▷ Kaj je trdi disk in kako deluje

Danes bomo podrobno videli, kaj je trdi disk in za kaj je namenjen. Možno je, da danes nismo imeli osebnih računalnikov, če ne bi šlo za izum pomnilniških naprav. Poleg tega tehnologija ne bi toliko napredovala, če teh podpor ne bi bilo, da bi lahko shranili toliko informacij.

Vemo, da trdi disk ni kritična naprava za delovanje računalnika, saj lahko deluje, če se le da. A brez podatkov je uporabnost računalnika praktično nič .

Kazalo vsebine

Malo po malo se trdi diski v tej poškodbi ali SSD uveljavljajo pred tradicionalnimi trdi diski, ki jih bomo obravnavali v tem članku. Vendar to še vedno pomeni večjo skladiščno zmogljivost in večjo vzdržljivost. Pa si poglejmo, kaj je trdi disk in kako deluje

Kaj je trdi disk?

Prva stvar, ki jo bomo morali narediti, je določiti, kaj je trdi disk. Trdi disk je naprava za shranjevanje podatkov na nehlapen način, to pomeni, da za shranjevanje digitalnih podatkov uporablja sistem magnetnega snemanja. Na ta način je mogoče stalno shranjene podatke shraniti na medij (torej ni spremenljiv). Imenujemo jih tudi trdi diski ali trdi diski.

Trdi disk je sestavljen iz ene ali več togih plošč, vstavljenih v hermetično škatlo in združenih s skupno osjo, ki se vrti z veliko hitrostjo. Na vsaki od rac, ki imajo ponavadi dva obraza za shranjevanje, sta dve ločeni glavi za branje / pisanje.

Trdi diski so del sekundarnega pomnilnika računalnika ali vita v grafu, nivoju 5 pomnilnika (L5) in spodaj. Se imenuje sekundarni pomnilnik, ker je vir podatkov, tako da jih lahko glavni pomnilnik (RAM pomnilnik) sprejme in dela z njimi pošiljanje in prejemanje navodil iz CPU ali procesorja. Ta sekundarni pomnilnik bo tisti z največjo zmogljivostjo, ki je na voljo v računalniku, in tudi ne bo spremenljiv. Če izklopimo računalnik, se bo RAM izpraznil, ne pa tudi trdi disk.

Fizične komponente trdega diska

Preden poznate delovanje trdega diska, je priročno seznam in definiranje različnih fizičnih komponent, ki jih trdi disk ima:

• Jedi: tam bodo shranjene informacije. Postavljeni so vodoravno in vsaka plošča je sestavljena iz dveh površin ali namagniziranih površin, zgornje in spodnje strani. Ta je običajno iz kovine ali stekla. Za shranjevanje informacij v njih so celice, v katerih jih je mogoče magnetizirati pozitivno ali negativno (1 ali 0). Bralna glava: element je branje ali pisanje. Za vsako stran ali površino plošče bo ena od teh glav, tako da če imamo dve plošči, bodo štiri bralne glave. Te glave ne vzpostavijo stika s ploščami, če se to zgodi, se bo disk opraskal in podatki bodo poškodovani. Ko se posoda vrti, nastane tanek film zraka, ki preprečuje štetje med njim in igralno ploščo (približno 3 nm narazen). Mehanska roka: ti elementi bodo zadolženi za držanje bralnih glav. Omogočajo dostop do informacij posode s linearnim premikanjem bralnih glav od znotraj do zunaj. premik le teh je zelo hiter, čeprav imajo zaradi mehanskih elementov kar nekaj omejitev glede hitrosti branja. Motorji: V trdem disku bomo imeli dva motorja, enega za vrtenje plošč, običajno s hitrostjo med 5000 in 7200 vrtljaji na minuto (vrt / min). In imeli bomo še enega za gibanje mehanskega orožja Elektronsko vezje: trdi disk poleg mehanskih elementov vsebuje tudi elektronsko vezje, ki je odgovorno za upravljanje funkcij pozicioniranja glave ter branje in zapisovanje tega. To vezje je tudi zadolženo za komuniciranje trdega diska z ostalimi računalniškimi komponentami, prevajanje položajev celic plošč na naslove, ki jih razumejo pomnilnik RAM in CPU. Pomnilnik predpomnilnika: trenutni trdi diski imajo v elektronskem vezju pomnilniški čip, ki služi kot most za izmenjavo informacij s fizičnih plošč na pomnilnik RAM. Kot dinamičen blažilnik je lažji dostop do fizičnih informacij. Priključna vrata: Na zadnji strani diska in zunaj paketa so priključna vrata. Običajno so sestavljeni iz priključka vodila na matično ploščo, 12 V napajalnega konektorja in v primeru IDE-jev s skakalnimi režami za izbiro master / slave.

