Что такое жесткий диск. Что такое жесткий диск

Память в таких устройствах не является летучей, как, например, оперативная память. Это означает, что данные не будут удалены при отключении питания.

Что такое жесткий диск компьютера?

Когда компьютер загружается, набор микрофонов, хранящихся в микросхеме BIOS, контролирует материал. Если все в порядке, управление передается операционной системе boater. Операционная система запущена, и вы можете начать пользоваться компьютером. Где хранилась операционная система до активации компьютера? Сохранилась ли ваша работа, которую вы писали всю ночь, после выключения компьютера? Повторяю — где она хранится?

Ну, я, наверное, так и делаю, а вы все знаете, что компьютерные данные хранятся на жестком диске. Но что это такое и как это работает, не является общеизвестным, и поскольку вы здесь, логично, что вы хотели бы знать. Что ж, давайте узнаем!

Эта статья посвящена только жестким дискам (HDD), т.е. магнитным дискам. О твердотельных накопителях можно прочитать здесь.

Что такое жесткий диск

Традиционно ищите определение жесткого диска в Википедии.

Жесткий диск (винт, винчестер, жесткий магнитный диск, HDD, HMDD) — это устройство хранения данных с произвольным доступом, основанное на принципе магнитной регистрации.

Он используется в большинстве компьютеров, а также в качестве автономного устройства хранения для создания резервных копий данных, хранения файлов и т.д.

Давайте продолжим на минутку. Мне нравится термин «жесткий диск». Эти пять слов имеют смысл. Жесткий диск — это устройство, предназначенное для хранения данных, которые были записаны в течение длительного времени. В основе жесткого диска лежит жесткий диск (алюминиевый) со специальным покрытием, в который записывается информация с помощью специальной головки.

Я не буду подробно рассматривать процесс записи — по сути, это физика предыдущих классов, и я уверен, что у вас нет желания углубляться в нее. Статья не об этом — она о процессе записи и записи.

Также обратите внимание на фразу «случайный доступ». Это означает, что мы (компьютеры) можем считывать информацию с любой части жесткого диска в любое время.

Важно, чтобы память жесткого диска была энергонезависимой, т.е. активируемой или деактивируемой. Информация, хранящаяся на устройстве, не теряется. Это важное различие между постоянным кэшем и кэшем компьютера (оперативной памятью).

Когда вы смотрите на жесткий диск компьютера в реальной жизни, вы не видите ни дисков, ни головок, так как все спрятано в герметичном корпусе (ее кость закрыта и замкнута). Внешне жесткий диск выглядит следующим образом:.

Вы знаете, что такое жесткий диск. Давайте перейдем к следующему.

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Жесткий диск компьютера — т.е. он работает внутри компьютера. Очевидно, что он хранит данные, но как и какого рода. Здесь мы распределяем эти функции жесткого диска.

• Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
• Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
• Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;

Как видите, жесткий диск компьютера — это не только хранение фотографий, музыки и видео. Кроме того, на нем хранится вся операционная система, и, кроме того, жесткий диск помогает загружать оперативную память, беря на себя часть ее функций.

Современные жесткие диски имеют кэш-память объемом 8, 16, 32 и 64 мегабайта. Это позволяет повысить производительность жесткого диска, но не всегда использует его потенциал в полной мере. Кэш может быть 16 мегабайт, но разница с 32 мегабайтами может быть совсем не заметна в производительности. .

Физическое описание HDD

Обычно они сравнимы с толстой книгой в мягкой обложке, но гораздо тяжелее.

На боковых сторонах жесткого диска имеются предварительно распределенные резьбовые отверстия для легкой установки в 3,5-дюймовый разъем корпуса компьютера. Также возможна установка в слоты для дисков до 5,25″ с помощью адаптеров. Жесткий диск устанавливается так, чтобы его края были обращены внутрь компьютера.

На задней стороне жесткого диска находятся порты для кабелей, подключенных к материнской плате. Тип используемого кабеля (SATA или PATA) зависит от типа диска, но почти всегда входит в комплект поставки жесткого диска. Имеется также подключение к электросети.

