Жесткие диски винчестеры называют устройствами. Что такое жёсткий диск для компьютера. Теория происхождения названия «Винчестер»

В данной статье будет идти речь только о жестких дисках (HDD) то есть о носителях на магнитных дисках. О SSD будет следующая статья.

Что такое жесткий диск

По традиции, давайте подсмотрим определение жесткого диска в Википедии:
Жесткий диск (винт, винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках, НЖМД, HDD, HMDD) - запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.
Используются в подавляющем большинстве компьютеров, а также как отдельно подключаемые устройства для хранения резервных копий данных, в качестве файлового хранилища и т.п.
Чуть-чуть разберемся. Мне нравится термин «накопитель на жестких магнитных дисках«. Эти пять слов передают всю суть. HDD - устройство, предназначение которого длительное время хранить записанные на него данные. Основой HDD являются жесткие (алюминиевые) диски со специальным покрытием, на которое при помощи специальных головок записывается информация.
Не буду рассматривать в деталях сам процесс записи - по сути это физика последних классов школы, и вникать в это, уверен, у вас желания нет, да и статья совсем не о том.
Также обратим внимание на фразу: «произвольного доступа» что, грубо говоря, означает, что мы (компьютер) можем в любое время считать информацию с любого участка ЖД.
Важным является тот факт, что память HDD не энергозависима, то есть не важно подключено питание или нет, записанная на устройство информация никуда не исчезнет. Это важное отличие постоянной памяти компьютера, от временной (ОЗУ).
Взглянув на жесткий диск компьютера в жизни, вы не увидите ни дисков, ни головок, так как все это скрыто в герметичном корпусе (гермозона). Внешне винчестер выглядит так.
Думаю что такое HDD вы поняли. Идем дальше.

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Рассмотрим что такое HDD в компьютере, то есть какую роль он играет в ПК. Понятно, что он хранит данные но, как и какие. Здесь выделим такие функции НЖМД:
- Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
- Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
- Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;
- Как видим, жесткий диск компьютера не просто свалка из фотографий, музыки и видео. На нем хранится вся операционная система, и помимо этого ЖД помогает справляться с загруженностью ОЗУ, беря на себя часть ее функций.

Из чего состоит жесткий диск

Мы частично упоминали о составных жесткого диска, сейчас разберемся с этим детальнее. Итак, основные составляющие HDD:
- Корпус - защищает механизмы жесткого диска от пыли и влаги. Как правило, является герметичным, дабы внутрь та самая влага и пыль не попадали;
- Диски (блины) - пластины из определенного сплава металлов, с нанесенным с обеих сторон покрытием, на которое и записываются данные. Количество пластин может быть разным - от одной (в бюджетных вариантах), до нескольких;
- Двигатель - на шпинделе которого закреплены блины;
- Блок головок - конструкция из соединенных между собой рычагов (коромысел), и головок. Часть ЖД, которая считывает и записывает на него информацию. Для одного блина используется пара головок, поскольку и верхняя, и нижняя часть у него рабочая;
- Устройство позиционирования (актуатор) - механизм приводящий в действие блок головок. Состоит из пары постоянных неодимовых магнитов и катушки, находящейся на конце блока головок;
- Контроллер - электронная микросхема управляющая работой HDD;
- Парковочная зона - место внутри винчестера рядом с дисками либо на их внутренней части, куда опускаются (паркуются) головки во время простоя, чтобы не повредить рабочую поверхность блинов.
Такое вот незамысловатое устройство жесткого диска. Сформировалось оно много лет назад, и никаких принципиальных изменений в него уже давно не вносились. А мы идем дальше.

Как работает жесткий диск

После того, как на HDD подается питание двигатель, на шпинделе которого закреплены блины, начинает раскручиваться. Набрав скорость, при которой у поверхности дисков образовывается постоянный поток воздуха, начинают двигаться головки.
Данная последовательность (сначала раскручиваться диски, а затем начинают работать головки) необходима для того, чтобы за счет образовавшегося потока воздуха, головки парили над пластинами. Да, они никогда не касаются поверхности дисков, иначе последние были бы моментально повреждены. Тем не менее, расстояние от поверхности магнитных пластин до головок настолько маленькое (~10 нм), что вы не увидите его невооруженным глазом.
После запуска, в первую очередь происходит считывание служебной информации о состоянии жесткого диска и других необходимых сведениях о нем, находящихся на так называемой нулевой дорожке. Только затем начинается работа с данными.
Информация на жестком диске компьютера записывается на дорожки которые, в свою очередь, разбиты на сектора (такая себе разрезанная на кусочки пицца). Для записи файлов несколько секторов объединяют в кластер, он и является наименьшим местом, куда может быть записан файл.
Кроме такого «горизонтального» разбиения диска, есть еще условное «вертикальное». Поскольку все головки объединены, они всегда позиционируются над одной и той же по номеру дорожкой, каждая над своим диском. Таким образом, во время работы HDD головки как бы рисуют цилиндр.
Пока HDD работает, по сути он выполняет две команды: чтение и запись. Когда необходимо выполнить команду записи, происходит вычисление области на диске куда она будет производится, затем позиционируются головки и, собственно, выполняется команда. Затем результат проверяется. Кроме записи данных прямо на диск, информация также попадает в его кеш.
Если контроллеру поступает команда на чтение, в первую очередь происходит проверка наличия требуемой информации в кеше. Если ее там нет, снова происходит вычисление координат для позиционирования головок, дальше, головки позиционируется и считывают данные.
После завершения работы, когда питание винчестера исчезает, происходит автоматическая парковка головок в парковочных зоне.
Вот так в общих чертах и работает жесткий диск компьютера. В действительности же все намного сложнее, но обычному пользователю, скорее всего, такие подробности не нужны, поэтому закончим с этим разделом и пойдем дальше.

