▷ Kas yra kietasis diskas ir kaip jis veikia

Šiandien išsamiai pamatysime, kas yra kietasis diskas ir kam jis skirtas. Gali būti, kad šiandien neturėjome asmeninių kompiuterių, jei jie nebuvo skirti saugojimo įrenginiams išrasti. Be to, technologija nebūtų tiek pažengusi, jei šios atramos neegzistuotų, kad būtų galima saugoti tiek daug informacijos.

Mes žinome, kad kietasis diskas nėra kritinis kompiuterio veikimo įtaisas, nes jis gali veikti. Bet be duomenų kompiuterio naudingumas praktiškai nėra lygus .

Turinio rodyklė

Po truputį kenkia šio disko kietieji diskai arba SSD populiarėja, palyginti su tradiciniais standžiaisiais diskais, kuriuos aptarsime šiame straipsnyje. Tačiau tai vis tiek suteikia didesnį saugojimo pajėgumą ir patvarumą. Taigi, pažiūrėkime, kas yra kietasis diskas ir kaip jis veikia

Kas yra kietasis diskas?

Pirmas dalykas, kurį turėsime padaryti, yra apibrėžti, kas yra kietasis diskas. Standusis diskas yra prietaisas duomenims saugoti nestabiliu būdu, tai yra, jis naudoja magnetinio įrašymo sistemą skaitmeniniams duomenims saugoti. Tokiu būdu įmanoma nuolat išsaugoti įrašytą informaciją laikmenoje (taigi ji nėra kintama). Taip pat vadinami HDD arba standžiojo disko įrenginiais.

Standusis diskas yra sudarytas iš vienos ar daugiau standžių plokščių, įdėtų į hermetišką dėžutę ir sujungtų bendrąja ašimi, kuri sukasi dideliu greičiu. Ant kiekvienos ančių, kurių abu veidai paprastai yra skirti laikyti, yra dvi atskiros skaitymo / rašymo galvutės.

Standieji diskai yra kompiuterio antrinės atminties arba „vita“ dalis, pavaizduota diagramoje, 5 ir mažesnės atminties lygyje (L5). Ji vadinama antrine atmintimi, nes tai yra duomenų šaltinis, todėl pagrindinė atmintis (RAM atmintis) gali juos pasiimti ir dirbti kartu su siuntimo ir priėmimo instrukcijomis iš procesoriaus ar procesoriaus. Ši antrinė atmintis bus didžiausia kompiuteryje turima atmintis ir taip pat nebus nepastovi. Jei mes išjungsime kompiuterį, RAM bus ištuštinta, bet ne standusis diskas.

Fiziniai kietojo disko komponentai

Prieš žinant standžiojo disko veikimą, patogu išvardyti ir apibrėžti įvairius standžiojo disko fizinius komponentus:

