Память CMOS

Память CMOS, совмещённая с часами таймера, является энергонезависимой памятью конфигурации компьютера. Помимо ячеек стандартного назначения в CMOS памяти имеются ячейки, которые используются для хранения текущих параметров чипсета, задаваемых встроенной утилитой CMOSSetup. Для питания этой памяти на системной плате устанавливается литиевая батарейка. Она рассчитана на срок службы в несколько лет. Первым признаком необходимости её замены может быть остановка внутренних часов календаря при выключении компьютера. Память CMOS является важным узлом компьютера, и правильность её питания может существенно влиять на работоспособность компьютера в целом.

Параметры CMOSSetup

Микросхема CMOS должна содержать информацию об установленных дисках системы и выбранных пользовательских параметрахперед использование компьютера. Программа Setup позволяет выбрать необходимые параметры. Запуск данной программы осуществляется нажатием определённой клавиши или комбинации клавиш в начале процедуры POST. В различных версиях BIOS загрузка осуществляется различными клавишами (Delete, F2,). Обычно информацию о сочетании клавиш можно найти на документации материнской платы, а также она пишется на экране (обычно в нижней строке). После запуска программы на экране появляется экран с меню. В большинстве современных программ BIOSSetup основное меню состоит из следующих пунктов:1)Maitenance – определение рабочей частоты процессора и удаление паролей; 2) Main(основные параметры) – распределение ресурсов аппаратного обеспечения;

3)Advanced(дополнительный параметры) – установка дополнительных свойств;

4)Security(безопасность) – установка паролей и активизация других средств безопасности;

5)Power(питание) – установка параметров управления питания;

6)Boot(загрузка) – определение параметров загрузки и блока питания;

7)Exit(выход) – обычно с сохранением или с отменой установленных параметров.

Процессор персонального компьютера

В устройстве ПК за вычисления и обработку всей информации отвечает ЦПУ (центральное процессорное устройство). Процессором является сложное высокотехнологичное изделие, в котором количество различных элементов (в основном транзисторов) рассчитывает уже больше миллиарда.

Общую архитектуру процессора можно представить в виде следующих основных блоков: 1) устройство управления – предназначено для дешифрации и исполнения команд;

2) рабочие регистры – элементы необходимые для адресации памяти и выполнения вычислительных операций;

3) арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические операции;

4) управление вводом-выводом –организация ввода-вывода данных в процессор или из процессора.

Процессор работает с командами. В каждой команде предписывается, какое действие должен выполнить процессор и с какими данными. Любая программа, которая выполняется процессором, состоит из множества различных команд, выполняя которые процессор выполняет программу. В общем случае команда для процессора имеет вид:

Код операции – Оперенд1 - … - Операнд2.

Код операции

Операнд1

…

Операнд2

Таким образом, каждая команда на самом низком уровне представляет собойгруппу битов (нулей и единиц), которая в свою очередь образует выше указанные поля (рисунок). Код операции показывает, что процессор должен делать, а поля операндов, предоставляют необходимые данные для осуществления операции процессора.

Процессор работает с оперативной памятью, так как в ней хранятся данные, необходимые процессору для работы и в оперативную память процессор помещает результаты своих вычислений перед окончательным сохранением в долговременную память (на жёсткий диск и т.д.). Взаимодействие процессора с памятью происходит посредством шины адреса, данных и управления.

На шину адреса помещается адрес ячейки памяти с данными, необходимыми процессору.

На шину данных помещаются данные из процессора, которые необходимо записать в память или данные из памяти, которые необходимы процессору для вычислений.

На шину управления поступает сигналы из процессора, которые указывают памяти или другим устройствам, с чем процессор будет работать, и какую операцию он будет производить. Работа процессора происходит по следующему алгоритму. Программный счётчик выдаёт адрес команды на шину адреса. Память помещает команду, находящуюся по этому адресу на шину данных. Процессор вводит команду в свой регистр команды. Там команда дешифруется, определяется код операции, определяется длина команды в байтах. Программный счётчик адресует следующую команду, находящуюся по адресу на длину команды от предыдущей. Сама команда после её обработки регистром команд, выполняется остальными устройствами процессора. Когда выполнение команды завершается, содержимое программного счётчика помещается на шину адреса и цикл повторяется.

