• Co je to pevný disk. Pevný disk počítače. Všechno o něm

    Pevný disk neboli pevný disk je hlavní a velmi důležitou součástí počítače. Ukládá nejen operační systém, který řídí počítač, ale také veškeré informace o klientovi nebo několika klientech. Často se stává, že hodnota informací je mnohonásobně vyšší než náklady nejen na samotný pevný disk, ale i na počítač jako celek. Proto bezpečnost informací do značné míry závisí na kvalitě a spolehlivosti takového disku. Moderní pevný disk vypadá jako na obrázku.

    Co je to Winchester?

    Co je to tedy vlastně pohon, na jehož výkonu závisí pohoda a dobrá nálada jeho majitele? Pevný disk je ve skutečnosti high-tech zařízení, které ukládá digitální informace, i když je počítač vypnutý.

    Přesněji řečeno, pevný disk se skládá z několika magnetických disků, na které jsou pomocí magnetické hlavy nanášeny a čteny informace. Tyto hlavy spolu s magnetické disky jsou ve vakuu, což umožňuje pohonu pracovat bez vlivu vnějšího prostředí na proces zápisu a čtení informací.

    Jaké typy pevných disků existují?

    Takže jsme zjistili, že pevný disk je zařízení pro ukládání informací pro počítač. Nyní se podívejme, jaké typy HDD jsou. Nejprve je třeba poznamenat, že pevné disky lze rozdělit do dvou kategorií:

    • Externí disky, které lze připojit k libovolnému počítači přes USB rozhraní. V některých ohledech připomínají flash disk, jen jsou větší. Speciální software takové pevné disky nejsou potřeba.
    • Interní jednotky HDD jsou instalovány uvnitř počítačů a mají specifické konektory pro napájení a přenos informací.

    Interní HDD jsou také rozděleny do několika kategorií. Existuje několik kritérií, podle kterých lze pevný disk klasifikovat. Toto je fyzická velikost pevného disku. Existují tři velikosti:

    • 5,5 palce. Obvykle se používají pevné disky této velikosti stacionární počítače, Kde volný prostor dost.
    • 3,5 palce se používá hlavně u notebooků, kde je omezený prostor a je potřeba velké množství paměti.
    • 2,5 palce se používají v ultraboocích, kde je prostor velmi omezený.

    Dalším znakem, podle kterého jsou disky klasifikovány, je protokol výměny dat mezi pevným diskem a počítačem. Jaké protokoly může pevný disk používat? Jsou následující:

    • IDE je stará verze protokolu, která se před rokem 2000 používala hlavně na počítačích a noteboocích.
    • SCSI je současník IDE, více rychlostní verze drive management, který se používal hlavně u serverových strojů. Pro použití takových pevných disků jsou vyžadovány speciální ovladače.
    • SATA- moderní verze protokol, který má několik možností a má vysokou rychlost zápisu a čtení informací. Používá se téměř ve všech moderních počítačových systémech.

    Problémy s pevným diskem

    Jedna z nejděsivějších zpráv, kterou můžete vidět na obrazovce, říká, že počítač nevidí pevný disk. Proč to tolik děsí uživatele počítačů? Při takové poruše zařízení nenačte operační systém, a proto nelze provádět prakticky žádné akce poskytované tímto systémem.

    Co může způsobit takovou poruchu? Nejjednodušším problémem vedoucím k tomuto výsledku je narušení integrity napájecích smyček nebo systémového rozhraní. K této poruše často vede prach nebo nečistoty, které se do takového konektoru dostanou. A většina zkušených uživatelů se při zobrazení takové zprávy nijak zvlášť nevyděsí, ale jednoduše znovu zapojí konektory napájení a rozhraní. Tento nápis může vypadat podobně jako na obrázku výše.

    Pevný disk není viditelný pro BIOS

    Když k takové poruše dojde, je první věcí, kterou je třeba zjistit, zda je tento problém fyzické nebo softwarové. Jak to zjistit? Jakmile se zobrazí zpráva, že počítač nevidí pevný disk, musíte restartovat počítač a vstoupit do systému BIOS. Co je to BIOS? Jedná se o program, který je uložen v paměti ROM základní desky počítače. Načítá se ještě dříve než operační systém a určuje periferie, se kterými bude základní deska pracovat. Pro Spouštění systému BIOS musíte stisknout odpovídající klávesu na klávesnici, obvykle tlačítko DEL nebo F2. Po vstupu do BIOSu můžete vidět následující obrázek.

    Tato fotografie ukazuje, že systém BIOS nerozpoznal pevné disky v počítači. V tomto případě může nastat výše popsaný problém a počítač, který je odpojen od napájecího kabelu nebo rozhraní, je pro BIOS neviditelný. Na druhou stranu, jakákoli porucha v řídicí desce pevného disku povede k takovému problému. Přitom pokud je možné tento problém řešit, tak jedině v odpovídajícím servisní středisko. Je téměř nemožné ho odstranit vlastními silami doma.