Виды жестких дисков и их производители

На сегодняшний день, на рынке существует фактически три основных производителя жестких дисков: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Они полностью покрывают спрос на устройства всех видов и требований. Остальные компании либо разорились, либо были поглощены кем-то из основной тройки, или перепрофилировались.
Если говорить о видах HDD, их можно разделить таким образом:

1. Для ноутбуков - основной параметр - размер устройства в 2,5 дюйма. Это позволяет им компактно размещаться в корпусе лептопа;
2. Для ПК - в этом случае также возможно использование 2,5″ жестких дисков, но как правило, используются 3,5 дюйма;
3. Внешние жесткие диски - устройства, отдельно подключаемые к ПК/ноутбуку, чаще всего выполняющие роль файлового хранилища.
Также выделяют особый тип жестких дисков - для серверов. Они идентичны обычным ПКшным, но могут отличаются интерфейсами для подключения, и большей производительностью.

Все остальные разделения HDD на виды происходят от их характеристик, поэтому рассмотрим их.

Характеристики жестких дисков

Итак, основные характеристики жесткого диска компьютера:

Объем - показатель максимально возможного количества данных, которые можно будет вместить на диске. Первое на что обычно смотрят при выборе HDD. Данный показатель может достигать 10 Тб, хотя для домашнего ПК чаще выбирают 500 Гб - 1 Тб;
- Форм-фактор - размер жестокого диска. Самые распространенные - 3,5 и 2,5 дюйма. Как говорилось выше, 2,5″ в большинстве случаев, устанавливаются в ноутбуки. Также их используют во внешних HDD. В ПК и на сервера устанавливают 3,5″. Форм фактор влияет и на объем, так как на больший диск может поместиться больше данных;
- Скорость вращения шпинделя - с какой скоростью вращаются блины. Наиболее распространены 4200, 5400, 7200 и 10000 об/мин. Эта характеристика напрямую влияет на производительность, а так же и цену устройства. Чем выше скорость - тем больше оба значения;
- Интерфейс - способ (тип разъема) подключения HDD к компьютеру. Самым популярным интерфейсом для внутренних ЖД сегодня является SATA (в старых компьютерах использовался IDE). Внешние жесткие диски подключаются, как правило, по USB или FireWire. Кроме перечисленных, существуют еще такие интерфейсы как SCSI, SAS;
- Объем буфера (кеш-память) - тип быстрой памяти (по типу ОЗУ) установленный на контроллере ЖД, предназначенный для временного хранения данных, к которым чаще всего обращаются. Объем буфера может составлять 16, 32 или 64 Мб;
- Время произвольного доступа - то время, за которое HDD гарантированно выполнить запись или чтение с любого участка диска. Колеблется от 3 до 15 мс;

Кроме приведенных характеристик также можно встретить такие показатели как:

Скорость передачи данных;
- Количество операций ввода-вывода в сек.;
- Уровень шума;
- Надежность;
- Сопротивляемость ударам и т.д;
На счет характеристик HDD это все.

Скорее всего, вы могли слышать такое сочетание слов, как «жёсткий диск», HDD, «винчестер» или сокращённо «винт». Это всё названия одного устройства. И это устройство хранит в себе данные всегда, даже если компьютер не работает, т.е. выключен. Можно извлекать ваш HDD из системного блока и подключать к другому ПК. Всё равно вся информация останется не тронутой. Но если вы собрались извлекать его, то лучше почитать, как это сделать во избежание нежелательных ситуаций.

Первый HDD был сделан фирмой IBM ещё до появления ПК. Это был 1957 год и такой жёсткий диск вмещал в себя 5 мегабайт информации и цена его была очень велика. 10Мб диск был разработан для компьютера «IMB PC XT» . У жёсткого диска было 30 дорожек и в каждой по 30 секторов. Подобно маркировке “30/30” карабина марки «Winchester», накопитель начали называть «винчестер», или сокращённо винт.

Конструкция винчестера представляет собой совокупность металлических дисков. Покрыты они особенным веществом, способным отлично сохранять влияние магнитного поля. От одного до трёх таких дисков имеют современные жёсткие диски. Также диски обладают отличной балансировкой и гладкой поверхностью из-за больших скоростей их вращения. Запись на диск осуществляется специальными магнитными головками, чаще всего по одной с каждой стороны диска. Они являются магнитеорезисторными, реагируют на изменение магнитного поля через изменение силы тока, который возбуждается в головке. Сигнал считывается и преобразуется в цифровую форму. Магнитная головка способна, под действием импульсов тока, создавать магнитное поле. Участок диска намагничивается данной головкой в зависимости от направленности магнитного момента. В определённый момент времени подаётся импульс тока. Так производится намагничивание. Происходит это, когда магнитная головка находится в нужном месте.

