Объем, скорость и время доступа
Основными задачами производителей всегда было увеличение объема хранящейся на дисках информации и скорости работы с этой информацией. Как увеличить объем диска? Наиболее очевидным решением является увеличение количества пластин в корпусе жесткого диска. Подобным образом обычно различаются модели в пределах одного модельного ряда. Этот способ является наиболее простым и позволяет на одной и той же элементной базе получать диски различной емкости. Но у этого способа существуют естественные ограничения: количество дисков не может быть бесконечным. Увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, вероятность брака растет пропорционально количеству пластин, а значит, труднее обеспечить надежность. Среди промышленно производимых дисков наибольшим количеством пластин обладает SCSI диск Seagate Barracuda 180 — у этого винчестера аж 12 пластин! Есть и рекордсмены в области упрощения устройства дисков. Это, например, рассматриваемый нами далее Maxtor 513DX и 541DX, у которого один диск, используемый только с одной стороны.
Технологически более сложный (и более перспективный) метод увеличения объема — увеличение плотности записи информации. Тут возникает целый ряд технологических проблем. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели IBM). Магнитное покрытие имеет сложную многослойную структуру и покрыто сверху специальным защитным слоем. Размеры частиц магнитного покрытия уменьшаются, а чувствительность их возрастает. Помимо улучшения параметров самих пластин, существенным усовершенствованиям должна подвергнуться система считывания информации. Необходимо уменьшить зазор между головкой и поверхностью пластины, повысить чувствительность головки. Но и тут законы физики накладывают свои естественные ограничения на предел применения подобных технологий. Ведь размеры магнитных частиц не могут уменьшаться бесконечно.
Самый простой способ увеличить скорость считывания — увеличить скорость вращения пластин. По этому пути и пошли конструкторы. Если пластины вращаются с большей скоростью, то за единицу времени под считывающей головкой проходит больше информации. На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации. Именно по этой причине SCSI диски, как правило, обладают большей скоростью вращения. Однако на такой скорости сложнее точно позиционировать головку считывания, поэтому плотность записи там меньше, чем на некоторых IDE дисках, а стоят такие диски больше.
Так как головка при поиске информации перемещается только поперек диска, она вынуждена “ждать”, пока диск повернется, и сектор с запрашиваемыми данными окажется доступным для чтения. Это время зависит только от скорости вращения диска и называется временем ожидания информации (latency). Но необходимо понимать, что общее время доступа к информации определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки. Увеличение скорости вращения диска уменьшает лишь последнее значение. Для уменьшения времени поиска нужной дорожки совершенствуют привод считывающей головки и уменьшают диаметр пластин диска. Почти все современные винчестеры выпускаются с пластинами диаметром 2,5 дюйма.
Позиционирование головки вообще является отдельной, весьма нетривиальной проблемой. Достаточно сказать, что при современной плотности записи приходится учитывать даже тепловое расширение! Таким образом, увеличение скорости вращения диска существенно затрудняет точное позиционирование головки. И в попытках увеличить быстродействие диска иногда приходится жертвовать объемом, используя пластины с меньшей плотностью записи. Неудивительно, что наиболее дорогие и быстрые винчестеры, отличающиеся более высокой скоростью вращения, не используют максимальной технологически доступной на данный момент плотности записи. За скорость приходится платить.
Так какому диску отдать предпочтение? При одинаковом объеме большего внимания заслуживают модели с большей плотностью записи, по сравнению с моделями с большим количеством дисков, хотя бы потому, что у них выше линейная скорость чтения/записи (большие файлы читаются быстрее). Скорость доступа к информации напрямую зависит от скорости вращения пластин (быстрее работа с большим количеством мелких файлов). Но увеличение скорости приводит к удорожанию изделий, а иногда приходится жертвовать и плотностью записи.
Регистры процессора
Регистры — это маленькие, очень быстрые устройства хранения данных, находящиеся непосредственно в процессоре. Они используются для хранения информации, которая нуждается в быстром доступе во время выполнения инструкций. В контексте архитектуры компьютера, регистры — это наиболее быстродействующие устройства памяти.
Размер регистров обычно измеряется в битах и варьируется в зависимости от архитектуры процессора. Например, в 32-битных архитектурах используются регистры размером 32 бита, в то время как 64-битные архитектуры используют регистры размером 64 бита.
