Накопитель на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD — Hard Disk Drive) — устройство для чтения/записи с жестких магнитных дисков, установленных внутри накопителя (рис.4.8.)

Рис.4.8. Накопитель на жестком магнитном диске (винчестер).

Накопители на жестких магнитных дисках получили такое наименование из-за жесткости дисковых пластин — носителей данных. В НЖМД можно выделить:

· несколько пластин (дисков), нанизанных на стержень (ось вращения);

· головки чтения-записи;

· кэш-память (до 8 Мбайт), которая хранит всю информацию о секторах и цилиндрах и предоставляет её при необходимости;

· контроллер, - обеспечивает процесс записи-считывания данных;

· корпус.

В НЖМД несколько пластин (дисков) соединены общей осью. Размещение данных на пакете магнитных дисков показано на рис. 4.9.

Рис.. 4.9. Размещение данных на пакете магнитных дисков

Количество магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на одном пакете дисков (рис. 4.6, а). Если пакет состоит из 6 дисков, то механизм доступа состоит из 5 держателей с двумя магнитными головками на каждом из них.

Поверхность каждого диска разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер.

Совокупность дорожек, к которым имеется доступ при фиксированном положении блока головок, называется цилиндром, т.е. дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой на разных дисках образуют цилиндр.

Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы). Один сектор вмещает 512 байт.

Держатели магнитных головок объединены в единый блок таким образом, чтобы обеспечить их синхронное перемещение вдоль всех цилиндров. Фиксируя блок механизма доступа на каком-либо из цилиндров, можно сделать переход с одной дорожки на другую данного цилиндра путем электронного переключения головок.

Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация.

Первый сектор жесткого диска содержит информацию о разделах («Partition Table»)— т.е. на сколько частей «разбит» жесткий диск, адрес начала и размер каждого раздела, а также какой из них является системным (с которого производится загрузка операционной системы). Всего на одном физическом НЖМД может быть один или два раздела: первый (Primary) и расширенный (Extended). Расширенный раздел может быть дополнительно «разбит» нa несколько логических дисков (Logical Drive).

Дисковые пластины вращаются с постоянной скоростью, которая составляет для современных НЖМД 5 400 или 7 200, а в некоторых моделях НЖМД до 10000 оборотов в минуту.

Чтение и запись данных осуществляется блоком магнитных головок, которые не касаются поверхности диска и расположены над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних).

Любая операция чтения (записи) информации с (на) магнитного диска состоит из трех этапов. На первом этапе происходит механический подвод магнитной головки к дорожке, содержащей требуемые данные. На втором этапе обеспечивается ожидание момента, пока требуемая запись не окажется в зоне магнитной головки. На третьем этапе осуществляется собственно процесс обмена информацией между ЭВМ и магнитным диском

Размер НЖМД вычисляется путем перемножения нескольких величин:

V _НЖМД = cyl x h x s x rs,

где cyl – количество цилиндров;

h – число магнитных головок;

s – количество секторов;

rs – размер сектора в байтах.

Размер НЖМД современных ПК достиг в настоящее время (2009 г.) одного терабайта и видимо это не предел.

Жесткий диск герметично закрыт, потому что даже мельчайшие частицы пыли, попавшие между головкой и поверхностью диска, могут повредить его и привести к потере данных.

Наиболее важные характеристики НЖМД:

• скорость обращения дисков — для накопителей IDE частота обращения 4500-7200 об/мин, а для накопителей SCSI — 7500-10000 об/мин;
• емкость кэш-памяти в устройствах может изменяться в границах от 64 Кб до 8 Мб;
• среднее время доступа — время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой;
• время задержки — это время поиска нужного сектора;
• скорость обмена определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные промежутки времени.

Дата добавления: 2014-10-15