Все команды процессор выполняет последовательно, команда за командой. Иногда выполнение какой-то команды необходимо остановить, так как необходимо выполнить более приоритетную. Для этого вырабатываются специальные команды переходов (прерываний). При появлении таких команд текущие операции останавливаются, запоминается последнее состояние процессора, затем выполняется необходимая команда. После её выполнения загружается последнее состояние процессора и очередь команд продолжает выполняться.

Сколько бит обрабатывается процессором за один раз (за один такт) показывает такая характеристика как разрядность процессора. На данный момент большинство процессоров за один такт способны обработать от 32 до 64 битов. В основе работы процессора лежит тактовый принцип. Исполнение каждой команды занимает определённое количество тактов. В ПК тактовые импульсы задаёт одна из микросхем, входящая в чипсет, расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, и тем выше его производительность.

На производительность ЦП также влияет размер Кэш-памяти, количество ядер, а также чипсет, расположенный на материнской плате.

Многоядерными процессорами являются, процессоры у которых 2 и более ядер, находятся в одном корпусе, в результате чего обработка информации ведётся в несколько потоков, что в конечном итоге влияет на производительность.

Процессор работает значительно быстрее, чем оперативная память, и при обращении к ней ему приходится некоторое время ожидать результата. Что бы уменьшить время ожидания, непосредственно на кристалле процессора устанавливается небольшой объём очень быстрой памяти, называемой кэш-памятью. Она содержит данные, наиболее часто используемые процессором, и обычно работает на его тактовой частоте. Специальные алгоритмы для кэш-памяти позволяет своевременно подгружать нужные процессору данные из оперативной памяти, что увеличивает производительность системы.

Современные процессоры имеют двух- или трёх-уровневую организацию кэш-памяти. У кэш-памяти 1 уровня наивысшая скорость и небольшой объём (не больше 100 кбайт), кэш-память 2 уровня обладает несколько меньшим быстродействием, но её объём может составлять от нескольких сотен Кбайтов до нескольких Мб. Кэш-память 3 уровня также более медленная, чем 1 уровня и её объём обычно более Мб.

Ядро ЦП работает на тактовой частоте, являющейся произведением частоты FSB на коэффициент умножения (множитель процессора). FSB – частота внешней шины процессора.

Разъёмы процессора

На протяжении всей истории развития ПК выделяется два типа разъёмов для процессоров: 1)сокеты – наиболее распространённый тип разъёмов (квадратная форма);

2)слоты – устаревший тип разъёмов, внешне похож на разъёмы для подключения плат расширения.

На данный момент существует две фирмы производителей процессора: Intel и AMD.

Разъёмы центральных процессоров Intel: 1)для настольных ПК (Socket37, Socket423, Socket478, SocketT(LGA775), SocketB(LGA1366), SocketH(LGA1156), SocketH2(LGA1155), SocketB2(LGA1356), SocketR(LGA2011) и др.)

2)длямобильныхПК: Socket495, Socket479, Socket441, SocketM, SocketP.

3)серверные: Socket8, PAC418, Socket603, Socket604, PAC611, SocketJ(LGA771), SocketB, SocketH, SocketTW(LGA1248), SocketLS(LGA1567).

РазъёмыЦП AMD: 1)настольные: SocketA (Socket462), Socket754, Socket940, Socket939, SocketAM2, SocketF(Socket1207), SocketAM+, SocketAM3, SocketAM3+, SocketFM1, SocketFM2.

2)мобильные: SocketA, Socket754, Socket563, SocketS1, SocketFS1, SocketFP1, FT31

3)серверные: SocketA, 940, SocketF, SocketF+, SocketG34, SocketC32.

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ/RAM) – используется для оперативного обмена информации (командами или данными) между процессором, внешней памятью и периферийными устройствами. С англ. данный тип памяти переводится как память с произвольным доступом. Произвольность доступа подразумевает возможность записи в любую ячейку ОЗУ или чтение любой ячейки ОЗУ в произвольном порядке. На данный момент выделяют два типа оперативной памяти: статичекая и динамическая. Разница между ними заключается в том, что в статической оперативной памяти поддержание сигналов на конденсаторах осуществляется постоянно, в динамической оперативной памяти заряд на конденсаторах регенерируется (примерно каждые 18мкС) с помощью специального сигнала. В связи с этим микросхемы SRAM более производительные, однако они имеют более большие габаритные размеры. Микросхемы DRAM более медленные, однако у них более высокая плотность упаковки элементов, что означает возможность размещения на одной печатной плате большего объёма памяти.