Большинство жестких дисков также имеют короткое замыкание на задней панели, которое определяет, как жесткий диск распознается материнской платой в случае, если их несколько. Эти настройки зависят от конкретного устройства, поэтому для получения дополнительной информации обратитесь к производителю устройства.

Как работает жесткий диск?

В отличие от зависимых от питания накопителей, таких как оперативная память, жесткие диски имеют постоянную память и сохраняют данные даже при отключении питания. Поэтому можно перезагрузить компьютер, отключив жесткий диск, но при повторном включении все данные будут доступны.

На жестком диске есть области, которые находятся на маршруте, хранящемся на вращающихся пластинах. Эти пластины имеют магнитные головки, движущиеся на белковых рычагах, которые считывают и записывают данные на диск.

Виды жестких дисков

Компьютерные жесткие диски — не единственный тип жестких дисков, а SATA и PATA — не единственные способы подключения к компьютеру. Кроме того, они выпускаются в виде дисков разных размеров, одни очень маленькие, другие большие.

Например, обычный флеш-накопитель — это тоже жесткий диск, но он не вращается, как традиционный жесткий диск. Флэш-устройства имеют встроенный твердотельный диск и подключаются к компьютеру через USB.

Другие жесткие диски USB — это внешние жесткие диски, которые, по сути, являются обычными жесткими дисками, помещенными в отдельный корпус, и могут безопасно использоваться вне корпуса компьютера. Обычно они взаимодействуют с компьютером через USB, но некоторые используют FireWire или ESATA.

Внешний корпус — это корпус для внутренних жестких дисков. Вы можете использовать любой из них, если хотите «конвертировать» свой внутренний жесткий диск во внешний и создать свой собственный внешний жесткий диск. Также используются USB и FireWire.

Уровни шума. Звук, издаваемый жестким диском во время работы, измеряется в децибелах. Конечно, подержанный альбом «сыпется» больше, чем новый.

Что такое жесткий диск компьютера

Возможно, вы слышали термины HDD, жесткий диск или винт, но для непосвященных может быть непонятно, какое отношение эти термины имеют к вашему компьютеру. Этот пробел в знаниях можно восполнить, объяснив назначение, структуру и основные характеристики жесткого диска.

Жесткие диски используются для длительного хранения информации на компьютере. То есть хранится вся музыка, фильмы, фотографии, документы, установленные программы и файлы самой операционной системы. Жесткий диск компьютера похож на блокнот, куда студенты записывают все лекции и другую информацию, которая понадобится им в дальнейшем. Если в блокноте есть пустые страницы, можно описать новые данные. При необходимости уже описанные данные можно изменить с помощью «лепнины».

Ключевое слово здесь — долгосрочное хранение информации. Это связано с тем, что в дальнейшем в любой момент времени требуется только информация. Если данные нужны на короткое время, человек просто сохраняет или записывает их на стикере и выбрасывает, как только они ему больше не нужны.

Тот же принцип применим к хранению данных на компьютерах. Жесткие диски являются энергонезависимой памятью, и их отключение не влияет на хранение данных. Это принципиально отличается от компьютерной оперативной памяти, которая не является энергонезависимой. Более подробную информацию о взаимодействии различных элементов компьютерной системы можно найти здесь.

Устройство жесткого диска

Правильное название этого устройства — жесткий (магнитный) диск. Обычно используются такие варианты, как жесткий, винтовой, твердый, HDD и HMDD. Существует множество версий, как называть винчестер, но наиболее распространенная версия — первый жесткий диск в современном понимании этого слова, разработанный компанией IBM, с внутренней аббревиатурой «30-30», которая совпадала с популярной охотничьей винтовкой Winchester Model 1894 года. Были. Патрон .30-30 Winchester. Название «винт» — это его сокращение на компьютерном сленге.

