Diagramme de disque dur et description. Lecteurs magnétiques et optiques. Comment le disque dur de l'ordinateur est-il

Au cours du lancement de l'ordinateur, l'ensemble de microprogrammes enregistré dans le microcircuit BIOS fait la vérification de l'équipement. Si tout est en ordre, il transmet le contrôle du chargeur du système d'exploitation. Le système d'exploitation est chargé et vous commencez à utiliser l'ordinateur. Dans le même temps - où est le système d'exploitation stocké avant que l'ordinateur soit activé? Comment votre résumé que vous avez écrit toute la nuit est resté intact après avoir éteint le PC Power? Encore une fois - Où est-il stocké?

D'accord, je suis probablement trop grand et vous savez tous bien que les données informatiques sont stockées sur le disque dur. Néanmoins, il représente et comment cela ne fonctionne pas tout le monde le sait, et comme vous êtes ici, nous concluons que j'aimerais savoir. Eh bien, comprenons!

Qu'est-ce qu'un disque dur

Par tradition, voyons définition Disc Wikipedia:

Disque dur (Vis, Winchester, lecteur de lecteur magnétique rigide, HDD, HMDD, HDD, HDD, HDD, basé sur le principe d'enregistrement magnétique.

Utilisé dans la majorité écrasante des ordinateurs, ainsi que des périphériques de stockage connectés séparément sauvegardes Données, en tant que stockage de fichiers, etc.

Comprenez légèrement. J'aime le terme " stockage sur les disques magnétiques dures ". Ces cinq mots transmettent toute l'essence. HDD - DISPOSITIF, le but de laquelle il est long de stocker les données enregistrées dessus. La base du disque dur est rigide (aluminium) des disques avec un revêtement spécial, quelles informations sont enregistrées en utilisant des têtes spéciales.

Je n'envisagerai pas le processus d'enregistrement lui-même dans les détails - en fait, c'est la physique des classes de l'école et de l'approfondir, je suis sûr que vous n'avez pas de désir, et l'article n'est pas du tout à ce sujet.

Faites également attention à la phrase: « accès arbitraire «Quoi, grossièrement parlant, signifie que nous (informatiques) peut à tout moment examiner des informations de tout site de la voie ferrée.

Il est important que la mémoire du disque dur ne soit pas dépendante de l'énergie, c'est-à-dire qu'elle ne connecte pas ou non, les informations enregistrées sur l'appareil ne disparaîtront nulle part. C'est une différence importante mémoire permanente Ordinateur, de temporaire ().

Regarder disque dur Ordinateur de vie dans la vie, vous ne verrez aucun disque, pas de têtes, car tout cela est caché dans un boîtier hermétique (Hermon). Extérieurement, le disque dur ressemble à ceci:

Pour lequel l'ordinateur a besoin d'un disque dur

Considérez quel disque dur est dans un ordinateur, c'est-à-dire quel rôle il joue sur le PC. Il est clair que cela stocke les données mais, comme quoi. Ici, je soulignerai de telles fonctions de la NJMD:

OS de stockage, logiciel utilisateur et leurs paramètres;
Fichier utilisateur de stockage: musique, vidéo, images, documents, etc.
Utilisation d'une partie du volume de disque dur, pour stocker des données ne correspondant pas au stockage de RAM (fichier de pagination) ou de contenu mémoire vive lors de l'utilisation du mode veille;

Comme vous pouvez le constater, le disque dur de l'ordinateur n'est pas simplement une vidage des photos, de la musique et de la vidéo. Il stocke tout le système d'exploitation et, en plus de cela, le chemin de fer aide à faire face à la charge de travail de la RAM, en faisant partie de ses fonctions.

Quel est le disque dur

Nous avons partiellement mentionné le disque dur composite, nous allons maintenant traiter avec cela plus détaillé. Donc, les principaux composants du disque dur:

Logement - Protège les mécanismes du disque dur de la poussière et de l'humidité. En règle générale, il est hermétique, afin d'au sein de la même humidité et de la même poussière ne tombait pas;
Disques (Crêpes) - plaques d'un alliage métallique spécifique, avec un revêtement appliqué sur les deux côtés auxquels les données sont enregistrées. Le nombre de plaques peut être différent - d'une (en versions budgétaires) à plusieurs;
Moteur - sur la broche dont les crêpes sont fixes;
Tête de blocage - Construction de leviers interconnectés (bascule) et de têtes. Une partie du chemin de fer qui lit et enregistre des informations sur elle. Pour une crêpe, une paire de têtes est utilisée, depuis le sommet et la partie inférieure de celle-ci fonctionne;
Dispositif de positionnement (actionneur ) - Le mécanisme conduit la tête de la tête. Consiste en une paire d'aimants de néodyme constants et de bobines situées au bout du bloc tête;
Manette - microcircuit électronique gérer le travail Disque dur;
Aire de stationnement - L'endroit à l'intérieur du disque dur à côté des disques sur leur partie intérieure, où ils sont abaissés (garé) des têtes pendant l'oisiveté afin de ne pas endommager la surface de travail des crêpes.

Un tel dispositif de disque dur simple. Il a été formé il y a de nombreuses années et aucun changement fondamental n'a été apporté à lui depuis longtemps. Et nous continuons.

Comment fonctionne le disque dur

Une fois que le disque dur est fourni à la puissance du moteur, sur la broche dont les crêpes sont fixes, elle commence à tourner. En tapant la vitesse à laquelle la surface des disques est formée par un débit d'air constant, les têtes commencent à bouger.

Cette séquence (premiers disques de déroulement, puis commencez à fonctionner les têtes) est nécessaire pour le débit d'air résultant, la tête enchaînée sur les plaques. Oui, ils ne touchent jamais la surface des disques, sinon la dernière serait instantanément endommagée. Néanmoins, la distance de la surface des plaques magnétiques vers la tête est si petite (environ 10 nm) que vous ne le verrez pas avec un œil nu.

Après le lancement, lisez d'abord les informations de service sur état dur Disque et autres informations nécessaires à ce sujet sur la soi-disant piste zéro. Seulement alors travailler avec les données commence.

Les informations sur le disque dur de l'ordinateur sont enregistrées sur les pistes qui, à leur tour, sont divisées en secteurs (un tel dés de la soude). Pour écrire des fichiers, plusieurs secteurs sont combinés dans un cluster, c'est le plus petit endroit où le fichier peut être enregistré.

En plus d'une telle partition de disque "horizontale", il reste encore une "verticale" conditionnelle. Étant donné que toutes les têtes sont combinées, elles sont toujours positionnées au-dessus du même chemin de la piste, chacun sur leur disque. Ainsi, pendant le fonctionnement de la tête du disque dur, le cylindre est dessiné:

Bien que le disque dur fonctionne, il effectue en fait deux commandes: lecture et écriture. Lorsque vous devez exécuter la commande d'enregistrement, la zone est calculée sur le disque où elle sera effectuée, puis les têtes sont positionnées et la commande est exécutée. Ensuite, le résultat est vérifié. En plus d'enregistrer des données directement sur le disque, les informations relèvent également de son cache.

Si le contrôleur vient à lire le lecteur, tout d'abord, la disponibilité des informations requises dans le cache est cochée. Si ce n'est pas là, les coordonnées de coordonnées se produisent à nouveau pour positionner les têtes, sur, la tête est positionnée et lisez des données.

Après avoir terminé le travail lorsque la puissance du disque dur disparaît, le stationnement automatique des têtes dans la zone de stationnement se produit.

C'est ainsi que fonctionne le disque dur informatique de manière générale. En fait, tout est beaucoup plus compliqué, mais l'utilisateur habituel, très probablement, ces détails ne sont pas nécessaires, nous finirons donc pas avec cette section et allons plus loin.