Различные типы памяти нашли разные применения в ПК. Более быстрая статическая память применяется в кэш-памяти процессора. Динамические виды памяти применяются в качестве буферной памяти различных устройств, а также в качестве основной оперативной памяти. На данный момент наиболее распространённым типом динамической оперативной памяти является память типа SDRAM, и её разновидности DDR1, DDR2, DDR3, DDR5 (в видеоадаптерах).

Структура динамической памяти

Динамическая память получила своё название от принципа действия и её запоминающих ячеек, которые выполнены в виде конденсаторов, образованных элементами полупроводниковых микросхем. При записи логической 1 в ячейку конденсатор заряжается, при записи 0 разряжается. Схема считывания разряжает через себя этот конденсатор, и если заряд был не нулевым, выставляет на своём выходе единичное значение и подзаряжает конденсатор до прежнего уровня. При отсутствии обращения к ячейке со временем за счёт токов утечки конденсатор разряжается и информация теряется. В связи с этим такая память требует постоянной периодической подзарядки конденсаторов, то есть память может работать в динамическом режиме (требуется постоянное обращение к каждой ячейке памяти).

Благодаря относительной простате ячейки динамической памяти на одном кристалле можно разместить миллионы ячеек и получают самую дешёвую полупроводниковую память достаточно высокого быстродействия с умеренным энергопотреблением.

Оперативная память также отличается видами модулей. Все модули оперативной памяти стандартизированы и имеют взаимную совместимость. Выделяют два вида модулей: SIMM, DIMM. Каждые из этих модулей также делятся по количеству дорожек. На данный момент применяются модули типа DIMM с двухстасорока контактными пластинами.

Кроме этого модули оперативной памяти так же различаются наличием и расположением ключей.

ключ

В более старых модулях памяти располагалось два ключа. Памяти типа DDR2, DDR3 находится только один ключ, однако он располагается на разном расстоянии от края. В связи с этим модули памяти DDR2, DDR3 не совместимы.

Клавиатуры

Клавиатура – это периферийное устройство ПК, позволяющее вводить информацию с помощью специальных кнопок. Электронную часть клавиатуры можно представить в виде следующей структурной схемы

Буфер данных

Данные

Буфер синхроимпульсов

Синхроимпульсы

Схема опроса клавиш

+5В

Индикация

Земля

Питание

Независимо от типов применяемых датчиков нажатия клавиш, все они объединяются в матрицу – клавишное поле. Клавиатура содержит внутренний контроллер(микропроцессор), осуществляющий сканирование матрицы клавиш, управление индикаторами, внутреннюю диагностику и связь с материнской платой.

Внутренний контроллер клавиатуры способен определить факты нажатия и отпускания клавиш. При нажатии клавиши клавиатура передаёт идентифицирующий её скан-код. При удержании клавиши в нажатом положении через некоторое время клавиатура начинает авто-повтор передачи скан-кода. Так же скан-код передается при отжатой клавиши. Сам по себе скан код представляет собой некоторую последовательность битов, которая представляет собой номер, идентифицирующий расположение клавиши в клавишном поле.

При работе клавиатуры микропроцессор постоянно сканирует клавишное поле на предмет нажатия/отжатия клавиш. В случае если клавиша нажата, микропроцессор вырабатывает соответствующий скан-код. Затем этот скан-код передается по интерфейсу на материнскую плату в контроллер клавиатуры/мыши. В Случае если интерфейс занят, информация помещается в буфер……….

В портативных устройствах на данный момент широко применяются мембранные клавиатуры. Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш. Контакты находятся на печатной плате, над ними устанавливается резиновый колпачок, всё это представляет собой единую конструкцию. Над каждой мембраной устанавливается клавиша. При нажатии клавиша продавливает мембрану во внутрь и она закарачивает контакты. При отпускании клавиши мембрана восстанавливает исходное положение. Такие клавиатуры мало пригодны для длительной печати, посколько клавиши имеют жесткий ход. Однако в связи с тем, что данный вид клавиатур имеет минимум деталей, поэтому она считается довольно безопасной в плане отказоустойчивости. Кроме этого такие клавиатуры наиболее дешёвые.

В качестве бесконтактных клавиатур в производство пошли клавиатуры с ёмкостными датчиками. Такие клавиатуры дороже чем контактные, но они более устойчивые к загрязнению и коррозии.