Размещаются данные на дисках в виде так называемых дорожек. Дорожки это концентрические окружности. В ходе работы HDD, магнитные головки меняют своё положение с одной дорожки на другую. Для перестановки магнитных головок в современных жёстких дисках используют соленоидный привод. Ниже на изображении показано, что они перемещаются по своей оси. С обратной стороны головок прикреплена катушка. Она притягивается электромагнитом в ту или иную сторону. Учитывая то, что диски накопителя крутятся, головка получает доступ к любому месту диска. Когда отключается питание, магнитные головки уходят с поверхности диска. Прикосновение их к поверхности диска недопустимо!

Все считывающие головки изменяют своё положение одновременно, и их блок является одним целым. Каждую из сторон считывает своя головка. Какой промежуток времени мы бы не взяли, головки размещаются над разными дисками, но над одной и той же окружностью. Совокупность дорожек, если смотреть в вертикальной плоскости, образует цилиндр.

Дорожка состоит из секторов. 512 байт данных хранится в каждом из секторов. Сектор это наименьший элемент пространства диска. Произведение количества головок, цилиндров и секторов есть максимально возможный объём хранимых данных на жёстком диске. Если смотреть технологической точкой зрения, то легче производить накопители с высокой плотностью дорожек и меньшим количеством дисков.

Не лишним будет освятить такой нюанс. Физическое и логическое размещение головок, цилиндров, секторов. О физическом говорилось выше, а сейчас о логическом, то есть, как видит ваш ПК. Программа Setup заносит параметры по-своему. Чаще всего эти параметры указываются на крышке HDD. В последующих действиях компьютер использует логическую разбивку. Существует такое понятие как трансляция параметров диска. Существует оно для согласования физического и логического размещения параметров диска. Блок, преобразующий логические координаты в физические находится на самом жёстком диске. Тем самым он обеспечивает допуск магнитных головок в нужный участок физического диска.

В процессе производства винчестеров, не получится уйти от определённого процента бракованных дорожек или секторов. Во время низкоуровневого форматирования, бракованные участки помечаются. В дальнейшем при использовании жёсткого диска они не учитываются.

Какой жесткий диск выбрать?

Одной из главных характеристик накопителя это его ёмкость или другими словами, какое количество данных можно записать на него (музыка, фильмы, игры программы и т.д.). Ёмкость жёстких дисков чаще всего измеряется в гигабайтах. Те кто изготавливают накопители, т.е. производители, приравнивают 1Гб=1000Мб, а 1Мб=1000Кб и т.д. . А так как в информатике считают не 1000, а 1024, то ваша ОС обнаружит памяти меньше, чем заявлено на устройстве изготовителем.

Также неотъемлемо важна такая характеристика как скорость вращения шпинделя. Этот показатель влияет на скорость работы HDD. Т.е. насколько шустро он будет обмениваться данными с другими составляющими компьютера. Скорость считывания и записи информации с HDD тем быстрее, чем быстрее может крутится шпиндель. В среднем для настольных компьютеров 7200 об/мин. Однако, стоимость устройства значительно повышается, если данная характеристика хороша. Эта характеристика скорости вращения связана с временем произвольного доступа. Продавцы редко указывают этот параметр, когда вы производите покупку, но в интернете вы её отыщете без труда. Это время произвольного доступа рассказывает о том, за какой промежуток времени винчестер прочтёт или запишет данные на любом участке диска. Измеряется это в миллисекундах. Соответственно чем меньше это время, тем лучше.

Ещё полезно знать, каким интерфейсом оборудован наш жёсткий диск. Если проще, то какой разъём имеет HDD для подсоединения к материнской плате. Сегодня есть такой устаревающий IDE или новый SATA. В случае если материнская плата на вашем ПК поддерживает SATA, то конечно разумнее будет поставить винчестер с этим интерфейсом. Т.к. он работает быстрее и его удобнее устанавливать.

Ещё бывают диски для серверов. Они тех же размеров что и для настольных ПК, но работают быстрее. Скорость вращения их шпинделя может достигать 15000. Интерфейсы в них бывают последовательные SAS и SATA, параллельные SCSI. В сравнении с HDD для настольных ПК, серверные HDD гораздо качественнее. Продолжительность непрерывной работы около 1000000 часов.

Существуют ещё и внешние жёсткие диски. Их предназначение в том чтобы хранить и перевозить большие объёмы данных. Их могут называть мобильными носителями. С их помощью можно транспортировать аудио-, видеозаписи, офисные архивы. В комплект внешнего винчестера входит контроллер подключения. Контроллеры поддерживают USB 2.0, 3.0 и FireWire.

Винчестеры для ноутбуков имеют среднюю скорость вращения приблизительно 5400 и 4200 об/мин. Должны они также и обладать высокой ударостойкостью. Рассмотрим интерфейсы подключения HDD.

USB – последовательная передача данных. Пропускная способность USB 1.1 12 Мбит/с, USB 2.0 480 Мбит/с USB 3.0 5 Гбит/с.

IDE – параллельная передача данных. Пропускная способность около 133 Мб/сек. Обычно этот интерфейс использует настольный ПК и ноутбуки. SATA – его конкурент.

SATA – тоже параллельная передача данных. Пропускная способность сильно отличается в хорошую сторону. Порядка 300 Мб/с. Данный интерфейс устойчивее к помехам и значительно лучше IDE.

SCSI – параллельная передача данных. В большинстве своём используется в работе с серверами. Высокая надёжность и производительность.

Serial Attached SCSI, сокращённо SAS – последовательная передача информации. Усовершенствованная модификация SCSI. Улучшена производительность и надёжность.

FireWire – последовательная передача. Скорость близится к 400 Мбит/с. Лучшее решение при работе с видео.

