Устройство и принцип работы жесткого диска

Количество дисков может быть различным — от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Накопитель на жестком диске (HDD) относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. Он относится к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.

Количество дисков может быть различным — от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Преимущества HDD:

HDD (он же «винчестер») — это жесткий диск, который состоит из одного или нескольких магнитных дисков и считывающих головок. Магнитные диски вращаются, а считывающая головка (закрепленная на рычаге) перемещается над поверхностью диска и распознает сохраненные данные.

В SSD нет движущихся механических частей, он состоит из большого количества отдельных flash-накопителей, которые встроены в диск по тому же принципу, что и в USB-флешках.

Преимущества SSD:

Так как SSD твердотельный накопитель, он работает практически бесшумно, HDD, напротив, потрескивает во время работы.

При пиковой нагрузке накопитель потребляет до 2 Вт, жесткий диск «съедает» до 7 Вт. Таким образом, SSD на 80% снижает потребление электроэнергии.

Как ранее упоминалось, SSD нет механических частей, что делает их более прочными. Такие устройства, в большинстве случает, могут без проблем пережить даже падения. В то время как с HDD это может привести к деформации конструкции и потере данных.

SSD работают значительно быстрее, чем классические жесткие диски, что сокращает время запуска ПК или ноутбука до 5-10 секунд. На HDD время запуска системы — 40-45 секунд.

Преимущества HDD:

Классические жесткие диски предлагают гораздо больший объем памяти — до 10 Тбайт, в то время как SSD пока ограничиваются 2 Тбайтами.

При потере данных на HDD, зачастую, информацию можно восстановить с помощью специальных утилит. В то время как на SSD-накопителе, данные спасти будет крайне сложно.

Возникли вопросы? Звоните по телефону 095 5 404 404 097 280 82 20 093 170 0 180 наши операторы с радостью ответят Вам!

Если снять верхнюю крышку жесткого диска, вы увидите лишь плату электроники и еще одну крышку, под которой находится герметическая зона. Именно в этой гермозоне и расположены основные элементы HDD. Несмотря на распространенное мнение, что гермозона жесткого диска содержит вакуум, это вовсе не так – внутри гермозона заполнена очищенным от пыли сухим воздухом, а в крышке обычно имеется небольшое отверстие с очищающим фильтром, предназначенное для выравнивания давления воздуха внутри гермозоны.

Для того, чтобы на жесткий диск можно было наносить данные, его предварительно подвергают процессу форматирования. Также форматирование иногда требуется при переустановке операционной системы, правда во втором случае форматируется не весь диск, а лишь один его логический раздел.

Во время форматирования на диск наносится служебная информация, а также данные о нахождении секторов и треков на поверхности диска. Это необходимо для точного позиционирования магнитных головок при работе с жестким диском.

Выделяют жесткие и гибкие магнитные диски. Однако гибкие диски в настоящее время используются уже очень редко. Гибкие диски были особенно популярны в 80-90-х годах прошлого столетия.

Магнитные диски компьютера служат для длительного хранения информации (она не стирается при выключении ЭВМ). При этом в процессе работы данные могут удаляться, а другие записываться.

Выделяют жесткие и гибкие магнитные диски. Однако гибкие диски в настоящее время используются уже очень редко. Гибкие диски были особенно популярны в 80-90-х годах прошлого столетия.

Гибкие диски (дискеты), называемые иногда флоппи-дисками (Floppy Disk), представляют собой магнитные диски, заключенные в квадратные пластиковые кассеты размером 5,25 дюйма (133 мм) или 3,5 дюйма (89 мм). Гибкие диски позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске.

Информация на магнитный диск записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических дорожек. При записи или чтении информации магнитный диск вращается вокруг своей оси, а головка с помощью специального механизма подводится к нужной дорожке.

Дискеты размером 3,5 дюйма имеют емкость 1,44 Мбайт. Данный вид дискет наиболее распространен в настоящее время.

В отличие от гибких дисков жесткий диск позволяет хранить большие объемы информации. Емкость жестких дисков современных компьютеров может составлять терабайты.

Первый жесткий диск был создан фирмой IBM в 1973 году. Он позволял хранить до 16 Мбайт информации. Поскольку этот диск имел 30 цилиндров, разбитых на 30 секторов, то он обозначался как 30/30. По аналогии с автоматическими винтовками, имеющими калибр 30/30, этот диск получил прозвище «винчестер».

При работе с магнитными дисками используются следующие понятия.

Дорожка – концентрическая окружность на магнитном диске, которая является основой для записи информации.

Цилиндр – это совокупность магнитных дорожек, расположенных друг над другом на всех рабочих поверхностях дисков винчестера.