Types de disques durs et de leurs fabricants

Aujourd'hui, sur le marché, il existe actuellement trois principaux lecteurs de dur fabricant: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Ils couvrent parfaitement la demande de dispositifs de toutes sortes et exigences. Le reste de la société a été rompu ou a été absorbé par une personne du triple principal ou reproduit.

Si nous parlons des types de disque dur, ils peuvent être divisés de cette manière:

Pour ordinateurs portables - le paramètre principal - la taille de l'appareil est de 2,5 pouces. Cela leur permet d'être placés de manière compacte dans le boîtier du padop;
Pour PC - dans ce cas, il est également possible d'utiliser des disques durs de 2,5 ", mais en règle générale, 3,5 pouces sont utilisés;
Disques durs externes - Dispositifs connectés séparément sur le PC / Portable, le rôle le plus souvent du stockage de fichiers.

Aussi mettre en valeur spéciale type de dur Disques - Pour les serveurs. Ils sont identiques aux PC habituels, mais ils peuvent être distingués par des interfaces pour la connexion et une plus grande performance.

Autre séparation du disque dur L'espèce provient de leurs caractéristiques, alors considérez-les.

Caractéristiques du disque dur

Donc, les principales caractéristiques du disque dur de l'ordinateur:

Le volume - la quantité maximale possible de données pouvant être adaptées sur le disque. Le premier à lequel on regarde habituellement sélectionnez HDD.. Cet indicateur peut atteindre 10 To, bien que 500 GB - 1 TB sont plus souvent sélectionnés pour le PC à domicile;
Facteur de forme - la taille disque cruel. Les plus courants - 3,5 et 2,5 pouces. Comme mentionné ci-dessus, 2,5 "dans la plupart des cas, installé dans des ordinateurs portables. Ils sont également utilisés dans un disque dur externe. Sur le PC et le serveur défini 3.5 ". Le facteur de formulaires affecte le volume, car plus de données peuvent être placées sur un disque plus grand;
Vitesse de rotation de la broche - Quelle vitesse les crêpes font-elles pivoter? Le plus commun 4200, 5400, 7200 et 10 000 tours tr / min. Cette caractéristique affecte directement la productivité, ainsi que le prix de l'appareil. Plus la vitesse est élevée - plus les deux sens;
Interface - Méthode (type de connecteur) connecter le disque dur à l'ordinateur. L'interface la plus populaire pour le chemin de fer interne aujourd'hui est SATA (une IDE a été utilisée dans les anciens ordinateurs). Les disques durs externes sont connectés, généralement via USB ou FireWire. En plus de ceux énumérés, il y a plus d'interfaces en tant que SCSI, SAS;
Volume de tampon (Cash Memory) - Le type de mémoire rapide (par type RAM) installé sur le contrôleur ferroviaire, destiné au stockage temporaire des données auxquelles le plus souvent fait appel. Le volume de la mémoire tampon peut être de 16, 32 ou 64 Mo;
Heure d'accès arbitraire - Le temps pour lequel le disque dur est garanti d'enregistrer ou de lire à partir de n'importe quelle section du disque. Fluctue de 3 à 15 ms;

En plus des caractéristiques ci-dessus, vous pouvez également répondre à ces indicateurs.

De nombreux utilisateurs s'intéressent à un périphérique de disque dur. Et aucune raison, car aujourd'hui, la conduite d'informations la plus courante sur l'ordinateur est un disque dur. Ensuite, sera désassemblé les principes de son travail et de son structure.

Winchester dans son essence ressemble à un joueur sur les plaques. Il contient également des plaques et des têtes de lecture. Cependant, le périphérique HDD est plus compliqué. Si nous trouvons le disque dur, nous verrons que la plupart des plaques sont métalliques et recouvertes d'une couche magnétique. C'est l'enregistrement de données qu'il est enregistré. En fonction du volume des plaques de disque dur de 4 à 9. Ils sont attachés à l'arbre, qui est appelé broche et présente une vitesse de rotation élevée de 3600 à 10 000 tours / min pour les produits de consommation de masse.

À côté du bloc de plaques est un bloc de têtes de lecture. Le nombre de têtes est déterminé par le nombre de disques magnétiques, nommément une sur chaque surface du disque. Contrairement au joueur sur des disques durs, la tête ne touche pas la surface des plaques et se bloque dessus. Cela permet d'éliminer l'usure mécanique. Étant donné que les plaques ont une vitesse de rotation élevée, et les têtes doivent être sur une extrêmement faible distance constante sur eux, il est très important que rien ne puisse être accessible dans le boîtier. Après tout, la moindre poussière peut s'appliquer dommages physiques. C'est pourquoi la partie mécanique est recouverte hermétiquement avec une couverture et l'électronique est effectuée.

Certains utilisateurs s'intéressent à la façon de démonter un disque dur. Il faut comprendre que l'analyse de la conduite de travail prévoit une perturbation de son étanchéité. Et ceci, à son tour, le mènera en disrair. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de le faire si vous n'êtes pas prêt à perdre toutes les données sur le transporteur d'informations. Si vous n'avez pas besoin d'une nécessité aiguë pour ouvrir le lecteur, mais seule la curiosité tourmentée, à partir duquel le disque dur consiste, vous pouvez voir la photo du disque dur démonté.

C'est pourquoi les disques durs sur les disques magnétiques sont démontés et collectés dans une boîte à laminaires spéciale. Avec l'aide d'un système d'alimentation en air à haute purification et d'étanchéité, l'environnement est soutenu par l'environnement. Après avoir enfreint votre disque à la maison, vous le donnerez certainement à une condition inutilisable.

Les têtes de lecture ne fonctionnent pas à côté du bloc de plaques. Ceci s'appelle également une position de stationnement. Un dispositif spécial ne fait que la tête de la zone de travail uniquement lorsque le disque s'accélère à la vitesse requise. Tous bougent ensemble, et non chacun séparément. Cela vous permet d'avoir un accès rapide à toutes les données.

La carte électronique ou le contrôleur, en règle générale, est fixée au bas du disque dur. Elle ne protège rien, et il est assez vulnérable aux dommages mécaniques et thermiques. C'est elle qui contrôle la mécanique. Winchester de l'ordinateur portable diffère de la taille standard de 3,5 pouces seulement. Principe un dur travail Le disque est exactement le même. Ils ne diffèrent que sur le nombre de crêpes magnétiques et de la capacité de stockage.

Comme vous pouvez tracer, le dispositif disque dur est soumis aux chocs, aux secousses, aux rayures, aux changements importants des sauts de température et de tension. Et cela ne fait pas un transporteur d'informations non assez fiable. C'est à cause de cela qu'un disque dur sur un ordinateur portable échoue plus souvent que dans un PC stationnaire. Après tout des appareils portables Nous sommes constamment soumis à des shakes, parfois gouttes, mettons le froid ou mis au soleil. Et cela, à son tour, affecte négativement Winchester.

Pour prolonger la durée de vie du disque dur, ne l'exposez pas aux chutes et aux chocs, assurez-vous qu'il existe une ventilation suffisante du boîtier, des manipulations de disque que lorsque la puissance est éteinte. Ces inconvénients ont entraîné l'apparition d'un nouveau type. winchesters SSD.. Peu à peu, ils sont testés par un disque dur, paraître des transporteurs magnifiques.

Appareil logique

Nous avons appris à quoi ressemble le disque dur à l'intérieur. Maintenant, nous allons désassembler sa structuration logique. Les données sont écrites sur le disque dur de l'ordinateur sur les pistes divisées en certains secteurs. Le volume de chaque secteur est de 512 octets. Les secteurs de série sont combinés dans un cluster.