Основное назначение регистров — хранение промежуточных результатов вычислений и управление выполнением инструкций. Например, при выполнении математической операции, процессор может использовать регистры для временного хранения входных данных, промежуточных результатов и конечного результата.
Регистры играют важную роль в ускорении работы компьютера, так как доступ к регистрам обычно быстрее, чем к другим видам памяти, таким как ОЗУ или постоянная память. Однако их количество ограничено, поэтому эффективное использование регистров является важным аспектом процесса проектирования и оптимизации программного обеспечения.
Как получилось, что 0,1 + 0,2 не равно 0,3
Сегодня мы поговорим о вещественных числах. Точнее, о представлении их процессором при вычислении дробных величин.
struchkov.devStruchkov Mark
Типы регистров и их роли
Процессоры используют различные типы регистров, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию. Понимание этих функций поможет вам лучше понять, как работает процессор. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных типов регистров:
Аккумуляторные регистры: Это регистры общего назначения, которые используются для временного хранения промежуточных результатов арифметических и логических операций. В большинстве процессоров есть несколько аккумуляторных регистров, чтобы упростить параллельное выполнение инструкций.
Регистры индексов: Они используются для изменения значений операндов в процессе выполнения программы. Они могут содержать смещение или индекс, который добавляется к адресу операнда для получения фактического адреса в памяти.
Регистры счетчиков команд: Этот тип регистра хранит адрес следующей инструкции, которую следует выполнить процессором. Когда инструкция выполнена, значение в регистре счетчика команд автоматически обновляется.
Регистры состояния/флагов: Эти регистры используются для хранения состояния процессора и информации о результате последней операции. Например, они могут указывать, было ли последнее арифметическое вычисление положительным, отрицательным или вызвало переполнение.
Регистры базового указателя стека (BP) и указателя стека (SP): Эти регистры используются для управления стеком программы. Указатель стека (SP) указывает на вершину стека, а базовый указатель стека (BP) служит точкой отсчета для доступа к переменным и аргументам функции.
Важно отметить, что точное количество и типы регистров могут значительно отличаться в зависимости от архитектуры процессора. Однако основные функции, описанные здесь, встречаются в большинстве процессоров
12 Вольт: работа привода жесткого диска
Для обеспечения нормальной работы приводу HDD необходимо подавать постоянное напряжение, которое в большинстве случаев составляет 12 Вольт. Это напряжение подается с блока питания компьютера по специальным проводам.
Напряжение 12 Вольт используется для питания мотора привода жесткого диска. Мотор отвечает за вращение шпинделя, на котором находятся магнитные пластины диска. Ровное и стабильное напряжение 12 Вольт необходимо для обеспечения равномерного вращения шпинделя и точного позиционирования головок чтения/записи.
При появлении недостаточного или скачкообразного напряжения, привод HDD может работать некорректно. Например, недостаточное напряжение может привести к замедлению вращения шпинделя, что приведет к медленному доступу к данным и возможным физическим повреждениям диска.
Оптимальное подаваемое напряжение для привода HDD — 12 Вольт. Это напряжение достаточно сильное, чтобы обеспечить работу мотора привода и стабильную работу всего дискового привода. При нормальной работе блока питания компьютера напряжение на HDD должно быть стабильным и соответствовать указанным требованиям.
Важно помнить, что неправильное или нестабильное подача напряжения на HDD может привести к выходу из строя самого привода или диска. Поэтому при работе с HDD необходимо иметь в виду важность подачи стабильного напряжения, особенно при установке или замене блока питания компьютера
| Напряжение | Применение |
|---|---|
| 12 Вольт | Используется для питания мотора привода жесткого диска и обеспечения его нормальной работы. |
Вольт: питание жесткого диска
Вольт — единица измерения напряжения, которое приложено к устройству. В случае с жестким диском, условно можно выделить два основных напряжения:
| Напряжение | Описание |
|---|---|
| 5 Вольт | Это основное напряжение, которое подается на плату жесткого диска. С его помощью осуществляется питание микросхем контроллера HDD и других электронных компонентов. |
| 12 Вольт | Дополнительное напряжение, которое может использоваться для питания мотора привода жесткого диска. Оно обеспечивает вращение шпинделя, что позволяет считывать и записывать данные на магнитные пластины HDD. |
Правильное подключение и стабильное питание важны для надежной и безотказной работы жесткого диска. При недостатке или неравномерности напряжения может происходить сбой работы устройства, а также возникать проблемы с чтением и записью данных.