Сектор – участок магнитной дорожки, который является одной из основных единиц записи информации. Каждый сектор имеет свой собственный номер.

Кластер — минимальный элемент магнитного диска, которым оперирует операционная система при работе с дисками. Каждый кластер состоит из нескольких секторов.

1 Устройство и принцип работы жесткого диска

1 Устройство и принцип работы жесткого диска

2 Жесткий диск Hard Disk Drive (HDD) Винчестер Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД)

3 Основное предназначение жесткого диска: Он должен предоставить пользователю дисковое пространство, столь нужное для хранения файлов операционной системы и всех необходимых программ Особенностью жесткого диска в отличие от дисковода для гибких дисков является высокая надежность хранения данных

4 Сведения из истории: В 1973 году на фирме IBM по новой технологии был разработан первый жесткий диск, который мог хранить до 16 Кбайт информации. Этот диск имел 30 цилиндров (дорожек), каждая из которых была разбита на 30 секторов По аналогии с автоматическими винтовками, имеющими калибр 30/30, такие жесткие диски получили прозвище «винчестер».

5 Устройство и принцип работы жесткого диска Внешне жесткий диск похож на небольшую металлическую коробку

6 Снизу на корпусе прикреплена печатная плата, представляющая собой встроенный контроллер жесткого диска, который необходим для обеспечения его нормальной работы

7 Внутри корпуса размещаются носитель информации а также магнитные головки и устройство позиционирования

8 Форм-фактор: Горизонтальные размеры жестких дисков: 1,8 » ; 2,5 «; 3,5 » или 5,25″

10 Носитель информации Винчестер содержит один или несколько дисков (platters) смонтирован на оси-шпинделе, приводимом в движение специальным двигателем Скорость вращения современных винчестеров : 5400, 7200, об/мин об/мин.

11 Магнитные головки головки чтения-записи (read-write head). Головки представляют собой магнитные управляемые контуры с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. 1 – головка 2 – позиционер 3 – постоянный магнит 4 – электромагнит

12 Практически все современные жесткие диски имеют функцию автоматической «парковки» головок. Парковкой называется процесс перемещения магнитных головок в специальную зону диска, которая называется парковочной зоной» (от англ. Landing Zone)

13 Устройство позиционирования Устройство позиционирования, которое перемещает магнитные головки, внешне очень похоже на башенный кран 1 – головка 2 – позиционер 3 – постоянный магнит 4 – электромагнит При изменении полярности тока хвостовик начинает движение в обратную сторону. Динамически изменяя уровень и полярность тока, можно устанавливать магнитные головки в любое возможное положение (от центра до края дисков).

14 Плата электроники Плата электроники содержит: Микропроцессор буферную память микросхему ПЗУ генератор, питающий переменным током двигатель дисков; сложную сервисную систему усилители записи усилители считывания

Раньше контроль качества магнитной поверхности жестких дисков выполняла операционная система. Если она обнаруживала дефектный сектор, то сразу отмечала весь кластер, состоящий из нескольких секторов, как непригодный, и больше его в работе не использовала. После появления технологии SMART эту работу стали выполнять сами производители жестких дисков.

Раньше контроль качества магнитной поверхности жестких дисков выполняла операционная система. Если она обнаруживала дефектный сектор, то сразу отмечала весь кластер, состоящий из нескольких секторов, как непригодный, и больше его в работе не использовала. После появления технологии SMART эту работу стали выполнять сами производители жестких дисков.

Стабильное вращение пластин смонтированных на оси (шпинделе) обеспечивает шпиндельный трехфазный двигатель. Внутри двигателя содержатся три обмотки, которые включены звездой с отводом посередине. Ротор представляет собой постоянный секционный магнит. Чтобы обеспечить малые биения на высоких оборотах, используются гидродинамические подшипники.

• объемом;
• скоростью вращения шпинделя;
• интерфейсом.

Логическое устройство

Мы узнали, как выглядит жесткий диск внутри. Теперь будем разбирать его логическое структурирование. Данные пишутся на жесткий диск компьютера на дорожки, которые делятся на определенные сектора. Объем каждого сектора составляет 512 байт. Последовательные сектора объединяются в кластер.

При установке нового HDD нужно произвести форматирование, иначе компьютер попросту не увидит свободное место на накопителе. Форматирование бывает физическое и логическое. Первое подразумевает разбивку диска на сектора. Некоторые из них могут определиться как «плохие», то есть непригодные к записи данных. В большинстве случаев накопитель уже имеет такое форматирование перед продажей.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Жесткие диски становятся все более вместительными, создаются новые технологии и интерфейсы, благодаря которым увеличивается плотность записи и растет скорость передачи данных. Но у сверхскоростного прогресса есть и обратная сторона. Бывает, что производители выпускают на рынок винчестеры, изготовленные с применением недоработанных технологий. Этим объясняется массовый выход из строя некоторых моделей накопителей с похожими неисправностями.