• Indai: bus ten, kur kaupiama informacija. Jie yra išdėstyti horizontaliai ir kiekvieną plokštę sudaro du paviršiai arba įmagnetinti paviršiai, viršutinis ir apatinis. Paprastai jis pagamintas iš metalo arba stiklo. Norėdami saugoti informaciją juose, jie turi langelius, kuriuose juos galima įmagnetinti teigiamai arba neigiamai (1 arba 0). Skaitymo galva: tai elementas, atliekantis skaitymo ar rašymo funkcijas. Kiekvienam plokštelės paviršiui ar paviršiui bus viena iš šių galvučių, taigi, jei turėsime dvi plokšteles, bus keturios skaitymo galvutės. Šios galvutės nesiliečia su plokštelėmis, jei taip nutiks, diskas bus subraižytas ir duomenys bus sugadinti. Kai indai sukasi, susidaro plona oro plėvelė, kuri neleidžia suskaičiuoti tarp jos ir grotuvo (maždaug 3 nm atstumu). Mechaninė rankena: jie bus elementai, atsakingi už skaitymo galvučių laikymą. Jie suteikia prieigą prie informacijos apie indus, linijiniu būdu judant skaitymo galvutes iš vidaus į išorę. jų poslinkis labai greitas, nors dėl mechaninių elementų jie turi nemažai apribojimų, susijusių su skaitymo greičiu. Varikliai: kietojo disko viduje turėsime du variklius, vieną, skirtą sukti plokšteles, paprastai esant 5000–7200 apsisukimų per minutę (aps / min) greičiu. Mes taip pat turėsime dar vieną mechaninių ginklų judėjimo elektroninę grandinę: be mechaninių elementų, kietajame diske yra ir elektroninė grandinė, atsakinga už galvos padėties nustatymo bei jos skaitymo ir rašymo funkcijas. Ši grandinė taip pat atsakinga už standžiojo disko ryšį su likusiais kompiuterio komponentais, verčiant plokštelių ląstelių padėtis į adresus, suprantamus RAM ir CPU atmintyje. Talpyklos atmintis: dabartiniai kietieji diskai turi elektroninėje grandinėje integruotą atminties lustą, kuris yra tiltas keistis informacija iš fizinių plokštelių į RAM atmintį. Tai yra tarsi dinaminis buferis, palengvinantis prieigą prie fizinės informacijos. Ryšio prievadai: disko gale ir pakuotės išorėje yra jungtys. Paprastai jas sudaro magistralės jungtis prie pagrindinės plokštės, 12 V maitinimo jungtis ir, IDE atveju, jungiamosios grandinės, skirtos pagrindiniam / pavaldiniui pasirinkti.

Prijungimo technologijos

Standusis diskas turi būti prijungtas prie pagrindinės kompiuterio plokštės. Yra skirtingos ryšio technologijos, kurios užtikrins kietųjų diskų charakteristikas ar laiką.

IDE (integruota prietaiso elektronika):

Taip pat žinomas kaip ATA arba PATA (Parallel ATA). Iki šiol tai buvo įprastas standžiųjų diskų prijungimo prie mūsų kompiuterių metodas. Tai leidžia sujungti du ar daugiau prietaisų per lygiagrečią magistralę, sudarytą iš 40 arba 80 laidų.

Ši technologija taip pat žinoma kaip DMA (tiesioginė atminties prieiga), nes ji leidžia tiesioginį ryšį tarp RAM ir kietojo disko.

Norėdami prijungti du įrenginius prie tos pačios magistralės, juos reikės sukonfigūruoti kaip valdovus arba vergus. Tokiu būdu duomenų valdytojas žinos, kam jis turėtų siųsti duomenis ar skaityti savo duomenis, ir kad informacija neperžengiama. Ši konfigūracija atliekama per paties įrenginio trumpiklį.

• Pagrindinis: tai turi būti pirmasis prie magistralės prijungtas įrenginys; paprastai kietasis diskas turi būti sukonfigūruotas pagrindiniu režimu priešais DC / DVD skaitytuvą. Taip pat turite sukonfigūruoti pagrindinį motociklo kietąjį diską, jei jame yra įdiegta operacinė sistema. Vergas: bus antrinis įrenginys, prijungtas prie IDE magistralės. Norėdami būti vergas, pirmiausia turi būti šeimininkas.

Didžiausias IDE ryšio perdavimo greitis yra 166 MB / s. dar vadinamas Ultra ATA / 166.

SATA (serijinis ATA):

Tai yra dabartinis komunikacijos standartas šių dienų kompiuteriuose. Tokiu atveju vietoj lygiagrečių duomenų perdavimui bus naudojama nuoseklioji magistralė. Tai daug greičiau nei tradicinis IDE ir efektyvesnis. Be to, tai leidžia karštu būdu sujungti įrenginius ir turi daug mažesnius ir lengviau valdomus autobusus.

Dabartinis standartas yra SATA 3, kuris leidžia perduoti iki 600 MB / s

SCSI (mažos kompiuterinės sistemos sąsaja):

Ši lygiagretaus tipo sąsaja yra skirta standiesiems diskams, turintiems didelę atminties talpą ir didelį sukimosi greitį. Šis ryšio metodas tradiciškai buvo naudojamas serveriams ir didelių saugojimo standžiųjų diskų grupėms.

