Основні характеристики жорстких дисків

Міністерство  освіти і науки України

Свалявський технічний  коледж НУХТ

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему : « Основні  характеристики жорстких дисків »

 

 

 

 

Виконала ст.гр. ДОК-110

Причина В.П.

Перевірив викладач

Сорокопуд А.М.

 

 

Зміст

1. Основні ознаки жорсткого диску
2. Конструкція жорсткого диску
3. Об’єм вінчестера
4. Швидкість читання/запису
5. Час доступу до інформації
6. Інтерфейси 
7. Зовнішні (переносні) жорсткі диски
8. Галасливість і удароміцність 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Основні ознаки  жорсткого диску

На відміну від дискети, що виготовляється на основі гнучкого (лавсанового) магнітного ​​диска, інформація у жорсткому магнітному диску записується шляхом намагнічування шару феромагнітного матеріалу (діоксиду заліза у минулому чи сплаву кобальту тепер), що нанесений на поверхні твердих (алюмінієвих, скляних або композитних) пластин у формі диска. У жорстких магнітних дисках використовується одна або декілька пластин, встановлених на одному шпинделі. Голівки зчитування-запису у робочому режимі не торкаються поверхні пластин завдяки прошарку набіглого повітря, що утворюється біля поверхні дискових пластин при швидкому обертанні. Відстань між голівкою і робочою поверхнею дискової пластини складає декілька нанометрів (у сучасних дисках близько 10 нм^[4]), а відсутність механічного контакту забезпечує тривалий термін експлуатації пристрою. За відсутності обертання дисків головки знаходяться поблизу шпинделя або за межами диска у безпечній зоні, де унеможливлюється їх нештатний контакт з поверхнею дисків.

Також, на відміну від гнучких  дисків, у жорстких магнітних дисках носій інформації (магнітний диск) сполучений в єдиний пристрій з іншими вузлами нагромаджувача (засобами запису і зчитування, приводом та блоком електроніки). Такий твердий диск переважно використовуються як стаціонарний (незнімний) носій інформації.

2.Конструкція жорсткого диску

Існує багато типів жорстких дисків, але всі вони складаються з одних і тих же вузлів із спільним принципом роботи. Основні елементи конструкції наступні:

• пластини магнітних дисків на спільному шпинделі;
• голівки читання/запису;
• механізм приводу голівок (коромисло із сервоприводом);
• двигун приводу дисків;
• друкована плата з електричними схемами керування;
• кабелі і гнізда рознять кабелів живлення і передачі даних;
• елементи конфігурування (пермички і перемикачі).

Диски, двигун приводу дисків, голівки  і механізм приводу голівок зазвичай поміщаються в герметичному корпусі, що має назву «гермоблок» або «блок голівок і дисків» (англ. HDA Head Disk Assembly). Інші вузли, що не входять у гермоблок (друкована плата керування, лицева панель, елементи конфігурування тощо), є знімними і поміщаються ззовні гермоблока.

 

Якими критеріями керується  простій і недосвідчений в  залозі користувач при виборі вінчестера? Великою місткістю, дешевизною, передбачуваною високою надійністю і достатньо  високою швидкістю роботи. Не останню  роль грають і особисті симпатії до тієї або іншої марки (фірмі), а також авторитетні думки “поважних” знайомих.

3.Об’єм

Об’єм вінчестера є його найважливішою характеристикою для більшості користувачів. Він залежить як від кількості пластин в корпусі жорсткого диска, так і від щільності запису інформації з розрахунку на одну пластину. Оскільки кількість пластин не може бути нескінченною і при їх великому числі збільшується навантаження на мотор, погіршуються температурні і шумові характеристики диска, важче забезпечується надійність, те збільшення щільності запису на пластину технологічно перспективніший варіант. Саме цей підхід дозволив істотно здешевити виробництво жорстких дисків і значно понизити їх ціну. 
Сучасні пластини виготовляються з алюмінію або навіть з скла (деякі моделі IBM), а щільність запису знаходиться в межах 20.

4.Швидкість

Другий найважливіший  параметр вінчестерів -  швидкість читання/запису інформації ( Transfer Rate ). Він залежить в першу чергу від швидкості обертання пластин диска, яка на сьогодні складає 54007200 оборотів в хвилину (RPM) для бюджетних моделей, і до 15000 - для дорогих дисків (зазвичай у SCSI-пристроїв).

На збільшення швидкості  прочитування впливає також і розглянуте вище збільшення щільності запису інформації.

 

5.Час доступу

Не менш важлива характеристика продуктивності вінчестера - загальний час доступу до інформації (Access Time ), яке визначається часом пошуку потрібної доріжки на диску і часом позиціонування усередині цієї доріжки. Воно залежить в основному від швидкості обертання диска.

6.Інтерфейси 

Розвиток інтерфейсів вінчестерів  йшов двома паралельними шляхами: дешевим  і дорогим. Дороге рішення полягало в створенні на платі самого вінчестера окремого інтелектуального контроллера, який би брав на себе значну частину роботи по взаємодії з вінчестером. Результатом цього підходу з’явився інтерфейс SCSI , який швидко завоював популярність на ринку серверів. Однією з переваг цього підходу була можливість підключення до комп’ютера значної кількості пристроїв, що вимагають для своєї роботи широкого каналу передачі даних. Результатом втілення в життя “дешевого” підходу з’явився широко поширений інтерфейс IDE . 
Він повністю витіснив інші інтерфейси з ринку дешевих і недорогих систем, поступово розвивався, ставши більш “інтелектуальним”, а з часом з’явилися стандарти UDMA, істотно прискорюючі роботу вінчестерів. Пропускна швидкість SCSI вище IDE, цілих 160 Мб/с. А IDE працює із швидкістю 33, 66, 100 і 133 Мб/с, а відповідні стандарти називаються ATA/33, ATA/66, ATA/100 і ATA/133.