    Windows 7 nevidí pevný disk

    Jsou však chvíle, kdy je pevný disk viditelný pro systém BIOS a operační systém se nenačte nebo je konstanta restartujte okna. V jakých případech k tomu dochází? Poté, když při práci s operačním systémem, jeden z systémové soubory nebo došlo k chybě při přepisování a soubor nelze správně přečíst. Může také dojít k fyzickému poškození pevného disku, poškrábání nebo odštípnutí povrchu disku. Pokud byl jeden ze systémových souborů umístěn na tomto místě, operační systém jej nebude schopen přečíst a vydá, jak říkají správci systému, modrá obrazovka smrt, která vás vyzve k restartování systému. Pokud chyba přetrvává, je nejlepší kontaktovat správce systému. Někdy lze takové softwarové chyby snadno opravit bez přeinstalace operačního systému. Stává se však, že jsou smrtelné a lze je opravit pouze pomocí úplná přeinstalace systémy. K řešení takových problémů člověk obvykle používá systémové nástroje, které se zabývají obnovou softwarových chyb. Jaké jsou tyto programy?

    Chyby softwaru pevného disku

    Existuje poměrně málo programů pro obnovu softwarových chyb, které lze rozdělit do dvou kategorií. První zahrnuje nástroje, které jsou uvnitř systému a lze je používat poté plně naložen operační systém. Jedná se o sady programů pro servis pevných disků.

    Jak například udržovat pevný disk Windows 7? Váš disk můžete obsluhovat přímo z programu. Chcete-li to provést, stačí přejít na „Tento počítač“ a vybrat disk, který v něm chceme obsluhovat. Klikněte na kartu "Vlastnosti" a podívejte se na následující obrázek, který je zobrazen na fotografii výše.

    Programy údržby pevného disku

    Jak můžete vidět na obrázku, uživateli jsou nabídnuty tři nástroje:

    • Zkontrolujte chyby.
    • Archivace disku.

    Chyby opravuje pouze první program a zbytek jednoduše obslouží tento disk. Existují ale programy, které fungují bez operačního systému. Výhodou takových utilit je, že mohou obsluhovat disk, i když se operační systém nespouští. Například jeden z těchto programů se nazývá FDISK a byl vyvinut společností Microsoft jako nástroj pro údržbu disku před instalací operačního systému. Používá se pokročilé uživatele počítačová technologie Norton Disk Doctor a takových programů je skutečně mnoho, takže výběr do značné míry závisí na preferencích konkrétní osoba. Před instalací Windows z pevného disku je vhodné provést servis podobným programem a opravit případné chyby.

    Obnova pevného disku

    Mnoho uživatelů se často potýká s problémem obnovení dat na problematickém pevném disku. Jak již bylo zmíněno výše, často jsou informace na něm uložené mnohem cennější než samotný pevný disk. Proto je práce na obnově ztracených dat nejen cenná, ale také vysoce placená. Hodně záleží na tom, jak informace zmizela. Je důležité si zapamatovat, jak systém Windows odstraňuje informace z pevného disku.

    Operační systém nevymaže informace, které chce uživatel odstranit. Jednoduše odstraní obsah pevného disku, který vám umožní najít tato informace. Takový obsah se nazývá tabulka FAT. A jestli po tom na těle tvrdě disk Windows 10 dalších informací nebylo zaznamenáno, pak je celkem snadné je obnovit. Existuje mnoho programů, které tuto práci zvládnou. Podle mnoha uživatelů je jedním z nejlepších Acronis Recovery Expert.

    Záloha pevného disku

    Ať je to jak chce, nejeden uživatel chce být neustále pod hrozbou, že jsou v ohrožení cenné informace. Proto je snaha minimalizovat rizika. co se dá dělat? Zálohování užitečných informací o pevném disku jako celku nebo sektoru pevného disku pomáhá tento problém vyřešit.

    Jaké jsou metody zálohování?

    • V manuální režim. Uživatel si samostatně volí, jaké informace a kdy program uloží. Některé společnosti v vlastní kanceláře dávají přednost zálohování dat na konci své pracovní směny. Zároveň ale existuje nebezpečí ztráty informací, které se během dne nashromáždily.
    • Zálohovat do automatický režim. V tomto případě je program investován do toho, jak často a co by se mělo kopírovat a ukládat.
    • Vytvoření zrcadlového pole RAID, které ukládá všechny informace z hlavního pevného disku paralelně na jiný pevný disk. Pokud to druhé selže, můžete snadno použít zrcadlo.

    Výběr pevného disku

    Věnujte velkou pozornost bezpečnosti informací a nezapomeňte také na výběr výrobce pevného disku technické parametry charakterizující kvalitu tohoto pevného disku. Pokud mluvíme o značce výrobce disku, pak stojí za to vybrat si známější společnost, i když takový pevný disk bude stát o něco více. Někteří uživatelé preferují Seagate.

    Pokud mluvíme o technických parametrech, pak je vše stejné, měli byste věnovat pozornost rychlosti čtení a zápisu informací. Někdy vám tato data pomohou při výběru konkrétního pevného disku.

    Shrnout

    Pevný disk je tedy velmi cenný a důležitá informace v počítači. Pro výběr kvalitního pevného disku je proto nutné vynaložit velké úsilí. Měli byste se také starat o pravidelnou údržbu vašeho zařízení. Kromě toho je důležité věnovat pozornost bezpečnosti informací, pokud existují, ve vašem počítači. Pokud vynaložíte veškeré toto úsilí, váš pevný disk vám bude sloužit po dlouhou dobu a informace na něm budou zcela v bezpečí. Provoz vašeho zařízení je zcela ve vašich rukou, proto proveďte všechna opatření pro jeho normální fungování.