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с бомльшим числом пластин.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например, метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood — максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнение принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец, наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

А теперь третья, наверное самая важная часть — коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Устройство жесткого диска компьютера

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них — интегральная схема, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть — электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть — коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть — сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск. Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Принцип работы архиватора во всяком случае в теории достаточно прост. Если детально рассмотреть любой файл чего бы то ни было то можно обнаружить что он

Что такое жесткий диск (HDD). Устройство и интерфейсы

Жесткий диск (hdd) компьютера. Устройство жесткого диска и принцип работы. Интерфейсы подключения. ssd диски и их преимущества и недостатки

Параллельный сумматор. Принцип работы функциональная

Принцип работы функциональная схема. Максимальное количество символов не более 255. Каждый символ в строке имеет свой индекс (номер). а жесткий диск — 3600— 7200 об/мин. 2. Низкоуровневое

Жесткий диск ssd или hdd что лучше

Принцип работы hdd схож с граммофоном разве что скорость вращения шпинделя намного быстрее. установленную на ssd понадобится не более 10 секунд в то время когда эта операционная система на

Устройство и принцип работы жесткого диска

Устройство и принцип работы жесткого диска магнитный принцип чтения и записи информации логическое устройство характеристики и требования к винчестерам

Что такое винчестер или жесткий диск в компьютере

Итак принцип по которому работает жесткий диск следующий когда жесткий диск включается в работуэто значит либо на него осуществляется запись

Клапан непрямого действия принцип работыСпецтехника

Жесткий центр будет прижиматься к седлу силой которая приравнивается к показателю давления оказываемого на площадь самого седла. понадобится не более нескольких секунд. Принцип

Стабилизатор поперечной устойчивости что это такое

Сегодня расскажу об устройстве которая нам не видна но выполняет одну из самых главных функция для обеспечения безопасности дорожного движения. Это стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ).

Что такое диффузор для вентиляции принцип работы и

13.1 Установка диффузоров в жесткий канал (короб) Для чего применяется и принцип работы. скорость воздуха в распределителе должна составлять не более 2 м/с.

Принцип работы типы и характеристики оперативной памяти

Принцип работы типы и характеристики оперативной памяти 30.04.2016 TechComp 0 Комментариев ОЗУ представляет собой специальную микросхему используемую для хранения данных всевозможного вида.

Мультиварка принцип работы плюсы и минусы польза и

Принцип работы мультиварки (не более 8 часов) разогрев. Холодный продукт прогревается при температуре до 60 градусов Цельсия В это время начался более жесткий

Введение Жесткий диск Принцип работы жесткого диска

жесткий магнитный диск программа Принцип работы жесткого диска Поэтому головки не могут перемещаться независимо друг от друга и двигаются только синхронно.

Клапан непрямого действия принцип работыСпецтехника

Жесткий центр будет прижиматься к седлу силой которая приравнивается к показателю давления оказываемого на площадь самого седла. понадобится не более нескольких секунд. Принцип

Что такое винчестер или жесткий диск в компьютере

Итак принцип по которому работает жесткий диск следующий когда жесткий диск включается в работуэто значит либо на него осуществляется запись

Стабилизатор поперечной устойчивости что это такое

Сегодня расскажу об устройстве которая нам не видна но выполняет одну из самых главных функция для обеспечения безопасности дорожного движения. Это стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ).

Устройство и принцип работы видеокамеры как правильно

Устройство и принцип работы видеокамеры. Как правильно снимать на видеокамеру советы для новичков. Закон о съемке в общественных местах. Как скинуть видео в видеокамеры на компьютер обзор бесплатных программ для

Устройство и принцип работы жесткого диска

Устройство и принцип работы жесткого диска магнитный принцип чтения и записи информации логическое устройство характеристики и требования к винчестерам

Жесткий ⚠️ диск для чего предназначен винчестер

Жесткий диск особенности⚠️ для чего предназначен винчестер. Устройство hdd составляющие характеристики☑️. Запись и чтение информации

Лекция. Устройство и принцип работы жесткого диска

Устройство и принцип работы жесткого диска Во всех современных компьютерах имеется жесткий диск который предназначен для хранения данных а

Гибридный жесткий диск принцип работы особенности

Гибридный жесткий диск принцип работы особенности преимущества Без этого они бы выглядели как два абсолютно не связанных между собой диска. то его принцип работы совершенно другой

Электроконтактная сварка виды технология принцип работы

Принцип работы аппаратов контактной сварки. Сущность метода контактной сварки состоит в том что скрепляемые поверхности одновременно нагреваются до пластичного состояния и подвергаются механической деформации.

