Жесткий диск характеристики и назначение

Как и большинство компьютерных комплектующих, жесткие диски различаются по своим характеристикам. Такие параметры влияют на производительность железа и определяют целесообразность его использования для выполнения поставленных задач. В рамках данной статьи мы постараемся рассказать о каждой характеристике HDD, подробно описывая их действие и влияние на производительность или другие факторы.

Основные характеристики жестких дисков

Многие пользователи выбирают жесткий диск, беря в расчет только его форм-фактор и объем. Такой подход не совсем правильный, поскольку на работоспособность устройства влияет еще множество показателей, на них тоже нужно обращать внимание при покупке. Мы предлагаем вам ознакомиться с характеристиками, которые так или иначе будут влиять на ваше взаимодействие с компьютером.

Сегодня мы не будем говорить о технических параметрах и других составляющих рассматриваемого накопителя. Если вас интересует именно эта тема, рекомендуем прочитать отдельные наши статьи по следующим ссылкам.

Форм-фактор

Один из первых пунктов, с которым сталкиваются покупатели – размеры накопителя. Популярными считаются два формата – 2,5 и 3,5 дюймов. Меньшие обычно монтируются в ноутбуки, поскольку место внутри корпуса ограничено, а большие устанавливаются в полноразмерные персональные компьютеры. Если же 3.5 винчестер вы никак не поместите внутрь лэптопа, то 2.5 с легкостью устанавливается в корпус ПК.

Вы могли встречать накопители и меньших размеров, но они используются только в мобильных устройствах, поэтому при подборе варианта для компьютера не стоит обращать на них внимание. Конечно, размер жесткого диска определяет не только его вес и габариты, но и количество потребляемой энергии. Именно из-за этого 2.5-дюймовые HDD чаще всего задействуют как внешние накопители, поскольку им достаточно питания, поступаемого через интерфейс подключения (USB). Если же было принято решение сделать внешний 3.5 диск, он может требовать подачи дополнительного питания.

Объем

Далее пользователь всегда смотрит на объем накопителя. Он бывает разный – 300 ГБ, 500 ГБ, 1 ТБ и так далее. Эта характеристика определяет, какое количество файлов сможет уместиться на одном жестком диске. На данный момент времени уже не совсем целесообразно приобретать устройства с объемом менее 500 ГБ. Практически никакой экономии это не принесет (больший объем делает цену за 1 ГБ ниже), но однажды необходимый объект может просто не уместиться, особенно если учитывать вес современных игр и фильмов в высоком разрешении.

Стоит и понимать, что иногда цена за диск на 1 ТБ и 3 ТБ может значительно отличаться, видно это особенно на 2.5-дюймовых накопителей. Поэтому перед покупкой важно определить, для каких целей будет задействован HDD и сколько примерно на это пространства потребуется.

Скорость вращения шпинделя

Скорость чтения и записи в первую очередь зависит от скорости вращения шпинделя. Если вы ознакомились с рекомендованной статьей по составляющим жесткого диска, то уже знаете, что шпиндель и пластины крутятся вместе. Чем больше оборотов эти компоненты делают за минуту, тем быстрее происходит перемещение к нужному сектору. Из этого следует, что при большой скорости выделяется больше тепла, поэтому и требуется более сильное охлаждение. Кроме этого, данный показатель влияет и на шум. Универсальные HDD, которые чаще всего используются обычными юзерами, имеют скорость в диапазоне от 5 до 10 тысяч оборотов в минуту.

Диски со скоростью оборота шпинделя 5400 идеальны для использования в мультимедийных центрах и других подобных устройствах, поскольку основной упор при сборке такого оборудования сделан на низкое энергопотребление и выделение шума. Модели с показателем более 10000 лучше обойти стороной пользователям домашних ПК и присмотреться SSD. 7200 об/м при этом будет золотой серединой для большинства потенциальных покупателей.

Исполнение геометрии

Только что мы упомянули пластины жесткого диска. Они являются частью геометрии девайса и в каждой модели количество пластин и плотность записи на них различаются. Рассматриваемый параметр влияет и на максимальный объем накопителя, и на его итоговую скорость чтения/записи. То есть сохранение информации происходит конкретно на эти пластины, а чтение и запись производится головками. Каждый накопитель разделяется на радиальные дорожки, которые состоят из секторов. Поэтому именно радиус влияет на быстроту чтения информации.

Скорость чтения всегда выше у того края пластины, где дорожки длиннее, из-за этого чем меньше форм-фактор, тем ниже максимальная скорость. Меньшее количество пластин означает более высокую их плотность, соответственно, и больше скорость. Однако в интернет-магазинах и на сайте производителя достаточно редко указывают эту характеристику, из-за этого выбор становится труднее.