    Mnozí slyšeli slova jako HDD , « HDD», « šroub"nebo" Winchester". Všechna tato slova jsou synonyma pro stejné zařízení. HDD - Jedná se o zařízení pro ukládání a ukládání informací, které je založeno na principech magnetického záznamu. Pevný disk ve většině moderních počítačů je hlavním zařízením pro ukládání dat. Uchovává informace, i když je počítač vypnutý, lze je také načítat systémový blok počítači a připojte se k jinému PC .

    Historie pevného disku Hlavní rozdíl pevný disk z disket - jedná se o záznam informací na tvrdé desky (hliník nebo sklo) potažené feromagnetickým materiálem, ve většině případů oxidem chromitým. Winchestery se nejčastěji používají jako nevyměnitelné paměťové médium , ale v posledních letech byl vynalezen odnímatelné tvrdé disk , který byl široce používán. Pevný disk je obvykle kombinován s jednotkou, jednotkou a elektronickou jednotkou.

    Poprvé na počítačovém trhu "šroub" se objevil v roce 1957. Narodil se díky společnosti IBM, dlouho před vystoupením osobní počítač. Byl schopen pojmout 5 MB informací a stál šílené peníze. O něco později byl vyvinut 10 MB pevný disk, ale pro PC. Winchester se skládal z 30 stop a 30 sektorů každý. Po označení "30/30" stejnojmenné značky oblíbenou karabinou " Winchester» pohon byl pojmenován hovorově « Winchester“ nebo zkráceně „šroub“. Na území Evropy a USA tento termín vymizel již v 90. letech a pouze v Rusku se mu takto slangově říká.

    Winchester sestává z několika kovových disků potažených speciální látkou, která dokáže uchovat magnetické pole. Počet kovových desek na pevném disku se pohybuje od jedné do tří. Tyto kotouče mají velmi hladký povrch a vynikající vyvážení. Tyto vlastnosti jsou nezbytné pro vysoká rychlost otáčení. Speciální magnetické hlavy uspořádané jedna po druhé různé strany disky, které vám umožňují na ně zapisovat. hlavy mají magnetorezistivní vlastnosti, které jsou citlivé na změny magnetické pole prostřednictvím změn síly vybuzeného proudu v hlavě. Přijatý signál je přečten a následně převeden na digitální podobě. Sebe hlava pod vlivem proudových impulsů je schopen vytvořit magnetické pole. V závislosti na směru magnetického momentu jsou části disku magnetizovány.

    Data na discích jsou uložena v tzv. stopách. Magnetické hlavy v průběhu pevného disku mění své umístění z jedné stopy na druhou. V moderním HDD slouží ke změně polohy magnetických hlav solenoid pohonná jednotka.

    Stopa se skládá ze sektorů, z nichž každý uchovává 512 bajtů dat. Nejmenší místo na disku je sektor. Součin válců, sektorů a počtu hlav je maximální objem, který lze uložit na pevný disk. Téměř všichni výrobci usilují o to, aby stopy byly co nejhustší a snížily počet disků.

    Během práce pevný disk objevují se chybné sektory a stopy. Během nízkoúrovňového formátování jsou speciálně označeny a nebudou brány v úvahu v budoucnu, když bude pevný disk fungovat.

    Hlavní tvrdý disk

    Hlavní charakteristika pevný disk je kapacita(množství informací, které lze obsáhnout). Kapacita se měří v gigabajtech ( GB). Jeden GB rovná se 1000 megabajtů ( MB). 1 MB se rovná 1 000 kilobajtů ( KB). Ale v informačním světě byl přijat trochu jiný systém počítání. Místo 1000 jich napočítají 1024. Na to je třeba dávat pozor. Při diagnostice počítače bude operační systém indikovat méně GB než uvádí výrobce.

    Další důležitou charakteristikou jsou otáčky vřetena. Tento indikátor přímo ovlivňuje rychlost pevného disku (to znamená, jak rychle dojde k výměně informací s jinými počítačovými zařízeními). Čím vyšší je rychlost otáčení, tím rychlejší je čtení a zápis informace tvrdé disk. U stolních počítačů se považuje za dobrý ukazatel 7200 ot./min . Při vyšších rychlostech otáčení se rychlost pevného disku výrazně zvyšuje.

    Další důležitý parametr je čas náhodného přístupu, úzce související s rychlostí otáčení. Většina výrobců tento ukazatel v prodejích neuvádí, ale když se hrabete na internetu, lze takové informace snadno najít. Doba náhodného přístupu ukazuje, jak dlouho bude pevný disk číst nebo zapisovat informace na kteroukoli z částí disku. Tento parametr se měří v milisekundách. Čím nižší je indikátor, tím vyšší je rychlost pevného disku.

    Je důležité vědět, jaké rozhraní je vybaveno " šroub ». Jednoduše řečeno konektor pevného disku, který se připojuje k základní desce. Bylo dříve IDE ale nyní je vyměněn SATA. Ty druhé jsou vybaveny všemi moderními pevné disky , jejich instalace je rychlejší a pohodlnější. Je potřeba zvážit, jakým rozhraním je základní deska vybavena. Pokud se konektory neshodují, připojení nebude možné.

    Existují také disky speciálně pro servery. Mají stejnou velikost jako normální HDD, ale v práci mnohem rychleji. Rychlost otáčení takových zařízení dosahuje 15 000 ot / min. Jsou spolehlivější než stolní pevné disky. Serverové disky jsou dodávány s sériové rozhraní SAS A SATA a paralelní SCSI.