SCSI valdiklis vienu metu gali dirbti su 7 kietaisiais diskais, sujungdamas iki 16 įrenginių. Jei didžiausias perdavimo greitis yra 20 Mb / s

SAS (prie serijos pridedama SCSI):

Tai yra SCSI sąsajos raida ir, kaip ir SATA, tai magistralė, veikianti nuosekliai, nors SCSI tipo komandos vis dar naudojamos sąveikai su standžiaisiais diskais. Viena iš jo savybių, be SATA teikiamų, yra ta, kad tame pačiame magistralėje gali būti prijungti keli įrenginiai, be to, jis gali užtikrinti pastovų kiekvieno iš jų perdavimo greitį. Galima prijungti daugiau nei 16 įrenginių ir ji turi tą pačią sąsajos sąsają kaip ir SATA diskai.

Jo greitis yra mažesnis nei SATA, bet didesnis ryšio pajėgumas. SAS valdiklis gali susisiekti su SATA disku, tačiau SATA valdiklis negali susisiekti su SAS disku.

Naudoti formos faktoriai

Kalbant apie formos faktorius, yra keletas tipų, išmatuotų coliais: 8, 5´25, 3´5, 2´5, 1´8, 1 ir 0´85. Nors dažniausiai naudojami 3, 5 ir 2, 5 colių.

3, 5 colio:

Jos matmenys yra 101, 6 x 25, 4 x 146 mm. Tai yra tokio pat dydžio kaip CD grotuvai, nors jie yra aukštesni (41, 4 mm). Šie kietieji diskai yra tie, kuriuos naudojame praktiškai visuose staliniuose kompiuteriuose.

2, 5 colio:

Jos matavimai yra 69, 8 x 9, 5 x 100 mm ir yra tipiniai diskelių išmatavimai. Šie kietieji diskai naudojami nešiojamiesiems kompiuteriams, kurie yra kompaktiškesni, maži ir lengvi.

Fizinė ir loginė struktūra

Pamatę kietojo disko fizinius komponentus, turime žinoti, kaip jo duomenų struktūra yra padalinta į kiekvieną kietojo disko plokštes. Kaip įprasta, svarbu ne tik tai, kad informacija atsitiktinai būtų įrašoma į diską, jie turi savo loginę struktūrą, leidžiančią prieiti prie konkrečios jose saugomos informacijos.

Fizinė turinio struktūra

Sekti

Kiekvienas disko paviršius yra padalintas į koncentrinius žiedus nuo kiekvieno paviršiaus iš vidaus į išorę. 0 takelis rodo išorinį standžiojo disko kraštą.

Cilindras

Jie yra kelių takelių rinkinys. Cilindrą sudaro visi apskritimai, vertikaliai išlyginti kiekvienoje plokštėje ir paviršiuje. Jie suformuotų įsivaizduojamą cilindrą kietajame diske.

Sektorius

Vikšrai savo ruožtu yra padalinti į lanko dalis, vadinamus sektoriais. Šiose dalyse saugomi duomenų blokai. Sektorių dydis nėra fiksuotas, nors įprasta jį rasti su 510 B (baitais) talpa, kuri sudaro 4 KB. Anksčiau kiekvieno protektoriaus sektoriai buvo fiksuojami, o tai reiškė, kad didesnio skersmens išoriniai takeliai buvo švaistomi dėl tuščių skylių. Tai pasikeitė naudojant „ZBR“ („Bit Recording by Zones“) technologiją, leidžiančią efektyviau naudoti erdvę, keičiant sektorių skaičių priklausomai nuo takelio dydžio (takeliai su didesniu spinduliu, daugiau sektorių)

Klasteris

Dar vadinamas paskirstymo vienetu, tai yra sektorių grupė. Kiekvienas failas užims tam tikrą grupių skaičių, o joks kitas failas negali būti saugomas tam tikroje grupėje.

Pvz., Jei mes turime 4096 B klasterį ir 2700 B failą, jis užims vieną klasterį ir jame taip pat bus vietos. Bet daugiau failų jame laikyti negalima. Formatuodami standųjį diską, galime jam priskirti tam tikrą klasterio dydį, kuo mažesnis klasterio dydis, tuo geriau bus paskirta jo vieta, ypač mažiems failams. Nors, priešingai, prieiti prie skaitymo galvos duomenų bus sunkiau.

