Что такое HDD на вашем компьютере и какие у него бывают характеристики? Подробно и просто о жестком диске он же HDD(hard disk drive) Где пишется на жестком диске 6 мб.

Является неотъемлемым устройством для любого персонального компьютера. Вопрос выбора жесткого диска, как правило, встает при сборке настольного персонального компьютера, так как мобильные устройства (ноутбуки и нетбуки), как правило, изначально оснащаются жесткими дисками того или иного объема и необходимость их замены возникает в редких случаях. Тем не менее, в последнее время мы можем отметить рост спроса на мобильные винчестеры. Как правило, они используются для создания внешних накопителей. Приобретение кейса с мостом SATA=>USB 2.0 или SATA=>USB 3.0 позволяет организовать внешний мобильный накопитель индивидуального дизайна и объема. В ходе выполнения данных задач возникает единственный и главный вопрос, - какими критериями руководствоваться при выборе жесткого диска или винчестера?
Надежность винчестера

В первую очередь, следует понимать, что любой жесткий диск - это перезаписываемое устройство, предназначенное для многократной записи и удаления информации. Как правило, информация на жестких дисках хранится благодаря ферромагнитным пластинам и головкам, которые двигаясь по ним осуществляют считывание/запись данных. Поэтому главным критерием для всех жестких дисков является - надежность. Практически у всех существующих на сегодняшний день жестких дисков нет какой-либо модели, которые имели бы проблемы с надежностью. Данный критерий необходимо учитывать при приобретении жесткого диска на вторичном рынке. Нередко, в регионах нашей страны системные блоки пользователей собирают на базе бывших в употреблении жестких дисков. Связано это с тем, что в отличие от другого оборудования, жесткие диски персональных компьютеров переходят из одного системного блока в другой и, как правило, на вторичном рынке продаются винчестеры, имеющие те или иные проблемы на ферромагнитных пластинах или в контроллере.

Проблемы с контроллером жесткого диска легко можно выявить, считав его таблицу S.M.A.R.T. в которой в идеале указывается степень изношенности и количество ошибок возникающих в устройстве в ходе считывания или записи данных с него. Когда количество ошибок в S.M.A.R.T. достигает критического уровня, БИОС персонального компьютера уведомляет пользователя о том, что пора заменять жесткий диск. В любом случае, данную информацию можно найти в любой из информационной программ - HD Tune, Everest Ultimate и т.д.

С ошибками на ферромагнитных пластинах ситуация гораздо более тяжелая. Связано это с тем, что с данной проблемой многие пользователи борются уже на протяжении многих лет. Еще со времен операционной системы DOS мы помним о "Bad sectors", - это сектора жесткого диска, в которых хранение данных невозможно из-за его физического повреждения. На сегодняшний день поверхность жесткого диска проверяется в крайнем случае. Во многом это связано с повышением надежности существующих устройств. Тем не менее, появление одного или двух "плохих секторов" является сигналом для пользователя о том, что пора от данного накопителя избавляться. Связано это с тем, что хранение данных на данных винчестерах является достаточно рискованным занятием и начавшийся процесс разрушения пластин, как правило, необратим и постепенно прогрессирует.

Маркировка винчестера Hitachi с указанием даты выпуска. Картинка кликабельна --

Возникает вопрос: как проконтролировать, что у вас в руках новый винчестер? На самом деле, это достаточно просто. Новые винчестеры всегда поставляются в антистатическом пакете. Уважающий себя и покупателя поставщик либо не открывает антистатический пакет, либо открывает его на глазах у покупателя. Если же вы приобретали готовый системный блок, то просто обратите внимание на дату выпуска винчестера, который ОБЯЗАТЕЛЬНО указывается на его передней стенке. Если эта дата превышает 12 месяцев, то вероятность того, что в ваш системный блок был установлен бывший в употреблении винчестер, повышается во много раз. Никогда не следует забывать о гарантии на устройства. Многие производители дают на свои винчестеры гарантию 36 месяцев, некоторые ограничиваются 12 месяцами. Если же продавец говорит вам о том, что на винчестер он дает менее 12 месяцев гарантии - мы рекомендуем задуматься о надобности его приобретения у него.