Принципы магнитной регистрации и устройства HDD подробно не объясняются, поскольку обычным пользователям они не нужны. Технически, жесткий диск — это устройство регистрации и хранения данных, основанное на принципах магнитной регистрации. Информация записывается на круглый жесткий диск (ассорти или блин), покрытый слоем желеподобного материала, который находится на оси диска. Считывание и запись данных осуществляется с помощью подвижной считывающей головки. Принцип работы похож на принцип работы проигрывателя виниловых дисков, но в устройстве для размножения виниловых дисков считывающая головка не касается поверхности пластинки, в отличие от иглы на проигрывателе. При использовании некоторые нанометры взвешиваются над поверхностью диска в результате воздушного потока от быстрого вращения диска. В выключенном состоянии головки устанавливаются в зоне парковки, чтобы избежать случайных взаимных повреждений, вызванных тряской жесткого диска.

Наличие движущихся механических частей снижает надежность устройства, но отсутствие прямого механического контакта между движущимися частями компенсирует этот недостаток и обеспечивает надежность и долговечность жесткого диска. Однако на дисках могут оставаться участки повреждения по разным причинам. Помимо диска, привода и считывающей головки, в том же корпусе находится электронная система управления.

Стоит отметить, что технология твердотельных дисков (SSD) в настоящее время стремительно развивается. Твердотельные накопители также используются для долговременного хранения данных в компьютерах, но в них применяются микросхемы памяти и нет движущихся частей. Кроме того, существуют гибридные жесткие диски, в которых небольшое количество твердотельных накопителей сочетается с традиционными жесткими дисками для кэширования данных на устройстве.

Мобильная головка состоит из двух частей: считывающей головки и головки регистрации. В зависимости от функции, необходимой в конкретный момент, используется соответствующая головка. Количество платформ на жестком диске может варьироваться в зависимости от емкости и используемой технологии записи. Меньшее количество дисков с меньшим энергопотреблением, меньшее количество движущихся частей и улучшенное тепловое поведение дисков благоприятно сказываются на их надежности и долговечности. Однако теоретически каждый диск отличается друг от друга, и утверждать, что диск с четырьмя пластинами уступает диску с двумя пластинами, не совсем верно.

Чтобы диск мог записывать информацию, его поверхность разделена на орбиты (концентрические круги). Все следы всех пластин жесткого диска на одинаковом расстоянии от центра называются цилиндрами. Склон делится на равные участки, называемые зонами. Объединение соседних участков в группе образует кластер. На рисунке ниже показана упрощенная схема структуры пластины жесткого диска компьютера.

Основные характеристики жестких дисков

Форм-фактор — дюйм определяет ширину жесткого диска. Диски выпускаются стандартных размеров 0,85, 1, 1,3, 1,8, 2,5 и 3,5 дюйма. Стандартные размеры — 3,5 дюйма для настольных компьютеров и 2,5 дюйма для ноутбуков.

Интерфейс — позволяет жесткому диску взаимодействовать с материнской платой компьютера. Диски, используемые в персональных компьютерах, используют различные версии интерфейса SATA. Основное отличие заключается в скорости передачи данных: 1,0 — 1,5 ГБ/с, пересмотренная 2,0 — 3 ГБ/с (SATA/300), пересмотренная 3,0 — 6 ГБ/с (SATA/600). Диски PATA (IDE) практически устарели и используются только со старыми материалами.

Емкость — максимальный объем информации, который может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах. Производители приравнивают KBYTE к 1 000 байт (на самом деле 1 Кбайт = 1 024 байт), поэтому жесткий диск емкостью 500 Гбайт имеет емкость 465,7 Гбайт.

Скорость вращения шпинделя — это количество оборотов шпинделя в минуту. Это стандартная скорость, обычно 5400 или 7200 об/мин в минуту для настольных компьютеров и 4500 или 5400 об/мин в минуту для ноутбуков. Лотки для серверов обычно работают со скоростью 10 000 или 15 000 оборотов в минуту. Более высокая скорость вращения приводит к замедлению времени доступа.