    Není to tak dávno, kdy byly vynalezeny externí pevné disky. Jsou velmi pohodlné na používání, mají menší rozměry a hmotnost, velké množství dat. Říká se jim také mobilní média nebo „velký flash disk“. S pomocí externích HDD pohodlné nošení různé informace ve formě audionahrávek, kancelářských archivů a multimediálních souborů. Ovladače jsou schopny podporovat USB 2.0, 3.0 a FireWire.

    Průměrná rychlost otáčení pevných disků pro notebooky je 5400 ot./min nebo 4200 ot./min. Kromě toho musí být odolné proti nárazu.

    Hlavní připojovací rozhraní

    USB– sériový přenos dat. Šířka pásma USB 1.1 – 12 MB/s, USB 2.0 – 480 MB/s USB 3.0 – 5 GB/s.

    IDE– přenos dat je paralelní. Šířka pásma přibližně 133 MB/s. Toto rozhraní se běžně používá u stolních počítačů a notebooků.

    SATA – paralelní přenos dat. Propustnost je cca 300 MB/s. Hlavní konkurent IDE. SATA je odolnější vůči rušení a o něco lepší než IDE.

    SCSI– paralelní přenos dat. Používá se hlavně při práci se servery. Vyznačuje se vysokým výkonem a spolehlivostí.

    Serial Attached SCSI (SAS)– sériový přenos informací. Vylepšená verze SCSI s vylepšeným výkonem a spolehlivostí.

    firewire- sekvenční přenos. Rychlost se blíží 400 MB/s. Pro práci s video soubory je to nejlepší volba.

    Výrobci

    Na konci minulého století bylo na počítačovém trhu mnoho výrobních společností. pevné disky . Ale v tuto chvíli se počet firem výrazně snížil. Některé nevydržely konkurenci, jiné si koupili výkonnější konkurenti, další začali vyrábět i jiné produkty než pevné disky.

    V polovině 90. let firma vyráběla pevné disky Periferní zařízení Conner, později získané Seagate, A Micropolis. Ten poslední ano vysoká kvalitaSCSI prémiové disky pro servery. Firma vyráběla velmi drahé produkty, ale kvůli dodávkám nekvalitních vřetenových ložisek utrpěla firma obrovské ztráty na vracení a výměně pevných disků a následně zkrachovala. To bylo také koupeno Seagate.

    Populární a nyní produkty japonské společnosti Fujitsu. Nyní sází na výrobu pevných disků pro notebooky a SCSI pohony. Už to ale není stejný obrat jako v minulém století. V roce 2001 firma utrpěla vážný neúspěch. V tomto roce čip řadiče masivně selhal, v důsledku čehož společnost utrpěla vážné finanční ztráty, po kterých se dosud nevzpamatovala. Ale před zhroucením byla japonská společnost považována za lídra ve výrobě pevných disků. Winchestery tohoto výrobce se lišily vynikající výkon rotační plochy. V roce 2009 masová výroba pevných disků Fujitsu přestěhoval do Toshiba .

    Do začátku roku 2000 byly disky divize IBM považovány za referenční. Ale po hromadných poruchách z pohonů pro PC kvůli oxidaci kontaktů konektoru německé banky utrpěla americká pobočka značné finanční ztráty a byla prodána Hitachi.

    Quantrum zanechalo jasnou stopu v historii, ale kvůli masivním poruchám HDD v sériích CX, také vypadla z trhu s počítači.

    Maxtor byl považován za lídra ve svém oboru. Na začátku roku 2001 divizi koupí Quantrum, která se zabývá výrobou pevných disků a kvůli „tenkým“ diskům zdědí řadu problémů nabyté společnosti. V roce 2006 se sloučila s firmou Seagate .

    Jaro 2011 bylo poslední Hitachi, velmi populární na trhu pevné disky . Je získaná západní digitál , a ve stejném roce divize HDD společnosti Samsung převzala společnost Seagate.

    Nyní na trhu pevných disků zbývají pouze tři výrobci – Seagate, Western Digital a Toshiba . Ale v Nedávno v souvislosti s vývojem Technologie SSD a advent vnější tuhý disků, počet společností připravených nabízet nové technologie a vývoj začíná opět narůstat.

    Mnozí z vás vědí, že všechny informace v počítači, prezentované ve formě souborů a složek, jsou uloženy na pevném disku. A tady, co je pevný disk a k čemu je určena, málokdo správně odpoví. Pro lidi, kteří jsou daleko od programování, je velmi obtížné si představit, jak lze informace uložit na nějaký kus železa. Nejedná se přeci o krabici nebo papír, na který by se právě tyto informace daly zapsat a schovat do krabice. Ano, pevný disk není krabice s písmenem.

    Pevný disk (HDD, HMDD-z angličtiny hard (magnetický) disková jednotka) je magnetické paměťové médium. V počítačovém slangu se tomu říká „Winchester“. Je určen k ukládání informací ve formě fotografií, obrázků, dopisů, knih. různé formáty, hudba, filmy atd. Navenek toto zařízení vůbec nevypadá jako disk. Spíše to vypadá jako malá obdélníková železná krabice.

    Vnitřní zařízení tvrdé disk vypadá jako starý gramofon.

    Uvnitř této kovové schránky jsou na stejné ose umístěné kruhové hliníkové nebo skleněné kotoučové desky, po kterých se pohybuje čtecí hlava. Na rozdíl od přehrávače se hlava pevného disku během provozu nedotýká povrchu ploten.