Povezovalne tehnologije

Trdi disk mora biti priključen na matično ploščo računalnika. Obstajajo različne tehnologije povezovanja, ki zagotavljajo lastnosti ali čas trdih diskov.

IDE (integrirana elektronika naprav):

Znan tudi kot ATA ali PATA (paralelni ATA). Do nedavnega je bila to standardna metoda priklopa trdih diskov na naše računalnike. Omogoča povezovanje dveh ali več naprav preko vzporednega vodila, sestavljenega iz 40 ali 80 kablov.

Ta tehnologija je znana tudi kot DMA (Direct Memory Access), saj omogoča neposredno povezavo med RAM-om in trdim diskom.

Če želite dve napravi povezati z istim vodilom, ju bo treba konfigurirati kot nadrejene ali podrejene. Na ta način bo upravljavec vedel, komu naj pošlje podatke ali prebral svoje podatke, in da ni nobenega prestopanja informacij. Ta konfiguracija se izvede prek skakalca na sami napravi.

• Poveljnik: to mora biti prva naprava, povezana na vodilo, običajno mora biti trdi disk konfiguriran v glavnem načinu pred bralnikom DC / DVD. Prav tako morate konfigurirati trdi disk glavnega motornega kolesa, če ima nameščen operacijski sistem. Slave: bo sekundarna naprava povezana z IDE vodilom. Da bi bil suženj, mora biti najprej mojster.

Največja hitrost prenosa IDE povezave je 166 MB / s. imenovan tudi Ultra ATA / 166.

SATA (serijski ATA):

To je trenutni standard komunikacije na današnjih osebnih računalnikih. V tem primeru bo namesto vzporednih za prenos podatkov uporabljena serijska vodila. Je veliko hitrejši od tradicionalne IDE in bolj učinkovit. Poleg tega omogoča vroče povezave naprav in ima veliko manjše in bolj vodljive vodila.

Trenutni standard je zasnovan v SATA 3, ki omogoča prenose do 600 MB / s

SCSI (Mali računalniški sistemski vmesnik):

Ta vmesnik paralelnega tipa je zasnovan za trde diske z veliko pomnilniško zmogljivostjo in velikimi hitrostmi vrtenja. Ta metoda povezave se tradicionalno uporablja za strežnike in grozde velikih trdih diskov.

Krmilnik SCSI lahko hkrati deluje s 7 trdimi diski na verižni povezavi do 16 naprav. Če je največja hitrost prenosa 20 Mb / s

SAS (serijsko priložen SCSI):

Gre za razvoj SCSI vmesnika in podobno kot SATA je vodila, ki delujejo zaporedno, čeprav se ukazi tipa SCSI še vedno uporabljajo za interakcijo s trdimi diski. Poleg tistih, ki jih ponuja SATA, je ena od njegovih lastnosti tudi ta, da je na isti vodila mogoče priključiti več naprav, poleg tega pa je zmožen zagotoviti konstantno hitrost prenosa za vsako od njih. Povezati je mogoče več kot 16 naprav in ima enak povezovalni vmesnik kot SATA diske.

Njegova hitrost je manjša od SATA, vendar z večjo zmogljivostjo povezave. Krmilnik SAS lahko komunicira s SATA diskom, SATA krmilnik pa ne more komunicirati s SAS diskom.

Uporabljeni dejavniki obrazcev

Kar zadeva oblikovalske faktorje, jih je več vrst, merjenih v palcih: 8, 5´25, 3´5, 2´5, 1´8, 1 in 0´85. Čeprav se največ uporabljata 3, 5 in 2, 5 palca.

3, 5 palca:

Njene meritve so 101, 6 x 25, 4 x 146 mm. Je enake velikosti kot CD predvajalniki, čeprav so višji (41, 4 mm). Ti trdi diski so tisti, ki jih uporabljamo v praktično vseh namiznih računalnikih.

2, 5 palca:

Njegove meritve so 69, 8 x 9, 5 x 100 mm in so tipične meritve disketnega pogona. Ti trdi diski se uporabljajo za prenosne računalnike, ki so bolj kompaktni, majhni in lahki.