Говоря о надежности существующих винчестеров , нельзя не коснуться о фирме производителе. Наиболее популярными производителями жестких дисков поставляемых в нашу страну являются: Seagate, Western Digital (WD), Hitachi, Samsung, Fujitsu. С полной ответственностью и основываясь на своем опыте накопленном в течение шести лет работы с продукцией данных производителем можно сказать - надежность всех устройств, на сегодняшний день, находится на соответствующем уровне. Да, несколько лет назад были проблемы у винчестеров Fujitsu, у которых из-за не смытого флюса на контроллере - они сгорали, а контроллеры винчестеров Samsung, также умудрялись показать себя не с лучшей стороны. Но данные "детские болезни" давно исправлены и надежность жестких дисков ни от одного из производителей не вызывает каких-либо сомнений.

Вторым важным параметром приобретаемого жесткого диска является его объем или емкость. Говоря об объеме жесткого диска, я всегда избегаю конкретных цифр. Связано это с тем, что рынок винчестеров меняется со стремительной скоростью. Появляются накопители все большего и большего объема, что позволяет производителям увеличивать объем своего программного обеспечения. Если вы максималист, то следует приобретать винчестеры максимального объема, но для большинства пользователей мы рекомендуем смотреть на показатель стоимости 1 Гб объема винчестера. Для этого стоимость винчестера необходимо разделить на его объем.

Приведем пример . На момент написания статьи стоимость винчестеров различных объемов находилась на следующих уровнях:
- Жесткий диск 320. 0 Gb Hitachi HDS721032CLA362 SATA-II 1285 рублей
- Жесткий диск 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II 1320 рублей
- Жесткий диск 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II 2000 рублей

Из представленных данных даже без дополнительных расчетов видно, что наиболее выгодным приобретением будет винчестер объемом 1 Тб.
Говоря об объеме винчестера нельзя не упомянуть о таком важном параметре, как плотность записи. Показатель плотности записи характеризует тот объем информации, который может быть размещен на одной ферромагнитной пластине винчестера. Следует понимать, что производители жестких дисков взяты в достаточно жесткие технологические рамки. Размер настольных жестких дисков не может превышать 3,5 дюймов, а размер мобильных жестких дисков ограничен 2,5 дюймами. Поэтому размеры ферромагнитных пластин не могут быть увеличены, может быть увеличена лишь плотность записи на них. Поэтому имеет смысл поинтересоваться на базе скольких пластин собран тот или иной винчестер. Как правило, данная информация зашифрована в серийном номере устройства.

Пластины винчестера с головками чтения/записи. Картинка кликабельна --

Для примера, разберем маркировку одного из представленных выше винчестеров: 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II. Маркировкой данного винчестера является последовательность символов: HDS721050CLA362. Итак, по порядку :
- первая буква "H" означает маркировку фирмы производителя - Hitachi,
- вторая буква "D" символизирует серию устройств. В данном случае это настольный винчестер Deskstar. При этом у Hitachi существуют мобильные и серверные решения серий Travelstar, Ultrastar, Endurostar,
- третья буква "S" говорит пользователю о том, что винчестер является стандартным серийным образцом,
- четвертая и пятая цифра "72" символизируют частоту вращения шпинделя винчестера. В данном случае это 7200 об/мин, при этом на рынке существуют модели с частотой вращения 5400 об/мин, 5900 об/мин и 10000 об/мин,
- шестая и седьмая цифра "10" говорят о максимальной объеме винчестера данной серии помноженной на сто, то есть в данном случае 1000 Гб - это максимальный объем серии,
- две другие цифры "50" характеризуют объем данного винчестра умноженного на десять, то есть 500 Гб,
- буква "C" отмечает серию устройства,
- буква "L" отмечает высоту устройства, в данном случае L - это 26,1 мм,
- символы "A3" говорят о том, что применен интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных 3 Гб/с,
- цифра "6" указывает на объем кэш-памяти контроллера. В данном случае "6" - это 16 Мб, если будет цифра "3", то это уже 32 Мб,
- последняя цифра указывает на количество пластин в устройстве или является зарезервированным производителем числом для дальнейших нужд.

В данном случае мы имеем цифру "2", что говорит о том, что данный винчестер основан на базе двух ферромагнитных пластин. Следовательно, плотность записи данных на одну пластину составляет 250 Гб.

Если вы посмотрите на маркировку 1 Тб экземпляра от того же производителя 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II , то вы увидите, что данный винчестер также основан на базе двух ферромагнитных пластин с плотностью записи 500 Гб на пластину. Ранее данные винчестеры основывались на четырех пластинах по 250 Гб, но производители увеличили плотность записи, что позволило снизить стоимость винчестеров, выпустить более объемные экземпляры и, самое главное, - увеличить их производительность.