Интерфейс подключения

При подборе модели жесткого диска важно узнать и его интерфейс подключения. Если ваш компьютер более современный, скорее всего, на материнской плате установлены разъемы SATA. В старых моделях накопителей, которые сейчас уже не производятся, использовался интерфейс IDE. У SATA есть несколько ревизиций, каждая из них различается пропускной способностью. Третья версия поддерживает скорость чтения и записи до 6 Гбит/с. Для домашнего использования вполне хватит HDD с SATA 2.0 (скорость до 3 Гбит/c).

В более дорогих моделях вы могли наблюдать интерфейс SAS. Он совместим с SATA, однако подключаться могут только SATA к SAS, а не наоборот. Такая закономерность связана с пропускной способностью и технологией разработки. Если же вы сомневаетесь по поводу выбора между SATA 2 и 3, смело берите последнюю версию, в случае когда позволяет бюджет. Она совместима с предыдущими на уровне разъемов и кабелей, однако имеет улучшенное управление питанием.

Объем буфера

Буфером или кэшем называется промежуточное звено хранения информации. Оно обеспечивает временное сохранение данных, чтобы при следующем обращении жесткий диск смог моментально получить их. Необходимость в такой технологии возникает потому, что скорость чтения и записи обычно отличается и возникает задержка.

У моделей размером 3.5 дюймов объем буфера начинается от 8 и заканчивается 128 мегабайтами, но не стоит всегда присматриваться к вариантам с большим показателем, поскольку кэш практически не используется во время работы с объемными файлами. Правильнее будет сначала проверить разницу скорости записи и чтения модели, а потом, исходя из этого, уже определять оптимальный размер буфера.

Наработка на отказ

Наработка на отказ или MTFB (Mean Time Between Failures) обозначает надежность выбранной модели. Разработчики при тестировании партии определяют, сколько времени диск будет непрерывно работать без каких-либо повреждений. Соответственно, если вы покупаете устройство для сервера или долговременного хранения данных, обязательно смотрите на этот показатель. В среднем он должен быть равен одному миллиону часов и более.

Среднее время ожидания

Головка перемещается на любой участок дорожки за определенный промежуток времени. Такое действие происходит буквально за долю секунды. Чем меньше задержка, тем быстрее выполняются задачи. У универсальных моделей среднее время ожидания 7-14 МС, а у серверных — 2-14.

Энергопотребление и тепловыделение

Выше, когда мы говорили о других характеристиках, тема нагрева и потребления энергии уже была поднята, однако хотелось бы более детально рассказать об этом. Конечно, иногда владельцы компьютеров могут пренебречь параметром потребления энергии, но когда модель покупается для ноутбука важно знать, что чем больше значение, тем быстрее разряжается батарея при работе не от сети.

Некоторая часть потребляемой энергии всегда преобразуется в тепло, поэтому если вы не можете поставить в корпус дополнительное охлаждение, следует выбирать модель с более низким рассматриваемым показателем. Впрочем, с рабочими температурами HDD от разных производителей вы можете ознакомиться в другой нашей статье по следующей ссылке.

Теперь вы знаете основную информацию о главных характеристиках жестких дисков. Благодаря этому вы можете сделать правильный выбор при покупке. Если же вы во время прочтения статьи решили, что целесообразнее для ваших задач будет приобретение SSD, советуем ознакомиться с инструкциями по этой теме далее.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

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).

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.

Изучение назначения, конструкции и основных характеристик жесткого диска – съемного носителя информации, на котором находятся все документы и файлы компьютера. Размер, интерфейс, емкость, скорость передачи данных, надежность и уровень шума винчестера.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	30.09.2013
Размер файла	21,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа по аппаратному обеспечению на тему

"Жесткий диск, конструкция, назначение, характеристики"

Учащаяся 2 курса, группы № 21

Соловьева Алевтина Леонидовна.

Г. Великие Луки – 2010 – 2011 гг.

Жесткий диск, физическое устройство

Назначение жесткого диска

Устройство для хранения информации на основе вращающегося магнитного диска было разработано фирмой IBM в самом начале 70-х годов. Этот громоздкий 14-дюймовый диск позволял записать 30 дорожек по 30 секторов в каждой из них; обозначение диска 30/30 напоминало название широко распространенной модели ружья фирмы Winchester, в результате чего в английском языке для обозначения дисковых устройств с несъемными дисками стали широко применять слово Winchester. В 1973 году фирма IBM создала первый накопитель с несколькими дисками емкостью 140 Мб, который продавался по цене $8600, а в 1980 году они создали первый жесткий диск ёмкостью более 1 Гб, весил он 250 кг, цена 14,5 тыс. долларов.