В зависимости от ваших нужд и описание выше, поможет вам ответить на вопрос, в каком жёстком диске вы нуждаетесь.

А сейчас о том как установить новый жесткий диск

Подключение винчестера с использованием IDE интерфейса.

При подключении винчестера необходимо отключить питание компьютера и отсоединить защитную крышку системного блока. Далее если взглянуть на материнскую плату, то можно увидеть, что на неё сосредоточены два контроллера для подсоединения винчестеров с интерфейсом IDE. Первичный и вторичный, к каждому из которых можно подключать два накопителя. Первый диск, подключенный к первому контроллеру, носит название master. Второй – slave (подчинённый). В итоге в системе может быть до 4 IDE накопителей. Первичный (primary) мастер и подчинённый и вторичный (secondary). На материнской плате первый и второй контроллеры помечаются IDE 0 и IDE 1.

С помощью шлейфа данные накопители и подключаются. На сегодняшний день имеет две модификации. 40-контактый устаревший серого цвета и 80-контакный жёлтый. Разумнее будет применять 80-контактый, ведь у него пропускная способность выше.

Один из концов шлейфа следует соединить, сопоставляя ключи разъёмов с разъёмом IDE на материнской плате. Вместе с этим нужно будет приложить небольшое усилие. Второй конец соединяйте с жёстким диском. Теперь необходимо выбрать режим работы HDD,slave или master. На винчестере около разъёма подсоединения шлейфа располагается панель, с помощью которой можно выбрать режим. Делается это передвижением джампера. Устанавливаем в нужное положение, которое будет соответсвовать режиму работы который вы хотите задать.

Для того чтобы понять куда поставить этот самый джампер, на каждом накопителе есть сверху наклейка. На ней изображена карта режимов. Есть один момент, что в некоторых случаях главное мастер устройство носит название device 0, а подчинённое device 1.

Плюс ко всему надо понимать, что не должно подключаться два подчинённых и два главных устройства на один контроллер. В том случае если к контроллеру уже подключено устройство, отключаете его. Проверяем режим работы, если slave то ставим master и наоборот. Стабильность работы системы не может быть гарантирована, если изменить режим работы, который уже был. К примеру, в случае если вы при установке нового жёсткого диска и режима мастер на него, а старый сделаете подчинённым. Получится что операционная система попытается загрузится с нового, а так как там нет установленной ОС, то это затея не удастся.

Кроме всего прочего также есть режим «cable select», т.е. выбор кабеля. Подчинённым или главным накопителем будет устройство в этом режиме зависит от того каким образом оно подключено к шлейфу. Чтобы разобраться, на каждом шлейфе для этого есть пометки.

Когда путь подключения шлейфа и выбора режима работы пройден, подключаем питание. Из блока питания исходят много четырёхконтактных разъёмов с проводами разных цветов. Используя любой из них подсоединяем к подходящему разъёму в жёстком диске.Чаще всего ближайшим к вам будет провод жёлтого цвета.

Как установить второй жесткий диск

Подключаем накопитель как это описано выше и для SATA ниже. Далее включаем ПК. Нажимаем правой кнопкой мыши на Мой компьютер. Выбираем «управление» а в нём управление дисками. Соответственно там нужно выбрать новый диск. Дисковое пространство накопителя не размеченное и это будет написано. Для создания раздела правая кнопка мыши. Далее можно делить диск, выбрать нужно файловую систему NTFS. Компьютер предложит форматировать диск, следует его отформатировать. Выбираем букву и всё. Если что-то не так или не понятно, то нюансы установки второго жёсткого диска можно найти в этой же статье.

Подключить SATA-диск

У кабеля SATA на концах два одинаковых разъёма. Один из концов идёт к материнской плате, другой в винчестер. У него также нет никаких перемычек. Один разъём SATA позволяет подключать только один диск.

Находим разъём SATA на плате

Другой конец кабеля SATA подсоединяем в разъём накопителя

Теперь следует подключать к жёсткому диску SATA питание. Специальный кабель 3.3В для того чтобы это сделать имеется в комплекте с вашим винчестером.

В некоторых случаях в комплект добавляют переходник. Он для того что бы подсоединить обычный кабель питания к диску SATA.

Для установки необходимого режима воспользуемся BIOS’ом.

Чтобы зайти в настройки БИОСа в процессе включения вашего ПК, нажмите клавишу delete.

Перед вашими глазами откроется BIOS. В нём необходимо перейти на необходимый раздел и выбрать в нём режим работы для каждого найденного системой диска.

Почему не видит жесткий диск?

Иногда бывает такое, что при установке операционной системы, необходимо предоставить драйвера для работы с накопителем. Эти драйвера должны быть в комплекте с винчестером. При необходимости установки второго диска, в случае когда ОС уже стоит, необходимо подключить накопитель, питание, запустить компьютер и поставит драйвера. На крайний случай убедитесь что все кабели подключены правильно. При правильности всего вышеописанного у вас не должно возникнуть вопроса почему не видно жёсткого диска?

Если вдруг окажется что у вас на материнской плате нет разъёма SATA и вы уже купили жёсткий диск. Нужно купить контроллер SATA, подсоединить его к PCI разъёму на материнской плате и к контроллеру винчестер.

