Tooprogram.ru

Компьютерный справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жесткий диск доклад

Жесткий диск

2.5 Жесткий диск

Устройства хранения информации (жесткие диски, CD-ROM, DVD-ROM) подключаются к южному мосту по шине UDMA (Ultra Direct Memory Access – прямое подключение к памяти).

Рисунок 11. Внешний вид жесткого диска.

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.

Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Устройство винчестера очень похоже на обыкновенный проигрыватель грампластинок. Только под корпусом может быть несколько пластин, насаженных на общую ось, и головки могут считывать информацию сразу с обеих сторон каждой пластины. Скорость вращения пластин (у некоторых моделей она доходит до 15000 оборотов в минуту) постоянна и является одной из основных характеристик. Головка перемещается вдоль пластины на некотором фиксированном расстоянии от поверхности. Чем меньше это расстояние, тем больше точность считывания информации, и тем больше может быть плотность записи информации. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех. Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы.

Механизмы — это сами диски, на которых хранится информация, головки, которые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение. Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже — из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Диски изготовлены. Во многих накопителях используется слой оксида железа (которым покрывается обычная магнитная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Технология его нанесения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем.

Количество дисков может быть различным — от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и «запомнить». Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности представьте себе, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются доменами.

Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Теперь о работе головок. Они перемещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы «плывут» на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его.

На поверхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами.

Типовой винчестер состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещены все механические части, на плате — вся управляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного внутри гермоблока в непосредственной близости от головок.

Читать еще:  Жесткий диск информация

Под дисками расположен двигатель — плоский, как во floppy-дисководах, или встроенный в шпиндель дискового пакета. При вращении дисков создается сильный поток воздуха, который циркулирует по периметру гермоблока и постоянно очищается фильтром, установленным на одной из его сторон.

Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя, находится поворотный позиционер, несколько напоминающий по виду башенный кран: с одной стороны оси, находятся обращенные к дискам тонкие, длинные и легкие несущие магнитных головок, а с другой — короткий и более массивный хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. При поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге между центром и периферией дисков. Угол между осями позиционера и шпинделя подобран вместе с расстоянием от оси позиционера до головок так, чтобы ось головки при поворотах как можно меньше отклонялась от касательной дорожки.

В более ранних моделях коромысло было закреплено на оси шагового двигателя, и расстояние между дорожками определялось величиной шага. В современных моделях используется так называемый линейный двигатель, который не имеет какой-либо дискретности, а установка на дорожку производится по сигналам, записанным на дисках, что дает значительное увеличение точности привода и плотности записи на дисках.

Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный магнит. При подаче в обмотку тока определенной величины и полярности коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с соответствующим ускорением; динамически изменяя ток в обмотке, можно устанавливать позиционер в любое положение. Такая система привода получила название Voice Coil (звуковая катушка) — по аналогии с диффузором громкоговорителя.

На хвостовике обычно расположена так называемая магнитная защелка — маленький постоянный магнит, который при крайнем внутреннем положении головок (landing zone — посадочная зона) притягивается к поверхности статора и фиксирует коромысло в этом положении. Это так называемое парковочное положение головок, которые при этом лежат на поверхности диска, соприкасаясь с нею. В ряде дорогих моделей (обычно SCSI) для фиксации позиционера предусмотрен специальный электромагнит, якорь которого в свободном положении блокирует движение коромысла. В посадочной зоне дисков информация не записывается.

Рисунок 12 . Внутренне устройство жесткого диска.

Внешние жесткие диски

Это устройства подключающиеся к USB-порту. Они используются в основном для обмена данными с цифровыми камерами и прочими мобильными устройствами. Но они имеют невысокую пропускную способность.

Жесткий диск: устройство и характеристики

Жёсткий диск (HDD) – энергонезависимое запоминающее устройство, назначение которого длительное хранение данных. Информация сохраняется на жестких носителях (дисках из специальных сплавов) имеющих ферромагнитное покрытие (двуокись хрома).

Устройство жесткого диска

Гермозона

Включает в себя: корпус из прочного сплава, диски с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок

Пакет рычагов из пружинистой стали с закрепленными головками на концах.

Пластины

Изготовлены из металлического сплава и покрыты напылением ферромагнетика (окислов железа, марганца и других металлов). Диски жёстко закреплены на шпинделе, который вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. При такой скорости вблизи поверхности диска создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности диска.

Устройство позиционирования головок

Состоит из неподвижной пары сильных постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок.

Гермозона — заполняется очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом, а для выравнивания давления устанавливается тонкая металлическая или пластиковая мембрана. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а также при прогреве устройства во время работы. Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.


Блок электроники

Содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство, буферную память, интерфейсный блок (передача данных, подача питания) и блок цифровой обработки сигнала.

Блок управления представляет собой систему:

  • позиционирования головок;
  • управления приводом;
  • коммутации информационных потоков с различных головок;
  • управления работой всех остальных узлов — приёма и обработки сигналов с датчиков устройства:
    • одноосный акселерометр — используемый в качестве датчика удара,
    • трёхосный акселерометр — используемый в качестве датчика свободного падения,
    • датчик давления,
    • датчик угловых ускорений,
    • датчик температуры.

Блок постоянного запоминающего устройства хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию жесткого диска.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память).

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации).

Читать еще:  Соотношение дополняющей нежесткости

Характеристики жесткого диска

Интерфейс — поддерживаемый стандарт обмена данными с накопителями информации: ATA (IDE, PATA), SATA.

Ёмкость — объём данных, которые может хранить жесткий диск (ГБ, ТБ).

Форм-фактор — физический размер диска с ферромагнитным покрытием: 3,5 или 2,5 дюйма.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до 16 мс).

Скорость вращения шпинделя – параметр от которого зависит время доступа и средняя скорость передачи данных. Жесткие диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.

Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при последовательном.

Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе (вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам. Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных – скорость чтения/записи при последовательном доступе (внутренняя зона диска — от 44,2 до 74,5 Мб/с, внешняя зона диска — от 60,0 до 111,4 Мб/с).

Объём буфера — промежуточная память (Мб), предназначенная для сглаживания разницы скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. Обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Доклад Жесткий диск 7 класс по информатике сообщение

Компьютер – незаменимое на сегодняшний день средство для выполнения огромного количества задач. Именно широкий перечень возможностей компьютера обуславливает необходимость хранения большого количества содержимого внутри него. За хранение информации внутри компьютера отвечает жесткий диск.

Этот миниатюрный прибор осуществляет свою работу полностью благодаря законам физики и состоит из множества связанных в одну систему деталей, основной из которых является сам магнитный диск, напоминающий форму CD диска, а также шпиндель и коромысло, вращение которых и осуществляет запись, хранение и считывание данных. Чем выше скорость вращения шпинделя, тем выше скорость записи и передачи данных. Во время считывания информации происходит смещение коромысла около 60 раз в секунду, а достигается это путем взаимодействия электричества и магнетизма. Само коромысло устроено таким образом, чтобы его головка не прикасалась к поверхности диска, находясь на расстоянии от него в несколько тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, что является необходимым условием сохранения жесткого диска от повреждений.

Человеческому глазу поверхность диска кажется гладкой, однако на его поверхности находятся сотни тысяч узких дорожек, поделенных на множество секторов, на которых и осуществляется хранение информации. Всего один квадратный сантиметр жесткого диска на своей поверхности вмещает в себя множество миллиардов бит информации.

По способу подключения к компьютеру жесткие диски бывают внутренними и внешними. Первые находятся непосредственно внутри системного блока компьютера и подключены к материнской плате, а вторые имеют возможность подключения к разным компьютерам и служат для хранения и переноса данных путём отдельного подключения с помощью USB разъема.

Внутренние характеристики жестких дисков и их объем памяти постоянно совершенствуются, претерпевая позитивные изменения с каждым годом. К примеру, еще в 1995 году максимальный объем жесткого диска составлял только 2 гигабайта, а уже в 2018 году был создан жесткий диск объемом 16 терабайт, что равняется 16000 гигабайтам.

Доклад №2

Жесткий диск компьютера (другое, более устаревшее и забытое название «винчестер») – это устройство, предназначенное для хранения информации. Основой его функционирования является магнитная запись.