Lors de l'installation d'un nouveau disque dur, vous devez formater, sinon l'ordinateur va simplement voir endroit libre Sur le lecteur. Le formatage est physique et logique. Le premier implique une ventilation du disque sur les secteurs. Certains d'entre eux peuvent décider de «mauvais», c'est-à-dire impropre à l'enregistrement de données. Dans la plupart des cas, le lecteur a déjà un tel formatage avant de vendre.

Le formatage logique implique la création d'une partition logique d'un disque dur. Cela vous permet de simplifier et d'optimiser de manière significative les travaux avec des informations. Sous la section logique (ou, comme ailleurs appelé, " disque logique") Une certaine zone du lecteur est assignée. Vous pouvez travailler avec elle comme un disque dur séparé. Pour comprendre comment le disque dur fonctionne avec ses sections, il suffit de diviser visuellement le disque dur de 2 à 4 parties en fonction du nombre de volumes logiques. Pour chacun, vous pouvez appliquer votre système de formatage: FAT32, NTFS ou EXFAT.

Données techniques

Les uns des autres, le disque dur diffère de ces données:

le volume;
vitesse de broche;
interface.

À ce jour, le volume moyen du disque dur est de 500-1000 Go. Il définit la quantité d'informations que vous pouvez enregistrer sur les médias. De la vitesse de la broche dépendra de la rapidité avec laquelle vous pouvez avoir accès à des données, c'est-à-dire une information de lecture et d'écriture. L'interface la plus courante est SATA, qui est venue à décaler déjà moralement obsolète et lente IDE. Ils diffèrent des uns des autres et de la bande passante et du type de connecteur de connexion à la carte mère. Notez que le disque de l'ordinateur portable moderne ne peut avoir que interface SATA ou SATA2.

Cet article explique comment le disque dur est arrangé, ses principes de travail, de la structure checa et de la logique.

Pour écrire sur la LDM, les méthodes de modulation de fréquence FM, modifiée (MCHM) et la méthode RLL, dans laquelle chaque octet de données est converti en un code 16 bits.

Lorsque la méthode MOHM, la densité d'enregistrement de données augmente deux fois par rapport à la méthode de la Coupe du monde. Pour ce procédé (fig. 14.2), si le bit de données enregistrable est un appareil, le bit du bit d'impulsion d'horloge n'est pas écrit. Si écrit " 0 ", Et le bit précédent était" 1 "Le signal de synchronisation n'est pas non plus enregistré, ainsi que des bits de données. Mais si avant " 0 "Vaut le coup" 0 "Le signal de synchronisation est enregistré.

Actuellement, il existe 3 types d'enregistrements:

Méthode d'enregistrement parallèle

Pour le moment, il s'agit de la technologie la plus courante pour enregistrer des informations sur la NJMD. Les bits d'information sont enregistrés à l'aide d'une petite tête qui passant sur la surface du disque rotatif magnétise des milliards de domaines discrets horizontaux. Chacune de ces zones est un zéro logique ou une unité, en fonction de la magnétisation. À ce jour, les domaines deviennent si petits que la question de leur stabilité est tranchante. Le développement ultérieur de cette technologie est discutable, beaucoup considèrent cette méthode épuisée. Densité d'enregistrement, lors de l'utilisation de cette méthode, est actuellement 150 GBIT / Pixm² (23GBIT / CM²).

Méthode enregistrement perpendiculaire

Afin de résoudre le problème avec une augmentation supplémentaire de la densité, de nombreux fabricants considèrent la technologie dans laquelle les bits d'information seraient préservés dans des domaines verticaux. Cela permettra d'utiliser des champs magnétiques plus forts et de réduire la surface du matériau nécessaire pour enregistrer 1 bit. La densité de récupération dans le prototype expérimental est de 200 Gbit / pouce (31 Gbps), à l'avenir, il est prévu d'apporter la densité à 400-500 GBIT / de pouce (60-75 gb / cm²).

Méthode d'enregistrement magnétique de chaleur

La méthode de l'enregistrement magnétique thermique (enregistrement magnétique assistée de chaleur - HAMR) est actuellement activement développée. Lorsque vous utilisez cette méthode, le chauffage du point de disque, qui permet à la tête de magnétiser les très petites zones de sa surface. Une fois le disque refroidi, l'aimantation est "fixe". C'est cette méthode que Seagate et IBM vont utiliser une densité de 4 tbits par mètre carré. pouces (620 Gbps par mètre carré. CM). Cela permettra de faire un disque dur de 3,5 pouces de 25 To. En tant que marque de densité maximale, la valeur de 100 TBIT par mètre carré est nommée. Pouce (environ 15 To par mètre carré. CM), qui correspond à 0,65-Pb (PB (PB) volume sous le facteur de forme de 3,5 pouces.

Format pour l'enregistrement d'informations sur le disque magnétique dur

La NGMD utilise généralement des formats de données avec un nombre fixe de secteurs sur la piste (17, 34 ou 52) et avec un volume de données dans un secteur 512 ou 1024 octets. Les secteurs sont marqués d'un marqueur magnétique.

Le format de données spécifique est déterminé par la configuration du logiciel interne de la PEVM et des caractéristiques techniques de l'adaptateur d'entraînement. La structure du format (figure 14.3) est similaire à la structure utilisée dans NGMD.

Le début de chaque secteur est indiqué par le marqueur d'adresse. Au début de l'identifiant et des champs de données, les octets de synchronisation sont enregistrés, qui servent à synchroniser le schéma de sélection de données de l'adaptateur NGMD. L'identifiant du secteur contient une adresse de disque dans l'emballage, présentées par des codes de numéro de cylindre, des têtes et des secteurs. Contrairement aux NGMD, les octets de comparaison et de flag sont également introduits dans l'ID de l'ID. L'octet de comparaison représente le même nombre pour chaque secteur par lequel la lecture de l'identifiant est effectuée. L'octet de flag contient le drapeau - le pointeur d'état de la piste (base ou de rechange, de travail ou défectueux).

Les octets de contrôle sont enregistrés dans le champ Identifiant une fois lors de l'enregistrement de l'identifiant du secteur et dans le champ de données - chaque fois que chaque nouvel enregistrement de données. Les octets de contrôle dans NGMD sont conçus non seulement pour déterminer, mais également pour corriger les erreurs de lecture. Les codes correctifs polynomiaux les plus couramment utilisés; L'utilisation de codes spécifiques dépend de la mise en œuvre du circuit de l'adaptateur.

Avant utilisation, le NJD est produit formatage initial - la procédure effectuée sous le contrôle d'un programme spécial lorsque les informations de service sont écrites sur le package de disque et la disponibilité des champs de données est écrite.

Récemment, la société est utilisée mise en forme adaptative. Son essence est que chaque instance du lecteur est configurée individuellement à l'usine de manière à donner une meilleure performance et une meilleure fiabilité. Pour ce faire, chaque paire de la "surface de la tête de la plaque" du disque collecté est testée pour déterminer les caractéristiques de la vitesse, puis chaque côté de la plaque magnétique est formaté individuellement (placé sur les pistes et les secteurs). pour assurer les meilleures caractéristiques lorsque vous travaillez avec cette tête. En conséquence, la densité linéaire de l'enregistrement de chaque côté de chaque plaque peut ne pas coïncider avec le voisinage

Cinq intervalles différents dans HPMD sont utilisés pour synchroniser des processus électroniques en lecture-écriture et contrôler le fonctionnement des nœuds de stockage électromécaniques.

À la suite du formatage initial, l'emplacement des secteurs est déterminé et leurs numéros logiques sont définis. Étant donné que la vitesse de rotation du disque est très grande, pour assurer un nombre minimal de tours du disque lors de l'accès aux secteurs séquentiels, les secteurs avec des numéros séquentiels sont placés dans N secteurs physiques les uns des autres (figure 14.4).