SSD дискипринцип работы скорость надежность.

Главная / Восстановление данных ssd / Принцип работы ssd дисков ssd дискипринцип работы скорость надежность. что делает память mlc и tlc более дешёвой относительно ёмкости. Не

Принцип работы типы и характеристики оперативной памяти

Принцип работы типы и характеристики оперативной памяти 30.04.2016 TechComp 0 Комментариев ОЗУ представляет собой специальную микросхему используемую для хранения данных всевозможного вида.

Как работает жесткий диск (HDD) устройство и принцип

May 08 2019 · Портативные магнитные носители также не отстают. Совместимость с более современными вариантами usb — 3.0 и 3.1 — положительно влияет на быстродействие девайса.

Общие принципы работы архиваторов

Принцип работы архиватора во всяком случае в теории достаточно прост. Если детально рассмотреть любой файл чего бы то ни было то можно обнаружить что он

Клапан непрямого действия принцип работыСпецтехника

Жесткий центр будет прижиматься к седлу силой которая приравнивается к показателю давления оказываемого на площадь самого седла. понадобится не более нескольких секунд. Принцип

Жесткий диск ssd или hdd что лучше

Принцип работы hdd схож с граммофоном разве что скорость вращения шпинделя намного быстрее. установленную на ssd понадобится не более 10 секунд в то время когда эта операционная система на

Клапан непрямого действия принцип работыСпецтехника

Жесткий центр будет прижиматься к седлу силой которая приравнивается к показателю давления оказываемого на площадь самого седла. понадобится не более нескольких секунд. Принцип

Введение Жесткий диск Принцип работы жесткого диска

жесткий магнитный диск программа Принцип работы жесткого диска Поэтому головки не могут перемещаться независимо друг от друга и двигаются только синхронно.

Жесткий дискBlogger

Видео устройство и принцип работы жесткого диска от Discovery. Видео об устройстве и принципе работы жесткого диска имеет название «Жесткий диск Все что вы еще не видели своими глазами.»

Общие принципы работы архиваторов

Принцип работы архиватора во всяком случае в теории достаточно прост. Если детально рассмотреть любой файл чего бы то ни было то можно обнаружить что он

Устройство и принцип работы жесткого диска

Устройство и принцип работы жесткого диска магнитный принцип чтения и записи информации логическое устройство характеристики и требования к винчестерам

Жесткий диск (HDD)интерфейс и принцип работы

Принцип работы жесткого диска Такое покрытие более прочно и кроме того позволяет значительно увеличить плотность записи. Не так давно для записи сервоинформации использовалась

Презентация на тему «Жесткий диск. Жесткий диск (Hard

Внешне жесткий диск выглядит как прямоугольная металлическая коробка высотой 2–4 см которая устанавливается в 3 5- или 5 25-дюймовый отсек компьютера. (принцип их работы основан на эффекте

Презентация на тему «Жесткий диск. Жесткий диск (Hard

Внешне жесткий диск выглядит как прямоугольная металлическая коробка высотой 2–4 см которая устанавливается в 3 5- или 5 25-дюймовый отсек компьютера. (принцип их работы основан на эффекте

Стабилизатор поперечной устойчивости что это такое

Сегодня расскажу об устройстве которая нам не видна но выполняет одну из самых главных функция для обеспечения безопасности дорожного движения. Это стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ).

Как выбрать жесткий диск рейтинг лучших фирм

Принцип работы и устройство жесткого диска. Жесткий диск состоит из двух главных компонентов блока электроники и гермозоны. Чтобы понять как это работает рассмотрим каждую из них отдельно.

Компьютер не видит жесткий диск причины и их подробный

bios не видит жесткий диск. Если даже в bios не определяется винчестер то проблема заключается в настройках или их сбое.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации).

Характеристики жесткого диска

Интерфейс — поддерживаемый стандарт обмена данными с накопителями информации: ATA (IDE, PATA), SATA.

Ёмкость — объём данных, которые может хранить жесткий диск (ГБ, ТБ).

Форм-фактор — физический размер диска с ферромагнитным покрытием: 3,5 или 2,5 дюйма.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до 16 мс).

Скорость вращения шпинделя – параметр от которого зависит время доступа и средняя скорость передачи данных. Жесткие диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.

Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при последовательном.

Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе (вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам. Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных – скорость чтения/записи при последовательном доступе (внутренняя зона диска — от 44,2 до 74,5 Мб/с, внешняя зона диска — от 60,0 до 111,4 Мб/с).

Объём буфера — промежуточная память (Мб), предназначенная для сглаживания разницы скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. Обычно варьируется от 8 до 64 Мб.