Що таке “вінчестер” або жорсткий диск комп’ютера

Жорсткий диск (HDD – Hard Disk Drive) комп’ютера – основне місце зберігання інформації (операційна система, прикладні програми, дані). Потрібна інформація у потрібний час зчитується з жорсткого диска процесором та обробляється, результат обробки може бути записаний на жорсткий диск.

Перший жорсткий диск був розроблений ще до появи персонального комп’ютера – далекого 1957 фірмою IBM. Мав він об’єм у 5 Мб і коштував божевільних грошей. Для персонального комп’ютера IBM PC XT розроблено диск ємністю 10 Мб. Жорсткий диск мав 30 доріжок по 30 секторів у кожній доріжці. За аналогією з маркуванням багатозарядного карабіна компанії Winchester – “30/30″, жорсткі диски стали називати ” вінчестерами “, або скорочено “гвинтами”.

Що ж являє собою конструкція жорсткого диска? Основа вінчестера – блок металевих дисків, покритих спеціальною речовиною, яка здатна добре зберігати дію магнітного поля (наприклад, оксидом заліза). Сучасні вінчестери містять від одного до трьох таких дисків. Диски мають відмінне балансування та дуже рівну поверхню, т.к. швидкості обертання досить великі (стандартні швидкості – 7200 або 10000 об/хв), а точність позиціонування головок має бути високою.

Для запису на диск використовують спеціальні магнітні головки (зазвичай по дві на кожен диск – з обох сторін диска), здатні формувати магнітне поле під впливом струмових імпульсів. Така магнітна головка намагнічує ділянку диска магнітним моментом певної спрямованості (логічний “нуль” чи логічна “одиниця”, залежно від спрямованості магнітного моменту). Процес намагнічування відбувається шляхом подачі струмового імпульсу певний момент часу, коли магнітна головка позиціонована в потрібному місці.

Для читання з диска використовуються спеціальні магніторезистивні головки, які реагують зміну магнітного поля шляхом зміни сили струму, возбуждаемого в голівці. Такий аналоговий сигнал зчитується, перетворюється на цифрову форму і подається в комп’ютерну систему.

Читайте також  Що означає смайлик? Значення смайликів в Інтернеті

Інформація на дисках розміщується у вигляді концентричних кіл – доріжок. Магнітні головки у процесі роботи переміщаються з однієї доріжки на іншу. У сучасних вінчестерах для переміщення магнітних головок використовується соленоїдний привід . На малюнку нижче представлено схему переміщення головок – вони переміщаються навколо своєї осі. На звороті головок закріплена котушка, яка притягується в той чи інший бік електромагнітом. Оскільки диски вінчестера обертаються, то, переміщаючись у той чи інший бік, головка має доступ до будь-якої точки диска. Після відключення живлення, головки зчитуються з поверхні диска і паркуються. Падіння головок на поверхню диска не дозволяється!

схема будови вінчестера
схема будови вінчестера

Інформація на диску зберігається у вигляді концентричних кіл. Блок головок є одним цілим і всі головки переміщаються одночасно. Кожна головка обслуговує один бік одного диска. У будь-який момент часу всі головки знаходяться над тією ж доріжкою, але над різними дисками. У вертикальній площині така сукупність доріжок утворює циліндр .

Доріжка ділиться на сектори . Кожен сектор зберігає 512 байт інформації. Сектор – мінімальний елемент дискового простору.

Обсяг максимально можливої ​​інформації вінчестера – це твір трьох складових: кількості циліндрів, кількості головок, кількості секторів.

З технологічного погляду простіше виготовляти вінчестери з меншою кількістю дисків, але з більшою щільністю доріжок на одному диску.

Слід сказати ще про такий нюанс, як фізичне розміщення циліндрів, головок та секторів, та логічне розміщення .

Фізичного розміщення ми торкнулися трохи вище. Але, логічно (а саме так їх “бачить” комп’ютер), програма Setup заносить ці параметри по-іншому (зазвичай вказується на кришці вінчестера), і надалі комп’ютер оперує саме з логічним розбивкою вінчестера. Щоб узгодити фізичне та логічне розміщення параметрів диска, була створена спеціальна процедура – ​​трансляція параметрів диска . Блок трансляції знаходиться на самому вінчестері, і перетворює логічні координати на фізичні, забезпечуючи доступ головок до потрібної області фізичного диска.

Читайте також  Як продавати на Ebay з України в 2020

При виготовленні дисків не уникнути певного відсотка секторів бракування або навіть доріжок (аби сам диск забезпечував потрібний обсяг). При низькорівневому форматуванні, коли дисковий простір розбивається на логічні циліндри, головки, сектори, такі бракувальні ділянки позначаються і подальшої експлуатації даного вінчестера не враховуються.

Степан Лютий

Обожнюю технології в сучасному світі. Хоча частенько і замислююся над тим, як далеко вони нас заведуть. Не те, щоб я прям і знаюся на ядрах, пікселях, коллайдерах і інших парсеках. Просто приходжу в захват від того, що може в творчому пориві вигадати людський розум.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.