À l'emplacement des secteurs est défini lorsque la mise en forme du disque. Les coefficients d'alternance sont de 6: 1, 3: 1 et 1: 1. Les modèles LCD les plus récents utilisent des coefficients 1: 1 et leurs contrôleurs sont lus à partir du disque pour une information d'appel de l'ensemble de la piste, puis la stockée dans la mémoire tampon. Lors de la demande de mémoire tampon, les informations sont déjà transmises des secteurs requis.

Chaque piste de disque est divisée en même nombre de secteurs, de sorte que les secteurs des pistes qui se rapprochent de la piste zéro, ont une taille plus petite. Enregistrer ces secteurs

les champs magnétiques de plus grande intensité sont utilisés ( compensation de récupération). Le nombre de surfaces de disque (têtes), le nombre de cylindres (pistes) et le point avec lequel la compensation d'enregistrement commence est paramètres de configuration Contrôleur ngmd.

Temps d'accès moyen Les informations sur le NJD sont

t cf \u003d t N + 0.5 / F + T OBM, (14.1)

où t n est le temps de positionnement moyen; F - la vitesse de rotation du disque; T Obm - Heure d'échange. Le temps d'échange dépend des moyens techniques du contrôleur et du type de son interface, de la présence d'une mémoire cache de mémoire tampon intégrée, de l'algorithme de codage de données de disque et du coefficient d'alternance.

Disques durs

Est fait par un étudiant
Groupes 40-101b.
Karimov K.R.
Prof:
Usov P.A.

1. Principe de fonctionnement du disque dur. 3. 3

2. Disque de disque .. 5

3. Travail du disque dur .. 10

4. Volume, vitesse et heure d'accès .. 12

5. Interfaces de disque dur .. 14

6. Drives durs externes .. 16

Le principe de l'opération du disque dur

Le lecteur de disque dur fait référence aux périphériques les plus parfaits et les plus complexes de l'ordinateur personnel moderne. Ses disques peuvent accueillir de nombreux mégaoctets d'informations transmis à une vitesse énorme. Bien que presque tous les éléments de l'ordinateur fonctionnent silencieusement, le disque dur grondent et shakes, ce qui permet d'attribuer à ces quelques périphériques informatiques contenant à la fois des composants mécaniques et électroniques.

Les principes de base des travaux du disque dur ont peu changé de la date de sa création. Le dispositif de disque dur est très similaire à l'enregistreur ordinaire de l'enregistreur. Ce n'est que dans le cas, plusieurs plaques peuvent être frappées sur l'axe total et les têtes peuvent lire les informations à la fois des deux côtés de chaque plaque. La vitesse de rotation des plaques (dans certains modèles entre 15 000 tours par minute) est constante et est l'une des principales caractéristiques. La tête se déplace le long de la plaque à une distance fixe de la surface. Plus cette distance est petite, plus la précision des informations de lecture, et plus la densité d'enregistrement d'information peut être. En regardant le périphérique de stockage sur le disque dur, vous ne verrez qu'un cas de métal durable. Il est complètement scellé et protège l'entraînement des particules de poussière, qui, lorsqu'ils entrent dans un espace étroit entre la tête et la surface du disque peuvent endommager la couche magnétique sensible et sortir le disque. De plus, le boîtier protège le lecteur des interférences électromagnétiques. À l'intérieur du cas, tous les mécanismes et certains nœuds électroniques sont tous. Les mécanismes sont les roues elles-mêmes sur lesquelles des informations sont stockées, les têtes qui écrivent et lisent des informations des disques, ainsi que des moteurs qui conduisent tout cela en mouvement. Le disque est une plaque ronde avec une surface très lisse plus souvent de l'aluminium, moins souvent - de la céramique ou du verre recouvert d'une fine couche ferromagnétique. Les disques sont faits. Dans de nombreux lecteurs, une couche d'oxyde de fer est utilisée (qui est couverte par la bande magnétique habituelle), mais les derniers modèles de disques durs fonctionnent avec une couche de cobalt de dix microns d'environ dix microns. Un tel revêtement est plus fermement et, de plus, il peut augmenter considérablement la densité d'enregistrement. La technologie de son application est proche de celle utilisée dans la production de circuits intégrés.

Le nombre de disques peut être différent - de un à cinq, le nombre de surfaces de travail, respectivement, deux fois plus (deux sur chaque disque). Ce dernier (ainsi que le matériau utilisé pour le revêtement magnétique) définit la capacité du disque dur. Parfois, les surfaces extérieures des disques extrêmes (ou l'une d'elles) ne sont pas utilisées, ce qui réduit la hauteur du variateur, mais le nombre de surfaces de travail est réduit et peut être impair.

Les têtes magnétiques lisent et écrivent des informations sur des disques. Le principe d'enregistrement est généralement similaire à celui utilisé dans un enregistreur de bande classique. Informations numériques Transformé en variables électricitéentrer dans la tête magnétique et ensuite transmis à disque magnétiqueMais déjà sous la forme d'un champ magnétique que le disque peut percevoir et "rappelez-vous". Le revêtement de disque magnétique est une pluralité de plus petites zones d'aimantation spontanée (spontanée). Pour plus de clarté, imaginez que le disque est recouvert d'une couche de très petites flèches d'une boussole envoyée dans différentes directions. De telles flèches sont appelées domaines. Sous l'influence du champ magnétique externe, les champs magnétiques de domaines sont orientés selon sa direction. Après avoir arrêté le champ externe, les zones d'aimantation résiduelle sont formées sur la surface du disque. Ainsi, les informations enregistrées sur le disque sont enregistrées. Des parcelles d'aimantation résiduelle, lorsque le disque est tourné en face du jeu de la tête magnétique, la force électromotrice change dedans, variant en fonction de la magnitude de la magnétisation. Le paquet des disques monté sur l'axe de la broche est entraîné par un moteur spécial compactement situé sous celui-ci. La vitesse de rotation des disques est généralement de 7 200 tr / min. Afin de réduire la durée du lecteur du lecteur dans l'état de fonctionnement, le moteur lors de l'activation de celui-ci fonctionne pendant un certain temps en mode forcé. Par conséquent, l'alimentation de l'ordinateur doit avoir une alimentation en puissance maximale. Maintenant sur le travail de la tête. Ils se déplacent à l'aide d'un moteur pas à pas de précision et, comme il l'était, "flotter" à une distance dans les actions du micron de la surface du disque, sans le toucher. Sur la surface des disques, les sections magnétisées sont formées à la suite de l'enregistrement d'informations, sous la forme de cercles concentriques. Ils sont appelés chemins magnétiques. Déplacement, les têtes s'arrêtent sur chaque piste suivante. La totalité des pistes situées les unes dans les autres sur toutes les surfaces est appelée cylindre. Toutes les têtes d'entraînement sont déplacées simultanément, accédant aux mêmes cylindres avec les mêmes numéros.

Périphérique de disque

Le disque dur typique consiste en une germobloc et des frais d'électronique. Dans l'humiliation, toutes les pièces mécaniques sont placées sur la planche - l'ensemble des composants électroniques de contrôle, à l'exception du préamplificateur placé à l'intérieur de l'Humbral dans le voisinage immédiat des têtes.

Le moteur est situé sous les disques - plat, comme dans les lecteurs de disquettes, ou intégré au package de disque de broche. Lors de la rotation des disques, un flux d'air fort est créé, qui circule autour du périmètre du germobloc et est constamment nettoyé par le filtre installé sur l'un de ses côtés.