Установка перемычки (джамперов)

Во время запуска компьютера, набор микропрограмм, записанных в микросхеме BIOS, производит проверку оборудования. Если все в порядке, он передает управление загрузчику операционной системы. Дальше ОС загружается и вы начинаете пользоваться компьютером. При этом — где до включения компьютера хранилась операционная система? Каким образом ваш реферат, который вы писали всю ночь, остался цел после отключения питания ПК? Снова же — где он хранится?

Ладно, вероятно я слишком загнул и вы все прекрасно знаете, что данные компьютера хранятся на жестком диске. Тем не менее что он из себя представляет и как работает не все знают, и поскольку вы здесь, делаем вывод, что хотели бы узнать. Что же, давайте разбираться!

Что такое жесткий диск

По традиции, давайте подсмотрим определение жесткого диска в Википедии:

Жесткий диск (винт, винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках, НЖМД, HDD, HMDD) — запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.

Используются в подавляющем большинстве компьютеров, а также как отдельно подключаемые устройства для хранения резервных копий данных, в качестве файлового хранилища и т.п.

Чуть-чуть разберемся. Мне нравится термин «накопитель на жестких магнитных дисках «. Эти пять слов передают всю суть. HDD — устройство, предназначение которого длительное время хранить записанные на него данные. Основой HDD являются жесткие (алюминиевые) диски со специальным покрытием, на которое при помощи специальных головок записывается информация.

Не буду рассматривать в деталях сам процесс записи — по сути это физика последних классов школы, и вникать в это, уверен, у вас желания нет, да и статья совсем не о том.

Также обратим внимание на фразу: «произвольного доступа » что, грубо говоря, означает, что мы (компьютер) можем в любое время считать информацию с любого участка ЖД.

Важным является тот факт, что память HDD не энергозависима, то есть не важно подключено питание или нет, записанная на устройство информация никуда не исчезнет. Это важное отличие постоянной памяти компьютера, от временной ().

Взглянув на жесткий диск компьютера в жизни, вы не увидите ни дисков, ни головок, так как все это скрыто в герметичном корпусе (гермозона). Внешне винчестер выглядит так:

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Рассмотрим что такое HDD в компьютере, то есть какую роль он играет в ПК. Понятно, что он хранит данные но, как и какие. Здесь выделим такие функции НЖМД:

• Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
• Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
• Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;

Как видим, жесткий диск компьютера не просто свалка из фотографий, музыки и видео. На нем хранится вся операционная система, и помимо этого ЖД помогает справляться с загруженностью ОЗУ, беря на себя часть ее функций.

Из чего состоит жесткий диск

Мы частично упоминали о составных жесткого диска, сейчас разберемся с этим детальнее. Итак, основные составляющие HDD:

• Корпус — защищает механизмы жесткого диска от пыли и влаги. Как правило, является герметичным, дабы внутрь та самая влага и пыль не попадали;
• Диски (блины) — пластины из определенного сплава металлов, с нанесенным с обеих сторон покрытием, на которое и записываются данные. Количество пластин может быть разным — от одной (в бюджетных вариантах), до нескольких;
• Двигатель — на шпинделе которого закреплены блины;
• Блок головок — конструкция из соединенных между собой рычагов (коромысел), и головок. Часть ЖД, которая считывает и записывает на него информацию. Для одного блина используется пара головок, поскольку и верхняя, и нижняя часть у него рабочая;
• Устройство позиционирования (актуатор ) — механизм приводящий в действие блок головок. Состоит из пары постоянных неодимовых магнитов и катушки, находящейся на конце блока головок;
• Контроллер — электронная микросхема управляющая работой HDD;
• Парковочная зона — место внутри винчестера рядом с дисками либо на их внутренней части, куда опускаются (паркуются) головки во время простоя, чтобы не повредить рабочую поверхность блинов.

Такое вот незамысловатое устройство жесткого диска. Сформировалось оно много лет назад, и никаких принципиальных изменений в него уже давно не вносились. А мы идем дальше.

Как работает жесткий диск

После того, как на HDD подается питание двигатель, на шпинделе которого закреплены блины, начинает раскручиваться. Набрав скорость, при которой у поверхности дисков образовывается постоянный поток воздуха, начинают двигаться головки.

Данная последовательность (сначала раскручиваться диски, а затем начинают работать головки) необходима для того, чтобы за счет образовавшегося потока воздуха, головки парили над пластинами. Да, они никогда не касаются поверхности дисков, иначе последние были бы моментально повреждены. Тем не менее, расстояние от поверхности магнитных пластин до головок настолько маленькое (~10 нм), что вы не увидите его невооруженным глазом.

После запуска, в первую очередь происходит считывание служебной информации о состоянии жесткого диска и других необходимых сведениях о нем, находящихся на так называемой нулевой дорожке. Только затем начинается работа с данными.

Информация на жестком диске компьютера записывается на дорожки которые, в свою очередь, разбиты на сектора (такая себе разрезанная на кусочки пицца). Для записи файлов несколько секторов объединяют в кластер, он и является наименьшим местом, куда может быть записан файл.

Кроме такого «горизонтального» разбиения диска, есть еще условное «вертикальное». Поскольку все головки объединены, они всегда позиционируются над одной и той же по номеру дорожкой, каждая над своим диском. Таким образом, во время работы HDD головки как бы рисуют цилиндр:

Пока HDD работает, по сути он выполняет две команды: чтение и запись. Когда необходимо выполнить команду записи, происходит вычисление области на диске куда она будет производится, затем позиционируются головки и, собственно, выполняется команда. Затем результат проверяется. Кроме записи данных прямо на диск, информация также попадает в его кеш.