Fizična in logična struktura

Ko smo videli fizične komponente trdega diska, moramo vedeti, kako je njegova podatkovna struktura razdeljena na vsako ploščo trdega diska. Kot ponavadi ne gre zgolj za to, da podatke shranite naključno na disk, imajo svojo logično strukturo, ki omogoča dostop do določenih informacij, shranjenih na njih.

Fizična zgradba vsebine

Skladba

Vsaka ploskev diska je razdeljena na koncentrične obroče, od znotraj do zunanje strani obraza. Sklad 0 predstavlja zunanji rob trdega diska.

Cilinder

So sklop več skladb. Jeklenka tvorijo vsi krogi, ki so navpično poravnani na vsaki od plošč in obrazov. Na trdem disku bi oblikovali namišljeni cilinder.

Sektor

Skladbe so razdeljene na dele loka, imenovane sektorji. V teh razdelkih so shranjeni podatkovni bloki. Velikost sektorjev ni določena, čeprav je običajno, da jo najdete s kapaciteto 510 B (bajtov), ​​kar znaša 4 KB. V preteklosti je bila določena velikost sektorjev za vsako tekalno plast, kar pomeni, da so zunanji tiri večjega premera zapravili zaradi praznih lukenj. To se je spremenilo s tehnologijo ZBR (Bit Recording by Zones), ki omogoča boljši izkoristek prostora s spreminjanjem števila sektorjev, odvisno od velikosti posnetka (skladbe z večjim polmerom, več sektorjev)

Grozd

Imenuje se tudi dodelitvena enota, to je skupina sektorjev. Vsaka datoteka bo zasedala določeno število gruč in nobene druge datoteke ni mogoče shraniti v določeno gručo.

Na primer, če imamo gručo 4096 B in datoteko 2700 B, bo ta zasedla eno gručo in bo tudi v njej prostor. Toda več datotek ni mogoče shraniti na njej. Ko formatiramo trdi disk, mu lahko dodelimo določeno velikost grozda, manjša je velikost grozda, bolje bo dodeljen prostor na njem, zlasti za majhne datoteke. Čeprav, nasprotno, težje bo dostopati do podatkov za bralno glavo.

Predlagamo, da so 4096 KB grozdi idealni za velike shranjevalne enote.

Logična struktura vsebine

Logična struktura določa način organizacije podatkov znotraj nje.

Boot sektor (glavni zagonski zapis):

Splošno imenovan tudi MBR, je prvi sektor celotnega trdega diska, to je skladba 0, valj 0, sektor 1. V tem prostoru je shranjena razpredelnica, ki vsebuje vse informacije o začetku in koncu particij. Shranjen je tudi program Mester Boot, ta program je odgovoren za branje te razdelitvene tabele in nadzor nad zagonskim sektorjem aktivne particije. Na ta način se bo računalnik zagnal iz operacijskega sistema aktivne particije.

Ko imamo na različnih particijah nameščenih več operacijskih sistemov, bo treba namestiti zagonski program, da bomo lahko izbrali operacijski sistem, ki ga želimo zagnati.

Pregradni prostor:

Trdi disk je lahko sestavljen iz celotne particije, ki zajema celoten trdi disk ali več njih. Vsaka particija trdi disk deli na točno določeno število valjev in lahko so velikosti, ki jim jih želimo dodeliti. Te informacije bodo shranjene v razpredelnici.

Vsaki particiji bo dodeljeno ime, ki se imenuje nalepka. V sistemu Windows bodo črke C: D: C: itd. Da bi bila particija aktivna, mora imeti obliko datoteke.

Nerazdeljeni prostor:

Mogoče je tudi določen prostor, ki ga še nismo razdelili, to je, da mu nismo dali datotek datoteke. V tem primeru ne bo na voljo za shranjevanje datotek.

Sistem naslavljanja

Sistem za naslavljanje omogoča, da se bralna glava namesti na natančno mesto, kjer se nahajajo podatki, ki jih nameravamo prebrati.

CHS (cilinder - glava): To je bil prvi uporabljen sistem naslavljanja. S pomočjo teh treh vrednosti je bilo mogoče bralno glavo postaviti na mesto, kjer so podatki. Ta sistem je bil enostavno razumeti, vendar je zahteval precej dolga navodila za pozicioniranje.

LBA (naslovi logičnega bloka): v tem primeru trdi disk razdelimo na sektorje in vsakemu dodelimo enolično številko. V tem primeru bo veriga z navodili krajša in učinkovitejša. Trenutno se uporablja metoda.

Datotečni sistemi

Za shranjevanje datotek na trdi disk mora vedeti, kako bo to shranjeno, zato moramo določiti datotečni sistem.