Plus proche des connecteurs, à gauche ou à droite de la broche, il y a un positionneur pivotant, un peu ressemblant à une grue à tour: d'un côté de l'axe, il y a des supports minces, longs et lumineux faisant face à des disques têtes magnétiquesEt d'autre part, une tige courte et plus massive avec une enroulement d'un entraînement électromagnétique. Lors de la tête de la tête du positionneur, la tête se déplace le long d'un arc entre le centre et la périphérie des disques. L'angle entre les axes de positionneur et la broche sont sélectionnés avec la distance de l'axe du positionneur sur les têtes de sorte que l'axe de la tête lorsqu'il soit aussi petit que possible dévié de la piste tangente.

Dans des modèles antérieurs, la bascule a été fixée sur l'axe du moteur pas à pas et la distance entre les pistes a été déterminée par l'étape. Dans les modèles modernes, un moteur dit linéaire est utilisé, qui n'a aucune discrétion et l'installation sur la piste est effectuée par des signaux enregistrés sur les disques, ce qui donne une augmentation significative de la précision du lecteur et de la densité d'enregistrement. sur les disques.

Le positionneur entoure le stator, qui est un aimant permanent. Lorsque l'approvisionnement en cours d'une certaine valeur et d'une certaine polarité, la bascule est mise en marche à tourner de manière appropriée avec l'accélération correspondante; En modifiant dynamiquement le courant dans l'enroulement, vous pouvez installer un positionneur dans n'importe quelle position. Un tel système d'entraînement a été appelé voix de voix (bobine sonore) - par analogie avec un diffuseur de haut-parleurs.

Sur la tige, le soi-disant loquet magnétique est généralement situé - un petit aimant permanent, qui, avec la position interne extrême des têtes (zone d'atterrissage - la zone de plantation), est attiré par la surface du stator et fixe la bascule dans cette position. Il s'agit de la soi-disant position de stationnement des têtes, qui se trouvent en même temps sur la surface du disque, en contact avec elle. Dans un certain nombre de modèles coûteux (généralement SCSI), un électroicapnet spécial est prévu pour la fixation du positionneur, dont l'ancre bloque le mouvement de la bascule en position libre. Dans la zone de plantation des disques, des informations ne sont pas enregistrées.

Dans l'espace libre restant, il existe un préamplificateur du signal extrait de la tête et de leur commutateur. Le positionneur est connecté au préamplin par un câble de courroie flexible, cependant, dans des disques durs individuels (en particulier, certains modèles MAXTOR AV) La puissance de l'enroulement est connectée à des fils individuels distincts qui ont tendance à rompre avec un travail actif. L'hémobal est remplie d'air habituel perturbé sous pression atmosphérique. Dans les couvercles des blocs germinaux de certains disques durs, de petites fenêtres sont fabriquées avec un film mince, qui servir à égaliser la pression à l'intérieur et à l'extérieur. Dans un certain nombre de modèles, la fenêtre ferme le filtre perméable à l'air. Dans certains modèles de disques durs, l'axe de la broche et le positionneur ne sont fixés que dans un endroit - sur le corps du disque dur, d'autres sont en outre attachés aux vis au couvercle du germoblock. Les deuxième modèles sont plus sensibles à la déformation microd lors de la fixation - un serrage suffisamment fort de vis de fixation pour surgir un axe non valide. Dans certains cas, une telle broche peut durer difficile ou irréversible. Conseil électronique - amovible, se connecte à la germobloc à travers une - deux connexions de diverses conceptions. La carte est le processeur principal du disque dur, la ROM avec le programme, la RAM de travail, couramment utilisée et comme tampon de disque, un processeur de signal numérique (DSP) pour préparer l'enregistrement et le traitement de signaux de lecture et d'interface logique. Sur des disques durs seuls, le programme de processeur est entièrement stocké dans la ROM, de l'autre, sa part est enregistrée dans la zone de service de disque. Le lecteur peut également être enregistré (modèle, modèle, numéro de série etc.). Certains disques durs stockent ces informations dans une ROM reprogrammée électriquement (EEPROM).

De nombreux disques durs ont une interface technologique spéciale avec un connecteur sur la carte électronique, à travers laquelle, à l'aide de l'équipement d'affiches, vous pouvez effectuer diverses opérations de service avec un essais de commande, un formatage, une réaffectation de sites défectueux, etc. Les dispositifs de stockage modernes de stockage de Connert, l'interface technologique est effectuée dans la norme d'interface standard, ce qui vous permet de le connecter via l'adaptateur au terminal alphanumérique ou au port COM de l'ordinateur. Un système de moniteur de test (TSM) est inscrit dans la ROM, qui perçoit les commandes fournies à partir du terminal les exécute et affiche les résultats à la borne. Les premiers modèles de disques durs, comme des disques flexibles, ont été fabriqués avec des surfaces magnétiques pures; Le public initial (formatage) a été effectué par le consommateur à sa discrétion et un nombre de fois pouvait être effectué. Pour les modèles modernes, le marquage est produit pendant le processus de fabrication; Dans le même temps, les informations de servo sont enregistrées sur les disques - étiquettes spéciales nécessaires pour stabiliser la vitesse de rotation, la recherche de secteurs et le suivi de la position des têtes sur les surfaces. Il n'y a pas si longtemps, une surface distincte a été utilisée pour enregistrer des informations de servo (dédiées - dédiées), pour lesquelles les têtes de toutes les autres surfaces ont été ajustées. Un tel système nécessitait une rigidité élevée de la fixation des têtes de manière à ce qu'il n'y ait pas de divergence entre eux après le marquage initial. Maintenant, les informations servo sont enregistrées dans les intervalles entre secteurs (intégré intégré), ce qui vous permet d'augmenter la capacité utile de l'emballage et de supprimer la restriction sur la rigidité du système mobile. Dans certains modèles modernes, un système de suivi combiné est utilisé des informations de servo intégrées en combinaison avec une surface sélectionnée; Dans le même temps, le réglage grossière est effectué sur la surface sélectionnée et exactement - sur les balises intégrées.

Étant donné que les informations servo sont le marquage de support du disque, le contrôleur de disque dur n'est pas en mesure de le restaurer de manière indépendante en cas de dommage. En cas de formatage de logiciels, un tel disque dur, seuls les en-têtes d'écrasement et les secteurs de données de contrôle sont possibles.

Quand les marques initiales et les tests winchester moderne L'usine est presque toujours détectée par des secteurs défectueux, qui sont entrés dans une table de réaffectation spéciale. Avec fonctionnement normal, le contrôleur de disque dur remplace ces secteurs aux sauvegardes, qui sont spécifiquement laissées à cette fin sur chaque piste, un groupe de pistes ou une zone de disque dédiée. Ainsi nouveau Winechester Crée la visibilité de l'absence complète de défauts de surface, bien que, en fait, ils sont presque toujours.

Lorsque la puissance est allumée, le processeur de disque dur effectue les tests électroniques, après quoi il émet le tour du moteur de la broche. Lorsqu'une certaine vitesse critique de rotation est atteinte, la densité des disques d'air devient suffisante pour surmonter la pression des têtes de serrage à la surface et les levant à la hauteur de la fraction des unités du micron sur les surfaces des disques - la tête "pop up". À partir de ce point, jusqu'à ce que la vitesse tombe en dessous de la tête critique «suspendue» sur le coussin d'air et ne touchez pas les surfaces des disques.

Après avoir atteint les disques de vitesse de rotation proches de la valeur nominale (généralement de 3 600, 4500, 5400 ou 7200 tr / min), les têtes sont affichées à partir de la zone de stationnement et la recherche de servomètre commence à stabiliser avec précision la vitesse de rotation. Ensuite, les informations de la zone de service sont ensuite suivies - en particulier les tables de réaffectation des sections défectueuses.

À la fin de l'initialisation, le positionneur est testé en interagissant avec la séquence de piste spécifiée - s'il passe avec succès, le processeur définit une fonction de préparation à l'interface et passe dans le mode d'interface.

