硬盤：工作原理和主要特點

硬盤驅動器，或者，因為他們是所謂的，硬盤是計算機系統中最重要的組成部分之一。 關於大家都知道它。 但是，這不是即使在關於如何在硬盤驅動器原理猜測一個現代的用戶。 操作的原則，在一般情況下，很簡單的一個基本的了解，但也有一些細微，這將進一步討論。

問題的目標和硬盤驅動器的分類？

目的地的問題，當然，修辭。 任何人，即使是最入門級的，馬上回答說，硬盤驅動器（也稱為硬盤，又名硬盤驅動器或HDD）立即回應說，他是用來存儲信息。

在一般情況下，真實的。 不要忘記，在硬盤上，除了操作系統和用戶文件由操作系統引導扇區，這要歸功於她將啟動，以及一些標記該盤可以快速找到所需信息創建的。

目前的車型是相當多樣：硬盤一般，外置硬盤，高速固態SSD硬盤，雖然它歸因於硬盤和不被接受。 進一步建議考慮設備和硬盤工作原理，如果不完全那麼至少在這一點，這已經足夠了基本術語和過程的理解。

請注意，今天的硬盤驅動器的一些基本準則，其中有下面的一個特殊的分類：

• 方法，用於存儲信息;
• 媒體類型;
• 組織獲取信息的方法。

為什麼硬盤驅動器被稱為硬盤？

如今，很多人都在思考，為什麼硬盤被稱為屬於小型武器的硬盤。 這似乎有可能是在兩個設備之間的相似性？

術語似乎早在1973年，當市場第一次出現在世界硬盤，建築在一個密封的容器包括其中的兩個獨立的隔間。 每個隔間的容量為30 MB，這就是為什麼工程師們給出了盤“30-30”，這是完全合拍的品牌流行當時的代號槍“溫徹斯特，30-30”。 然而，在美國和歐洲90年代初是幾乎消失了不再使用的名稱，但仍然是流行在後蘇聯空間。

該設備和HDD工作原理

但是，我們離題。 硬盤工作原理可概括為讀取或寫入的過程。 但這是如何發生的呢？ 為了理解磁性硬盤的操作，你首先需要了解它是如何工作的。

硬盤驅動器本身是一組板，其數量可以變化4至9通過軸（軸）相互連接，稱為主軸。 將板置於一個在另一個之上。 在大多數情況下，它們的製造的材料是鋁，黃銅，陶瓷，玻璃等。D.本身板有一個稱為拼盤材料，基於伽馬鐵氧體氧化物，氧化鉻，鐵酸鋇和t的特殊的磁性塗層。ð 。約2mm每個板的厚度。

用於記錄和讀取信息對應徑向頭（每個板）和板在兩面使用。 在主軸旋轉，該速度可以是從3600〜7200轉。/分鐘，移動頭對應於兩個電動機。

在這種情況下，計算機的硬盤的基本原理是記錄的信息是不是任何地方，但在嚴格的指定位置，稱為扇區，分別位於同心磁道或軌道。 為了避免混淆，適用統一的規則。 有一種觀點認為，硬盤驅動器在其邏輯結構方面的原則，普遍的。 例如，一個扇區的大小，為全球通過了統一的標準，是512字節。 扇區被劃分為簇，它們是數目的扇區的序列是反過來。 特別是在這方面的工作原理硬盤是信息和剛剛痊癒集群（整數行業鏈）的交換。

但是如何讀取信息？ 驅動作品：硬盤如下：在徑向（螺旋狀）方向移動到期望的軌道，並在反過來被定位在給定的扇區使用專用支架讀取頭，所有的磁頭可以同時通過讀取不僅從不同的軌道相同的信息移動但具有不同的盤（晶片）。 具有相同序號的所有曲目被稱為氣缸。

有可能選擇一個硬盤的另一種操作原理：讀頭更靠近所述磁性表面（但不接觸它），較高的記錄密度。

如何寫入和讀取信息？

硬盤驅動器或硬盤驅動器，並因此被稱為磁，他們使用磁性物理定律，法拉第和麥克斯韋制定。

如已經提到的，nemagnitochuvstvitelnogo磁性塗層材料的板被施加到厚度為幾微米。 在操作中，具有所謂的結構域結構的磁場。

磁疇是嚴格界定磁化區域邊界鐵合金。 此外HDD運行原理可歸納如下：在外部磁場的情況下，適當的驅動場開始被沿著磁力線和在對光盤的影響終止精確地引導出現在其中存儲的信息之前包含在主字段剩磁區。