Если контроллеру поступает команда на чтение, в первую очередь происходит проверка наличия требуемой информации в кеше. Если ее там нет, снова происходит вычисление координат для позиционирования головок, дальше, головки позиционируется и считывают данные.

После завершения работы, когда питание винчестера исчезает, происходит автоматическая парковка головок в парковочных зоне.

Вот так в общих чертах и работает жесткий диск компьютера. В действительности же все намного сложнее, но обычному пользователю, скорее всего, такие подробности не нужны, поэтому закончим с этим разделом и пойдем дальше.

Виды жестких дисков и их производители

На сегодняшний день, на рынке существует фактически три основных производителя жестких дисков: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Они полностью покрывают спрос на устройства всех видов и требований. Остальные компании либо разорились, либо были поглощены кем-то из основной тройки, или перепрофилировались.

Если говорить о видах HDD, их можно разделить таким образом:

1. Для ноутбуков — основной параметр — размер устройства в 2,5 дюйма. Это позволяет им компактно размещаться в корпусе лептопа;
2. Для ПК — в этом случае также возможно использование 2,5″ жестких дисков, но как правило, используются 3,5 дюйма;
3. Внешние жесткие диски — устройства, отдельно подключаемые к ПК/ноутбуку, чаще всего выполняющие роль файлового хранилища.

Также выделяют особый тип жестких дисков — для серверов. Они идентичны обычным ПКшным, но могут отличаются интерфейсами для подключения, и большей производительностью.

Все остальные разделения HDD на виды происходят от их характеристик, поэтому рассмотрим их.

Характеристики жестких дисков

Итак, основные характеристики жесткого диска компьютера:

• Объем — показатель максимально возможного количества данных, которые можно будет вместить на диске. Первое на что обычно смотрят при выборе HDD. Данный показатель может достигать 10 Тб, хотя для домашнего ПК чаще выбирают 500 Гб — 1 Тб;
• Форм-фактор — размер жестокого диска. Самые распространенные — 3,5 и 2,5 дюйма. Как говорилось выше, 2,5″ в большинстве случаев, устанавливаются в ноутбуки. Также их используют во внешних HDD. В ПК и на сервера устанавливают 3,5″. Форм фактор влияет и на объем, так как на больший диск может поместиться больше данных;
• Скорость вращения шпинделя — с какой скоростью вращаются блины. Наиболее распространены 4200, 5400, 7200 и 10000 об/мин. Эта характеристика напрямую влияет на производительность, а так же и цену устройства. Чем выше скорость — тем больше оба значения;
• Интерфейс — способ (тип разъема) подключения HDD к компьютеру. Самым популярным интерфейсом для внутренних ЖД сегодня является SATA (в старых компьютерах использовался IDE). Внешние жесткие диски подключаются, как правило, по USB или FireWire. Кроме перечисленных, существуют еще такие интерфейсы как SCSI, SAS;
• Объем буфера (кеш-память) — тип быстрой памяти (по типу ОЗУ) установленный на контроллере ЖД, предназначенный для временного хранения данных, к которым чаще всего обращаются. Объем буфера может составлять 16, 32 или 64 Мб;
• Время произвольного доступа — то время, за которое HDD гарантированно выполнить запись или чтение с любого участка диска. Колеблется от 3 до 15 мс;

Кроме приведенных характеристик также можно встретить такие показатели как.

Жесткий диск, или винчестер, является основной и очень важной частью компьютера. На нем хранится не только операционная система, которая управляет компьютером, но и вся информация клиента или нескольких клиентов. Зачастую бывает, что ценность информации во много раз превосходит не только стоимость самого жесткого диска, но и компьютера в целом. Поэтому безопасность информации во многом зависит от качества и надежности такого накопителя. Современный жесткий диск выглядит так, как показано на рисунке.

Что такое винчестер?

Итак, что же все-таки представляет собой накопитель, от работоспособности которого зависит благополучие и хорошее настроение его хозяина? На самом деле жесткий диск - это высокотехнологическое оборудование, которое занимается хранением цифровой информации даже в то время, когда компьютер выключен.

Если говорить точнее, то винчестер состоит из нескольких магнитных дисков, на которые с помощью магнитной головки наносится и считывается информация. Эти головки вместе с магнитными дисками находятся в вакууме, что позволяет накопителю работать без влияния внешней среды на процесс записи и считывания информации.

Какие типы винчестеров бывают?

Итак, мы выяснили, что жесткий диск - это накопитель информации для компьютера. Теперь давайте разберемся, какие типы HDD бывают. В первую очередь следует отметить, что винчестеры можно разделить на две категории:

• Внешние накопители, которые могут подключаться к любому компьютеру через USB-интерфейс. Чем-то они напоминают флешку, только больших размеров. Специального программного обеспечения таким винчестерам не нужно.
• Внутренние HDD накопители устанавливаются внутри компьютеров и имеют специфические разъемы как для питания, так и для передачи информации.

Внутренние HDD также делятся на несколько категорий. Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать жесткий диск. Это физический размер винчестера. Существует три типоразмера:

• 5,5 дюймов. Обычно винчестеры такого типоразмера используют в стационарных компьютерах, где свободного места достаточно много.
• 3,5 дюйма применяют в основном в ноутбуках, где место ограничено, а объем памяти необходим большой.
• 2,5 дюйма используются в ультрабуках, где место очень ограничено.

