Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive)

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Марта 2012 в 15:03, реферат

Описание работы

Основа жесткого диска — это диски, расположенные на оси вращения. Это пластины из керамики, алюминия стекла, пластика, на которые с обеих сторон нанесено магнитное покрытие. Скорость вращения дисков — от 3600 до 7200 об/мин.

Головки чтения-записи размещены на специальном позиционере типа тонарма. Головки работают с зазором от поверхности диска около 0,13 мкм. Зазор поддерживается воздушной подушкой от вращения дисков.

Файлы: 1 файл

Жесткий диск.docx

— 488.99 Кб (Скачать файл)

Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive)

Жесткий диск относится  к несменным дисковым магнитным  накопителям. Первый жесткий диск был  разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт. Основные производители — Conner, IBM, Maxtor, Seagate, Western Digital, Fujitsu, Quantum.

Устройство жесткого диска  

     

Основа жесткого диска — это  диски, расположенные на оси вращения. Это пластины из керамики, алюминия стекла, пластика, на которые с обеих  сторон нанесено магнитное покрытие. Скорость вращения дисков — от 3600 до 7200 об/мин.

    

Головки чтения-записи размещены на специальном позиционере типа тонарма. Головки работают с зазором от поверхности диска около 0,13 мкм. Зазор поддерживается воздушной подушкой от вращения дисков.

    

Электронная плата обеспечивает функционирование жесткого диска. Она обрабатывает команды  контроллера, стабилизирует скорость вращения, генерирует сигналы для  режима записи, усиливает сигналы  в режиме чтения и др.

    

Для подключения жесткого диска  к системе на его корпусе установлены  два разъема. Первый (4-контактный) предназначен для подключения питания, второй — для присоединения интерфейсного  кабеля.

 

Основные параметры жесткого диска

  • Емкость. Емкость указывается для неформатированного и форматированного жесткого диска. Измеряется емкость в мегабайтах и гигабайтах.
  • Среднее время доступа определяет временной интервал, в течение которого накопитель находит требуемые данные. Это сумма времени позиционирования головки на дорожку и времени ожидания нужного сектора. Измеряется среднее время доступа в мсек.
  • Скорость передачи данных указывается как внутренняя (от носителя к встроенному интерфейсу привода), так и внешняя (от накопителя к системе, системной шине). Измеряется скорость передачи данных в Мбайт/сек.
  • Среднее время безотказной работы определяется как статистическая величина на основе длительных (месяц по 24 часа в сутки) испытаний 1000 устройств. Средняя величина этого параметра 200 тысяч часов (более 20 лет).

 

 

Самый последний 3.5 дюймовый жесткий диск EcoGreen от Samsung с тремя магнитными пластинами обладает емкостью 2 Тб. Это составляет по 667GB на каждую пластину. Samsung называет свой диск самым высоким по плотности записи и самым экологичным диском на рынке.

Если быть точным, то это 3.0 Gbps с интерфейсом подключения SATA и кэш-буфером объемом 32 МБ, что обеспечивает прирост производительности на уровне 19% при выходе из режима ожидания. А также диск требует на 23 процента меньше энергии, чем предыдущий EcoGreen F3EG. Заявленная цена $119.95 для рынков США и Европы. Новинка появится в начале сентября.

А в далеком 1956 году самый первый жёсткий диск весил почти 971 кг и  был размером с большой холодильник. При этом его цифровой объём составлял 3,5 мегабайта в пересчёте на 8-битные байты.

 

 

 

Жесткий магнитный диск

Жесткий магнитный  диск (винчестер, HDD – Hard Disk Drive) – постоянная память, предназначена для долговременного хранения всей имеющейся в компьютере информации. Операционная система, постоянно используемые программы загружаются с жесткого диска, на нем хранится большинство документов.

Накопитель на жестком  диске (HDD) является одним из ключевых компонентов современного ПК. От него напрямую зависит производительность и надежность системы. Технологии изготовления жестких дисков совершенствуются, размеры  программ увеличиваются, данные на компьютере накапливаются...

Устройство жестких дисков (рис.1).

Рис. 1. Устройство жесткого магнитного диска

Жесткий магнитный диск (он же винчестер) состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещены все механические части, на плате – вся управляющая электроника, за исключением предусилителя (предварительного усилителя), размещенного внутри гермоблока в непосредственной близости от считывающих головок.

В гермоблоке установлен шпиндель с одним или несколькими дисками. Диски изготовлены из алюминия (иногда – из керамики или стекла) и покрыты тонким слоем окиси хрома. В настоящее время объем информации, хранимой на одном диске, может достигать 100 Гбайт.

Сбоку шпинделя находится  поворотный позиционер (подобен башенному крану со стрелой-коромыслом). С одной стороны коромысла расположены обращенные к дискам легкие магнитные головки, а с другой – короткий хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. При поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге между центром и периферией дисков.

Под дисками расположен двигатель, который вращает их с большой  скоростью. При вращении дисков создается  сильный поток воздуха, который  циркулирует по периметру гермоблока. Пыль губительна для поверхности дисков, поэтому блок герметизирован, воздух в нем постоянно очищается специальным фильтром. Для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи в крышках гермоблоков делаются небольшие окна, заклеенные тонкой пленкой. В ряде моделей окно закрывается воздухопроницаемым фильтром.

Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный магнит. При подаче в обмотку тока определенной величины и полярности коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с соответствующим ускорением. Динамически изменяя ток в обмотке, можно устанавливать позиционер в любое положение.

При вращении дисков аэродинамическая сила поддерживает головки на небольшом  расстоянии от поверхности дисков. Головки никогда не соприкасаются  с той зоной поверхности диска, где записаны данные. На хвостовике позиционера обычно расположена так называемая магнитная защелка – маленький постоянный магнит, который при крайнем внутреннем положении головок притягивается к поверхности статора и фиксирует коромысло в этом положении. Это так называемое парковочное положение головок, которые при этом лежат на поверхности диска, соприкасаясь с нею. В посадочной зоне дисков информация не записывается, поэтому прямой контакт с нею не опасен.

Практически все современные  жесткие диски выпускаются по технологии, использующей магниторезистивный эффект. Благодаря этому в последний  год емкость дисков растет быстрыми темпами за счет повышения плотности  записи информации.

Появление в 1999 г. изобретенных фирмой IBM головок с магниторезистивным эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к повышению плотности записи до 6,4 Гбайт на одну пластину в уже представленных на рынке изделиях.

Основные параметры жесткого диска:

  • Емкость винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб.
  • Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель около 8 Мбайт/с.
  • Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель 9 мс.
  • Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.
  • Размер кэш-памяти быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.
  • Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

Информация о работе Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive)