Введение

жесткий магнитный диск программа

Наиболее важным устройством для длительного хранения данных в персональном компьютере является накопитель на жестких магнитных дисках (Hard Disk Drive, HDD). В разговорной речи и технической литературе прижился термин винчестер, который оказался наиболее популярным.

Первые модели винчестеров, выпущенные в 1973 году, обладали техническими характеристиками, которые сегодня не подойдут даже для самого простого компьютера ни по объему данных, ни по габаритам, ни по скорости обмена данными. Заметим, их конструкция была очень проста, а используемые технологии магнитной записи мало отличались от тех, которые применялись в обычных магнитофонах. Современные же винчестеры после тридцати пяти лет развития технологии магнитной записи на жестких дисках представляют собой сложнейшую электромеханическую конструкцию, снабженную собственным процессором, предназначенным для интеллектуального управления процессом записи, чтения и хранения информации.

Фактически винчестер в современном персональном компьютере - это специализированный компьютер, предназначенный для хранения данных. Электроника винчестера сама определяет, какие данные в тот или иной момент могут потребоваться процессору. С помощью специальных программ постоянно контролируется состояние механических элементов винчестера, и при необходимости данные, которым угрожает случайное уничтожение, перезаписываются в другие места на магнитных дисках, а в случае появления предпосылок для катастрофического отказа механики винчестера программа защиты данных самостоятельно предупредит пользователя о необходимости замены винчестера.

Жесткий диск

Накопитель на жёстких магнитных дисках, НЖМД, жёсткий диск, винчестер - энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех компьютерах. Накопители на жестких дисках обычно называют винчестерами. Этот термин появился в 1960-х годах, когда IBM выпустила высокоскоростной накопитель с одним несъемным и одним сменным дисками емкостью по 30 Мбайт. Этот накопитель состоял из пластин, которые вращались с высокой скоростью, и парящих над ними головок, а номер его разработки - 30-30. Такое цифровое обозначение совпало с обозначением популярного оружия Winchester, поэтому термин винчестер вскоре стал применяться в отношении любого стационарно закрепленного жесткого диска.

Принцип работы жесткого диска

В накопителях на жестких дисках данные записываются и считываются универсальными головками чтения/записи с поверхности вращающихся магнитных дисков, разбитых на дорожки и секторы (512 байт каждый). В накопителях обычно устанавливается несколько дисков, и данные записываются на обеих сторонах каждого из них. В большинстве накопителей есть по меньшей мере два или три диска (что позволяет выполнять запись на четырех или шести сторонах), но существуют также устройства, содержащие до 11 и более дисков. Однотипные (одинаково расположенные) дорожки на всех сторонах дисков объединяются в цилиндр. Для каждой стороны диска предусмотрена своя дорожка чтения/записи, но при этом все головки смонтированы на общем стержне, или стойке. Поэтому головки не могут перемещаться независимо друг от друга и двигаются только синхронно.

Большинство серийно выпускаемых накопителей, используемых в настоящее время в ПК, имеют скорость вращения дисков 7200 об/мин. Накопители со скоростью вращения 10 000 или 15 000 об/мин используются обычно только в высокоэффективных рабочих станциях или серверах, для которых высокая стоимость жестких дисков, повышенное тепловыделение и шум не играют существенной роли. Высокие скорости вращения жесткого диска в сочетании с механизмами быстрого позиционирования головок и увеличенным количеством секторов, содержащихся на каждой дорожке, являются теми факторами, которые определяют общую производительность жесткого диска.

При нормальной работе жесткого диска головки чтения/записи не касаются (и не должны касаться!) дисков. Но при выключении питания и остановке дисков они опускаются на поверхность. Во время работы устройства между головкой и поверхностью вращающегося диска образуется очень малый воздушный зазор (воздушная подушка). Если в этот зазор попадет пылинка или произойдет сотрясение, головка «столкнется» с диском, вращающимся «на полном ходу». Если удар будет достаточно сильным, произойдет поломка головки. Последствия этого могут быть разными - от потери нескольких байтов данных до выхода из строя всего накопителя. Поэтому в большинстве накопителей поверхности магнитных дисков легируют и покрывают специальными смазками, что позволяет устройствам выдерживать ежедневные «взлеты» и «приземления» головок, а также более серьезные потрясения. В некоторых наиболее современных накопителях вместо конструкции CSS (Contact Start Stop) используется механизм загрузки/разгрузки, который не позволяет головкам входить в контакт с жесткими дисками даже при отключении питания накопителя. Этот механизм был впервые использован в 2,5 дюймовых накопителях портативных компьютеров, для которых устойчивость к механическим воздействиям играет весьма важную роль. В механизме загрузки/разгрузки используется наклонная панель, расположенная прямо над внешней поверхностью жесткого диска. Когда накопитель выключен или находится в режиме экономии потребляемой мощности, головки съезжают на эту панель. При подаче электроэнергии разблокировка головок происходит только тогда, когда скорость вращения жестких дисков достигнет нужной величины. Поток воздуха, создаваемый при вращении дисков (аэростатический подшипник), позволяет избежать возможного контакта между головкой и поверхностью жесткого диска.