Еще одним признаком, по которому классифицируют накопители, является протокол обмена данными между винчестером и компьютером. Какие протоколы может использовать жесткий диск? Они бывают следующими:

• IDE - старая версия протокола, которая использовалась в основном на компьютерах и ноутбуках до 2000 года.
• SCSI - современник IDE, более скоростная версия управления накопителем, которая использовалась в основном в серверных машинах. Требовала специальных драйверов для пользования такими винчестерами.
• SATA - современная версия протокола, имеющая несколько вариантов и обладающая высокой скоростью записи и считывания информации. Используется практически во всех современных компьютерных системах.

Проблемы винчестеров

Одно из самых пугающих сообщений, которое можно увидеть на экране, говорит о том, что компьютер не видит жесткий диск. Почему это так пугает пользователей компьютеров? При такой неисправности устройство не загружает операционную систему, соответственно, практически никаких действий, предусмотренных этой системой, произвести невозможно.

Что может вызвать такую неисправность? Самой простой проблемой, приводящей к такому результату, является нарушение целостности шлейфов питания или интерфейса системы. Зачастую попадание пыли или грязи внутрь такого разъема приводит к появлению этой неисправности. И большинство опытных пользователей не особенно пугаются при появлении такого сообщения, а просто перестыковывают разъемы питания и интерфейса. Эта надпись может выглядеть примерно так, как показано на фото выше.

Не виден жесткий диск для BIOS

При возникновении такой неисправности, первое, что необходимо определить, - является ли данная проблема физической или программной. Как это выяснить? После появления сообщения о том, что компьютер не видит жесткий диск, необходимо перегрузить машину и войти в BIOS. Что такое BIOS? Это программа, которая записана в ПЗУ материнской платы компьютера. Она загружается еще до операционной системы и определяет периферийные устройства, с которыми будет работать материнская плата. Для загрузки BIOS необходимо нажать соответствующую клавишу на клавиатуре, обычно это кнопка DEL или F2. После входа в BIOS можно увидеть следующую картинку.

На этом фото видно, что BIOS не обнаружил на компьютере жестких дисков. В этом случае могла возникнуть проблема, описанная выше, и компьютер, будучи отсоединенным от шлейфа питания или интерфейса, невидим для BIOS. С другой стороны, любая неисправность в плате управления винчестером приведет к такой проблеме. При этом если и удастся решить эту проблему, то только в соответствующем сервисном центре. Самостоятельно в домашних условиях ее устранить практически невозможно.

Windows 7 не видит винчестер

Но бывают случаи, когда жесткий диск видим для BIOS, а операционная система не загружается либо идет постоянная перезагрузка Windows. В каких случаях это происходит? Тогда, когда при работе с операционной системой произошло удаление одного из системных файлов или при перезаписи произошла ошибка, и файл читается неправильно. Также может произойти физическое повреждение винчестера, царапина или скол поверхности диска. Если в этом месте находился один из системных файлов, то операционная система не сможет его прочитать и выдаст, как говорят системные администраторы, синий экран смерти, который предлагает перезагрузить систему. Если ошибка повторится, то лучше обратиться к системному администратору. Иногда такие программные ошибки достаточно легко исправить без переустановки операционной системы. Но случается так, что они являются фатальными, и исправить их можно только с помощью полной переустановки системы. Для решения такого рода проблем обычно используют системные утилиты, которые занимаются восстановлением программных ошибок. Что это за программы?

Программные ошибки жестких дисков

Для восстановления программных ошибок существует достаточно много программ, которые можно разбить на две категории. К первой относятся утилиты, которые находятся внутри системы, и ими можно воспользоваться после полной загрузки операционной системы. Таковыми являются наборы программ по обслуживанию винчестеров.

К примеру, как обслужить жесткий диск Windows 7? Произвести обслуживание вашего накопителя можно прямо из программы. Для этого достаточно зайти в "Мой компьютер" и в нем выбрать диск, который хотим обслужить. Нажимаем на вкладку "Свойства" и видим следующую картинку, представленную на фото выше.

Программы по обслуживанию жестких дисков

Как видно на картинке, пользователю предлагается три утилиты:

• Проверка на наличие ошибок.
• Архивация диска.

Ошибки исправляет только первая программа, а остальные просто обслужат этот диск. Но существуют программы, которые работают без операционной системы. Преимущество таких утилит в том, что они могут обслужить диск даже тогда, когда операционная система не загружается. К примеру, одна из таких программ имеет название FDISK и разработана компанией Microsoft как утилита обслуживания дисков до установки операционной системы. Ее применяют опытные пользователи компьютерной техники Norton Disk Doctor, и таких программ на самом деле достаточно много, поэтому выбор во многом зависит от предпочтений конкретного человека. Перед установкой "Виндовс" с жесткого диска его желательно обслужить подобной программой и исправить возможные ошибки.

Восстановление винчестеров

Зачастую многие пользователи сталкиваются с проблемой восстановления данных на проблемном жестком диске. Как уже писалось выше, нередко информация, хранящаяся на нем, ценится гораздо больше, чем сам винчестер. Поэтому работа по восстановлению потерянных данных является не только ценной, но и высокооплачиваемой. Многое зависит от того, как исчезла информация. Важно помнить то, как "Виндовс" с жесткого диска удаляет информацию.