В ёмкостных датчиках нет замыкающих контактов. Их роль выполняет две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение ёмкости между ними. Клавиатура представляет собой набор таких датчиков. Благодаря бесконтактным датчикам такая клавиатура устойчива к коррозии и загрязнению, в ней практически отсутствует дребезжание (явление, когда при одном нажатии на клавишу символ выводится несколько раз). Кроме этого такой вид клавиатур является наиболее долговечным. Единственный недостаток такой клавиатуры высокая стоимость.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ КЛАВИАТУР

1)Клавиатура не работает, либо в её работе происходит много ошибок – чаще всего данная неисправность связана с обрывом интерфейсного кабеля. Диагностировать данную неисправность можно с помощью мультиметра. Для этого необходимо разобрать клавиатуру, извлечь интерфейсный кабель и с помощью мультиметра прозвонить его. В случае если это не дало результата то клавиатура скорей всего вышла из строя и её ремонт нерентабелен. Чаще всего обрывы кабеля происходят, непосредственно возле коннектора, либо в местах входа кабеля в клавиатуру,

2)В случае если при включении ПК в БИОСе при прохождении процедуры POST выдаётся сообщение Keyboardstuckkeyfailure. Также в этом сообщении может указываться код ошибки в виде трёхзначного числа, при этом для клавиатуры код начинается с цифры «3». В случае появления кода его необходимо записать. Если перед кодом ошибки стоит двухзначное шестнадцатеричное число, значит это скан-код неисправной клавиши. Клавишу можно определить с помощью специальных таблиц скан-кодов. Интерпретацию трёхзначного числа можно произвести с помощью специальной документации фирмы производителя.

3)Неисправный разъём клавиатуры на системной плате. Для обнаружения данной неисправности необходимо воспользоваться мультимером. Неисправность определяется путём измерения напряжения на некоторых контактах. В клавиатурах с портами PS/2 данные передаются по контакту 1, питание по контакту 4, синхроимпульсы по контакту 5, общий контакт 3. Напряжение измеряется между землёй (3 контакт) и другими двумя. При этом уровень напряжения должен быть следующий: 5 контакт (синхронизация) – от 2 до 5.5 В, 1 контакт (данные) – от 2 до 5.5 В, 4 контакт (питание) – от 4.8 до 5.5 В. Если все напряжения находятся в указанных пределах, значит, узлы на системной плате, имеющие отношение к клавиатуре, исправны. Если напряжение отличается от указанных, то, возможно, вышла из строя системная плата.

4)Нажатие клавиши постоянно дублируется – чаще всего данная неисправность связана с загрязнением клавиатуры. Клавиатуру можно почистить следующим образом:

а) отщёлкнуть верхний корпус клавиш, затем протереть открывшиеся пространства (не всегда помогает)

б) разобрать клавиатуру, открыть корпус и напрямую протереть все контакты.

Чаще всего загрязнение клавиатуры происходит путём заливания её какой либо жидкостью. В случае этого клавиатура не выходит одномоментно из строя. Если в течении трёх часов её почистить то скорее всего она будет работать.

5)В мультимедийной клавиатуре не работают дополнительные клавиши – чаще всего данная неисправность связана с неустановленными драйверами. При установке необходимо убедиться, что драйвера подходят под установленную операционную систему.

МАНИПУЛЯТОРЫ ТИПА МЫШЬ

На данный момент используются следующие основные типы манипуляторов

1. Опто-механические мышки

В нижней части такой мыши располагается небольшой покрытый резиной металлический шарик, который вращается при перемещении мыши по столу. Вращение шарика преобразуется в электрические сигналы, которые по кабелю передаются в ПК.

Внешне мышь такого типа выглядит довольно просто. Шарик контактирует с двумя валиками, один из которых отслеживает перемещение мыши по оси X, а второй по оси Y. Эти валики соединены с небольшими ребристыми дисками (с прорезями), через которые периодически проходят (непроходят) лучи от источника света. Небольшие оптические датчики регистрируют вращение осей, улавливая отблески инфракрасных лучей, проходящих при вращении валиков через рёбра дисков. Отблески света преобразуются в перемещении вдоль соответсвующей оси координат. Устройство подобного типа называется оптико-механическими датчиками.