С ростом плотности записи на одну пластину возрастает скорость чтения данных с винчестера, так как количество головок у одной пластины остается неизменным, и они могут считать тот же физический объем, что и раньше. Поэтому если вы переплатите за винчестер выпущенный два года назад основанный на четырех пластинах по 250 Гб вы не получите более высокую производительность, - вы просто получите винчестер на устаревших технологиях.

Говоря о емкости винчестера, необходимо остановится на том факте, что производители несколько обманывают покупателей . При этом обман длиться на протяжении многих лет и его величина напрямую зависит от объема накопителя. Производителями принято, что 1 Кб данных это не реальные 1024 байта, а 1000 байт. Соответственно, 1 Гб вмещает не 1024 Мб, а 1000 Мб; 1 Тб = 1000 Мб, а не 1024 Мб. Данное несоответствие вы можете найти и на своем компьютере, заглянув в раздел "Свойства" своего винчестера. Потери оказываются существенными. Например, винчестер объемом 250 Гб реально имеет объем 220 Гб или более пяти фильмов в DVD качестве и сотен тысяч музыкальных записей. К сожалению, это факт свершившийся и принятый всеми производителями, а нам пользователям приходится все принимать "как есть".

Следующим важным параметром любого является его интерфейс. На сегодняшний день внутренние винчестеры представлены тремя интерфейсами: IDE, SATA II и SATA III. Внешние винчестеры дополнительно могут оснащаться USB, eSATA интерфейсами.

Вначале остановимся на интерфейсах внутренних винчестеров. Интерфейс IDE стоит у истоков компьютеростроения. Существовали различные версии данного интерфейса, которые между собой отличались лишь пропускной способностью. К примеру, IDE 33 означает интерфейс ATA с максимальной передачей данных 33 Мб/с. Максимальной скоростью данного интерфейса является 133 Мб/с, который и поддерживают все устройства данного формата, представленного на рынке. Все разновидности интерфейса IDE совместимы между собой, поэтому приобретать более современный винчестер можно без оглядки на имеющийся у вас в материнской плате контроллер. В принципе, для стандартного винчестера скорости интерфейса IDE 133 Мб/с вполне хватает, так как редкий экземпляр устройства может продемонстрировать более высокую производительность.

Наиболее популярным на сегодняшний день интерфейсом жестких дисков является интерфейс SATA . Существует три разновидности данного интерфейс - SATA I, SATA II, SATA III. Все данные интерфейсы отличаются лишь максимальной скоростью передачи данных и полностью обратно совместимы. Интерфейс SATA I обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Гб/с, SATA II - 3 Гб/с, SATA III - 6 Гб/с. Практически все представленные на рынке винчестеры имеют интерфейс SATA II, что связано с популярностью данного интерфейса у пользователей. Интерфейс SATA III появился относительно недавно и поддерживается не всеми материнскими платами. Его появление во многом связано не с возросшими потребностями жестких дисков, а появление твердотельных накопителей, которые обладают в разы превышающей производительностью винчестеров. Тем не менее, следует понимать, что в скором будущем все винчестеры будут иметь интерфейс SATA III. Данный интерфейс обратно совместим с интерфейсом SATA II, поэтому никаких ограничений пользователь, имеющий более старый контроллер, не почувствует.

Представлены популярные интерфейсы винчестеров. Выше расположен интерфейс IDE с широким шлейфом серого цвета, ниже представлен интерфейс SATA с узким шлейфом красного цвета --

Внешние винчестеры должны обладать возможностью горячего подключения, которые ему обеспечивают интерфейсы USB и eSATA . Наиболее популярным интерфейсом является интерфейс передачи данных USB 2.0. Данный интерфейс имеется у всех современных компьютеров, но он обладает достаточно низкой производительностью. Производительности интерфейса USB 2.0 зачастую не хватает для полноценной реализации скоростного потенциала современных внешних жестких дисков, поэтому был разработан интерфейс USB 3.0. Интерфейс USB 3.0 активно внедряется в современные материнские платы, ноутбуки и нетбуки. На рынках появилось множество внешних устройств хранения данных с поддержкой данного интерфейса, который обеспечивает передачу данных на уровне 5 Гб/с. При этом интерфейс USB 3.0 обратно совместим с интерфейсом USB 2.0, но пользователь, воспользовавшийся данной совместимостью заметно потеряет в производительности своего внешнего накопителя.