Pendant le fonctionnement, la position de suivi de la tête sur le disque fonctionne constamment: du signal de lecture en continu, le signal de décalage est distingué, qui est fourni au schéma. rétroaction, Gérant une position du positionneur enroulement. À la suite d'une déviation de la tête du centre de la piste dans l'enroulement, un signal se produit, s'efforçant de le retourner à la place.

Pour correspondre aux vitesses des flux de données - au niveau de l'interface lecture / écriture et externe - les disques durs ont un tampon intermédiaire, souvent à tort en cache, le volume est généralement dans plusieurs douzaines ou des centaines de kilo-octets. Dans un certain nombre de modèles (par exemple, quantum), la mémoire tampon est située dans la RAM de fonctionnement global, où la partie de recouvrement du micrologiciel de commande est chargée, pourquoi le volume réel du tampon est inférieur au volume total de la RAM (80- 90 kb sous RAM 128 Ko en quantique). Les autres modèles (conner, caviar) tampon de bélier et processeur sont réalisés séparément.

Lorsque la puissance est désactivée, utilisez l'énergie restante dans les condensateurs de la carte ou la retirez-la des enroulements du moteur, qui fonctionne en même temps qu'un générateur, il offre à la commande d'installer un positionneur dans une position de stationnement qui a du temps exactement jusqu'à ce que la vitesse de rotation soit inférieure à la critique. Dans certains disques durs (Quantum), cela contribue entre la bascule à ressort à disques, en permanence de la pression atmosphérique. Avec un affaiblissement du débit d'air, le bascule pousse en outre le positionneur dans la position de stationnement, où elle est fixée avec le loquet. Le mouvement des têtes vers la broche contribue également à la force centripète résultant de la rotation des disques.

Travail du disque dur

Maintenant - en fait sur le processus de conduite du disque dur. Après la configuration initiale Electronique et mécanique Le micro-ordinateur de disque dur passe dans le mode veille de commandes du contrôleur situé sur la carte système ou la carte d'interface. Après avoir reçu la commande, il allume la tête désirée, sur Servo-impulsions trouve la piste souhaitée, en attente jusqu'à ce que la tête de la tête soit "descend" et lit ou enregistre des informations. Si le contrôleur a demandé à la lecture / enregistrement non un secteur, mais un disque dur multiple peut fonctionner dans le mode de bloc dit à l'aide de RAM comme tampon et combinant lecture / écriture avec le transfert d'informations au contrôleur ou à partir de celui-ci.

Pour utiliser de manière optimale la surface des disques, l'enregistrement de bits dite zoné - ZBR est utilisé, dont le principe est celui sur des pistes externes ayant une longueur supérieure (et donc une capacité d'information), des informations sont écrites avec une plus grande densité que sur interne. . De telles zones avec une densité constante d'enregistrement dans toute la surface sont formées jusqu'à une tente et plus encore; En conséquence, la vitesse de lecture et d'écriture sur les zones externes est supérieure à celle interne. Grâce à cela, les fichiers situés plus près du «début» du Winchester seront en général traités. fichiers plus rapidesSitué plus près de son "fin".

À propos de là où le grand nombre de têtes indiquées dans les paramètres des disques durs proviennent. Une fois que ces chiffres sont le nombre de cylindres, de têtes et de secteurs plus coûteux - vraiment notés de paramètres physiques réels (géométrie) du disque dur. Cependant, lors de l'utilisation de ZBR, le nombre de secteurs varie de la piste à la piste et pour chaque disque dur, ces chiffres sont différents - par conséquent, la géométrie dite logique a commencé à être utilisée, lorsque le disque dur informe le contrôleur avec Certains paramètres conditionnels et lorsque les commandes reçoivent les commandes lui-même convergent des adresses logiques en physique. Dans ce cas, dans le disque dur avec géométrie logique, par exemple, dans 520 cylindres, 128 têtes et 63 secteurs (volume total - 2 Go) est probablement deux disques - et quatre têtes de lecture / écriture.

Dans les winchesters la dernière génération Les technologies de la PRML sont utilisées (réponse partielle, probabilité maximale - Vérité maximale avec une réponse incomplète) et s.m.r.r.t. (L'analyse de l'auto-surveillance et la technologie des rapports sont la technologie de l'analyse et des rapports auto-suivants). Le premier est conçu en raison du fait qu'avec des densités d'entrée existantes, il est déjà impossible de lire clairement et sans ambiguïté le signal de la surface du disque - le niveau d'interférence et de distorsion est très important. Au lieu de la conversion directe du signal, sa comparaison est utilisée avec un ensemble d'échantillons et sur la base d'une similitude maximale, la conclusion est prise pour recevoir un mot de code particulier - à peu près de la même manière que nous lisons les mots dans quelles lettres sont manquées ou déformées. .

Winchester, dans lequel Saart Technology est implémentée, dirige les statistiques sur ses paramètres de fonctionnement (nombre de stations de démarrage / arrêt et d'heures difficulté, temps d'overclockage de la broche, d'erreurs détectées / fixes, etc.), qui est régulièrement stockée dans la ROM reprogrammée ou l'utilitaire de disque. Ces informations s'accumulent tout au long de la vie du disque dur et peuvent être demandées à tout moment en analysant des programmes; Il peut être jugé sur l'état de la mécanique, des conditions de fonctionnement ou une probabilité approximative de défaillance.

Informations similaires.

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Partie I. Restaurer les fichiers d'un disque dur

Chapitre 1. Comment fonctionne le disque dur et comment les données sont stockées dessus

Un peu sur le périphérique du disque dur. Dispositif de disques généraux HDD.

Qu'est-ce qu'un disque dur (sur un lecteur strict sur des disques durs)? Si vous n'avez pas eu l'occasion de le voir, alors disons que cela ressemble à une seule unité métallique à l'extérieur. Et très durable et complètement scellé. Le fait est que la technologie du travail du disque est si subtile que même la plus petite particule étrangère qui tombait à l'intérieur, capable de perturber complètement son travail. De plus, pour éviter la situation de crise, le filtre de nettoyage a été placé sur le disque dur. En outre, le boîtier matériel sert d'écran de l'industrie électrique. En fait, le disque dur consiste en deux parties principales - la mécanique et l'électronique. La base de la partie mécanique est les plaques (disques) ayant une forme ronde. En fait, le disque ne peut être qu'un. Tout dépend du réservoir du disque dur dans son ensemble. Selon une version, le nom "Winchester" a reçu un disque dur grâce à la société, qui a publié en 1973 un disque dur du modèle 3340, qui combine d'abord la plaque à disque dans un corps indéfini et lisez les têtes. Lorsqu'il développe l'ingénierie, j'ai utilisé le bref nom intérieur "30-30", qui signifiait deux modules (dans la disposition maximale) de 30 Mo chacun. Kenneth Hoton, chef de projet, sur Winchester 30-30, avec la désignation du célèbre fusil de chasse "Winchester 30-30" suggéré appelant ce lecteur "Winchester". En Europe et aux États-Unis, le nom "Winchester" est sorti d'une utilisation dans les années 1990, dans la langue russe préservée et reçue le statut de semi-déforme, et dans l'argot d'ordinateur a diminué pour les mots "vis" (version la plus utilisée), "Vinc" et "Broom". Quel que soit le matériau utilisé comme base du disque, il est recouvert d'une fine couche de substance capable de maintenir une magnétisation résiduelle après une exposition à un champ magnétique externe. Cette couche est appelée travail ou magnétique, et elle est conçue que des informations enregistrées sont enregistrées. Les plus courants sont types suivants Couche de travail:
Oxyde;
couche mince;
Double antiferromagnétique (AFC)