2. Оптическая мышь

Оптический метод регистрации перемещений на данный момент является наиболее распространенным. В мышках подобного типа светоизлучающий элемент (полупроводниковый диод или лазер) светит на рабочую поверхность через фокусирующую линзу. Луч света отражается от поверхности, попадпет на вторую фокусирующую линзу и передаётся на оптический датчик. В современных оптических мышках он представляет собой сканер зарядовой связи (CCD/ПЗС). Этот сканер, в сущности, является упрощённой версией датчика видео-камеры, который регистрирует перемещение, отслеживая изменение той поверхности, где расположена мышь. Другими словами сканер преобразует входящий световой сигнал в электрический снимок поверхности, а затем передаёт его в цифровой сигнальный процессор (DSP). Полученные кадры в процессоре сравниваются между собой и по изменениям на кадрах происходит регистрация движения в ту или иную сторону.

После того как данные с мышки попадают на интерфейс они отправляются на контроллер мышки на системной плате. Там данные перерабатываются, контроллер обращается к ЦП, ЦП обрабатывает данные и передаёт их в ОЗУ в какое либо приложение.

Важной характеристикой оптических мышей является оптическое разрешение их светодатчиков. Оно измеряется в dpi и характеризует плавность хода мышки. Кроме этого, мышки с большим разрешением менее чувствительны к поверхности на которой они работают.

ИНТЕРФЕЙСЫ КЛАВИАТУРЫ/МЫШИ

На данный момент интерфейсы клавиатур и мышей практически идентичны. И те и другие в качестве портов для интерфейса используют такие порты как: PS/2, USB.

Различие в порте PS/2 между двумя устройствами заключается в использовании разных двух контактов для передачи информаци.

В клавиатурах 1-контакт используется для передачи данных (KB-Data). 5-контакт используется для передачи синхроимпульсов (KB-Clock). В мышках для передачи данных используется второй контакт (MS-Data). Шестой контакт для синхроимпульсов (MS-Clock). 4 и 3 контакт в мышках и клавиатурах являются общими и по ним передается питание +5В и земля соответсвенно.

В клавиатурах также можно встретить устаревший интерфейс типа DIN.

В нём для передачи данных используется 2 контакт, для синхроимпульсов 1 контакт, 5 конакт питание +5В, 4 контакт – земля, 3 контакт сброс настроек клавиатуры (KB-Reset).

Современные клавиатуры и мышки для передачи данных также используют универсальный порт типа USB.

В данном порту 1 контакт используется для передачи питания +5В (Vbus), 2 и 3 контакт для передачи данных и синхроимпульсов соответственно и 4 контакт общий. Сигналы с этого порта через южный мост поступают на контроллер клавиатуры/мышки. При этом для передачи данных задействуется шина USB.

Более старые версии мышек для передачи данных использовали COM-порт.

На современных материнских платах устанавливается сдвоенный контроллер клавиатуры/мыши с выносом одного PS/2 порта. Через данный порт можно подключить оба устройства одновременно, через V-образный переходник. Также для подключения данных устройств используется беспроводной тип связи. В этом случае в устройстве и в порт устанавливается радиопередатчик/приёмник. При этом в устройствах используется дополнительные средства питания.

НЕИСПРАВНОСТИ МЫШИ

Поскольку манипуляторы типа мышь конструктивно не сложны, количество неисправностей в них довольно мало. Основным образом они связаны со следующим:

1)Обрыв интерфейсного кабеля – чаще всего интерфейсный кабель рвётся в местах его входа в коннектор, либо вместе его входа в мышь. Определить обрыв на кабеле, для этого он извлекается из мышки, затем с помощью мультиметра все соответствующие контакты прозваниваются. Место обрыва обычно можно определить изгибая кабель по его длине. При обнаружении нужной жилы в кабеле её можно перепаять.

2)Загрязнние: в опто-механических мышах на регистрирующих движениях валика, со временем появляется налёт грязи. При этом мышка плохо перемещается по рабочей поверхности. Для чистки необходимо извлечь шарик из мыши и механическим путём протереть поверхности валика.

В оптических мышках такой род неисправностей встречается не часто и в случае загрязнения оптической системы, её очистка также осуществляется механическим путём – протиранием поверхностей. В некоторых случаях необходимо вскрывать корпус мышки. Чаще всего крепёжные болты мышки спрятаны под наклейками или специальными резиновыми прокладками.

3)Выход из строя регистрирующих нажатие кнопок – практически во всех мышках устройство кнопок унифицировано. В случае если одна из кнопок вышла из строя, её можно легко заменить. Для этого с печатной платы с помощью паяльника она выпаивается и на её место припаивается любая соответствующая кнопка.