Интерфейс eSATA достаточно давно существует на рынке компьютерных комплектующих. Многие ноутбуки, системные блоки, материнские платы оснащены данным интерфейсом. Но, как правило, данный интерфейс существует лишь в устройствах более дорого ценового сегмента и его относительно низкая распространенность в офисной среде не привела к росту популярности, которая ждет новый интерфейс USB 3.0.

P.S. В рамках данной статьи мы не останавливаемся на серверных внутренних интерфейсах SAS и SCSI.

КЭШ-память винчестера - это второй параметр, после интерфейса передачи данных, который оценивается у контроллера жесткого диска. В данном случае, справедливо утверждение: "Чем больше объем кэш-памяти, - тем лучше". Как говорится, "кашу маслом не испортишь". Тем не менее, не следует думать, что разница в уровне производительности между двумя винчестерами с кэш-памятью 16 и 32 Мб будет различаться в два и более раза. Как правило, данной разницы либо вообще нет, либо она находится в пределах 5-10%.

Распаянные чипы КЭШ-памяти от компании Hynix на контроллере винчестера. Картинка кликабельна --

Прирост производительности от лишних мегабайт кэш-памяти винчестера зависит от настроек контроллера, объема винчестера, типа данных, которые вы на него записываете. Если вы осуществляете считывание больших файлов, то более высокий объем кэш-памяти, безусловно, ускорит вашу работу, если же это обычные музыкальные файлы по несколько мегабайт - прирост будет минимальным.

Следует отметить, что пользователь сам может помощь контроллеру увеличить эффективность использования кэш-памяти. Для этого необходимо регулярно выполнять дефрагментацию размещенных данных на жестком диске. Во время выполнения дефрагментации осуществляется сбор кусков одного файла в единую последовательность, что позволяет более эффективно использовать единым блоком считанные данные с винчестера.

Ферромагнитные пластины жесткого диска нанизаны на шпиндель моторчика, который осуществляет их вращение между головками. Чем быстрее вращается шпиндель тем чаще необходимая поверхность пластины подпадает под головку и быстрее пользователь получает запрошенные данные. На сегодняшний день существуют винчестеры со скоростью вращения шпинделя:

- 5400 об/мин . Как правило, это мобильные винчестеры и настольные винчестеры больших объемов. Если для мобильных винчестеров данная скорость вращения шпинделя является вполне приемлемой, то для настольного винчестера она низкая. Достаточно часто, производители говорят об энергосберегающих технологиях и по гораздо более выгодной цене хотят продать экземпляры с данной скоростью вращения шпинделя;

Топовый винчестер WD Raptor с частотой вращения шпинделя 15 000 об/мин. Картинка кликабельна --

- 7200 об/мин . Данная скорость вращения шпинделя винчестера является "золотым стандартом" для настольного сегмента. В мобильном сегменте редко встречаются винчестеры с данной скоростью вращения шпинделя, но практически каждый производитель предлагает своим покупателям один-два экземпляра мобильных винчестеров со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Данные мобильные винчестеры имеют одно явное преимущество - высокую производительность, но имеют следующие недостатки: высокий уровень шума, высокий уровень вибраций, высокое энергопотребление, - что не совсем сочетается с функциями мобильных ноутбуков и нетбуков;

- 10000 об/мин и 15000 об/мин . Данной частотой вращения шпинделя обладали продвинутые варианты устройств для серверов с интерфейсом SAS или SCSI, а также винчестеры Raptor от Western Digital. Данные винчестеры обладали высокой производительностью, при высоком уровне тепловыделения и шума. На сегодняшний день они уходят в прошлое, так как на их замену пришли твердотельные накопители, которые имеют низкое тепловыделение, низкое энергопотребление, абсолютно бесшумны и во много раз более производительнее, нежели данные "продвинутые" в прошлом устройства.

Очень хочется надеяться, что данная статья будет полезной для многих людей, интересующихся компьютерами. Вопрос выбора жесткого диска всегда наиболее остро стоит, как при сборе офисного, так и при сборе игрового компьютера. Мы принципиально не стали останавливаться на таких серверных интерфейсах передачи данных, как SCSI и SAS. Спрос на данные контроллеры и винчестеры ограничен, врятли когда-либо они спустятся в "пользовательский сегмент", поэтому добавлять о них информацию, в данной статье мы считаем излишней.

Многие из вас знают, что вся информация на компьютере, представленная в виде файлов и папок, хранится на жестком диске. А вот, что такое жесткий диск и для чего он предназначен, правильно ответят не многие. Людям, далёким от программирования очень тяжело представить, каким образом можно хранить информацию на какой-то железяке. Это ведь не шкатулка и не лист бумаги, на котором можно эту самую информацию можно записать и спрятать в шкатулку. Да, жесткий диск это не шкатулка с письмом.

Жесткий диск (HDD, HMDD-от англ. hard (magnetic) disk drive) – это магнитный носитель информации. На компьютерном сленге его называют «винчестер». Он предназначен для хранения информации в виде фотографий, картинок, писем, книг различных форматов, музыки, фильмов, и т.п. Внешне это устройство совсем не похоже на диск. Скорее оно похоже на небольшую прямоугольную железную коробочку.

Внутреннее устройство жесткого диска похоже на старый проигрыватель виниловых пластинок.

Внутри этой металлической коробочки есть круглые алюминиевые или стеклянные пластины-диски, находящиеся на одной оси, по которым перемещается считывающая головка. В отличие от проигрывателя, головка жесткого диска в рабочем режиме не касается поверхности пластин.

Для удобства работы жесткий диск делят на несколько разделов. Это разделение условное. Осуществляется такое при помощи операционной системы или специальными программами. Новые разделы называют логическими дисками. Им присваиваются буквы С, D, E или F. Обычно устанавливается на диск C, а файлы и папки хранят на других дисках, чтобы при крахе системы ваши файлы и папки не пострадали.

Посмотрите видеоролик о том, что такое жесткий диск:

Основные характеристики жестких дисков

• Форм-фактор – это ширина жесткого диска в дюймах. Стандартный размер для настольного компьютера 3.5 дюйма, а для ноутбуков 2.5 дюйма;
• Интерфейс – в современных компьютерах используется подключения к материнской плате SATA различных версий. SATA, SATA II, SATA III. В старых компьютерах используется интерфейс IDE.
• Ёмкость – это максимальное количество информации, которое может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах;
• Скорость вращения шпинделя – это количество оборотов шпинделя в минуту. Чем больше скорость вращения диска, тем лучше. Для операционных систем необходимо ставить диски от 7 200 об/мин и выше, а для хранения файлов можно устанавливать диски с меньшей скоростью.
• Время наработки на отказ – это среднее время безотказной работы, расчитанное производителем. Чем оно больше, тем лучше;
• Время произвольного доступа — это среднее значение времени, требуемое головке для позиционирования на произвольном участке пластины. Величина не постоянная.
• Ударостойкость – это способность жесткого диска переносить смену давления и удары.
• Уровень шума, который издает диск во время работы, измеряется в децибеллах. Чем он меньше, тем лучше.

Сейчас уже есть диски SSD (solid-state drive в простом переводе — твёрдотельный накопитель), которые не имеют ни шпинделя, ни пластин. Это запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

SSD-диски совершенно тихие и имеют очень хорошую скорость чтения и записи. Но они пока очень дорогие и не очень надежные, поэтому их устанавливают только под операционные системы, а для хранения файлов используют жесткие диски IDE и SATA.

Многих пользователей интересует устройство жесткого диска. И неспроста, ведь на сегодняшний день самым распространенным накопителем информации на компьютере является HDD. Далее будут разобраны принципы его работы и структура.

Винчестер по своей сути напоминает проигрыватель на пластинках. В нем также содержатся пластинки и считывающие головки. Однако устройство HDD сложнее. Если мы разберем жесткий диск, то увидим, что в основном пластины металлические и покрыты магнитным слоем. Именно на него производится запись данных. В зависимости от объема винчестера пластин от 4 до 9. Они крепятся на валу, который называется «шпиндель» и имеет высокую скорость вращения от 3600 до 10000 оборотов/мин для изделий массового потребления.

Рядом с блоком пластин находится блок считывающих головок. Количество головок определяется количеством магнитных дисков, а именно по одной на каждую поверхность диска. В отличие от проигрывателя на жестких дисках головка не касается поверхности пластин, а зависает над ней. Это позволяет исключить механический износ. Поскольку пластины имеют высокую скорость вращения, а головки должны находиться на крайне малом постоянном расстоянии над ними, очень важно, чтобы во внутрь корпуса ничего не смогло попасть. Ведь малейшая пылинка может нанести физические повреждения. Именно поэтому механическую часть герметично закрывают кожухом, а электронную выносят на наружу.