При разработке первой модели компьютера IBM PC в нем не был предусмотрен встроенный винчестер, однако уже в следующей модели он был установлен (20 Мб). В компьютере PC AT винчестер уже являлся основным средством повышения эффективности компьютера – пользователям не требовалось больше загружать операционную систему с дискет и искать каждый раз новую дискету при начале работы с какой-либо программой. Возможность хранения на встроенном диске больших объемов данных и программ значительно расширила диапазон использования персональных компьютеров.

Жесткие диски (винчестеры), физическое устройство

жесткий диск компьютер файл

На корпусе жесткого диска имеются несколько разъемов, предназначенных для обеспечения взаимодействия жесткого диска с другими компонентами системного блока. Внутри корпуса винчестера размещаются элементы необходимые для работы винчестера:

F носитель информации, который представляет собой жесткий диск;

F устройство считывания/записи информации;

F нередко, интерфейсную часть, называемую контроллером жесткого диска.

Внутри корпуса находится электродвигатель, на оси которого расположены несколько дисков. Диски изготовлены из стекла или алюминия и покрыты ферромагнитным слоем. Каждый диск разбит на цилиндры и секторы. Между дисками находится магнитная головка, которая записывает и считывает информацию. Информация записывается в области свободных секторов. Запись начинается с внешней дорожки, которая называется «нулевой».

Информация заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию. Герметичная камера предохраняет носители не только от проникновения механических частиц пыли, но и от воздействия электромагнитных полей. Необходимо заметить, что камера не является абсолютно герметичной т.к. соединяется с окружающей атмосферой при помощи специального фильтра, уравнивающего давление внутри и снаружи камеры. Однако воздух внутри камеры максимально очищен от пыли, т.к. малейшие частички могут привести к порче магнитного покрытия дисков и потере данных и работоспособности устройства. Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. Габаритные размеры характеризуются форм – фактором, который указывает горизонтальный и вертикальный размер корпуса. Различают горизонтальные размеры: 1,8 дюйма, 2,5 дюйма, 3,5 дюйма, 5,25 дюйма.

Плата электроники предназначена для управления работой механически подвижных частей устройства и для формирования электрических импульсов при чтении/записи информации. Плата электроники представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, буферной памятью, устройствами ввода/вывода и прочими атрибутами. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек.

Жесткие диски условно можно разделить на четыре типа: внешние, диски для настольных компьютеров, для ноутбуков и для серверов. Каждый тип обладает конструктивными особенностями, делающими его применение наиболее целесообразным в определенных случаях.

Жесткие диски для настольных компьютеров традиционно изготовляются размером 3,5, имеют скорость вращения 5400 или 7200 об/мин и интерфейс подключения IDE или SATA.

Жесткие диски для серверов имеют более высокую скорость вращения (до 15000 об/м). Для подключения в них используются различные модификации параллельного (SCSI) или последовательного (SATA, SAS) интерфейсов. Так как эти диски применяются в системах, требующих повышенной надежности хранения информации, они имеют более высокое качество изготовления и время безотказного функционирования, превышающее 1000000 часов наработки на отказ.

До недавнего времени жесткие диски для серверов имели ширину 3,5 дюйма. Сегодня стали появляться 2,5-дюймовые модели. Использование таких накопителей позволит уменьшить размеры серверов и снизить их энергопотребление.

Портативные внешние жесткие диски позволяют практически полностью решить проблемы, связанные с транспортировкой объемных файлов, будь то видеофильмы, издательские или дизайнерские материалы или большие музыкальные архивы. Такой мобильный носитель состоит из 2,5 или 3,5-жесткого диска и контроллера для подключения к требуемому порту. Контролеры, в свою очередь, могут подключаться к компьютеру через интерфейс USB 2.0 или FireWire (1394). Устройство имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет носить его в сумке или даже во внутреннем кармане пиджака.

Стационарные внешние жесткие диски могут состоять из одного или нескольких накопителей, они могут иметь достаточно большие вес и размеры, для их работы может потребоваться отдельное питание, но при этом они позволяют хранить большой объем информации.

Жесткие диски для ноутбуков имеют размер 2,5 и 1,8 дюймов, скорость вращения 4200 или 5400 об/мин. Следует отметить, что из-за конструктивных особенностей, тепловыделение и уровень шума жестких дисков такого типа существенно ниже, чем у винчестеров, используемых для настольных компьютеров и серверов. Покупая внешние винчестеры и жесткие диски для ноутбуков, следует особенно обратить внимание на ударостойкость.