為創建的外部場的負責記錄讀取頭，以及讀出區剩磁，作為相對的頭部產生的電動勢或EMF。 然後，一切都很簡單：改變EMF對應一個二進制數，它的缺失或停止 - 零。 時間改變EMF稱為位單元。

此外，純粹信息學的考慮的磁表面可以被關聯，作為一種點序列的數據比特。 然而，由於這些點的位置是絕對不可能精確計算，在驅動器上要安裝某種預先指定的標籤，幫助定義所需的位置。 這類標籤的創建稱為格式化（粗略分割盤插入磁道和扇區，簇）。

在格式方面的邏輯結構和工作原理的硬盤驅動器

關於邏輯HDD組織這裡首先有格式，其中有兩種主要類型：低電平（物理）和高電平（邏輯）。 如果沒有這些措施，使有關的任何硬盤驅動器的工作狀態不會說話。 有關如何初始化一個新的硬盤驅動器的信息，將分別討論。

低級格式化要求HDD，其中，所述扇區被沿著軌道位於的表面上的物理效應。 有趣的是，硬盤驅動器的原理是這樣的：每個部門已經建立了自己獨特的地址，其中包括非常扇區號，軌道編號，在它的位置，和車牌號碼。 因此，直接訪問組織相同的內存直接從指定的地址的地址，而不是尋找在表面上正確的信息，由於其實現的速度（雖然它不是最重要的）。 注意，當低級格式化被完全擦除所有的信息和在大多數情況下恢復它不能。

另一件事 - 邏輯格式（基於Windows的系統是快速格式化或快速格式化）。 此外，這些方法可用於產生表示在相同的原理操作的主硬盤的特定區域的邏輯分區。

邏輯格式主要影響系統區，其中包括一個引導扇區和分區表（MBR引導記錄），文件分配表（FAT，NTFS，等等。D.）和根目錄（根目錄）。

在集群的扇區中記錄信息是通過幾個部分，其特徵在於，在一個簇不能包含兩個相同的對象（文件）製成。 實際上，一個邏輯分區的創建，因為它從主系統分區分開它，這樣存儲在其上的信息，如果有錯誤和故障更改或刪除不受影響。

主要特點HDD

我認為，在毫不知情的普通硬盤的工作原理。 我們現在的主要特徵，這給現代硬盤所有的機會（或不足）的完整畫面。

硬盤和主要特點的原理可能是完全不同的。 要了解其中的利害關係，我們選擇所有的特徵迄今已知的信息存儲最基本的參數：

• 容量（體積）;
• 性能（數據存取速度信息的讀取和寫入）;
• 接口（連接的方法，控制器類型）。

容量是可以被記錄和存儲在硬盤驅動器上的信息總量。 的硬盤製造業迅速發展的今天已經進入到使用硬盤與2 TB以上的訂單量。 而且，因為它認為這是沒有極限的。

接口 - 最顯著的特點。 它確定哪個方向將設備連接到主板，其控制器被用作讀寫被執行，等等。D.主要和最常見的接口考慮IDE，SATA和SCSI。

與IDE接口不同成本低，然而，其主要缺點中的磁盤可以區分同時連接的設備（最多四個）和低數據速率（和甚至與支持直接存儲器存取的超DMA或協議超ATA（模式2和模式的有限數量的4）雖然認為其使用可增加16 Mb / s的讀/寫速度的水平，但速度比在現實中要低得多。此外，以UDMA模式需要安裝專門的驅動程序，這 從理論上講，它應該與主板供應。

說什麼硬盤和功能的原則，你不能忽視的SATA接口，這是IDE ATA的後繼版本。 這種技術的優點是，在讀/寫速度可通過使用高速總線的Fireware IEEE-1394的增加至100Mb / s的。