    Pro pohodlí je pevný disk rozdělen do několika sekcí. Toto rozdělení je podmíněné. To se provádí pomocí operačního systému nebo speciálních programů. Nové oddíly se nazývají logické jednotky. Jsou jim přiřazena písmena C, D, E nebo F. Obvykle se instaluje na jednotku C a soubory a složky se ukládají na jiné jednotky, aby vaše soubory a složky neutrpěly v případě pádu systému.

    Podívejte se na video o tom, co je pevný disk:

    Klíčové vlastnosti pevných disků

    • Form Factor je šířka pevného disku v palcích. Standardní velikost Pro stolní počítač 3,5 palce a pro notebooky 2,5 palce;
    • Rozhraní- V moderní počítače slouží k připojení k základní desce SATA různé verze. SATA, SATA II, SATA III. Starší počítače používají rozhraní IDE.
    • Kapacita- toto je maximální množství informací, které může pevný disk uložit, měřeno v gigabajtech;
    • Rychlost vřetena je počet otáček vřetena za minutu. Čím rychleji se disk točí, tím lépe. Pro operační systémy musí být nainstalovány disky s rychlostí 7 200 otáček za minutu nebo vyšší a pro ukládání souborů můžete nainstalovat disky s nižší rychlostí.
    • MTBF je střední doba mezi poruchami vypočtená výrobcem. Čím větší, tím lepší;
    • Čas náhodného přístupu je průměrná hodnota času potřebného pro umístění hlavy na libovolnou část dlahy. Hodnota není konstantní.
    • odolnost vůči nárazu je schopnost pevného disku odolávat změnám tlaku a otřesům.
    • Úrověn hluku, které kotouč během provozu vydává, se měří v decibelech. Čím menší, tím lepší.

    Už tam SSD disky(pevný disk v jednoduchý překlad — SSD disk), které nemají vřeteno ani vložky. Jedná se o úložné zařízení založené na paměťových čipech.

    Tento článek se bude zabývat pouze tím pevné disky x (HDD), tedy o médiích na magnetických discích. O SSD bude další článek.

    Co je to pevný disk

    Tradičně se podíváme definice tvrdého Disk Wikipedie:
    Pevný disk (šroub, pevný disk, pevný disk, HDD, HDD, HMDD) je úložiště s libovolným přístupem založené na principu magnetického záznamu.
    Používá se v naprosté většině počítačů, stejně jako samostatně připojených úložných zařízeních zálohy data, jako úložiště souborů atd.
    Pojďme na to trochu přijít. Líbí se mi termín „pevný disk“. Těchto pět slov vyjadřuje celou pointu. HDD je zařízení, jehož účelem je ukládat na něj zaznamenaná data po dlouhou dobu. HDD jsou založeny na pevných (hliníkových) discích se speciální povrchovou úpravou, na které se zapisují informace pomocí speciálních hlav.
    Nebudu podrobně zvažovat samotný proces nahrávání - ve skutečnosti je to fyzika posledních ročníků školy a jsem si jistý, že se do toho nechcete ponořit a článek o tom vůbec není.
    Věnujme pozornost i slovnímu spojení: „náhodný přístup“, což zhruba znamená, že my (počítač) můžeme kdykoli číst informace z kteréhokoli úseku železnice.
    Je důležité, aby paměť HDD nebyla volatilní, to znamená, že nezáleží na tom, zda je napájení připojeno nebo ne, informace zaznamenané na zařízení nikam nezmizí. Tento důležitý rozdíl trvalá paměť počítače, z dočasné (RAM).
    Při pohledu na pevný disk počítače v reálném životě neuvidíte žádné disky ani hlavy, protože to vše je skryto v uzavřeném krytu (hermetické zóně). Externě pevný disk vypadá takto.
    Myslím, že chápete, co je HDD. Pokračuj.

    Proč počítač potřebuje pevný disk?

    Zvažte, co je to HDD v počítači, tedy jakou roli hraje v PC. Je jasné, že ukládá data, ale jak a co. Zde zdůrazňujeme následující funkce HDD:
    - úložiště OS, uživatelského softwaru a jejich nastavení;
    - Ukládání uživatelských souborů: hudba, video, obrázky, dokumenty atd.;
    - Využití části místa na pevném disku k ukládání dat, která se nevejdou do paměti RAM (stránkovací soubor), nebo k ukládání obsahu paměti RAM při používání režimu spánku;
    - Jak vidíte, pevný disk počítače není jen skládka fotografií, hudby a videí. Ukládá celý operační systém a navíc pevný disk pomáhá vyrovnat se s vytížením paměti RAM, přičemž přebírá některé jeho funkce.

    Z čeho je pevný disk vyroben?

    Částečně jsme zmínili komponenty pevného disku, nyní se tomu budeme věnovat podrobněji. Takže hlavní součásti HDD:
    - Kryt - chrání mechanismy pevného disku před prachem a vlhkostí. Zpravidla je vzduchotěsný, aby se dovnitř nedostala stejná vlhkost a prach;
    - Kotouče (placky) - destičky z určité kovové slitiny, oboustranně potažené, na kterých jsou zaznamenány údaje. Počet talířů se může lišit - od jednoho (v rozpočtových možnostech) po několik;
    - Motor - na jehož vřetenu jsou upevněny palačinky;
    - Blok hlav - konstrukce z pák (vahadel) spojených mezi sebou a hlav. Část pevného disku, která na něj čte a zapisuje informace. Na jednu palačinku se používá dvojice hlav, protože její horní i spodní část fungují;
    - Polohovací zařízení (aktor) - mechanismus, který pohání blok hlav. Skládá se z dvojice permanentních neodymových magnetů a cívky umístěné na konci hlavní jednotky;
    - Ovladač - elektronický mikroobvod vedoucí práce HDD;
    - Parkovací zóna - místo uvnitř pevného disku vedle disků nebo na jejich vnitřku, kde jsou hlavy spuštěny (zaparkovány) v době nečinnosti, aby nedošlo k poškození pracovní plochy palačinek.
    Takové jednoduché zařízení s pevným diskem. Vznikl před mnoha lety a dlouho na něm nebyly provedeny žádné zásadní změny. A jedeme dál.

