НАКОПИЧУВАЧІ НА ЖОРСТКИХ МАГНІТНИХ ДИСКАХ (НЖМД)

НЖМД – це основний пристрій для довготривалого зберігання великих обсягів даних і програм. Інші назви: жорсткий диск, вінчестер, HDD (Hard Disk Drive). Вінчестер являє собою плоску, герметично закриту коробку, усередині якої на загальній вісі знаходиться кілька жорстких алюмінієвих або скляних пластинок круглої форми. Поверхня будь-якого диска покрита тонким феромагнітним шаром (речовина, що реагує на зовнішнє магнітне поле), саме на ньому зберігаються записані дані. При цьому запис здійснюється на обидві поверхні кожної пластини (окрім крайніх) за допомогою блока спеціальних магнітних голівок. Кожна голівка знаходиться над робочою поверхнею диска на відстані 0,5 – 0,13 мкм. Пакет дисків обертається безперервно з великою частотою (4500 – 10000 об/хв.), тому механічний контакт голівок і дисків недопустимий.

Запис даних на жорсткий диск здійснюється так. Зміна сили струму, що проходить через голівку, приводить до зміни напруженості динамічного магнітного поля в щілині між поверхнею й голівкою, що приводить до зміни стаціонарного магнітного поля феромагнітних частин покриття диска. Операція зчитування відбувається у зворотному порядку. Намагнічені частинки феромагнітного покриття є причиною електрорушійної сили самоіндукції магнітної голівки. Електромагнітні сигнали, що виникають при цьому, посилюються й передаються на опрацювання.

Роботою вінчестера керує спеціальний апаратно-логічний пристрій – контролер жорсткого диска. У сучасних ПК функції контролера жорсткого диска виконують спеціальні мікросхеми, розташовані в чипсеті (тобто на самій материнській платі).

У накопичувачі може бути до десяти дисків. Їхня поверхня розбивається на кола, які називаються доріжками (track). Кожна доріжка має свій номер. Доріжки з однаковими номерами, розташовані одна над одною на різних дисках, утворюють циліндр. Доріжки на диску розбиті на сектори (нумерація починається з одиниці). Сектор займає 571 байт: 512 із них відведено для запису потрібної інформації, решта –під заголовок (префікс), що визначає початок і номер секції та закінчення (суфікс), де записана контрольна сума, потрібна для перевірки цілісності збережених даних. Розбивка диска на сектори й доріжки відбувається під час форматування диска. Форматування виконується користувачем за допомогою спеціальних програм. На неформатований диск не може бути записана ніяка інформація. Жорсткий диск можна розбити на логічні диски. Це зручно, оскільки наявність кількох логічних дисків спрощує структуризацію даних, що зберігаються на жорсткому диску.

Існує велика кількість моделей жорстких дисків багатьох фірм, таких як Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu тощо. Для забезпечення сумісності вінчестерів розроблено стандарти на їхні характеристики. Поширеними є стандарти інтерфейсів IDE (Integrated Drive Electronics) або ATA та більш продуктивні EIDE (Enhanced IDE) і SCSI (Small Computer System Interface). Характеристики інтерфейсів, за допомогою яких вінчестери пов’язані з материнською платою, значною мірою визначають продуктивність сучасних жорстких дисків.

Серед інших параметрів, що впливають на швидкодію HDD, такі:

- швидкість обертання дисків – сучасні накопичувачі EIDE з частотою обертання 4500–7200 об/хв і накопичувачі SCSI – 7500 –10000 об/хв;

- ємність кеш-пам’яті – в усіх сучасних накопичувачах є кеш-буфер, що прискорює обмін даними; чим більша його ємність, тим вища вірогідність того, що в кеш-пам’яті буде необхідна інформація, яку не потрібно зчитувати з диска (цей процес у тисячі разів повільніший); ємність кеш-буфера в різних пристроях може змінюватися в межах від 64 Кбайт до 2 Мбайт;

- середній час доступу – час (у мсек), протягом якого блок голівок зміщується з одного циліндра на інший. Залежить від конструкції привода голівок і складає приблизно 10 – 13 мсек;

- час затримки – це час від моменту позиціонування блока голівок на потрібний циліндр до позиціонування конкретної голівки на конкретний сектор, іншими словами, це час пошуку потрібного сектора;

- швидкість обміну – визначає обсяги даних, які можуть бути передані з накопичувача до мікропроцесора та у зворотному напрямі за визначені проміжки часу; максимальне значення цього параметра дорівнює пропускній здатності дискового інтерфейсу й залежить від того, який режим використовується: PIO або DMA; у режимі PIO обмін даними між диском і контролером відбувається за безпосередньої участі центрального процесора, чим більший номер режиму PIO, тим вищою є швидкість обміну; робота в режимі DMA (Direct Memory Access) дозволяє передавати дані безпосередньо до оперативної пам’яті без участі процесора; швидкість передачі даних у сучасних жорстких дисків коливається в діапазоні 30 – 60 Мбайт/с.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КАРТРИДЖІ З МАГНІТНИМИ СТРІЧКАМИ	\|	ОСНОВНІ ВУЗЛИ НАКОПИЧУВАЧІВ НА ЖОРСТКИХ ДИСКАХ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.