最後，SCSI接口與前兩屆相比，是最靈活和最高速（讀/寫速度可達160MB到/ s以上）。 但也有這樣的硬盤驅動器幾乎貴一倍。 但同時連接的存儲設備，從7至15的數目，可以在不斷電的計算機來執行的連接，和電纜長度可以在15-30米的量級。 事實上，在大多數情況下這種類型的硬盤並不適用於用戶的個人電腦和服務器。

性能表徵的傳輸速度和吞吐量的I / O容量，通常被表示傳輸時間的和串聯傳輸的數據量，並在MB / s的表示。

一些附加選項

談到什麼是硬盤工作原理及影響其操作什麼參數，是無法避免的，和一些額外的功能，這可能會影響設備的性能和壽命。

這裡，在第一個地方是旋轉速度，它直接影響所需扇區的搜索和初始化時間（識別）。 這種所謂的潛搜索時間 - 時間間隔，在此期間需要對部門輪流讀頭。 今天通過的主軸轉速的幾個標準，每以毫秒延時分鐘轉數來表示：

• 3600 - 8.33;
• 4500 - 6.67;
• 5400 - 5.56;
• 7200 - 4.17。

這是很容易看出，速度越高，花費在搜索扇區的時間越少，和物理平面 - 由盤到安裝頭點所需定位板的革命。

另一個參數 - 內部傳輸率。 在外軌道是最小的，但與到內軌道的逐漸過渡增大。 因此，表示的頻繁的運動相同的碎片整理過程中盤的最快區域中使用的數據 - 不是簡單地以更高的速度讀出的內軌道的轉移。 外部速度具有固定值，並且取決於所使用的接口。

最後，隨著硬盤的自己的高速緩存或緩衝的存在有關的重要問題之一。 事實上，硬盤驅動器的類似操作或虛擬存儲緩衝器使用一些原則方面的工作。 較大的高速緩存大小（128-256 KB），更快的硬盤驅動器。

對於硬盤的主要要求

基本要求，在大多數情況下都硬盤驅動器，沒有這麼多。 最主要的 - 長壽命和可靠性。

對於大多數硬盤的基本標準被認為是5-7歲，不低於500000小時操作時間順序的生活，但是對於高端驅動器，身材不小於一萬小時。

至於可靠性，負責SMART自檢，其監視在硬盤驅動器的各個元件的狀態，進行連續監測的該功能。 所收集的數據的基礎上，可以產生在未來故障的可能外觀的甚至預測。

不言而喻的是，用戶不應該站在一旁。 例如，當使用HDD極其重要的觀察的最佳溫度範圍（0 - 50±10攝氏度），以避免衝擊，影響和下降的硬盤驅動器，被灰塵或其他小顆粒等擊中順便提及，很多人將..有興趣知道該煙顆粒比讀磁頭和硬盤驅動器的磁面，和人發之間的距離大約兩倍 - 5-10倍。

問題通過更換硬盤驅動器初始化系統

現在，什麼應該盡快採取行動，如果出於某種原因，用戶更換硬盤驅動器或安裝dpolnitelny幾句話。

充分描述這一過程不會，只集中在主舞台。 首先，你必須連接的硬盤驅動器，並期待在BIOS設置中，如果檢測到新硬件，在管理部分磁盤初始化並產生引導記錄，創建簡單卷，分配一個ID（字母），並用文件系統的選擇格式化。 只有在新的“螺絲釘”完全準備就緒。

結論

這一切都讓來介紹功能和現代的硬盤驅動器的性能的基礎知識。 外部硬盤驅動器的工作原理，因為它幾乎不會從用於固定硬盤不同的是不被認為是重要的。 唯一的區別僅僅是額外的存儲連接到您的PC或筆記本電腦的方法。 最常見的是通過直接連接到主板USB接口的連接。 同時，如果你想確保最佳的性能，最好是使用標準的USB 3.0（內部藍色接口），當然，前提是外部硬盤驅動器本身支持它。

至於其他的，我想很多人哪怕是一點點，很清楚如何任何類型的硬盤。 也許上面已經被賦予了太多的技術信息，更甚至從學校的物理課程，但如果沒有，要充分了解所有的HDD生產和應用技術不會明白規定的基本原則和方法。