    Jak funguje pevný disk

    Po přivedení energie na HDD se motor, na jehož vřetenu jsou palačinky upevněny, začne točit. Po dosažení rychlosti, při které se v blízkosti povrchu kotoučů vytváří konstantní proud vzduchu, se hlavy začnou pohybovat.
    Tato sekvence (nejprve se roztočí kotouče a poté začnou pracovat hlavy) je nezbytná k tomu, aby se hlavy vznášely nad deskami kvůli výslednému proudění vzduchu. Ano, nikdy se nedotýkají povrchu disků, jinak by se disk okamžitě poškodil. Vzdálenost od povrchu magnetických ploten k hlavám je však tak malá (~10 nm), že ji pouhým okem nevidíte.
    Po spuštění se nejprve zobrazí servisní informace o stav tvrdého disk a další potřebné informace o něm, umístěné na tzv. nulté stopě. Teprve poté začíná práce s daty.
    Informace na pevném disku počítače se zaznamenávají na stopy, které jsou zase rozděleny do sektorů (taková pizza nakrájená na kousky). Pro zápis souborů je několik sektorů sloučeno do clusteru, což je nejmenší místo, kam lze soubor zapsat.
    Kromě takového "horizontálního" rozdělení disku existuje ještě podmíněné "vertikální". Protože jsou všechny hlavy kombinované, jsou vždy umístěny nad stejným číslem stopy, každá na svém vlastním disku. Tedy během Práce s HDD hlavy jako by kreslily válec.
    Zatímco HDD pracuje, ve skutečnosti provádí dva příkazy: čtení a zápis. Když je potřeba provést příkaz zápisu, vypočítá se oblast na disku, kde bude proveden, poté se umístí hlavy a vlastně se příkaz provede. Výsledek se pak zkontroluje. Kromě zápisu dat přímo na disk končí informace také v jeho mezipaměti.
    Pokud řadič obdrží příkaz ke čtení, nejprve zkontroluje přítomnost požadovaných informací v mezipaměti. Pokud tam není, znovu se vypočítají souřadnice pro umístění hlavic, poté se hlavice umístí a přečtou data.
    Po dokončení práce, když výkon pevného disku zmizí, automatické parkování hlavy na parkovišti.
    Takto obecně funguje pevný disk počítače. Ve skutečnosti je vše mnohem složitější, ale běžného uživatele, s největší pravděpodobností takové detaily nejsou potřeba, takže tuto sekci dokončíme a pokračujeme.

    Druhy tvrdých disky a jejich výrobci

    Dnes jsou na trhu vlastně tři hlavní výrobci pevných disků: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Plně pokrývají poptávku po zařízeních všech typů a požadavků. Zbytek firem buď zkrachoval, nebo je převzal někdo z hlavní trojky, případně se přeprofilovaly.
    Pokud mluvíme o typech HDD, lze je rozdělit takto:

    1. Pro notebooky - hlavním parametrem je velikost zařízení 2,5 palce. To umožňuje jejich kompaktní umístění do pouzdra na notebook;
    2. Pro PC - v tomto případě je také možné použít 2,5″ pevné disky, ale zpravidla se používají 3,5 palce;
    3. Externí pevné disky - zařízení, která jsou samostatně připojena k PC / notebooku, nejčastěji fungující jako úložiště souborů.
    Existuje také speciální typ pevných disků - pro servery. Jsou totožné s běžnými PC, ale mohou se lišit v rozhraních pro připojení a vyšším výkonu.

    Všechna ostatní rozdělení HDD na typy vycházejí z jejich vlastností, proto je budeme uvažovat.

    Tuhé vlastnosti disky

    Takže hlavní vlastnosti pevného disku počítače:

    Velikost je měřítkem maximálního množství dat, které se vejde na disk. První věc, na kterou se obvykle dívají Výběr HDD. Toto číslo může dosáhnout 10 TB, i když 500 GB - 1 TB se častěji volí pro domácí PC;
    - Form factor - velikost pevného disku. Nejběžnější jsou 3,5 a 2,5 palce. Jak bylo uvedeno výše, 2,5″ se ve většině případů instalují do notebooků. Používají se také v externí HDD. 3,5″ je nainstalován na PC a na serveru. Tvarový faktor také ovlivňuje objem, protože větší disk vejde se více dat;
    - Otáčky vřetena - jakou rychlostí rotují palačinky. Nejběžnější jsou 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Tato vlastnost přímo ovlivňuje výkon a také cenu zařízení. Čím vyšší je rychlost, tím větší jsou obě hodnoty;
    - Rozhraní - způsob (typ konektoru) připojení HDD do počítače. Nejoblíbenějším rozhraním pro interní pevné disky je dnes SATA (starší počítače používaly IDE). Externí pevné disky se obvykle připojují přes USB nebo FireWire. Kromě těch uvedených existují další rozhraní jako SCSI, SAS;
    - Velikost vyrovnávací paměti (mezipaměť) - typ rychlá paměť(podle typu paměti RAM) nainstalované na řadiči pevného disku, určené pro dočasné ukládání dat, ke kterým se nejčastěji přistupuje. Velikost vyrovnávací paměti může být 16, 32 nebo 64 MB;
    - Doba náhodného přístupu - doba, po kterou je zaručeno, že HDD bude zapisovat nebo číst z jakékoli části disku. Kolísá od 3 do 15 ms;

