Методи запису на жорсткий диск

Лабораторна робота 5.

Тема: Дослідження роботи| накопичувача| на ЖМД

Мета|ціль|: Дослідити структуру ЖД. Навчитися обслуговувати ЖД

Теоретична частина

Жорсткий диск (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) незалежний перезаписуючий комп'ютерний пристрій, що запам'ятовує. Є основним накопичувачем даних практично у всіх комп'ютерах.

Основні характеристики:

· Інтерфейс ( інтерфейс – тип підключення жорсткого диска до системи );

· Об'єм ( об'єм показує, яку кількість інформації здатний вміщати жорсткий диск );

· Об'єм буфера ( буфер служить для попереднього розміщення прочитуваних або записуваних даних, за нормальний об'єм буфера в даний час вважається 8 або 64 Мбайт );

· Швидкість обертання (швидкість обертання шпінделя жорсткого диска безпосередньо впливає на продуктивність, ціну і енергоспоживання; в даний час часто використовуються диски на 7500 і 10 000 оборотів в хвилину);

· Час довільного доступу (час, за який вінчестер гарантовано виконає операцію читання або запису на будь-якій ділянці магнітного диска; діапазон цього параметра невеликий від 2,5 до 16 мс)

Типи жорстких дисків

Умовно всі жорсткі диски можна розділити на чотири типи|типів|:

· Зовнішні;

· Для настільних комп'ютерів;

· Для ноутбуків;

· Для серверів;

Рис. 5.1 Склад вінчестеру

Блок електроніки

Гермозона

Магнітний диск

Рис 5.3. Магнітний диск

Логічна структура вінчестера

Рис. 5.4. Логічна структура вінчестера

Кожна поверхня диска ділиться на доріжки, що є концентричними колами, уздовж яких розміщується інформація, доріжки діляться на сектори (їх ємкість зазвичай 512 байт). Декілька фізичних доріжок з однаковим номером, але розташовані на різних дискових поверхнях (один над одним) називаються циліндром.

Існує також поняття «кластер" - це декілька секторів, що розглядаються|розглядують| операційною системою як одне ціле.

Способи адресації секторів на диску

· циліндр-головка-сектор (cylinder-head-sector, CHS). При цьому способі сектор адресується по його фізичному положенню на диску 3 координатами номером циліндра, номером головки і номером сектора. У сучасних дисках з вбудованими контролерами ці координати вже не відповідають фізичному положенню сектора на диску і є «логічними координатами»;

· лінійна адресація блоків (linear block addressing, LBA). При цьому способі сектор задається одниною своїм абсолютним номером на диску. Стандарти ATA-1 вимагають однозначної відповідності між режимами CHS і LBA:

LBA| = [ (Cylinder| * no| of| heads| + heads|) * sectors/track ] + (Sector-1|)

Принцип роботи жорсткого диска заснований на тому, що магнітне поле, що порушується записуючою головкою, по-різному намагнічує різні ділянки феромагнітного шару, нанесеного на диск. З погляду магнетизму всі феромагнетики складаються з найдрібніших частинок доменів, в кожному з яких магнітне поле направлене однаково. Проте в ненамагніченому стані магнітні поля всіх доменів орієнтовані хаотично, внаслідок чого загальна намагніченість відсутня. Намагнічення зовнішнім полем відбувається в два етапи. Спочатку ті домени, орієнтація яких найбільш близька до напряму зовнішнього поля, поглинають сусідні (відбувається зростання доменів). На другому етапі, при збільшенні напруженості зовнішнього поля, всі домени розгортаються в його напрямі. Таким чином, щільність магнітного запису обмежується розміром елементарних магнітиків-доменів, які ще і ростуть (до певної межі) при перемагнічуванні.

Методи запису на жорсткий диск

Паралельний і перпендикулярний|перпендикуляр| запис

Рис.5.5. Магнітний запис (Heat-Assisted| Magnetic| Recording|, HAMR|)

Рис. 5.6. Охолоджування|охолодження| жорсткого диску

Залежність часу експлуатації від температури

Коефіцієнт

Температура

Дискові масиви (RAID|)

Технологія RAID дозволяє об'єднувати декілька фізичних дискових пристроїв (жорстких дисків або розділів на них) в дисковий масив. Диски, що входять в масив, управляються централізований і представлені в системі як один логічний пристрій, відповідний для організації на нім єдиної файлової системи. Існує два способи реалізації RAID:

· Апаратний дисковий масив складається з декількох жорстких дисків, керованих за допомогою спеціальної плати контролера RAID-масиву|.

Основні фірми|фірма-виготовлювачі| виробники жорстких дисків:

· IBM (диски цієї фірми вважаються за кращі);

· Western Digital (WD, ця фірма завжди була широко представлена на нашому ринку, і її диски користувалися і користуються популярністю в масах, проте диски WD часто мали проблеми з надійністю);

· Quantum (продукція цієї фірми відрізнялася швидкістю вище середнього і ціною декілька вище середнього, достатньо хорошою надійністю і середнім рівнем шуму, проте у Quantum теж були проблеми з надійністю);

· Fujitsu (продукцію Fujitsu завжди відрізняла висока надійність, хороша швидкість і не висока ціна при дуже низькому рівні шуму);

· Seagate (першим розробив інтерфейс жорсткого диска, першими упровадили диски, розраховані на 7200 оборотів, на 10 000 оборотів, сьогодні поки є єдиним виробником, що пропонує диски, розраховані на 15 000 оборотів);

· Maxtor (диски фірми Maxtor відомі хорошою надійністю і непоганою швидкістю, ціна на них - середня);

Samsung (кілька років тому продукція Samsung відрізнялася украй низькою швидкістю, низькою надійністю, галасливістю, сьогодні Samsung добре попрацювала над поліпшенням якості своїх дисків);

Хід роботи