ТЕМА 3.2: Накопители на жестких магнитных дисках

Устройство дискеты.

Внутри футляра находится пластмассовый диск с нанесенными на него магнитным слоем- магнитный диск.

На всех корпусах имеется вырез, защищенный легко перемещаемой шторкой для защиты диска от механических повреждений. После установления дискеты в дисковод, шторка автоматически сдвигается и предоставляет доступ к диску для головки чтения/записи. Головки просматривают всю область дискеты и находятся в контакте с ее поверхностью. Дискета снабжена отверстием со скользящей пластиковой задвижкой. Если она не закрывает отверстие, то диск защищен от записи.

Дорожкой записи называется каждое из концентрических колец диска, на которые записаны данные. Поверхности диска разбиваются на дорожки, начиная с внешнего края, число дорожек зависит от типа диска. Дорожки номеруются (внешняя дорожка имеет нулевой номер). Число дорожек определяется плотностью записи, т.е. объемом информации.

Каждое кольцо дорожки разбивается на участки, называемые секторами. Секторам присваиваются имена, начиная с нуля.

По сравнению с дискетами HDD обладает такими преимуществами: значительно большая скорость и время доступа для HDD.Онf на порядок меньше, чем для привода дискет.

Конструкция и принцип действия.

· Магнитные диски

· Головки чтения/записи

· Механизм привода головок

· Двигатель привода головок

· Печатная плата с электрической схемой управления

Подложки магнитных дисков первых винчестеров изготавливались из алюминиевого сплава с добавлением магния. В современных моделях в качестве основы материала для дисковых пластин используется попозиционный материал из стекла и керамики с малым температурным коэффициентом расширения, что делает их менее восприимчивым к изменениям температуры, более прочными.

Диски покрыты магнитным веществом (рабочим слоем).

Магнитное вещество

оксидный рабочий слой рабочий слой на основе

тонких пластин

Головки чтения/записи предусмотрены для каждой стороны диска. Чем ближе головка располагается к поверхности диска, тем выше амплитуда воспроизведения сигнала.

Механизм привода головок обеспечивает перемещение головок от центра дисков к краям и фактически определяет надежность накопителя, его температурную стабильность и вибрационную устойчивость.

Привод с шаговым двигателем наиболее распространен. Современные диски имеют функцию автоматической парковки, т.е. при включении и выключении ПК головки устанавливаются по мере необходимости на определенный, чаще всего последний цилиндр.

Двигатель привода дисков приводит пакет дисков во вращение, скорость которого находится в пределах 3600-7200 обр./мин.

Печатная плата с электрической схемой управления и прочие узлы накопителя являются съемными. На печатной плате монтируются электрические схемы управления двигателем и приводом головок, схема для обмена данными с контроллером.

Интерфейс жестких дисков

Интерфейс - коммуникационное устройство, позволяющее одному устройству взаимодействовать с другим и устанавливать соответствие между выходами одного устройства и входами другого.

Функция – передача данных из вычислителя ПК в накопитель и обратно. Разработано несколько основных видов интерфейсов: ESDI, IDE, SCSI.

Разработанный в 1980г. интерфейс ESDI не отвечает требованиям современных систем, и проигрывает в быстродействии.

Ему на смену приходит IDE (1989г.), обладающий повышенным быстродействием и SCSI (1986г.), имеющий большие возможности для расширения системы за счет исключительного разнообразия устройств. Их контроллер выполняется ввиде микросхем, установленной на плате накопителя.

Основные характеристики

· Емкость винчестера определяется максимальным объемом данных, которые можно записать на носитель. Реальная величина емкости достигает сотни гигабайт.

· Среднее время доступа к различным объектам на HDD определяет фактически производительность накопителя. Это время измеряется миллисекундами. Среднее время 7-9мс.

· Размер кэш-памяти (быстродействие буферной памяти) винчестера колеблется в диапазоне от 512кб до 2мб.

· Скорость передачи данных зависит от таких характеристик винчестера, как число байт в секторе, число секторов на дорожке, скорость вращения диска и может быть рассчитана по формуле

MDTR = SRT*512*RPM/60 (байт/с)

где, SRT-число секторов на дорожке; RPM-скорость вращения дисков, об/мин;

512-число байт в секунду.

· Время безотказной работы для накопителя определяется расчетным среднестатистическим временем между отказами (MTBF), характеризующим надежность устройства, указывается документации и обычно составляет 20000-500000ч.

Подобно дискетам, жесткий диск делится на дорожки и секторы. Каждая дорожка однозначно определяется номером головки и порядковым номером, отчитываемым на диске относительно внешнего края. Накопитель содержит несколько дисков, расположенных один над другим; их разбиения идентичны. Число секторов может быть от 17 до 150 в зависимости от типа накопителя. Каждый сектор содержит данные и служебную информацию. Обычно объем секторов составляет 571 байт. В начале каждый сектор записи головок, по которому определяется начало сектора и его номер, а в конце сектор содержится контрольная сумма, необходимая для проверки целостности данных. Между заголовком и заключением располагается область данных в 512 байт.

Число дисков, головок и дорожек изменить нельзя. Число секторов на диске зависит от метода записи, плотность от носителя.

Общий объем памяти HDD рассчитывается по формуле:

V=C*H*S*512 (байт)

где, С-число цилиндров; H-число головок, S-число секторов.

Форматирование винчестера проходит также как и дискеты, все данные при этом теряются.

Дата добавления: 2014-01-03