Информация записывается на пластины из стекла и алюминия, покрытые слоем специального материала. Пластин на одной оси имеется несколько. Считывающие головки начинают двигаться благодаря потоку воздуха, который образуется при сильном вращении.

Можно сказать, что принцип работы этого устройства схож с работой известных нам из не такого уж далекого прошлого, магнитофонов.

Однако между этими устройствами существуют и различия.

Головки на основе эффекта гигантского магнитного сопротивления начали появляться еще в 90-х, впоследствии они сменились на устройства туннельного магниторезисторного эффекта.

Следует сказать, что со стремительным развитием технологий, менялись виды, типы, марки жестких дисков, их объем становился все больше и больше. Потому, глядя на современную модель устройства, довольно сложно представить то время, когда люди радовались его скромному предшественнику.

Способы записи информации на жесткий диск бывают различными. Среди них метод перпендикулярной записи, продольной записи, тепловой магнитной записи и так далее.

Читать еще:  Внешний жесткий диск назначение

Процесс продольной записи состоит в том, что данные переносятся на устройство с помощью маленькой головки, которая способна намагнитить миллиарды доменов. Вектор доменов в данном случае расположен продольно относительно поверхности диска.

Перпендикулярная запись подразумевает вертикальные домены, причем, используется двоичная система, в зависимости от направления намагниченности. Следует отметить, что магнитные поля в этом случае более сильны, что рождает преимущества по сравнению с первым методом.

В 2010-м году был реализован метод тепловой магнитной записи, основой которых является точечный нагрев диска, который позволяет предавать намагничиванию даже самые мелкие поверхности.

Казалось бы, такой вид записи, как черепичная магнитная запись, имеет одни лишь преимущества. Однако, это не так. Данная технология значительно усложняет перезапись данных, что является существенным минусом.

Относительно характеристик, жесткие диски классифицируются по: форм-фактору, емкости, физическому размеру, времени произвольного доступа, скорости вращения шпинделя, надежности, количеству операций ввода – вывода в секунду, объему буфера, уровню шума и многим другим показателям.

Жесткий диск состоит из гермозоны, устройства позиционирования, блока электроники и.т.д.

В целом, в наше время данное устройство уже не является средством удивления кого-либо, оно довольно прочно вошло в обиход каждого пользователя компьютерной техники.

7 класс по информатике

Жесткий диск

Популярные темы сообщений

В семействе Соколиных есть хищная птица, которая называется кречет. Является самой крупной птицей этого семейства. Сильные, умные, выносливые, стремительные – это все о кречетах.

В нашем государстве колоссальное многообразие растений. Некоторые, из которых употребляются в целебных целях. Однако имеются растения опасные, необдуманное отношение с которыми способно послужить причиной несчастья.

Родом дымковская игрушка из заречной слободы Дымково близ города Вятки (современного Кирова). Этот старинный промысел зародился в 15 веке. Происхождение промысла, по преданию, связано с вятским народным праздником «Свистопляской»

Жесткий диск доклад

4. Объем, скорость и время доступа.. 11

5. Интерфейсы жестких дисков.. 13

6. Внешние жесткие диски.. 14

7. Новости жестких дисков.. 15

Bluetooth HDD от Toshiba.. 15

Новые высокопроизводительные жесткие диски от Fujitsu.. 16

Технология записи жестких дисков с плотностью 300 Гбит/дюйм2 от Fujitsu.. 17

1. Принцип работы жесткого диска

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.

Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Устройство винчестера очень похоже на обыкновенный проигрыватель грампластинок. Только под корпусом может быть несколько пластин, насаженных на общую ось, и головки могут считывать информацию сразу с обеих сторон каждой пластины. Скорость вращения пластин (у некоторых моделей она доходит до 15000 оборотов в минуту) постоянна и является одной из основных характеристик. Головка перемещается вдоль пластины на некотором фиксированном расстоянии от поверхности. Чем меньше это расстояние, тем больше точность считывания информации, и тем больше может быть плотность записи информации. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех. Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы. Механизмы — это сами диски, на которых хранится информация, головки, которые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение. Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже — из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Диски изготовлены. Во многих накопителях используется слой оксида железа (которым покрывается обычная магнитная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Технология его нанесения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем.

Количество дисков может быть различным — от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector