Сегодня мы ознакомимся с принципом работы жестких дисков и его интерфейса.
План
- Строение жесткого диска
- Принципы хранения данных на жестком диске
- Интерфейсы жестких дисков
- Характеристики жестких дисков
Характеристики жестких дисков
- Скорость вращения, находится в пределах от 5400 или 7200 об/мин.
- Объем кэш-памяти. Имеется быстродействующий промежуточный накопитель на основе кэш-памяти. Он служит буфером, благодаря которому считывание происходит быстрее, чем с пластины. Чем он больше, тем лучше. Сейчас – 16 МБ.
- Скорость непрерывной передачи данных. Этот показатель характеризует скорость, с которой ЖД непрерывно считывает или сохраняет данные в течение продолжительного времени. Высокое значение этого показателя будет критичным только в том случае, если вы собираетесь сохранять на нем много информации (перекодирование видео).
- Среднее время произвольного доступа. Поскольку искомые файлы порой разбросаны по всему диску, то головкам чтения/записи необходимо постоянно перемещаться на нужное место. Среднее время произвольного доступа показывает, насколько быстро винчестер находит нужную ему информацию. Чем этот показатель ниже, тем лучше.
Строение жесткого диска
В основе любого жесткого диска «лежат» 2 блока — механический и электронный.
Механический включает:
- Диски (пластины);
- Вращающий их двигатель;
- Блок магнитных головок, осуществляющих чтение/запись данных, и перемещающий их двигатель.
Диски собраны в «стопку» («пакет») и насажены на общую ось – шпиндель двигателя. Сами диски представляют собой обработанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины с магнитным покрытием – тонким слоем окиси железа или окиси хрома.
Над поверхностью дисков парят головки, осуществляющие чтение и запись информации. Поскольку диски являются 2-х сторонними, то на каждый из них приходится по 2 головки: сверху и снизу.
Головки имеют аэродинамическую форму: при работе они как бы (словно) летят над поверхностью, при этом создается подъемная сила, которая не дает коснуться поверхности диска.
Интерфейсы жестких дисков
Интерфейс – это способ взаимодействия жесткого диска и материнской платы компьютера, представляет собой набор специальных линий и специального протокола (набора правил передачи данных).
IDE — в переводе с английского «Integrated Drive Electronics», что буквально означает — «встроенный контроллер», появился в 80-е годы, другое название он же ATA, PATA.
IDE стали называть интерфейсом для передачи данных, поскольку контроллер (находящийся в устройстве, обычно в жестких дисках и оптических приводах) и материнскую плату нужно было чем-то соединять.
IDE хоть и был очень медленный (пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE — и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше), однако позволял присоединять одновременно сразу два устройства к материнской плате, используя при этом один шлейф.
SATA (Serial ATA)
Существуют 3 основных варианта (ревизии) SATA, отличающиеся друг от друга пропускной способностью: rev. 1 (SATA I) — 150 Мб/с, rev. 2 (SATA II) — 300 Мб/с, rev. 3 (SATA III) — 600 Мб/с.
eSATA (External SATA) — был создан в 2004 году, слово «external» говорит о том, что он используется для подключения внешних жестких дисков. Поддерживает «горячую замену» дисков. Длина интерфейсного кабеля увеличена по сравнению с SATA — максимальная длина составляет теперь два метра. eSATA физически не совместим с SATA, но обладает той же пропускной способностью.
FireWire — последовательный высокоскоростной интерфейс для подключения внешних устройств, в том числе HDD (широкого распространения не получил). Поддерживает «горячу замену» винчестеров. По пропускной способности сравним с USB 2.0, а с появлением USB 3.0 — даже проигрывает в скорости. Однако у него все же есть преимущество — FireWire способен обеспечить изохронную передачу данных, что способствует его применению в цифровом видео, так как он позволяет передавать данные в режиме реального времени.
SCSI (Small Computer System Interface) — параллельный интерфейс для подключения различных внешних устройств (не только жестких дисков).
SAS (Serial Attached SCSI) пришедший на смену SCSI, должен был решить ряд недостатков последнего. Дело в том, что из-за своей «параллельности» SCSI использовал общую шину, поэтому с контроллером одновременно могло работать только лишь одно из устройств, SAS — лишен этого недостатка.
Хранение данных на винчестере
Поверхности всех магнитных пластин «размечены», подобно проезжей части улиц, и по этой разметке движутся головки чтения/записи. Существуют также концентрические дорожки (по-английски – track).
Базовая система ввода/вывода – винчестера не «привязывает» дорожки к конкретным дискам, поэтому все поверхности пластин имеют сквозную нумерацию, в рамках которой каждой рабочей поверхности соответствует своя головка (число головок обозначает параметр «Heads» в BIOS и на жестком диске).
Максимальное число головок за всю историю производства жестких дисков ни разу не превышало 11, но в современных накопителях их не более шести (стало быть, число «блинов» внутри корпуса жесткого диска обычно ограничено тремя).
Дорожки, как и магнитные головки, пронумерованы, начиная с нуля (нулевая дорожка – внешняя на верхней пластине). Количество дорожек на диске определяется поверхностной плотностью записи.
Дорожки, в свою очередь, разбиты на сектора; сектор является минимальной единицей хранения информации на жестком диске и равен примерно 512 байтам.
На всех дорожках располагается одинаковое количество секторов, обычно около 100, максимально – 256.
Если вам понравилась статья, то поддержите её лайком и подпиской пожалуйста.
А так-же есть еще интересные статьи ниже:
Блок питания: характеристики, критерии выбора
Что такое чипсет? Чипсет — как основа производительности персонального компьютера