Siūloma, kad 4096 KB sankaupos būtų idealios didelėms saugykloms.

Loginė turinio struktūra

Loginė struktūra lemia duomenų organizavimo būdą.

Įkrovos sektorius (pagrindinis įkrovos įrašas):

Taip pat paprastai vadinamas MBR, tai yra pirmasis viso standžiojo disko sektorius, tai yra 0 takelio, 0 cilindro 0 sektorius. Šioje vietoje saugoma skirsnių lentelė, kurioje yra visa informacija apie skaidinių pradžią ir pabaigą. Taip pat saugoma „Mester Boot“ programa. Ši programa atsakinga už šios skaidinių lentelės skaitymą ir aktyviojo skaidinio įkrovos sektoriaus valdymo užtikrinimą. Tokiu būdu kompiuteris paleidžiamas iš aktyvaus skaidinio operacinės sistemos.

Kai turime kelias operacines sistemas, įdiegtas skirtinguose skirsniuose, reikės įdiegti įkrovos įkėlimo programą, kad galėtume pasirinkti operacinę sistemą, kurią norime įkelti.

Pertvaros plotas:

Standųjį diską gali sudaryti visas skaidinys, apimantis visą standųjį diską arba kelis iš jų. Kiekvienas skaidinys kietąjį diską padalija į tam tikrą skaičių cilindrų ir jie gali būti tokio dydžio, kokį norime jiems priskirti. Ši informacija bus saugoma skaidinių lentelėje.

Kiekvienai skaidinei bus suteiktas vardas, vadinamas etikete. „Windows“ sistemoje tai bus raidės C: D: C: ir kt. Kad skaidinys būtų aktyvus, jis turi turėti failo formatą.

Nedalijama erdvė:

Taip pat gali būti tam tikros erdvės, kurios mes dar neišskaidėme, tai yra, kad nesuteikėme jai failo formato. Tokiu atveju nebus galima saugoti failų.

Adresų sistema

Adresų sistema leidžia nuskaityti skaitytuvo galvutę tiksliai toje vietoje, kur yra duomenys, kuriuos ketiname skaityti.

CHS (cilindro galvutės sektorius): Tai buvo pirmoji naudojama adresų sistema. Naudojant šias tris reikšmes, skaitymo galvutę buvo galima pastatyti toje vietoje, kur yra duomenys. Ši sistema buvo lengvai suprantama, tačiau jai reikėjo gana ilgų vietos nustatymo krypčių.

LBA (loginis bloko adresavimas): šiuo atveju standųjį diską padalijame į sektorius ir kiekvienam priskiriame unikalų numerį. Tokiu atveju instrukcijų grandinė bus trumpesnė ir efektyvesnė. Šiuo metu naudojamas metodas.

Failų sistemos

Norėdami išsaugoti failus kietajame diske, jis turi žinoti, kaip tai bus saugoma, todėl turime apibrėžti failų sistemą.

RIEBALAI (bylų paskirstymo lentelė):

Tai pagrįsta failų paskirstymo lentelės, kuri yra disko rodyklė, sukūrimu. Saugomos kiekvieno failo naudojamos grupės, taip pat laisvos ir sugedusios ar suskaidytos grupės. Tokiu būdu, jei failai bus paskirstyti ne gretimose grupėse, per šią lentelę mes galėsime žinoti, kur jie yra.

Ši failų sistema negali dirbti su didesnėmis nei 2 GB skaidinėmis

32 RIEBALAI:

Ši sistema pašalina 2 GB FAT apribojimą ir leidžia mažesniems klasteriams suteikti didesnę talpą. USB atmintinės paprastai naudoja šią failų sistemą, nes ji yra labiausiai suderinama su įvairiomis operacinėmis sistemomis ir daugialypės terpės įrenginiais, tokiais kaip garso ar vaizdo grotuvai.

Vienas apribojimas, kurį turime, yra tai, kad negalėsime saugoti didesnių nei 4 GB failų.