Il existe actuellement des instances de disques durs composés de quatre plaques ou plus. La composition des disques peut être différente. Ils sont faits d'aluminium, de verre ou de céramique. Les deux dernières compositions sont plus pratiques, mais très chères, et elles sont donc utilisées pour créer des disques durs "Elite". Après la fabrication de la plaque est recouverte d'une couche de matériau ferromagnétique. Depuis la création des premiers disques durs, l'oxyde de fer a été utilisé ici. Cependant, cette substance avait un inconvénient important. Les disques couverts par ce ferromagne ont eu une petite résistance à l'usure. À cet égard, la plupart des fabricants utilisent le chrome de cobalt comme plaques de revêtement. La résistance à l'usure de cette substance est un ordre de grandeur supérieur aux années appliquées par le ferromagnétique. De plus, ce revêtement est beaucoup plus mince, car il est appliqué par pulvérisation, ce qui augmente considérablement la densité de l'enregistrement. Le ferromagnet est appliqué des deux côtés du disque, de sorte que les données seront également placées des deux côtés. Les plaques sont placées sur la broche à la même distance les unes des autres, formant ainsi leur colis. Sous les disques, il y a un moteur qui les fait pivoter. Les deux côtés des plaques sont placées de têtes de lecture / écriture. Ils sont disposés de manière à passer du bord du disque à son centre. Pour cela "répond" spécifiquement dédié à ce moteur. L'électronique est une taxe sur laquelle divers éléments matériels «nécessaires», tels qu'un processeur, un programme de contrôle, une RAM, un amplificateur d'enregistrement / lecture et d'autres sont placés. Chaque côté de la plaque est cassé sur les pistes. Ils, à leur tour, sur les secteurs. Toutes les pistes d'un diamètre de toutes les surfaces forment un cylindre. Les disques durs modernes ont un "cylindre d'ingénierie". Il contient des informations de service (modèle de disque, numéro de série, etc.), conçu pour lire davantage l'ordinateur.

Plus tôt, afin que le disque soit prêt à fonctionner, l'utilisateur devait effectuer la mise en forme dite de bas niveau. BIOS a même assisté à l'article correspondant. Maintenant, ce marquage est effectué immédiatement dans la production de disques durs. Le fait est que quand quand formatage de bas niveau La Réforme des servo est enregistrée. Il contient des étiquettes spéciales nécessaires pour stabiliser la vitesse de la broche, rechercher les têtes des secteurs nécessaires et suivre la position des têtes à la surface des plaques. Si vous pensez que les «mauvais» secteurs sur le Winchester n'apparaissent que pendant le fonctionnement, vous vous trompez. Tout disque dur nouvellement créé a déjà un mauvais bloc. Ainsi, avec un formatage de bas niveau, ces blocs sont détectés et enregistrés dans une table de réaffectation spéciale. Puis pendant le fonctionnement contrôleur dur Le disque remplacera les blocs désagréables défectueux spécialement réservés à ces fins déjà en production. Dans les lecteurs sur des disques durs, les données sont écrites et lues par des têtes de lecture / écriture universelles avec des cercles concentriques de disques magnétiques rotatifs (pistes), divisées en secteurs d'une capacité de 512 octets. La piste est un "anneau" de données sur un côté du disque. La piste d'enregistrement de disque est trop grande pour l'utiliser comme unité de stockage. Dans de nombreux lecteurs, sa capacité dépasse 100 000 octets et détourner un tel bloc pour stocker un petit fichier extrêmement gaspillé. Par conséquent, les chemins de disque sont divisés en segments numérotés, appelés secteurs.

Principes du disque dur

En vertu de sa spécificité, lors du fonctionnement du disque dur, il n'existe aucun contact direct des têtes magnétiques à la surface des plaques. On peut dire différemment: l'opposition de "mort comme". La conception des têtes est conçue de manière à vous permettre de "monter en flèche" au-dessus de la surface des plaques. Le moteur fait pivoter la broche à une telle vitesse (jusqu'à 15 000 tr / min) qu'un flux d'air fort est créé à partir des disques tournants. Dans ce cas, l'effet d'un airbag est obtenu. L'écart entre les têtes et les disques est les actions du micron. Cependant, comme nous l'avons mentionné ci-dessus, contactez inacceptablement la tête avec la surface. Mais il y a des échecs dans l'alimentation électrique, vous direz. Oui bien sûr. Pour cet incident, la soi-disant "zone de stationnement" a été inventée. Et lorsque la situation se produit dans laquelle la vitesse de la broche tombe en dessous de la bordure de la norme admissible (pendant travail normal ou dans mode d'urgence Lorsque la puissance est éteinte), qui surveille en permanence le processeur de disque dur, les têtes sont déchargées dans cette zone de stationnement particulière. La zone est située à la broche elle-même, où les informations ne sont pas enregistrées, les têtes magnétiques peuvent donc être calmement "allongées" à la surface du disque. Comment est la "course" du Winchester? En un mot, tout arrive quelque chose comme ça. Dès que le disque dur a été alimenté, son processeur commence à tester l'électronique et à démarrer le moteur, tournant la plaque à un résultat positif. À mesure que la vitesse de rotation augmente, l'effet d'un airbag est atteint, ce qui augmente les têtes magnétiques de la zone de stationnement. Lorsque la vitesse atteint la valeur nécessaire, les têtes quittent la zone de stationnement et les servomètres recherchent la "recherche" pour stabiliser la fréquence de rotation. Ensuite, réaffectez les «mauvais» secteurs, ainsi que la vérification du positionnement des têtes. Dans le cas d'un résultat positif du travail effectué, le contrôleur Winchester bascule au mode de fonctionnement. Bien entendu, le processus mécanique de l'opération de disque dur avec une considération plus détaillée est plus approfondi, mais nous ne spécifions pas l'objectif de sa description détaillée. L'essentiel est que vous comprenez les principes de base du mécanisme d'interaction des têtes avec des plaques. Si quelqu'un s'intéresse aux détails de ce processus, une énorme quantité de matériaux créés sur ce sujet. Et nous passons à une autre partie du disque dur du disque dur - la technologie de lecture / écriture de données.

