonowania głowic musi być wysoka.

Do zapisu i odczytu informacji na dysku służą specjalne głowice magnetyczne. Najczęściej po dwa na dysk - po obu stronach. Głowice pod wpływem impulsów prądu tworzą pole magnetyczne i magnesują fragment dysku momentem magnetycznym o zadanym kierunku (logiczna „jeden” lub logiczne „zero”). Proces rejestracji odbywa się poprzez podanie impulsu prądowego w wymaganym czasie, głowica magnetyczna zostaje umieszczona w odpowiednim miejscu. Odczytując informacje z dysku, głowice reagują na zmiany pola magnetycznego wzbudzając znajdujący się w nich prąd. Ten typ sygnału analogowego jest odczytywany i konwertowany na sygnał cyfrowy. W tej postaci jest on przekazywany do systemu komputerowego.

Informacje na dysku magnetycznym są umieszczane i przechowywane na ścieżkach w postaci skoncentrowanych okręgów. Wszystkie głowice magnetyczne dysku twardego tworzą jeden wspólny blok. Jednocześnie przechodź z jednej ścieżki na płycie na drugą. Jedna głowica obsługuje jedną stronę dysku. Oznacza to, że głowice znajdują się w dowolnym momencie na tej samej ścieżce nad różnymi dyskami. Zatem ten zestaw torów tworzy cylinder. Ostatnio do poruszania głowic magnetycznych zaczęto stosować napęd elektromagnetyczny. Poruszają się wokół własnej osi. Cewka przymocowana z tyłu głowicy przesuwa je nad powierzchnię dysku za pomocą elektromagnesu. Głowice nie mogą dotykać dysku; po odłączeniu od zasilania są odsuwane od powierzchni na bok.