Операционная система не стирает информацию, которую хочет убрать пользователь. Она просто удаляет оглавление винчестера, которое позволяет найти данную информацию. Такое оглавление называется FAT-таблицей. И если после этого на тело жесткого диска Windows 10 другая информация не записывалась, то ее достаточно легко восстановить. Существует множество программ, способных выполнить эту работу. По отзывам многих пользователей, одной из лучших является Acronis Recovery Expert.

Резервное копирование жесткого диска

Как бы там ни было, быть постоянно под угрозой того, что ценная информация находится в опасности, не желает ни один пользователь. Поэтому прилагаются усилия для того, чтобы свести риски к минимуму. Что можно сделать? Резервное копирование полезной информации винчестера в целом или сектора жесткого диска помогает решить эту проблему.

Какие способы резервного копирования существуют?

• В ручном режиме. Пользователь самостоятельно выбирает, какую информацию и когда программа будет сохранять. Некоторые компании в собственных офисах предпочитают производить резервное копирование данных в конце рабочей смены. Но при этом существует опасность утери информации, которая накопилась в течение дня.
• Резервное копирование в автоматическом режиме. При этом в программу вкладывается то, как часто и что должно копироваться и сохраняться.
• Создание зеркального RAID-массива, который параллельно на другом жестком диске сохраняет всю информацию с основного винчестера. При выходе из строя последнего можно легко воспользоваться зеркалом.

Выбор жесткого диска

Уделяя большое внимание сохранности информации, не стоит забывать и о выборе компании-изготовителя жесткого диска, а также технических параметрах, характеризующих качество этого винчестера. Если говорить о бренде производителя накопителя, то стоит выбрать более известную компанию, хотя такой жесткий диск будет стоить немного дороже. Некоторые пользователи предпочитают фирму Seagate.

Если говорить о технических параметрах, то при всех равных условиях стоит обратить внимание на скорость чтения и записи информации. Иногда эти данные помогут сделать выбор в пользу того или иного винчестера.

Подведем итог

Итак, жесткий диск - это накопитель очень ценной и важной информации в компьютере. Поэтому необходимо приложить массу усилий для того, чтобы выбрать качественный винчестер. Также следует позаботиться о регулярном обслуживании вашего устройства. Кроме этого, важно обратить внимание на безопасность информации, если таковая есть на вашем компьютере. Если вы приложите все эти усилия, то ваш жесткий диск будет долго служить вам, а информация на нем будет в полной сохранности. Работа вашего устройства находится полностью в ваших руках, поэтому примите все меры для нормального его функционирования.

Жёсткий диск это устройство на вашем ПК, где хранятся файлы ипрограммы. Причём даже отключённый от электричества он будет верно хранить вашу информацию и ничего не забудет. Чего не скажешь об используемом для запуска программ устройстве памяти RAM , которое без подачи питания не сможет сохранить текущую информацию.

За организацию жёсткого диска отвечает операционная система. Она занимается обслуживанием и поддержкой всех остальных программ.

Большинство систем, используют понятие файла или архива, и тот и другой термин означают одно и то же. Файл может быть, например, песней, фотографией, фильмом или программой. Эти файлы можно организовать в папки, которые, в свою очередь, вполне могут содержать другие вложенные подкаталоги.

Чем жёсткие диски друг от друга отличаются.

Наиболее важной характеристикой жёсткого диска без сомнений является его ёмкость. Обычно она измеряется в гигабайтах, в последние несколько лет в терабайтах. Чем больше ёмкость (размер) жёсткого диска – тем больше файлов (фильмов, документов и программ) на нём может храниться.

Ещё один важный момент − скорость передачи. Она определяет скорость доступа к расположенным на жёстком диске данным.

Какие существуют типы жёстких дисков.

По своей внутренней технологии.

Магнитные. В них содержаться несколько намагниченных жёстких дисков. Эти диски вращаются, а за чтение информации отвечает головка чтения-записи. Работа жёсткого диска чем-то напоминает работу проигрывателя аудиодисков.

Твердотельные. Также известные как SSD. В этом случае используются не вращающиеся диски, а массивы транзисторов. Каждый транзистор отвечает за хранение единицы информации. Так как в них нет ускоряющих доступ к информации движущихся частей, они естественно более устойчивы к ударам, потребляют меньше энергии и почти не шумят. Единственная проблема SSD − высокая цена.

Интерфейс жёсткого диска.

Интерфейс это тип разъёма для подсоединения жёсткого диска к другим устройствам. Наиболее часто используются в современных компьютерах интерфейсы IDE и SATA. Подключение по IDE уже устаревшая технология. Современный стандарт SATA обеспечивает более высокую скорость соединения.

Жёсткие диски по местоположению.

Внутренние . Как следует из названия, эти жёсткие диски размещаются внутри коробки ПК.

Наружные . Подключаются к ПК через USB-соединение или внешнее SATA подключение. Они медленнее и более подходят для хранения не часто используемой информации, например архивы.

Какой жёсткий диск мне подойдёт.

Это зависит, как и почти всё, от типа использования и ваших финансовых возможностей. Для обычного пользователя главное размер жёсткого диска и в гораздо меньшей степени его тип. Но для профессиональных пользователей, особенно для тех кто серьёзно занимается обработкой видео, лучше не пожалеть денег и приобрести SSD.

Какой выбрать размер жёсткого диска.

Ка и в случае с оперативной памятью, чем больше, тем естественно лучше. Поверьте, какого бы размера вы не купили, через несколько лет он будет полностью заполнен.