11. Конструкция, принцип действия, основные параметры жесткого диска.

Жесткий диск – запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.

Устройство:

1. Интегральная схема — плата, которая управляет работой жесткого диска. Здесь расположены микроконтроллер (процессор), чип памяти, контроллер управления двигателем и блоком головок, флеш-память.

2. Электромотор, который вращает диск.

3. Головки (коромысло) — записывают и считывают информацию.

4. Металлические диски (пластины) — на которых хранятся данные.

5. Корпус.

Структура жесткого диска частично напоминает слоёный пирог. Несколько дисков собраны на одной оси и расположены точно друг над другом. Эта система дисков вращается на немалой скорости вокруг своей оси. Головки четко определяют нужное место на дисках, где считывают или же записывают информацию.

Как происходит запись информации на диск:

Информация хранится на дисках, изготовленных из полированного алюминия или стекла, и покрытых несколькими слоями специального состава, который образует на поверхности ферромагнитную пленку. Запись информации на диски происходит с помощью системы магнитных головок, перемещающихся в пространстве между дисками. Головки не касаются поверхности дисков. Расстояние между ними и дисками в 5 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса. Когда головки позиционируются в нужном месте, подается токовый импульс для создания магнитного момента той или иной направленности — в результате на диск будет записан либо логический «0», либо логическая «1». Каждый такой «0» или «1» называется Бит. Значение бита соответствует ориентации магнитного поля — плюсу или минусу. Каждый квадратный сантиметр поверхности содержит в себе 31 миллиард битов.

Как происходит считывание информации с диска

Для считывания информации с диска служат те же магниторезистивные головки. Диски вращаются, а головки перемещаются по концентрическим окружностям-дорожкам информации, Обеспечивается доступ головок к данным на дисках. В головке протекает ток такой силы, которая пропорциональна изменению магнитного поля. Информация, считанная магнитной головкой, — это аналоговый сигнал, для обработки процессором он перекодируется. Так, в результате получается «цифра» (необходимый любому микропроцессорному устройству бинарный код).

Жесткий диск имеет восемь основных параметров:

1. Протокол передачи данных.

2. Среднее время доступа. Время измеряется в милисекундах (мс) и сегодня составляет 3,6-11,5 мс.

3. Скорость вращения шпинделя - это скорость, с которой вращаются диски. Измеряется в оборотах в минуту (rpm).

4. Объём. Измеряется в гигабайтах (Gb).

5. Плотность записи. Измеряется в гигабайтах на пластину. Внутри Жесткого диска находится один или несколько дисков.

6. Объем кэша.

7. Потоковая скорость передачи данных. Измеряется в мегабайтах в секунду и сегодня составляет до 80Мбайт/с.

8. MTBF (Mean Time Between Failures, среднее время наработки на отказ). Это надежность винчестера и измеряется в часах работы.