Интерфейсы жестких дисков
Развитие интерфейсов винчестеров шло двумя параллельными путями: дешевым и дорогим. Дорогое решение заключалось в создании на плате самого винчестера отдельного интеллектуального контроллера, который бы брал на себя значительную часть работы по взаимодействию с винчестером. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI, который быстро завоевал популярность на рынке серверов. Одним из преимуществ этого подхода являлась возможность подключения к компьютеру значительного для того времени количества устройств, требующих для своей работы широкого канала передачи данных.
Простое и дешевое решение — переложить значительную часть операций по вводу-выводу на центральный процессор. У этого решения вполне очевидный недостаток: снижение общей вычислительной мощности системы, особенно заметное при многозадачной работе. А в те времена, когда процессоры не были такими мощными, это сильно ограничивало возможности, в частности, файловых серверов. Результатом воплощения в жизнь этого подхода явился широко распространенный интерфейс IDE.
Этот интерфейс был сравнительно дешев и, хотя не был самым производительным, полностью вытеснил другие интерфейсы с рынка дешевых и недорогих систем. Он постепенно развивался, и со временем появились стандарты UDMA, существенно ускоряющие работу винчестеров, интерфейсы IDE стали более интеллектуальными. А так как производительность процессоров росла быстрее производительности винчестеров, то ограничения интерфейса IDE играли все меньшую роль.
Тем самым на сегодня мы имеем два типа винчестеров: высокопроизводительные SCSI и “ширпотреб” IDE. Принципиальных различий в устройстве самих винчестеров SCSI и IDE нет, но исторически сложилось так, что SCSI рассчитан на сегмент дорогих серверных решений, поэтому в среднем он быстрее и, как следствие, существенно дороже.
Пропускная скорость SCSI значительно выше IDE, целых 160 Мб/с. А IDE работает со скоростью 33,66 и 100 Мб/с. Соответствующие стандарты называются ATA/33, ATA/66 и ATA/100.
Сколько ватт потребляет жесткий диск
Стандартный винчестер потребляет относительно немного электроэнергии, при включении в работу за счет пускового тока потребление жесткого диска ограничивается 5 – 30 Вт, в режимах работы и ожидания потребление электроэнергии до 1 Вт.Потребление энергии жестким диском зависит от скорости вращения, чем быстрее работает винчестер, тем больше энергопотребление. В свою очередь, потребление электроэнергии влияет на температуру накопительного устройства, от которой зависит долговечность и надежность жесткого диска. 1 о С температуры накопителя эквивалентен его 10% росту рабочего срока жизни.
Поэтому логичнее предположить, что энергопотребление жесткого диска связано не с экономией электроэнергии, а его долговечностью и надежной работой. Если экономить, то нужно просто отключить все дополнительные порты, снизить уровень охлаждения и т. д.
Таблица №1. Потребление мощности различными моделями жестких дисков в разных рабочих режимах
Для вычисления энергопотребления накопителей, применяемых в профессиональной сфере необходимо рассмотреть по их полной загруженности и работе с различными скоростями вращения шпинделя и спецификациями SCSI, SAS.
Спецификации по энергопотреблению указывают паспортные данные производителей с нижними и верхними или типичными значениями потребления мощностей, они зачастую не соответствуют действительному потреблению электроэнергии, поэтому было проведено контрольное тестирование некоторых образцов «винчестеров».
Что такое жесткий диск
Жесткий диск — это накопитель информации, запоминающее устройство, основанное на принципе магнитной записи, обеспечивающее произвольный доступ.
В отличие от гибкого носителя, запись в этом случае ведется на жесткие пластины — диски, покрытые слоем ферромагнитного вещества. Доступ к информации обеспечивается при помощи магнитных головок, движущихся на расстоянии 0,1 мк от вращающихся пластин.