4)Ремонт поломок электрических частей мышки (например процессора), в дешёвых вариантах мало рентабелен. В основном такой вид ремонта производится только в дорогих мышках. Поскольку печатная плата, на которой располагаются все элементы мышки, однослойная, то вполне реальна замена любого электрического элемента.

5)Некачественная работа мышки может происходить в случае необходимости наличия специальных драйверов для работы её дополнительных функций (если больше 3 кнопок). В основном данные драйвера поставляются вместе с устройством, либо находятся на сайте производителя.

НАКОПИТЕЛИ НА ЖЁСТКИХ ДИСКАХ (НЖМД/HDD)

Всё устройство жёсткого диска можно разделить на 2 блока: гермоблок (HDA), плата управления (PCB).

Платы управления представляют собой зелёный текстолит с медными дорожками, на котором устанавливаются практически все электрические компоненты жёсткого диска, а также разъём питания и интерфейсный разъём SATA. В старых HDD использовался другой разъём (ATA/IDE), а также там устанавливались дополнительные разъёмы для перемычек. Перемычка на таких HDD могла устанавливаться в трёх положениях (питание перемычка(CS(CabelSelected) SlaveMaster) интерфейсный кабель). Перемычки нужны были контроллеру жёстких дисков для работы с несколькими IDE устройствами. На Master обычно выставлялся HDD, с которого загружалась ОС. Остальные жёсткие диски(HDD) обычно были ведомыми (а так же др. устройства). Обычно к материнской плате можно было подключить 4 IDE устройствами.

Чёрный алюминиевый корпуси его содержимое называются гермоблоком.

УСТРОЙСТВО ПЛАТЫ УПРАВЛЕНИЯ

Наиболее заметным элементом платы управления является большой чип, расположенный по середине - микроконтроллер или микропроцессор HDD (MCU). На современных жёстких дисках микроконтроллер состоит из двух частей – ЦП (CPU), который производит все вычисления, и канала чтения/записи. Особого устройства, преобразующего поступающий с головок аналоговый сигнал в цифровые данные во время операции чтения и кодирующий цифровые данные в аналоговый сигнал при записи. Процессор имеет порты ввода/вывода для управления основными компонентами, расположенными на печатной плате и передачи данных через SATA-интерфейс.

На печатной плате также присутствует чип памяти (memorychip), который представляет собой обычную память типа DDRSDRAM. Объём памяти определяет размер кэша жёсткого диска. На современных жёстких дисках её размер обычно составляет несколько десятков мегабайтов. Обычно вся её область разделяется на два раздела: буферную память (кэш), память прошивки. Последней пользуется ЦП.

Следующий чип – контроллер управления двигателем и блоком головок (VCMcontroller). Кроме того этот чип управляет вторичным источником питания, расположенным на плате от которых питается процессор и микросхема предусилителя – (коммутатора) расположенная в гермоблоке. Это главный потребитель энергии на печатной плате. Он управляет вращением шпинделя и движение головок. Ядро VCM контроллера может работать даже при температуре в 100 градусов Цельсия.

Часть прошивки HDD (микрокоманды) хранится во флэш-памяти (flash). При подаче питания на диск, микроконтроллер загружает содержимое флэш чипа в память (раздел памяти прошивки) и приступает к исполнению кода. Без корректно загруженного кода, диски даже не начнут раскручиваться. В случае если на плате микросхема флэш-памяти отсутствует, то это означает, что она встроена в микроконтроллер.

Датчики вибрации (shocksensor) реагируют на опасную для диска тряску и посылают сигнал об этом на VCM-контроллер. Контроллер немедленно паркует головки и может остановить вращение диска. Полученные из датчика данные позволяют VCM-контроллеру корректировать движение головок. Обычно на HDD устанавливается несколько датчиков вибрации.

На плате имеется ещё одно защитное устройство – ограничитель переходного напряжения (TVSdiodes). Он защищает плату от скачков напряжения. При большом скачке TVS перегорает, создавая короткое замыкание на землю. На плате обычно устанавливаются два TVS, работающие с 5 и 12 вольтами соответсвенно.

Вторым основным блоком HDD является гермоблок. Если открутить плату управления, то под ней можно обнаружить контакты мотора и головок (Motorscontacts, Headscontacts). Кроме того на корпусе диска имеется маленькое почти незаметное отверстие (Breathhole), оно служит для выравнивания давления внутри и снаружи гермоблока. С внутренней стороны это отверстие закрыто фильтром, который задерживает частицы пыли и влаги. Крышка гермоблока закреплена c помощью шестигранных винтов.

