Многие знают об HDD только то, что он хранит данные и сложно устроен. Мы же поговорим о нём немного конкретнее и поможем разобраться, как на самом деле работает жёсткий диск в компьютере.
Что такое жёсткий диск
Жёсткий диск, или HDD (Hard Disk Drive), или винчестер — это особое запоминающее устройство внутри ПК. Благодаря ему у компьютера есть память, на которой вы можете хранить личные данные, а сам ПК — системные файлы, необходимые для работы.
Память нужна в любом компьютере. В стандартных сборках именно HDD берёт на себя всю нагрузку, но иногда он работает в паре с SSD. Тогда винчестер хранит только пользовательские данные и программы, а SSD — файлы ОС. Такой тандем позволяет компьютеру работать быстрее за счёт большого объёма свободного места.
При этом жёсткий диск в компьютере отвечает за постоянную память. В отличие от ОЗУ, которая хранит данные временно, HDD записывает их надолго, пока пользователь сам не решит удалить их с носителя. Поэтому загруженные фотографии, игры и программы остаются на компьютере даже после того, как вы его выключите.
Из чего состоит жёсткий диск
Если вы когда-либо разбирали компьютер или хотя бы заглядывали внутрь системного блока, то знаете, что HDD представляет собой круглую металлическую пластину внутри прямоугольного корпуса. А если не заглядывали, то картинка ниже поможет понять, как выглядит жёсткий диск.
Внимательный читатель заметит, что кроме корпуса и пластины в устройстве есть и другие, более мелкие детали. И все они важны, чтобы понять, как именно работает HDD.
Давайте подробнее разберёмся в строении жёсткого диска. Итак, вот из чего состоит HDD:
· корпус с крышкой — гермоблок, внутри него «живёт» основная часть запчастей винчестера;
· магнитные пластины — их несколько, и все расположены друг над другом;
· центральный шпиндель — электродвигатель, который заставляет пластины вращаться;
· магнитная головка — маленький магнит на конце коромысла, который «бегает» по диску и отвечает за запись/чтение информации на нём;
· коромысло — металлическая «рука», которая направляет считывающую головку в нужное место диска;
· привод — особый магнитный блок с катушкой и маленьким шпинделем, которые приводят коромысло в движение;
· контроллер — плата на обратной стороне корпуса, которая поддерживает постоянную скорость раскрутки дисков, отвечает за синхронизацию с компьютером и за много чего ещё. Это мозг HDD.
Конструкция из привода, коромысла и головок — это и есть то, что может считывать и записывать информацию. С платой контроллера их соединяет гибкий шлейф. Именно по нему информация переходит в «мозг» устройства. Там оно обрабатывает все изменения, а потом отражает их в компьютере, на вашем экране.
Как работает жёсткий диск
Теперь, когда мы поняли, что есть внутри жёсткого магнитного диска, давайте попробуем разобраться в принципе его работы.
Вы уже могли догадаться, что именно на дисках — магнитных пластинах — и хранится вся информация, которую мы записываем на HDD. Их может быть несколько, от их количества зависит объём памяти диска. На каждой из них есть особые круговые пути — дорожки. А в них — более мелкие ячейки, которые называют секторами. Именно в них и записываются данные.
Когда диску нужно считать или записать информацию, шпиндель раскручивает её до 7 200 оборотов в минуту. Магнитная головка движется по дорожке диска и намагничивает или размагничивает его сектора. Так она вносит на них информацию в виде 0 и 1. В идеале данные распределяются по соседним секторам, которые потом будет проще найти.
Но бывает так, что сектора рядом заняты, и поэтому головке приходится искать свободные ячейки в другом месте. Когда она записывает информацию для хранения, то ориентируется на что-то вроде карты: данные, которые показывают, какие ячейки свободны, а какие — заняты. Так головка «бегает» по поверхности диска, чтобы записать или считать информацию.
Предположим, вы хотите сохранить на компьютере новую игру. Давайте узнаем, как при этом действует HDD.
1. Вы нажимаете кнопку «Установить» на ПК.
2. Компьютер отправляет запрос контроллеру винчестера о том, что ему нужно записать информацию.
3. Плата принимает данные и обрабатывает их.
4. Диск ищет свободные сектора на пластинах, а привод направляет коромысло и головку к нужным местам.
5. Головка намагничивает и размагничивает ячейки, чтобы записать информацию в виде двоичного кода.
6. Диск обновляет свою карту о свободных и занятых секторах.
7. Плата фиксирует конец записи и сообщает об этом компьютеру.
8. Вы видите на экране уведомление «Установлено».
На самом деле всё это — сильно упрощённое описание всех процессов при записи. Но наша цель — объяснить их простыми словами, а большего для понимания работы HDD и не нужно.
Какие есть виды жёстких магнитных дисков
Мы уже говорили о том, что в HDD может быть разное количество пластин, и от этого зависит память устройства. Так, вы могли догадаться, сами винчестеры бывают разные, и отличаются они по разным критериям. Например, по назначению. Давайте разберём их в таблице ниже.
Для ноутбуков - У диска небольшой размер, что позволяет ему помещаться на малой площади внутри ноутбука. Формфактор: 2,5 дюйма.
Для ПК - Диск стандартного размера для персональных компьютеров, также используется для систем наблюдения. Формфактор: 3,5 дюйма.
Для серверов - Диски с высокой производительностью и другим типом подключения. Формфактор: 3,5 дюйма.
Внешние жёсткие диски - Накопители, которые подключаются к компьютеру или ноутбуку через внешние порты.
Но это ещё не всё. HDD отличаются и по характеристикам. Например:
· по объёму памяти: от 300 Гб до 20 Тб;
· по скорости вращения дисков, т. е. по производительности: от 5 400 до 15 000 оборотов в минуту;
· по типу подключения: USB (для внешних), SAS, SATA;
· по объёму памяти для временного хранения данных: от 8 до 512 Мб.
Спасибо что причитали тему приятного отдыха)
VPS/VDS в Европе от 9.49$ в месяц