Основным назначением жесткого диска является комплектация стационарных компьютеров с целью хранения данных и программ. Изделия бывают внутренними и внешними — оснащенными жестким корпусом и системой охлаждения.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут
Примечание
Жесткий диск имеет несколько названий. Наиболее распространенные из них: винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках — НЖМД, hard magnetic disk drive — HMDD, hard disk drive — HDD.
Влияние неправильного напряжения на работу HDD
Жесткий диск (HDD) – это одно из наиболее важных устройств компьютера, отвечающее за хранение и доступ к данным. Он работает на основе электрической энергии, поэтому правильное напряжение является ключевым для нормальной работы HDD.
Неправильное напряжение может негативно повлиять на работу HDD и привести к различным проблемам.
- Снижение производительности: Если напряжение питания ниже номинала, HDD может работать медленнее, что приведет к задержкам при чтении и записи данных. Снижение производительности может сказаться на общей производительности компьютера и вызвать задержки в работе приложений.
- Потеря данных: Неправильное напряжение питания может вызвать потерю данных на жестком диске. Нестабильное напряжение может повредить структуру файловой системы или привести к нечитаемым секторам. В результате, файлы могут стать недоступными или полностью удалиться.
- Сбои и ошибки: Неправильное напряжение может вызвать сбои и ошибки в работе HDD. Это может проявляться в виде падения системы, зависаний, непредсказуемого поведения программных приложений или появления ошибок чтения/записи данных. На долгосрочной основе сбои могут привести к полной неработоспособности HDD.
- Перегрев: Неправильное напряжение может стать причиной перегрева HDD. Жесткий диск нуждается в определенном уровне питания для поддержания нормальной работы и охлаждения. Слишком высокое или слишком низкое напряжение может вызвать перегрев HDD, что может привести к повреждению компонентов и потере данных.
Чтобы избежать проблем, связанных с неправильным напряжением, рекомендуется использовать надежный и стабильный источник питания, следить за его работой и регулярно проверять состояние HDD. Дополнительно можно установить дополнительные меры защиты, такие как стабилизатор напряжения.
Важно: При обнаружении любых проблем с работой HDD необходимо обратиться к специалистам, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение ситуации и сохранить данные
Признаки недостатка питания
Недостаток питания может стать серьезной проблемой для работы жесткого диска и привести к его ошибкам и сбоям
Вот несколько признаков, на которые стоит обратить внимание, чтобы определить, достаточно ли питания для вашего жесткого диска:
| Признак | Описание |
|---|---|
| 1 | Внезапное отключение жесткого диска без очевидных причин. |
| 2 | Нестабильная работа жесткого диска: постоянные зависания и перезагрузки системы. |
| 3 | Слышимые звуки, которые свидетельствуют о недостатке питания, например, звук постоянной работы жесткого диска или щелчки при его включении и выключении. |
| 4 | Ошибка чтения или записи данных на жесткий диск. |
| 5 | Повышенная температура жесткого диска. |
| 6 | Постоянные проблемы с загрузкой операционной системы или программ. |
Если у вас есть хотя бы один из этих признаков, возможно, вашему жесткому диску не хватает питания. В таком случае рекомендуется проверить подключение кабеля питания и возможно подключить дополнительные источники питания, чтобы обеспечить надлежащую работу вашего жесткого диска.
SMART и питание винчестера
Винчестер – это умная машина, которая запоминает все события, что с ней были. Эти события хранятся в специальной области памяти.
Запоминается не только число переназначенных секторов, но и число ошибок системы позиционирования, ошибок считывания данных, количество включений и выключений, общее время работы, температура и множество других параметров.
Эту информацию можно увидеть с помощью специальных программ, она используется для построения отчетов SMART. SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) – это система самоконтроля, анализа и отчетности.
Зная параметры SMART, можно предугадывать дальнейшее поведение винчестера.
Некоторые тестирующие программы (например, Viktoria) сразу пишут статус винчестера – Good (хороший) или Bad (плохой). Следует отметить, что при хорошем статусе на винчестере может быть множество дефектных секторов.
Наличие дефектных секторов вызывает сбои и зависания в работе операционной системы или прикладных программ. Иногда система вообще отказывается загружаться!