    Kromě výše uvedených charakteristik můžete také najít ukazatele, jako jsou:

    Rychlost přenosu dat;
    - Počet I/O operací za sekundu;
    - Úrověn hluku;
    - spolehlivost;
    - Odolnost proti nárazům atd.;
    Na úkor vlastností HDD, toť vše.

    Dobrý den, přátelé! Co je to pevný disk nebo HDD? Pevný disk je pevný disk. Zkráceně jako HDD nebo pevný (magnetický) disk – HDD nebo MHDD. První pevný disk vydalo IBM v roce 1956, měl rozměry asi jeden metr krychlový a byl schopen uložit až 3,5 MB informací (viz obrázek vlevo z Wikipedie). Skládal se z 50 magnetických disků o průměru 610 mm. Povrch disků byl pokryt čistým železem, což umožnilo magnetizovat řezy a ukládat data. Tento pevný disk váží 971 kg a byl součástí prvního sériově vyráběného počítače IBM 305 RAMAC. Technologie se dále vyvíjela a dosáhla toho, co vidíte ve svých stolních počítačích a noteboocích. Pevný disk se také nazývá pevný disk, pevný disk nebo zkráceně šroub. Název Winchester pochází ze 70. let. V té době IBM vydala nový počítač s modernějšími pevný disk, který se skládal ze dvou skříněk, z nichž každá si zapamatovala až 30 MB informací. Byla nakreslena analogie s puškou Winchester, která používala náboj 30-30. Asi po tomhle pevné disky, s největší pravděpodobností navždy (alespoň mezi rusky mluvící populací), jméno bylo opraveno - pevný disk nebo zkráceno - šroub.

    Moderní pevný disk se skládá z:

    • sbor
    • blok elektroniky
    • polohovací jednotka pohonu
    • bloky s magnetickými deskami

    Zvažme každý podrobněji

    Rám. Je to jako karoserie auta. Všechno na něm spočívá. Hlavním úkolem je zajistit potřebnou tuhost a těsnost. Tuhost je nezbytná pro ochranu disku před vnějším poškozením. Těsnost - aby se zabránilo vniknutí cizích částic do disku. Pouzdro je vyrobeno z teplovodivé slitiny, protože při provozu zařízení vzniká teplo a musí být nějakým způsobem odváděno. Můžete si přečíst více o chlazení HDD. Pro vyrovnání tlaků vně a uvnitř pouzdra je vyrobeno malé okénko s pružnou kovovou deskou.

    Blok elektroniky

    Skládá se z:

    • blok rozhraní
    • buffer nebo cache
    • řídicí blok

    Blok rozhraní je zodpovědný za připojení pevného disku k počítači. ROM je paměťové zařízení pouze pro čtení, které ukládá servisní informace a firmware disku. Buffer - cache paměť podobná RAM. Jsou v něm umístěny často používané informace, které zvyšují výkon HDD. Rychlost čtení z mezipaměti se blíží maximu pro diskové rozhraní. V současnosti nejběžnější SATA rozhraní III s maximální propustností 6 Gbps. Za chod celého zařízení je zodpovědná řídící jednotka. Sleduje rychlost otáčení bloku s magnetickými deskami a polohu bloku s akčními členy.

    Skládá se z aktuátoru (zařízení pro zápis a čtení informací), držáku (na kterém to celé funguje) a pohonu. Pohon přijímá příkazy, kde má číst a kam zapisovat informace z řídicí jednotky. (Obrázek níže je převzat z http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

    Blok s paměťovými deskami. Skládá se z pohonu, kotoučů nebo desek a separátorů. Ty slouží k nastavení určité vzdálenosti mezi deskami. Disky s oddělovači jsou namontovány na jednotce. Ten udržuje konstantní rychlost otáčení.

    2. Jak funguje pevný disk?

    Po zapnutí počítače řídicí jednotka napájí jednotku magnetického disku a čeká, dokud tato nedosáhne nastavené rychlosti. Jakmile k tomu dojde, počítač obdrží signál, že HDD je připraven. Následuje žádost o informace. Do hry vstupuje polohovací blok, který nastavuje požadovanou polohu akčního členu. Data se čtou a vstupují do jednotky rozhraní a odtud do RAM.

    V minulosti se akční členy dotýkaly magnetických disků. Se zvýšením rychlosti posledně jmenovaného byla vyžadována jiná technologie. V tomto případě se aktuátor vznášel nad magnetickým povrchem a dotkl se disku v určitém místě. Technologie šla dále, rychlost otáčení desek se zvýšila a blok s akčními členy se začal parkovat mimo desky. To znamená, že ovladače jsou vedle desek, dokud není dosaženo požadované rychlosti otáčení magnetických disků.

    Díky vysoké rychlosti otáčení kotoučů se vytváří proud vzduchu, který zvedá hlavu pohonu nad hladinu. Stejný proud vzduchu vyfukuje prachové částice z povrchu na speciální filtr v pouzdře. V pouzdře je také adsorbent pro odstranění zbytků vlhkosti.