Données de lecture / écriture sur le disque dur

Les informations de lecture / écriture sur le disque se produisent à l'aide de têtes magnétiques, le principe de laquelle la motion a été considérée ci-dessus. Si vous avez toujours attrapé un ancien enregistreur de bandes, la méthode d'enregistrement / de lecture du son d'une bande magnétique est identique à nous. Les données sont converties en un courant électrique alternatif allant sur la tête magnétique, après quoi elles sont converties en champ magnétique, avec laquelle le disque magnétique est magnétisé. Nous savons déjà que les plaques de disque dur sont recouvertes d'une couche ferromagnétique. La zone sélectionnée sélectionnée de ce revêtement peut être logée de l'une des deux manières possibles. L'aimantation d'une manière désignant zéro, d'une autre manière - une. Une telle zone magnétisée séparée est appelée domaine. C'est un mini-aimant avec une certaine orientation des pôles du sud et du nord. Conduire sur un certain domaine par un champ magnétique externe (tête magnétique), il prendra cette conformité. Distinguer l'effet du champ extérieur, les zones de magnétisation résiduelles apparaissent sur la surface. Ils veulent dire les informations enregistrées sur le disque. J'aimerais noter que c'est de la taille du domaine que la densité d'enregistrement de données dépend, c'est-à-dire la capacité de disque elle-même. Pendant longtemps, il est connu sur deux technologies pour enregistrer des informations sur le Winchester: parallèle et perpendiculaire. Bien que la deuxième méthode d'enregistrement soit plus productive, elle est un peu plus compliquée dans la résolution technologique. Par conséquent, les fabricants ont été utilisés et amélioré la méthode parallèle jusqu'à ce qu'il soit arrivé à la limite physique. Si vous décrivez brièvement la technologie d'enregistrement parallèle, c'est comme suit. L'aimantation des domaines est situé parallèlement au plan de disque. Tout, probablement, dans l'enfance, "adulte" par des aimants et sachez donc qu'ils attireront lorsqu'ils les se tournent avec différents pôles (bleu et rouge). Inversement, si vous essayez de les appuyer sur les côtés de la même couleur, alors une telle tentative n'est jamais couronnée de succès. Ainsi, lors de l'utilisation de cette technologie à la frontière de domaines voisins, le champ de diffusion se produit, ce qui prend l'énergie de leurs champs magnétiques. En conséquence, les particules extrêmes de domaines deviennent de plus en plus stables, d'en outre, l'effet des fluctuations thermiques sur son ordre magnétique augmente. Lors de l'utilisation de la technologie d'enregistrement perpendiculaire, la magnétisation du domaine est située à un angle de 90 ° au plan de la plaque. En raison de cela, l'effet de la répulsion des domaines voisins monopolopoliques disparaît, car dans cet endroit, les particules magnétisées sont tournées l'une de l'autre avec des pôles différents. Cela vous permet de réduire la taille de l'espace de domaine croisé par rapport à la technologie d'enregistrement parallèle, ce qui augmente également le réservoir de disques durs. Cependant pour cette méthode Les entrées nécessitent l'utilisation d'une composition plus complexe de la couche magnétique. Sous une couche de protection mince, il existe une couche d'enregistrement constituée d'un alliage cobalt oxadé, de platine et de chrome. Le substrat se compose de deux couches de composition chimique complexe, appelée couches antiferromagnét-ridiculaires. C'est eux qui vous permettent d'éliminer la tension interne du champ magnétique. De plus, l'enregistrement perpendiculaire nécessite l'utilisation d'autres étiquettes magnétiques, ce qui sera en mesure de générer un champ magnétique plus fort. Le flux d'enregistrement perpendiculaire est de 500 Go / pouce2. Cela vous permettra de produire les disques durs avec un conteneur de plusieurs téraoctets. Cependant, la science ne reste pas encore et les nouvelles technologies sont déjà en cours. L'un d'entre eux s'appelle HAMR (enregistrement magnétique assistant thermique) - un enregistrement thermomagnétique. Cette technologie est un suiveur de l'enregistrement perpendiculaire et visait à l'améliorer. L'entrée dans ce cas se produit avec une préchauffage avec un laser. Le chauffage se produit pendant le picoseconde, tandis que la température atteint 100 ° C. Les particules magnétiques du domaine dans ce cas reçoivent plus d'énergie, donc lors de la génération d'un champ de tensions élevées, n'est pas nécessaire. Et une énergie élevée assure une stabilité accrue des informations enregistrées. Encore une fois, l'utilisation de cette technologie est impossible sans utiliser de matériaux avec niveaux élevés anisotropie. Cependant, l'alliage approprié pour cela est trop cher. De plus, avec un enregistrement thermomagnétique, deux têtes séparées seront nécessaires. Vous devez toujours prendre soin de la façon de supprimer la chaleur des disques. Mais toujours une énorme motivation de l'utilisation d'un enregistrement thermomagnétique est le fait que cette technologie Vous permet d'obtenir une densité d'enregistrement jusqu'à 1 tbit / pouce2

Comment les données sont stockées sur le disque dur

La plus petite unité d'information qui exploite le système de contrôle du disque dur s'appelle le secteur. Dans le nombre écrasant de transporteurs modernes, le secteur est de 512 octets. Le système d'adressage des secteurs actuellement utilisé s'appelle LBA (adressage de bloc logique). Dans le même temps, un système d'adressage CHS peut être utilisé pour des disques de faible capacité ou afin de la compatibilité en arrière avec l'ancien équipement. Abréviation CHS Decrypt comme cylindre, tête, secteur - cylindre, tête, secteur. Du nom, il est clairement défini la signification de ce type d'adressage, comme liée à des parties du périphérique de disque dur. L'avantage de la LBA sur le CHS est que la seconde a une limite sur le nombre maximal de secteurs adressés, dans une représentation quantitative de 8,4 gigaoctets, lb et cette restriction est privée. D'abord secteur dur Le disque (ou plutôt zéro) s'appelle MBR (enregistrement de démarrage principal) ou l'enregistrement de démarrage principal. Au début de ce secteur est le code où des contrôles système de base Ordinateur d'E / S lorsque vous le téléchargez. À l'avenir, ce code transmet le contrôle du chargeur du système d'exploitation. Aussi dans 0 secteur est une table sections durs disque. La section est une gamme spécifique de secteurs. Une section est enregistrée dans le tableau, avec le numéro de son secteur élémentaire et la taille. Au total, il peut y avoir quatre de telles entrées dans la table de section. La section, dont l'enregistrement est situé dans le tableau de la section du secteur zéro s'appelle primaire (primaire). En raison des limitations ci-dessus de telles sections sur un disque, il peut y avoir un maximum de quatre. Certains systèmes d'exploitation ne sont installés que sur des volumes primaires. Si vous devez utiliser un plus grand nombre de sections, une section expansée (étendue) est enregistrée dans le tableau. Ce type de partition est un conteneur dans lequel des sections logiques (logiques) sont créées. Les volumes logiques peuvent être une quantité illimitée, cependant, dans le système d'exploitation Windows, le nombre de volumes connectés simultanément est limité par le nombre de lettres de l'alphabet latin. Ces trois types de sections ont le plus grand AP, soutien parmi le nombre écrasant. systèmes d'exploitation Et la plus grande distribution. En fait, à la maison ou à l'échelle des machines clientes des organisations, celles-ci sont précisément ces types de sections. Cependant, cela ne signifie pas que les types de sections sont limités à ces trois espèces. Il existe un grand nombre de sections spécialisées, mais elles utilisent également des volumes primaires comme des conteneurs. La section est juste l'espace espacé sur le disque; Pour enregistrer ses informations pour organiser la structure de stockage, un système de fichiers doit être créé. Ce processus C'est ce qu'on appelle la mise en forme de la section. Types de système de fichiers Il existe un excellent ensemble, FAT / NTFS est utilisé dans la famille Windows de la famille Windows, EXT2 / 3FS, REISERFS, SWAP est utilisé sur le noyau Linux. Il existe de nombreux utilitaires d'accès inter-plateforme à divers systèmes de fichiers de systèmes de non-exploitation qui ne prennent pas en charge leurs systèmes d'exploitation initialement (par exemple, permettant d'accéder à des sections Windows aux Linux et inversement). Certains systèmes de fichiers, tels que FAT / NTFS, fonctionnent avec des structures de données plus grandes sur le nom du disque dur portant le nom de cluster. Le cluster peut inclure un nombre arbitraire de secteurs. La manipulation de la taille du cluster apporte un gain supplémentaire au système de journal ou en dépensant de l'espace libre. Ainsi, la structure de stockage logique suivante est obtenue: le disque dur est divisé en partitions (dans ce cas, des informations sur cette partition sont stockées dans l'enregistrement de démarrage principal) - ils sont appelés avec:, D:, E: etc. ., Pour chacun, la section définit le système de fichiers (à la suite du formatage de la partition). Système de fichiers Contient des informations sur la manière dont l'espace de partition (disque logique) est distingué et où se trouvent les fichiers. Eh bien, alors sur la section des fichiers stockés divisés en un certain nombre de grappes qui occupent physiquement un certain nombre de secteurs auxquels les pistes du disque dur sont cassées. Le système de fichiers attribue ses adresses à tous les secteurs, puis sur ces adresses stockent ses fichiers, enregistrant l'adresse des clusters (gammes de cluster), appartenant à l'un ou aux autres fichiers à sa table.