Поэтому изначально винчестер содержит некое избыточное количество секторов, которые не видны пользователю и операционной системе. При необходимости можно заменить сбойный сектор нормальным из числа резервных. Эта операция называется remap (новая карта секторов).
Remap выполняется с помощью firmware винчестера и специальных служебных программ (той же Виктории, например).
Для питания винчестера используются два напряжения:
- + 5 В, для питания электроники,
- +12 В, для питания шпинделя (который вращает диски)
Винчестеры форм-фактора 2,5” (те, что используются, в частности, в ноутбуках) питаются единственным напряжением + 5 В.
Следует отметить, что напряжения в блоке питания компьютера должны находиться в пределах +- 5 %.
Особенно нежелательно повышение напряжения +12 В. При этом микросхема-драйвер может перегреться и выйти из строя.
Хозяин компьютера уже присматривал себе новый диск, но мы заменили блок питания – и винчестер радостно и быстро загрузил операционную систему.
SMART и питание винчестера
Запоминается не только число переназначенных секторов, но и число ошибок системы позиционирования, ошибок считывания данных, количество включений и выключений, общее время работы, температура и множество других параметров.
Эту информацию можно увидеть с помощью специальных программ, она используется для построения отчетов SMART. SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) – это система самоконтроля, анализа и отчетности.
Некоторые тестирующие программы (например, Viktoria) сразу пишут статус винчестера – Good (хороший) или Bad (плохой). Следует отметить, что при хорошем статусе на винчестере может быть множество дефектных секторов.
Наличие дефектных секторов вызывает сбои и зависания в работе операционной системы или прикладных программ. Иногда система вообще отказывается загружаться!
Поэтому изначально винчестер содержит некое избыточное количество секторов, которые не видны пользователю и операционной системе. При необходимости можно заменить сбойный сектор нормальным из числа резервных. Эта операция называется remap (новая карта секторов).
Для питания винчестера используются два напряжения:
Винчестеры форм-фактора 2,5” (те, что используются, в частности, в ноутбуках) питаются единственным напряжением + 5 В.
Хозяин компьютера уже присматривал себе новый диск, но мы заменили блок питания – и винчестер радостно и быстро загрузил операционную систему.
Вольт: питание компонентов жесткого диска
Основным напряжением, которое подается на жесткий диск, является +12V. Это напряжение необходимо для питания мотора, вращающего пластины диска с данными. Благодаря +12V мотор способен достичь необходимой скорости вращения диска и обеспечить быструю и эффективную работу жесткого диска.
Кроме того, на HDD также подается напряжение +5V. Это напряжение отвечает за питание электроники, находящейся на плате HDD. Электроника жесткого диска контролирует все процессы работы диска, обрабатывает данные, управляет записью и чтением информации. Благодаря +5V электронные компоненты получают необходимую энергию для работы с данными и поддержания стабильности работы жесткого диска.
Вместе с тем, на HDD может быть подано и другое напряжение – 3,3V. Это напряжение используется для питания некоторых компонентов, например, чипа памяти жесткого диска. Зачастую 3,3V подается на HDD в случаях, когда необходимо считывание или запись данных в память диска. Отправляя энергию напрямую на память, 3,3V обеспечивает ее надежное и точное функционирование.
Важно отметить, что питание компонентов HDD является одним из важных факторов, влияющих на качество работы жесткого диска и всей системы компьютера в целом. Неправильное напряжение или его изменение может привести к нестабильной работе диска, ошибкам при чтении и записи данных, а также снижению производительности компьютера
Поэтому следует обращать внимание на подачу правильного напряжения на HDD и контролировать его стабильность в процессе эксплуатации
Надёжность жёстких дисков
Жёсткий диск – достаточно сложный элемент компьютера, так как является электронно-механическим изделием и ко всему прочему работает при больших физических нагрузках. Механические элементы не вечны, и стоит чётко понимать, что винчестер рано или поздно выйдет из строя. Поэтому, чтобы не потерять важные данные, мы настоятельно рекомендуем делать резервную копию информации. Если жёсткий диск выйдет из строя, вы сможете купить новый и записать данные из back-up. Всегда стоит помнить один важный момент: с ростом ёмкости жёсткого диска и, соответственно, объёма информации на нём возрастают требования к резервированию данных, back-up попросту становится больше.