Вся информация в HDD хранится на специальных дисках называемых блинами или пластинами (platters). Пластины изготавливаются из полированного алюминия или из армированного стекла и покрывается несколькими слоями разными веществами, в том числе ферромагнитным веществом, на котором и хранятся данные.

Между блинами, а также надверхним из них располагаются пластины называемые разделителями или сепараторами (dampersseparators). Они нужны для выравнивания потоков воздуха и снижения акустических шумов. Как правило их изготавливают из алюминия или из пластика.

Головки чтения\записи (Heads), устанавливаются на концах кронштейнов блока магнитных головок (HSA – HeadStockAssembly). Парковочная зона – область, в которой должны находится головки исправногоHDD, если шпиндель остановлен, часто это зона ближе к центру. На некоторых накопителях парковочная зона производится на специальных пластиковых площадках.

HDD – механизм точного позиционирования, и для его нормальной работы требуется чистый воздух. В процессе использования внутри HDD могут образовываться микроскопические частицы различных веществ. Для немедленной очистки воздуха имеется циркуляционный фильтр.

Это высокотехнологичное устройство, которое постоянно собирает и задерживает мельчайшие частицы. Фильтр находится на пути следования потоков воздуха создаваемых вращением блинов.

В HDD используются очень мощные неодимовые магниты. Их задача ограничить движение головок оставляя их на поверхности блинов. Обычно на HDD располагается 2 таких магнита.

Рассматривая коромысло, на котором устанавливаются головки чтения\записи, в глаза бросается катушка (Voicecoil), которая является частью блока магнитных головок. Катушка и магниты образуют привод блока магнитных головок (VCM – VoiceCoilmotor). Привод и блок магнитных головок образует позиционер (actuator) – устройство, которое перемещает головки. Черная пластиковая деталь внутри катушки называется фиксатором (actuatorlatch). Это защитный механизм, освобождающий блок магнитных головок после того, как шпиндельный двигатель наберёт определённое число оборотов. Фиксатор защищает головки от нежелательного движения в парковочном положении.

Точность и плавность движения блока магнитных головок поддерживается прецизионным подшипником(Bearing). Самая крупная деталь блока магнитных головок, изготовленная из алюминиевого сплава, обычно называется кронштейном или коромыслом. На конце коромысла находятся головки на пружинной подвеске (HGA). Обычно сами головки и коромысло имеют почти одинаковую структуру в любых HDD. От коромысла идёт гибкий шлейф (FPC) к контактной площадке, стыкующийся с платой управления. Сам контакт имеет резиновую герметичную прокладку для более плотного соединения. Таким образом, воздух может попасть внутрь блока с дисками и головками только через отверстие для выравнивания давления.

Саму область, где располагаются головки чтения\записи можно представить в виде следующего: на концах коромысла располагаются специальные крепления на пружинах; на концах этих креплений находятся маленькие черные детали называемые слайдерами(Sliders). Эти детали помогают считывать и писать информацию, поднимая головку над поверхностью блинов(5-10 нм). Поэтому если под слайдер попадает какая-нибудь частица, это может привести к перегреву головок из-за трения и впоследствии выхода их из строя. Сами считывающие и записывающие элементы находятся на конце слайдера.

Все сигналы с головок чтения\записи через проводники поступают на устройство называемое предусилителем (preamp). Он представляет собой специальный чип, управляющий головками и усиливающий поступающий к ним или от них сигнал.

От предусилителя к головкам идёт несколько дорожек(в конкретном примере 6). Одна дорожка земля, следующие 2 для элементов чтения и записи. Две дорожки используются для управления миниприводами, особыми устройствами способными двигать или поворачивать слайдер(для задания положения дорожек над дорожкой). Последний контакт ведёт к нагревателю(служит для регулирования высоты полёта головок).

Блины в жёстком диске закреплены со шпинделем с помощью специального прижимного кольца(plattersclamp). Это кольцо удерживает блок пластин вместе, не давая, им двигаться друг относительно друга. Пространство между блинами формируется за счёт специальных разделительных колец(Spacerring). Само кольцо представляет собой высокоточную деталь, изготовленную из немагнитного сплава или полимера.

Дата добавления: 2014-12-23