Некоторые пользователи интересуются тем, как разобрать жесткий диск. Нужно понимать, что разбор рабочего накопителя предусматривает нарушение его герметичности. А это, в свою очередь, приведет его в негодность. Поэтому не стоит этого делать, если вы не готовы потерять все данные на носителе информации. Если у вас нет острой необходимости открывать накопитель, а всего лишь мучает любопытство, из чего состоит жесткий диск, вы можете посмотреть фото разобранного HDD.

Именно поэтому жесткие диски на магнитных дисках при ремонте разбирают и собирают в специальном ламинарном боксе. В нем при помощи системы подачи воздуха высокой очистки и герметичности поддерживается необходимая для проведения таких работ окружающая среда. Разобрав свой диск в домашних условиях Вы однозначно его приведете в неработоспособное состояние.

Считывающие головки в нерабочем состоянии находятся рядом с блоком пластин. Еще это называется «парковочное положение». Специальное устройство выносит головки в рабочую зону только тогда, когда диск разогнался до необходимой скорости. Все они перемещаются вместе, а не каждая отдельно. Это позволяет иметь быстрый доступ ко всем данным.

Электронная плата, или контроллер, как правило, крепится снизу винчестера. Ее ничего не защищает, и от этого она достаточно уязвима для механических и термических повреждений. Именно она осуществляет управление механикой. Винчестер от ноутбука отличается от стандартного 3,5-дюймового только размером. Принцип работы жесткого диска точно такой же. Отличаться они могут только количеством магнитных блинов и емкостью накопителя.

Как можно проследить, устройство жесткого диска подвержено ударам, встряскам, царапинам, значительным изменениям температур и скачкам напряжения. А это делает его не совсем надежным носителем информации. Именно из-за этого жесткий диск на ноутбуке выходит из строя чаще, чем на стационарном ПК. Ведь портативные устройства постоянно подвергают встряскам, порой падениям, выносят на холод или ставят на солнце. А это, в свою очередь, негативно сказывается на винчестере.

Чтобы продлить срок работы HDD, не подвергайте его падениям и ударам, следите за тем, чтобы была достаточная вентиляция корпуса, любые манипуляции с диском производите только при отключенном питании. Эти недостатки привели к появлению нового типа винчестеров SSD. Постепенно они теснят HDD, когда-то выглядевших великолепными носителями.

Логическое устройство

Мы узнали, как выглядит жесткий диск внутри. Теперь будем разбирать его логическое структурирование. Данные пишутся на жесткий диск компьютера на дорожки, которые делятся на определенные сектора. Объем каждого сектора составляет 512 байт. Последовательные сектора объединяются в кластер.

При установке нового HDD нужно произвести форматирование, иначе компьютер попросту не увидит свободное место на накопителе. Форматирование бывает физическое и логическое. Первое подразумевает разбивку диска на сектора. Некоторые из них могут определиться как «плохие», то есть непригодные к записи данных. В большинстве случаев накопитель уже имеет такое форматирование перед продажей.

Логическое форматирование подразумевает создание логического раздела жесткого диска. Это позволяет значительно упростить и оптимизировать работу с информацией. Под логический раздел (или, как еще называют, «логический диск») отводится определенная область накопителя. С ней можно работать как с отдельным винчестером. Чтобы понять, как работает жесткий диск со своими разделами, достаточно визуально разделить винчестер на 2-4 части в зависимости от количества логических томов. К каждому тому можно применить свою систему форматирования: FAT32, NTFS или exFAT.

Технические данные

Друг от друга HDD отличаются по таким данным:

• объемом;
• скоростью вращения шпинделя;
• интерфейсом.

На сегодняшний день средний объем винчестера 500-1000 Гб. Он определяет количество информации, которое вы можете записать на носитель. От скорости вращения шпинделя будет зависеть, как быстро вы сможете иметь доступ к данным, то есть чтение и запись информации. Самым распространенным интерфейсом является SATA, который пришел на смену уже морально устаревшему и медленному IDE. Друг от друга они отличаются пропускной способностью и типом разъема подключения к материнской плате. Отметим, что диск современного ноутбука может иметь только интерфейс SATA или SATA2.