В недалекому майбутньому нам пророкуватимуть  заміну сьогоднішнього Parallel ATA на Serial ATA Пропускна спроможність інтерфейсу складе 1,5 Гбіт/с, напруга живлення знизиться з 5 до 3,3 В, число провідників в шлейфі зменшиться до два (плюс шість на живлення і заземлення), а його довжина збільшиться до 1 метра. 
Також кане в літу і послідовний спосіб підключення пристроїв, при якому кожне або Master, або Slave. Програмне забезпечення порахує обидва пристрої головними, такими, що “сидять” на різних портах.

7.Зовнішні (переносні) жорсткі диски

В даний час існує декілька рішень для підключення зовнішніх пристроїв. По-перше, є вінчестери, що підключаються  до USB-порту. Вони використовуються в  основному для обміну даними з  цифровими камерами і іншими мобільними пристроями. Через невисоку пропускну спроможність цієї шини подібні диски, звичайно, не зможуть порівнятися в продуктивності з внутрішніми устроями. 
По-друге, вінчестери з інтерфейсом IEEE1394, який може використовуватися не тільки для підключення жорстких дисків, але і інших пристроїв, що працюють з великими масивами даних, наприклад, відеокамер. Заявлена пропускна спроможність інтерфейсу досягає 50 Мб/с. Купуючи зовнішні вінчестери, слід особливо звернути увагу на удароміцність.

RAID-масиви 

RAID - це стандарт на об’єднання декількох дисків в масив, видимий системою, як один диск. Це дозволяє підвищити як продуктивність, так і надійність дискової системи. Для збільшення швидкості роботи з інформацією контроллер RAID забезпечує паралельне читання/запис інформації одночасно на декілька дисків.

Для збільшення надійності інформація може дублюватися на декількох дисках, що підвищує надійність дискової системи, правда, в збиток місткості. Швидкісні  показники при цьому практично не міняються. Не забудьте про те, що в RAID-масиви укладаються тільки диски однакової місткості.

8.Галасливість і удароміцність

Зараз всі виробники з гордістю говорять про децибели.  Галасливість визначається двома параметрами: шумом обертання дисків вінчестера і шумом руху головки. Цей параметр багатьом здасться неістотним. Проте вночі постійний шум може діяти дратівливо, а при роботі в офісах декілька поряд комп’ютерів, що стоять, можуть створювати помітний звуковий супровід розумовим процесам. Найефективніший спосіб зменшення шуму - уповільнення швидкості пересування зчитуючої головки, але це неминуче приводить до втрати продуктивності.

 Отже якщо ви виявили дуже тихий вінчестер, то уважніше придивитеся до його часу пошуку. Втім, сучасні вінчестери дозволяють за допомогою спеціальних програм регулювати швидкість (гучність) роботи диска залежно від потреб користувачів. 
Інший модний показник - удароміцність . Він характеризується кількістю G, (рівному 9,8 м/с2) при ударі, яку може витримати вінчестер в працюючому і непрацюючому стані. Цей параметр важливий, якщо ви плануєте активно перевозити вінчестер з комп’ютера на комп’ютер.

Купуючи диск для будинку, можливо, слід звернути увагу на галасливість диска. За інших рівних умов диски з меншою кількістю пластин і меншою швидкістю обертання зазвичай тихіше. Проте прогрес йде так швидко, що деякі нові моделі із швидкістю 7200 тихіше за старі моделі із швидкістю 5400. 
Тим часом продуктивності дисків із швидкістю 5400 оборотів в хвилину цілком достатньо для більшості домашніх і офісних застосувань, якщо тільки ви не збираєтеся працювати з відео або організовувати сервер. Що стосується рекомендації за об’ємом кеш-буфера, то зараз стандартом вже став двухмегабайтний кеш, і диски з меншим кешем (512 кб) купувати не варто. 
Ще один параметр, який потрібно враховувати, - швидкість інтерфейсу IDE. Зараз практично у всіх моделей це 100 або 133 Мб/с. Не забудьте подивитися, чи підтримує ваша материнська плата ATA/100 і ATA/133, хоча нічого кримінального у використанні нового вінчестера із швидкістю 66 Мб/с немає. 
Також необхідно пам’ятати, що жорсткі диски - продукт високих технологій, і, як завжди в цій області, купувати старі моделі, які ось-ось знімуть з виробництва, абсолютно безглуздо, оскільки ви, швидше за все, не отримаєте виграшу навіть в ціні, не кажучи вже про продуктивність.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

1. Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК, 19-е издание.— М.: Вильямс 2011
2. Мюллер С. Модернизация и ремонт ноутбуков: Пер. с англ. / С. Мюллер. – М. : Вильямс, 2006. – 688 с.
3. Сандлер К. Ремонт персонального компьютера, 7-е узд.: Пер. с англ. / К. Сандлер. –  М.: Вильямс, 2004. – 656 с.
4. Степаненко О. С. Сборка, модернизация и ремонт ПК / О. С. Степаненко. – М.: Вильямс, 2003. – 672 с