Надёжность жёстких дисков измеряется временем наработки на отказ (Mean Time Between Failures). Параметр MTBF для каждой модели винчестера можно найти на сайтах производителей. Как правило, большинство жёстких дисков имеют сопоставимый уровень MTBF, исключение составляют серьёзные Enterprise и серверные решения.
Контролировать состояние жёсткого диска можно при помощи технологии самотестирования, которую разработали производители винчестеров. S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technolodgy) заключается в том, что жёсткий диск самостоятельно мониторит состояние своей работоспособности и заранее предупреждает пользователя о возможных ошибках и серьёзных последствиях.
Что такое HDD?
Жесткий диск (HDD) – это устройство для хранения данных, которое используется в компьютерах и других электронных устройствах. HDD является одним из наиболее распространенных типов накопителей данных и предлагает значительную емкость для хранения информации.
Основной принцип работы HDD основан на использовании магнитных дисков. Внутри корпуса жесткого диска находятся несколько слоев магнитных дисков, которые вращаются с высокой скоростью. Каждый диск разделен на магнитные области, называемые секторами, которые могут быть записаны или считаны с помощью головок чтения/записи. Головки чтения/записи плавают над поверхностью диска на небольшой высоте, обеспечивая точность и скорость доступа к данным.
HDD подключается к компьютеру с помощью интерфейса, такого как Serial ATA (SATA) или Serial Attached SCSI (SAS). Он обеспечивает долгосрочное хранение данных и доступ к ним в любой момент.
Жесткие диски предлагают различные емкости, начиная от нескольких гигабайт до нескольких терабайт и даже больше. Благодаря этой емкости, HDD широко используется для хранения операционных систем, программ, мультимедийных файлов и других данных, которые требуют большого объема.
В следующих разделах мы рассмотрим историю развития HDD, его структуру, применение, достоинства и недостатки, а также другие важные аспекты, чтобы полностью погрузиться в мир жесткого диска.
Какой вид напряжения используется в HDD
Жесткий диск (HDD) является одним из основных компонентов компьютера, который используется для хранения данных. Для своего функционирования HDD требует постоянного и стабильного питания.
В HDD применяются различные виды напряжения, включая:
- 5 вольт постоянного тока (В) — это напряжение используется для питания электронных компонентов жесткого диска и регулируется регулятором напряжения на плате.
- 12 вольт постоянного тока (В) — это напряжение используется для питания мотора жесткого диска и также регулируется регулятором напряжения на плате.
Эти напряжения являются стандартными для HDD и обеспечивают необходимую энергию для корректной работы компонентов диска.
Важно отметить, что при подаче неправильного напряжения или его внезапных изменениях, HDD может быть поврежден или не работать надлежащим образом. Поэтому необходимо следить за стабильностью напряжения питания и использовать соответствующие защитные механизмы, такие как стабилизаторы напряжения или источники бесперебойного питания (ИБП)
Использование программного обеспечения для проверки питания
Для проверки доступности питания на жестком диске можно использовать различное программное обеспечение, которое предоставляет информацию о текущем состоянии питания. Эти программы обычно позволяют мониторить и измерять показатели питания, такие как напряжение и ток, а также отображать уровень заряда аккумулятора.
Одной из таких программ является CrystalDiskInfo. Это бесплатная утилита, которая предоставляет детальную информацию о жестких дисках, включая состояние питания. Она позволяет просматривать текущие значения напряжения и тока, а также отслеживать изменения этих показателей в реальном времени. CrystalDiskInfo также предоставляет информацию о дате производства диска, его температуре и прочих характеристиках, что может быть полезно при диагностике проблем с питанием.
Еще одна популярная программа для проверки питания жестких дисков — HDDScan. Это бесплатное программное обеспечение предоставляет информацию о различных аспектах работы дисков, включая состояние питания. При помощи HDDScan можно проверить текущее состояние напряжения и тока на диске, а также провести сканирование на наличие ошибок и битых секторов. Эта программа также позволяет просматривать подробную информацию о диске, включая его серийный номер и параметры SMART.