    U moderních pevných disků je to vzdálenost mezi čtecí hlavou a povrchem magnetické platiny< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

    Každý magnetický plátek je rozdělen do kruhových drah o šířce asi 60 nm. Ty jsou zase rozděleny do shluků. Typicky má cluster 4 KB. Každý bit informace představuje pad na stopě, který může být magnetizován -1 nebo ne -0. Tyto stránky se také nazývají domény. Čím menší je velikost této oblasti, tím více informací se na trať vejde a tím prostornější bude pevný disk. Na počátku vývoje se používal longitudinální záznam. Místo se nacházelo podél cesty. V budoucnu byla tato technologie nahrazena kolmým záznamem, což umožnilo zvýšit hustotu dat a tím i kapacitu HDD.

    Sada drah ve stejné vzdálenosti od středu otáčení motoru se nazývá válec.

    Než pevné disky překročily hranici 500 MB kapacity, stačil systém určování polohy CHS (cylindr-hlava-sektor cylindr-hlava-sektor). S nárůstem objemu byl v roce 1994 přijat lineární polohovací systém LBA (linear block addressing). V případě CHS byl pevný disk pro operační systémy transparentní.S použitím lineárního adresování systém přistupuje k požadovanému tvrdý disk a již řídící jednotka HDD chápe, kde se tento sektor fyzicky nachází.

    Polohovací blok pohonu. Poháněno elektromagnetickým motorem. Ten se skládá ze statoru a cívky. Stator se skládá z jednoho nebo dvou trvalých, silných neodymových magnetů. Přesné umístění držáku s hlavami nastává přivedením napětí o určité síle na cívku (obrázek je převzat z http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

    Rychlost polohování hlavy a následně i doba přístupu k informacím závisí na síle magnetů. Ta se u pevných disků pohybuje od 3 do 12 ms. Čím kratší čas, tím rychlejší a dražší pevný disk. WD má tři řady pevných disků: zelený, modrý a černý. Zelený využívá jeden neodymový magnet a otáčky vřetena 5400 ot./min. Díky tomu je dosaženo spíše skromného výkonu, ale slušné účinnosti a nízké spotřeby energie. Modré kotouče používají stejný magnet a rychlost otáčení stoupá na 7200 ot./min. Z hlediska rychlostních charakteristik zaujímá mezipolohu mezi zeleným a černým HDD. Černé používají dva magnety a rychlost 7200 ot./min. To umožňuje dosáhnout maximální výkon. Otáčky můžete ještě zvýšit zvýšením rychlosti otáčení motoru s magnetickými deskami na 10 000 nebo 15 000 ot./min. Tyto disky mají minimální dobu přístupu k informacím a používají se hlavně na serverech. SSD s rychlostí přístupu< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

    Pevné disky produkují během provozu dva typy hluku. Z rychle rotujících magnetických disků a z narážení do bloku s hlavami na omezovači. K tomu druhému dochází, když se blok s hlavami vrátí do parkovací polohy. Aby se tento dopad snížil, výrobci dávají gumové podložky, ale někdy to nepomůže, zejména u svižných pohonů. Existují dva způsoby, jak snížit hluk HDD. První je vyrobit držáky tlumící nárazy do PC skříně. Můžete si o tom přečíst více. Druhým způsobem je využití technologie AAM, o které jsem psal podrobněji.

    3. Výroba a výrobci pevných disků

    Na začátku bylo asi 70 výrobců HDD. Díky konkurenci zbývají už jen tři. Jsou to Toshiba, Seagate a WD. Na níže uvedeném diagramu můžete vidět, ve kterých letech k převzetí došlo.

    Výroba. Ve strojírně jsou sochory řezány z hliníkového ingotu válcového tvaru. Poté se dají prázdná místa požadovaný tvar případně i na soustruzích. Po obrobku jdou do leštírny, kde se povrchy vyleští na požadovanou úroveň. Poté proběhne kontrola a obrobky putují do magnetické lakovny. Pak je tu opět kontrola. Pak přijde montáž tvrdá disk a nízkoúrovňové formátování. V tomto procesu jsou magnetické destičky rozděleny do stop a kontrolovány na rozbité nebo nečitelné sektory. Ty jsou okamžitě označeny, aby se vyloučil záznam informací v nich. Každá stopa má určitou rezervu sektorů. Právě z této rezervy se vyměňují vadné sekce zjištěné za provozu.

    Samostatně je třeba říci o výrobě hlav pro čtení a zápis informací. U moderních pevných disků se každý aktuátor skládá ze dvou hlav, jedné pro čtení a druhé pro zápis. Náročnost výroby hlav je srovnatelná s náročností výroby procesorů, využívá se i fotolitografie. Uspořádání hlavy je obchodní tajemství.

    Závěr

    V článku jsme se dotkli trochu historie tím, že jsme poskytli obrázek prvního pevného disku vydaného v roce 1956. Říkali možná příčina pojmenování disků magnetický tvrdý disk ve zkratce - šroub. Poté jsme zkoumali složení pevného disku, co se skrývá uvnitř jeho pouzdra. Snažili jsme se věnovat každému bloku zvlášť. Považováno tvrdá práce disk. Nakonec jsme se zabývali výrobci a samotnou výrobou HDD. Doufám, že jste se mnou pokročili v tématu HDD.

    Přečtěte si více: