<<
>>

Жесткие диски

В состав современных персональных компьютеров обязательно входит постоян- ный, несъемный диск. Обычно его называют жестким магнитным диском — ЖМД, HDD (от Hard Disk Drive — привод жесткого диска), или винчестером.
В связи с тем, что жесткий диск является несменным, в отличие от сменного носителя — пе- реносного «портфеля», его можно представлять себе как стационарный «шкаф» для хранения документации. Жесткий диск на самом деле является пакетом дисков, который состоит из нескольких металлических или стеклянных пластин — дисков, закрепленных на общей оси и жестко соединенных с механизмом вращения. Вся группа дис- ков размещена в герметичном корпусе, из которого откачивается воздух. Такая конструкция позволяет значительно увеличить плотность записи информации и, следовательно, увеличить объем диска. Современные жесткие диски имеют объем 100-500 Гбайт. По-видимому, в ближайшее время этот показатель может возрасти до величины равной нескольким терабайтам. Все диски пакета вращаются одновременно, причем особенности конструкции жест- ких дисков обеспечивают высокую скорость вращения пакета (7200-15 000 обо- ротов в минуту), а также высокую скорость передачи данных.
Обсудим немного более подробно способ хранения данных на дисках. Плоские поверхности каждого диска пакета покрыты специальным веществом, хорошо сохраняющим состояние намагниченности. Стороны диска, на которые нанесено магнитное покрытие, называются рабочими поверхностями. Каждая из поверх- ностей имеет собственный номер (рис. 2.3).

На рабочие поверхности дисков наносятся концентрические дорожки, которые представляют собой не углубления в поверхностях, а круговые полосы особым образом намагниченного вещества рабочего слоя, которые отделяются друг от дру- га областями с другими свойствами намагниченности.

Количество дорожек на рабочей поверхности диска зависит от его диаметра, от материала, из которого изготовлен магнитный слой, и некоторых других факторов. Все дорожки каждой из поверхностей пронумерованы. Каждая дорожка диска разбивается на участки, которые принято называть секто- рами. В стандартном случае сектор имеет объем 512 байт. Сектор диска в процессе чтения/записи данных играет примерно такую же роль, как и байт в оперативной памяти. Для повышения скорости выполнения операций чтения и записи на жестких дисках несколько подряд расположенных секторов одной и той же дорожки объ- единяют в группы, которые называют кластерами. Обмен информацией, то есть либо чтение, либо запись, для любого диска всегда осуществляется отдельными кластерами, а не отдельными секторами. Кластер состоит из целого числа секто- ров — одного, двух, четырех, восьми и т. д. Конкретное количество секторов, вхо- дящих в кластер, зависит от используемых аппаратуры и программ. В частности, кластеры на современных жестких дисках состоят из 32, 64 и более секторов. ВНИМАНИЕ----------------------------------------------------------------------------------- Чтение и запись данных на диски осуществляются не отдельными байтами, как в опе- ративной памяти, а сразу целым сектором или группой секторов — кластером. Секторы на дорожке, так же как и дорожки, нумеруются. Таким образом, чтобы однозначно указать какой-либо сектор на диске, нужно задать три числа: номер рабочей поверхности, номер дорожки на ней и номер сектора на дорожке. Этот набор из трех номеров называется физическим адресом сектора. Чтобы упростить адресацию, для всех кластеров диска вводится единая, сплошная нумерация. Это позволяет в качестве адреса сектора, с которого начинается кластер, указывать только одно число — порядковый номер кластера. Первый сектор, расположенный на нулевой дорожке нулевой поверхности дис- ка, принято называть начальным, стартовым, загрузочным или bооt-сектором. Он играет особую роль в работе персональных компьютеров.
В частности, он содержит исчерпывающую характеристику самого диска: количество рабочих поверхностей на диске, количество дорожек на одной поверхности и количество секторов на одной дорожке. Кроме того, в этом секторе может находиться спе- циальная программа-загрузчик, которая осуществляет загрузку операционной системы — основной программы, управляющей всей работой компьютера Первоначальная подготовка дисков к работе, во время которой на ее рабочие поверхности наносится система дорожек и секторов, выполняется специальными программами и называется форматированием, инициализацией или разметкой. Над каждой рабочей поверхностью вращающегося диска находится закрепленная на приводе головка чтения/записи, содержащая индукционную катушку (рис. 2.3). Привод представляет собой механизм, обеспечивающий одновременное радиальное (вдоль радиуса диска от его внешней границы к центру и назад) перемещение всех головок чтения/записи и точное их позиционирование на некотором рассто- янии от центра диска. Сочетание вращательного движения дисков и радиального перемещения головок обеспечивает возможность чтения/записи в любом секторе любой дорожки любой рабочей поверхности. В режиме записи, при прохождении по индукционной катушке тока определен- ного направления на рабочей поверхности остается участок с соответствующим направлению тока направлением намагниченности. Одно из этих направлений считается кодом нуля, другое — кодом единицы. В режиме чтения, когда головка проходит над намагниченной областью, в ней возникает ток соответствующего на- магниченности направления, который воспринимается как прочитанное значение бита. Линейный размер считающейся битом области намагниченности составляет примерно 0,1-0,2 микрона. В принципе, в состав компьютера можно включить несколько жестких дисков. Но на практике персональный компьютер чаще всего оснащен только одним таким диском. Однако для удобства хранения и поиска данных предусмотрена возможность iшитироватъ наличие в составе компьютера нескольких жестких дисков.
Включенный в состав компьютера диск делится на ряд участков, каждый из которых ведет себя как самостоятельный диск. Такие участки жесткого диска принято называть логическими дисками. Каждое дисковое устройство, включенное в комплект персонального компьютера, имеет собственное обозначение, которое состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия. Дисковод для гибких дисков независимо от его наличия или отсутствия в комплектации компьютера всегда обозначается как А:. Жесткий диск принято называть С:. Если в составе компьютера имеются дополнительные реальные или логические жесткие диски, дисководы для оптических дисков и подключаемые устройства флэш-памяти, то для их обозначения используются следующие по порядку буквы английского алфавита — D:, E:, F: и т. д. 2.3.2.2. Оптические диски В состав современных персональных компьютеров включаются устройства для работы с оптическими (лазерными) дисками, которые относятся к сменным носителям информации. Простейшей разновидностью компакт-дисков являются CD-ROM (от Compact Disk Read Only Memory — память только для чтения на компакт-дисках). В ком- пакт-дисках используется следующий принцип записи данных. Двоичные коды записываются на поликарбонатную основу в виде углублений (ямок) и ровных участков, расположенных внутри спиралевидных дорожек диска Этот рельеф наносится на диск при его изготовлении на заводе механическим путем. Отсюда следует основной недостаток CD-ROM — невозможность записывать на них новую информацию. Считывание информации происходит с помощью лазерного луча, который с огромной скоростью пробегает вдоль дорожек единственной рабочей поверхности диска. Собственно по способу считывания информации диски и на- зываются оптическими или лазерными. К достоинствам CD-ROM можно отнести: низкую стоимость самих дисков, емкость порядка 600-800 Мбайт, а также их надежность и долговечность (теоретически до 100 лет), которые значительно превосходят соответствующие характеристики гибких дисков. Дисковод для оптических дисков называют лазерным проигрывателем или так же, как и используемый диск, — CD-ROM.
При включении в состав персонального компьютера дисковод CD-ROM приобретает права одного из сменных дисковых устройств. Существенный недостаток CD-ROM — невозможность выполнения записи при их использовании — был устранен в дисках WORM (от Write Once/Read Many — од- нократная запись, множественное считывание), которые имеют и более расriро- страненное название CD-R (от Compact Disk Recordable — записываемый ком- пакт-диск). На диски этого типа можно записать данные прямо на компьютере, но только один раз. При этом чтение может производиться произвольное коли- чество раз. Для использования этой технологии требуются специальные диски, которые стоят дороже, чем CD-ROM. Запись на диски CD-R, которые принято называть заготовками (или болванками), производится с помощью воздействия высокотемпературного лазерного луча на особый светочувствительный слой дис- ка (цианин зеленого цвета или италоцианин желто-оранжевого цвета), который как бы «выгорает» иод этим воздействием. Понятно, что такую «заrшсь» можно выполнить только один раз. Широкое распространение имеют дисководы, позволяющие выполнять много- кратную перезапись на компакт-диски. Для этого требуются особые диски типа CD-RW (от Compact Disk ReWriteable — перезаписываемые компакт-диски). По своим размерам, объему и внешнему виду диски CD-RW ничем не отличаются от дисков CD-R и CD-ROM. Но принцип записи информации на эти диски со- вершенно другой. На металлической (или иной) основе диска CD-RW находится рабочий слой из специального материала (сплав серебра, индия, сурьмы и теллу- ра), который под влиянием лазерного луча изменяет свое состояние, переходя из кристаллического состояния в аморфное или наоборот. Такой переход из одного состояния в другое может быть выполнен многократно. Этот процесс обеспе- чивает возможность многократной перезаписи информации на диски CD-RW. Участки с кристаллическим и аморфным состоянием по-разному отражают свет. Это обеспечивает возможность чтения данных, записанных на диск описанным выше способом. Рассмотренные выше оптические диски имеют объем 600-800 Мбайт, что, в при- нципе, не очень много, если иметь в виду уровень современных требований к внешним запоминающим устройствам. Гораздо большие возможности по записи информации предоставляет использование хорошо известных любителям видео DVD-дисков (от Digital Versatile Disk — цифровой универсальный диск). Запись информации на диски DVD производится на одном или нескольких слоях, которые размещаются на одной и той же или разных рабочих поверхностях. Объем дисков может достигать 17-27 Гбайт. В настоящее время распространены также диски однократной (DVD-R) и многократной (DVD-RW) записи. 2.3.2.3.
<< | >>
Источник: А. Н. Степанов. Информатика Базовый курс для студентов гуманитарных специальностей высших учебных заведений 6-е издание. 2010

Еще по теме Жесткие диски:

  1. Жесткий характер
  2. Жесткая структура
  3. Энергетическое поле жесткой структуры
  4. Жизненная задача и высшее «Я» для жесткого характера
  5. СМЕЩЕНИЕ ДИСКА
  6. Освещение на телесъемках
  7. Как воплотить это в жизнь
  8. Жёсткость
  9. Высшее «Я»
  10. Сексуальность
  11. Жёсткость
  12. Линия 5-7 (Юпитер-Сатурн)
  13. ПРОСТРАНСТВО ЖИЗНЕННОЕ
  14. 9.3.1. Жизнь не стоит на месте
  15. Тело
  16. Код языка тела