FAT (tabela dodelitve datotek):

Temelji na ustvarjanju tabele za razporeditev datotek, ki je indeks diska. Grozdi, ki jih uporablja vsaka datoteka, so shranjeni, pa tudi prosti in okvarjeni ali razdrobljeni grozdi. Če bomo datoteke razdelili v nenehne grozde, bomo lahko skozi to tabelo vedeli, kje so.

Ta datotečni sistem ne more delovati s particijami, večjimi od 2 GB

Maščoba 32:

Ta sistem odstrani omejitev FAT 2 GB in omogoča manjše velikosti grozdov za večje zmogljivosti. USB shranjevalni pogoni običajno uporabljajo ta datotečni sistem, ker je najbolj združljiv za različne operacijske sisteme in večpredstavnostne naprave, kot so avdio ali video predvajalniki.

Ena omejitev je, da ne bomo mogli hraniti datotek, večjih od 4 GB.

NTFS (nov tehnološki datotečni sistem):

To je datotečni sistem, ki se uporablja za operacijske sisteme Windows po Windows NT. Omejitve datotek in particij sistemov FAT so odpravljene in tudi večja varnost shranjenih datotek, saj podpira šifriranje datotek in konfiguracijo dovoljenj teh datotek. Poleg tega omogoča dodelitev različnih velikosti grozda za različne velikosti particij.

Omejitev tega datotečnega sistema je, da v starejših različicah ni popolnoma združljiv z Linuxom ali Mac OS-om. Predvsem pa ga ne podpirajo večpredstavnostne naprave, kot so avdio in video predvajalniki ali televizija.

HFS (Hierarhični datotečni sistem):

Sistem, ki ga je Apple razvil za svoje operacijske sisteme MAC. To je hierarhični datotečni sistem, ki deli prostornino ali particijo na logične bloke 512 B. Ti bloki so združeni v dodelitvene bloke.

EXT razširjeni datotečni sistem):

To je datotečni sistem, ki ga uporabljajo operacijski sistemi Linux. Trenutno je v različici Ext4. Ta sistem lahko deluje z velikimi particijami in optimizira fragmentacijo datotek.

Ena njegovih najbolj izjemnih lastnosti je, da je sposoben datotečnih sistemov pred tem in kasneje.

Kako vedeti, ali je trdi disk dober

Obstajajo različni ukrepi, ki določajo zmogljivost trdega diska glede na zmogljivost in hitrost. Te je treba upoštevati, če želite znati primerjati zmogljivost enega trdega diska drugega.

• Hitrost vrtenja: je hitrost, s katero se vrtijo plošče trdega diska. Pri višjih hitrostih bomo imeli višje hitrosti prenosa podatkov, a tudi večji hrup in ogrevanje. Najboljši način je nakup IDE ali SATA pogona z več kot 5400 vrt / min. Če gre za SCSI, je navedeno, da ima več kot 7200 vrt./min. Z višjo rotacijo dosežemo tudi nižje povprečne zamude. Povprečna zakasnitev: čas, ki ga bo bralna glava potrebovala, bo v navedenem sektorju. Predvajalnik mora počakati, da se disk vrti, da bi našel sektor. Zato je pri večjih vrtljajih manjša latenca. Povprečni čas iskanja: čas, ki ga potrebuje predvajalnik, da pridete do označene skladbe. To je od 8 do 12 milisekund Čas dostopa: čas, ki je bralcu potreben za dostop do sektorja. To je vsota povprečne zamude in povprečnega časa iskanja. Čas med 9 in 12 milisekundami. Čas pisanja / branja: Ta čas je odvisen od vseh drugih dejavnikov in od velikosti datoteke. Pomnilnik predpomnilnika: Pomnilnik trdega tipa, kot je RAM, ki začasno shranjuje podatke, ki se berejo z diska. Na ta način se poveča hitrost branja. Več pomnilnika pomnilnika, hitrejše bo branje / pisanje. (zelo pomembno) Zmogljivost shranjevanja: očitno gre za količino prostora, ki je na voljo za shranjevanje podatkov. Bolj bolje. Komunikacijski vmesnik: način prenosa podatkov s diska v pomnilnik. Vmesnik SATA III je trenutno najhitrejši za to vrsto trdih diskov.

Če želite tudi podrobneje vedeti o strojni opremi, priporočamo naše članke:

• Zakaj NISO defragmentirati SSD?

S tem zaključujemo razlago, kako trdi disk deluje in kako deluje. Upajmo, da je bil za vas zelo koristen in že razumete pomembnost dobrega trdega diska.