Объем винчестера в современных компьютерах достиг очень больших цифр и в среднем уже превышает 160Гб. В 2007г. корпорация Hitachi представляет накопитель емкостью 1Тб (1Тб=1024Гб). 160 – 200 Гб чаще всего вполне достаточно, кроме того, наличие небольшого объема постепенно приучает к хорошему стилю работы на компьютере, ввиду того, что пользователь постоянно следит за своими данными, регулярно производит очистку жесткого диска и позволяет не запутаться в них.

Интерфейсом жесткого диска называют совокупность, состоящую из линий связи, сигналов, передаваемых по этим линиям и технических средств и правил, на основе которых поддерживается эта связь. В настоящее время, в винчестерах чаще всего применяются такие интерфейсы как ATA (или IDE), Serial ATA (SATA и SATA II), SCSI, USB и FireWire.

Размер жесткого диска колеблется, как правило, от 0,8 до 3,5 дюймов. В настольных компьютерах используются диски размером 3,5 дюйма, в ноутбуках – 2,5 дюйма. Жесткие диски размером 1,0 и 1,8 дюймов используются в аудио и видео плеерах, а размером 0,8 дюймов – в мобильных телефонах. Размер жесткого диска также принято называть форм-фактором.

Скорость передачи. При выборе жесткого диска также следует обратить внимание на скорость вращения шпинделя. Шпиндель – это основание, на котором вращается жесткий диск. Чем больше этот показатель, тем выше скорость передачи данных. Для ноутбуков прекрасно подойдут винчестеры со скоростями 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для настольных компьютеров – со скоростями 7200 и 10000 оборотов.

Уровень шума является эргономическим показателем. Однако, он также, является и некоторым показателем сбалансированности механической конструкции, т.к. шум в виде треска – есть не что иное, как звук ударов позиционера шагового или линейного механизма, а, даже микро-удары и вибрация так не желательны для накопителей и приводят к более быстрому их износу.

Надежность. Время произвольного доступа – среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Диапазон этого параметра — от 2,5 до 16 миллисекунд.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Жесткий диск как основное устройство для хранения информации. Основные характеристики и общий вид внешнего и внутреннего диска. Интерфейс, емкость, физический размер, скорость вращения шпинделя и передачи данных. Установка и обслуживание жестких дисков.

контрольная работа [885,7 K], добавлен 21.09.2013

Современные внешние жесткие диски. Основные характеристики винчестера. Скорость вращения шпинделя. Скорость передачи данных при последовательном доступе. Состав и основные компоненты прибора. Установка и техническое обслуживание жесткого диска.

курсовая работа [728,1 K], добавлен 13.06.2012

Жесткий диск (винчестер): общее понятие, предназначение, структура. Основные операции по обслуживанию дисков. Процесс форматирования диска. Логические и физические дефекты, возникающие на диске и методы их устранения. Дефрагментация и очистка винчестера.

презентация [264,1 K], добавлен 23.10.2013

Исследование показателей емкости винчестера, скорости вращения магнитных дисков, объема кэш-памяти, типов интерфейса подключения (IDE, SCSI, SATA) и разновидностей накопителей с целью выбора качественного жесткого диска для домашнего использования.

контрольная работа [93,1 K], добавлен 18.06.2011

Ознакомление с техническими характеристиками, видами, файловыми системами и технологией записи данных на жестом диске. Определение причин и опасностей перегрева винчестера. Рассмотрение конструкции датчика температур с интерфейсом RS-485 PTC-095.

дипломная работа [2,4 M], добавлен 14.07.2010

Форматирование диска на низком уровне, создание физических структур: треков, секторов, управляющей информации. Разбиение объема винчестера на логические диски. Высокоуровневое форматирование, запись логических структур, ответственных за хранение файлов.

статья [15,0 K], добавлен 05.04.2010

Понятие, классификация и состав памяти персонального компьютера. Доступ к информации в оперативном запоминающем устройстве, функции кэш-памяти. Основные свойства жесткого диска (винчестера). Виды дисководов, сохранение данных на гибких магнитных дисках.

курсовая работа [551,1 K], добавлен 31.01.2012

Утилиты для дефрагментации жесткого диска. Измерение информации в байтах и битах. Запуск дефрагментации диска в операционной системе Windows XP. Создание контрольной точки восстановления перед дефрагментацией диска, вероятность ошибок при дефрагментации.

реферат [402,4 K], добавлен 05.04.2010

Накопитель на жёстких магнитных дисках – энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство (винчестер), его назначение и функции. Устройство жесткого диска, хранение данных и параметры. Физический и логический объем накопителей.

презентация [1,4 M], добавлен 10.08.2013

Жесткий диск – энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Происхождение названия "винчестер". Характеристики жестких магнитных дисков, технологии записи данных. Устройство жесткого диска: гермозона и блок электроники.

контрольная работа [411,3 K], добавлен 15.10.2009