Регуляторная емкость — относится к специальной высокопроизводительной памяти, встроенной в жесткий диск, используемой для ускорения работы диска и сглаживания разногласий в скорости чтения/регистрации и передачи данных.

Время случайного доступа — относится к среднему времени, за которое головка диска должна быть помещена на любую область пластины. Она не фиксирована и зависит от начального и конечного положения головки считывания/регистрации и точки, в которой она находится. Чем ниже цена, тем быстрее устройство может доставить запрашиваемые данные.

MTBF — среднее время между повреждениями — это оценка MTBF производителем. Это соизмеримо с надежностью, поэтому чем лучше, тем лучше.

Ударопрочность — это способность жесткого диска выдерживать удары и резкие изменения давления. Устройство измеряется отдельно для состояния активации и отключения. Чем выше ударопрочность, тем важнее она для ноутбуков и портативных жестких дисков.

Уровень шума — шум, создаваемый жестким диском во время работы. Он измеряется в децибелах. Включает шум от вращающихся дисков, аэродинамический шум и шум от движущихся головок.

В один компьютер можно установить несколько жестких дисков. Общее количество ограничено свободным местом в корпусе компьютера и количеством подключений к материнской плате. Несколько дисков также можно объединить в один дисковый массив для повышения скорости и надежности хранения данных.

Мы рассмотрели основы работы жестких дисков в компьютере. Теперь вы знаете, на что обратить внимание при покупке нового жесткого диска, даже если вы идиот.

Например, обычный флеш-накопитель — это тоже жесткий диск, но он не вращается, как традиционный жесткий диск. Флэш-устройства имеют встроенный твердотельный диск и подключаются к компьютеру через USB.

Как работает жесткий диск

Жесткие диски, по сути, записывают и считывают информацию так же, как записываются и считываются виниловые пластинки. И это без упоминания многих терминов. Головки для чтения и записи информации используют магнитные импульсы для записи и считывания данных с магнитной доски.

Письменная информация хранится в разделах, сгруппированных для удобства. Это как нарезанная пицца. Информация записывается в виде непрерывной последовательности кластеров. Это означает, что головка чтения/записи перемещается вдоль пластины без излишнего перемещения кластеров.

Это позволяет получить быстрый доступ к записанной информации. Однако, к сожалению, удаление информации опустошает кластер и приводит к фрагментации файлов. Для аппаратного обеспечения, что такое фрагментация диска?

Виды жестких дисков

Магнитные диски выпускаются различными производителями, включая Seagate, Western Digital и Toshiba. Они подразделяются на следующие типы:.

• 3.5 дюймов — используют HDD такого размера обычно в персональных компьютерах и на серверах
• 2.5 дюймов — в таком варианте можно чаще всего встретить в ноутбуках, но и на ПК тоже ставят
• Внешние HDD — работают по USB, можно подключить к любому устройству, например, к телевизору, что реально удобно

другие параметры, разделяя их по характеристикам.

Характеристики жестких дисков

Основные характеристики жестких дисков: они могут использоваться для защиты жесткого диска от повреждений.

• Объем памяти — для домашнего ПК рекомендую на данный момент брать модели от 1 Тб т.к. игры, кино и другой медиа контент будет занимать довольно много места.
• Форм фактор — для ПК стоит взять или 3.5 или 2.5, а для ноутбука 2.5. Если нужен, например, для телевизора — берите внешний.
• Скорость работы — брать только от 7200 об/мин, остальное будет очень медленно, я про 5400 об/мин, особенно по сравнению с SSD. Лучше если найдете вариант с 10000 об/мин.
• Интерфейс подключения — на данный момент в материнских платах для HDD предусмотрен интерфейс SATA, раньше использовался IDE. Внешние же — подключаются просто по USB.
• Время произвольного доступа — промежуток в течение, которого жесткий гарантированно выполнит запись или чтение. Обычно это от 3 до 15 миллисекунд.

Их можно дополнительно классифицировать по уровню шума, защите от ударов, надежности и количеству выдерживаемых циклов.