Другим вариантом программного обеспечения для проверки питания жесткого диска является HD Tune. HD Tune позволяет мониторить различные параметры дисков, включая показатели питания. С помощью HD Tune можно проверить текущий уровень напряжения и тока на диске, а также отслеживать изменения этих показателей в реальном времени. Программа также предоставляет графическое отображение данных, что упрощает анализ состояния питания.
Использование программного обеспечения для проверки питания жесткого диска может быть полезным в случае возникновения проблем с питанием или нестабильности работы диска. Оно позволяет получить детальную информацию о текущем состоянии питания, что помогает обнаружить возможные проблемы и принять меры по их устранению.
Интерфейсы винчестеров
SAS является дальнейшим развитием SCSI, он болем скоростной. Два последних интерфейса используются большей частью в серверах. В бытовых и офисных компьютерах используются IDE и SATA. IDE постепенно сходит со сцены, уступая SATA как более скоростному.
Винчестеры IDE подключаются к материнской плате посредством гибкого ленточного кабеля. К одному концу каналу IDE можно подключить два устройства.
ни одно из них работать не будет
Контроллер интерфейса IDE, находящейся на материнской плате, в каждый конкретный момент может работать только с одним устройством канала. Другое в это время простаивает.
последовательный интерфейс
Интерфейс SATA пережил несколько спецификаций. Сейчас идет внедрение стандарта SATA 3 со скоростью обмена данными 6 Гбит/с. Все новые винчестеры (как электромеханические, так и SSD) поддерживают это стандарт.
Соединение получается более надежным.
Разъемы SATA на кабеле и на материнской плате имеют ключи (защиту «от дурака»), так что вставить его наоборот нельзя. Интерфейс IDE также имеет выступ на кабеле.
Как работает жесткий диск
Жесткий диск (ЖД) является основным устройством для хранения данных на компьютере. Он состоит из нескольких компонентов, каждый из которых играет свою роль в его функционировании.
Основными элементами жесткого диска являются магнитные диски, на которых хранятся данные. Диски покрыты специальной магнитной пленкой, на которую записываются и с которой считываются данные. Данные на магнитных дисках хранятся в виде магнитных зарядов, которые представляют собой наборы единиц информации, так называемых битов.
Для записи и считывания данных на магнитные диски используется актюатор. Это механизм, который переносят магнитные головки над определенными секторами диска для записи и чтения данных. Актюатор состоит из сервопривода и гибкой механической руки, на которую установлены магнитные головки.
Когда пользователь записывает данные на жесткий диск, они преобразуются в электрические сигналы в контроллере диска. Затем контроллер отправляет эти сигналы на магнитные головки через разъемы и кабели. Магнитные головки, двигаясь поверхности диска, создают магнитные заряды, которые представляют собой записываемые данные.
Для считывания данных процесс происходит в обратной последовательности. Магнитные головки, двигаясь над поверхностью диска, считывают созданные ранее магнитные заряды и преобразуют их в электрические сигналы. Эти сигналы затем передаются через контроллер диска пользователю в виде нужных данных.
Таким образом, жесткий диск работает на основе записи и чтения данных на магнитные диски с помощью магнитных головок. Он предоставляет компьютеру возможность постоянного хранения и доступа к информации, что делает его одним из важнейших компонентов компьютерной системы.
Как устроен винчестер. Часть 2
Электроника винчестера расположена на отдельной плате. Она представляет собой микропроцессорную систему управления и включает в себя (на примере винчестера Samsung HD161HJ):
Он осуществляет управление приводом головок, драйвером шпинделя, считыванием и декодированием данных и многие другие операции. Раньше плата электроники включала в себя и микросхему flash памяти, подобную той, в которой хранилась BIOS материнской платы.
В ней хранилось firmware (микропрограмма) винчестера. Точнее говоря, часть ее хранилась в микросхеме, а часть – на информационном диске, в отдельной области, недоступной пользователю и операционной системе.
Можно предположить, что в настоящее время firmware хранится на диске, так как микросхем памяти на плате (по крайне мере, в винчестере HD161HJ) не видно.
Принцип работы жесткого диска
Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.
Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу — это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него загружается ОС, электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной «парковочной зоне». Вот как это выглядит.
Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.
Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск «простаивает», т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.
Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про интерфейсы жесткого диска — это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.
Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах
Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта — очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!