NTFS (naujos technologijos failų sistema):

Tai failų sistema, naudojama „Windows“ operacinėms sistemoms po „Windows NT“. Pašalinti FAT sistemų failų ir skaidinių apribojimai, taip pat visi didesni saugomų failų saugumai, nes jie palaiko failų šifravimą ir jų leidimų konfigūravimą. Be to, tai leidžia paskirstyti skirtingus klasterių dydžius skirtingiems skirsnių dydžiams.

Šios failų sistemos apribojimas yra tas, kad ji nėra visiškai suderinama su senesnėmis versijomis „Linux“ ar „Mac OS“. Ir, svarbiausia, to nepalaiko daugialypės terpės įrenginiai, tokie kaip garso ir vaizdo grotuvai ar televizoriai.

HFS (hierarchinė failų sistema):

Sistema, kurią „Apple“ sukūrė savo MAC operacinėms sistemoms. Tai yra hierarchinė failų sistema, padalinanti tūrį arba skaidinį į loginius 512 B blokus. Šie blokai yra sugrupuoti į paskirstymo blokus.

EXT išplėstinė failų sistema):

Tai failų sistema, naudojama „Linux“ operacinėse sistemose. Šiuo metu ji yra „Ext4“ versijoje. Ši sistema gali dirbti su dideliais skaidiniais ir optimizuoti failų suskaidymą.

Viena iš ryškiausių savybių yra ta, kad ji gali failų sistemas anksčiau nei vėliau ir vėliau.

Kaip žinoti, ar kietasis diskas yra geras

Yra įvairių priemonių, kurios lemia standžiojo disko talpą, atsižvelgiant į našumą ir greitį. Į tai reikia atsižvelgti, norint žinoti, kaip palyginti vieno kito standžiojo disko veikimą.

• Sukimosi greitis: tai greitis, kuriuo sukasi standžiojo disko plokštės. Didesniu greičiu turėsime didesnį duomenų perdavimo greitį, taip pat didesnį triukšmą ir šildymą. Geriausias būdas yra nusipirkti IDE ar SATA diską su didesniu nei 5400 aps / min. Jei tai yra SCSI, nurodoma, kad jis turi daugiau kaip 7200 aps / min. Didesnis sukimasis taip pat lemia mažesnį vidutinį delsą. Vidutinis delsimas: laikas, per kurį skaitymo priemonė turi būti nurodytame sektoriuje. Grotuvo galvutė turi palaukti, kol diskas sukasi, kad rastų sektorių. Todėl esant didesniam apsisukimų dažniui, mažesnis delsos laikas. Vidutinis paieškos laikas : laikas, per kurį grotuvą reikia patekti į nurodytą takelį. Tai yra nuo 8 iki 12 milisekundžių. Prieigos laikas : laikas, kurio reikia skaitytojui pasiekti sektorių. Tai vidutinio delsos ir vidutinio paieškos laiko suma. Laikas nuo 9 iki 12 milisekundžių. Rašymo / skaitymo laikas : Šis laikas priklauso nuo visų kitų veiksnių ir ne tik failo dydžio. Talpyklos atmintis: vientisos rūšies atmintis, tokia kaip RAM, laikinai kaupianti iš disko nuskaitytus duomenis. Tokiu būdu padidėja skaitymo greitis. Kuo daugiau talpyklos atminties, tuo greitesnis bus skaitymas / rašymas. (Labai svarbu) Saugojimo talpa: akivaizdu, kad tai yra laisva vieta duomenims saugoti. Kuo daugiau, tuo geriau. Ryšio sąsaja: duomenų perdavimo iš disko į atmintį būdas. SATA III sąsaja šiuo metu yra greičiausia tokio tipo standiesiems diskams.

Jei taip pat norite daugiau sužinoti apie techninę įrangą, rekomenduojame mūsų straipsnius:

• Kodėl nereikia defragmentuoti SSD?

Tuo mes užbaigiame paaiškinimą, koks yra kietasis diskas ir kaip jis veikia. Tikimės, kad tai buvo labai naudinga ir jūs jau suprantate, koks svarbus yra geras kietasis diskas.