В данной статье было рассмотрено, как устроен жесткий диск, его принципы работы, техданные и логическая структура.

Приветствую всех читателей блога . Многих интересует вопрос - как устроен жесткий диск компьютера. Поэтому я решил посвятить этому сегодняшнюю статью.

Жесткий диск компьютера (HDD или винчестер) нужен для хранения информации после выключения компьютера, в отличие от ОЗУ () - которая хранит информацию до момента прекращения подачи питания (до выключения компьютера).

Жесткий диск, по-праву, можно назвать настоящим произведением искусства, только инженерным. Да-да, именно так. Настолько сложно там внутри все устроено. На данный момент во всем мире жесткий диск - это самое популярное устройство для хранения информации, он стоит в одном ряду с такими устройствами, как: флеш-память (флешки), SSD. Многие наслышаны о сложности устройства жесткого диска и недоумевают, как в нем помещается так много информации, а поэтому хотели бы узнать, как устроен или из чего состоит жесткий диск компьютера. Сегодня будет такая возможность).

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них - интегральная схема , которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть - электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть - коромысло , которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска. Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением - становится невероятно тяжелым. Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть - сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска - это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют "гермозоной". Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там - вакуум. Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету - а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ - азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух - его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск . Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.

Сама поверхность диска - гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто. Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами. Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам. Да, звучит впечатляюще, однако в действительности - такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Принцип работы жесткого диска

Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.

Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу - это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него , электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной "парковочной зоне". Вот как это выглядит.

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.

Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск "простаивает", т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.

Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про - это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.

Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах

Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта - очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!

Мы, пользователи персонального компьютера, часто сталкиваемся с аббревиатурой HDD. И оправдано желание узнать, что такое HDD, где это и для чего нужно.

HDD расшифровывается как «hard disk drive». Проще говоря, это жесткий диск. Понемногу уходя в прошлое, они вытесняются SSD, но свою нишу на рынке HDD будут занимать еще долгое время.

Почему диск «жесткий»

HDD в компьютере как только не называют. Жесткий диск, хард, винчестер, винт - лишь малый список его имен. Почему все-таки «hard disk drive»?

В отличие от «гибких» дисков (дискет), данные на HDD записываются на жёсткие пластины, а они, в свою очередь, покрыты слоем ферромагнитного материала. Называют их не иначе как «магнитные диски». В жестком диске используют одну или несколько пластин на одной оси. Считывающие устройства (головки) в работе не прикасаются к поверхности пластин. Объясняется это просто: при быстром вращении пластин образуется прослойка набегающего потока воздуха. Расстояние между считывающим устройством и рабочей поверхностью очень мало - всего несколько нанометров, а прослойка воздуха, исключающая механический контакт, обеспечивает долгий срок службы. Если пластины не вращаются с должной скоростью, то головки находятся в так называемой «парковочной» зоне - вне границ пластин.

Отличительным свойством HDD в компьютере является то, что носитель информации совмещен с приводом, а также с блоком необходимой электроники в одном корпусе.

Основные характеристики HDD

Как и любое техническое устройство, жесткий диск обладает рядом характеристик, исходя из которых, можно сделать выводы о его актуальности.

• Ёмкость - одна из самых значимых величин. Характеризует количество данных, которые могут храниться накопителем.
• Габариты (форм-фактор). Самые распространенные вариации - 3.5 и 2.5 дюйма. Определяет ширину устройства.
• Скорость вращения оси, шпинделя. Количество его оборотов в минуту. Параметр значительно влияет на скорость доступа к данным и непосредственно на скорость их передачи. Самые распространенные варианты: 4200, 5400, 7200, 10 000 оборотов/минуту.
• Число операций ввода-вывода в секунду. У современных дисков это число приближается к 50 (при произвольном доступе к данным), при последовательном доступе, соответственно, выше - около 100.
• Энергопотребление - немаловажный параметр для портативных устройств (речь о ноутбуках/нетбуках).
• Размер буфера. Буфер - промежуточная память. Её предназначение - сглаживание различий скорости чтения/записи. В современных HDD обычно располагается в диапазоне от 8 до 64 мегабайт.

Надеюсь, мы смогли разобраться в том, что такое HDD в компьютере, и даже немного расширить свой кругозор в мире компьютерного «железа».