Hard disk
- 1. Grosu Ion Instruirea asistată de calculator 1
- 2. INTRODUCERE Definirea unui hard-disk Funcţionarea unităţii de hard-disk Formatarea discului Componente de bază ale unităţii de hard-disk Caracteristici ale hard-discului
- 3. Hard-disk-urile au fost inventate în anii 1950. La început aveau ca marime pâna la 20 inch în diametru si puteau inmagazina doar câtiva megabytes. Pentru mulţi utilizatori, unitatea de hard-disk este cea mai importantă parte a sistemului de calcul.
- 4. HARD DISK O unitate de hard-disk este folosită pentru stocarea nevolatilă sau permanentă a datelor. Stocarea nevolatilă, sau permanentă, înseamnă, în acest caz, că dispozitivul de stocare pastrează datele chiar şi cand sistemul de calcul nu este alimentat cu energie electrică.
- 5. HARD DISK Definirea unui hard-disk O unitate de hard-disk conţine platane rigide, în formă de disc, confecţionate de obicei din aluminiu sau sticlă. Spre deosebire de dischete, platanele nu se pot curba sau îndoi. În majoritatea unităţilor de hard-disk , discurile nu se pot extrage, din acest motiv fiind numite unitati de disc fix.
- 6. HARD DISK De când se folosesc hard-diskurile în sistemele PC, acestea au suferit transformări radicale: Capacitaţile de stocare maxime au crescut de la 10Mb în unitaţile disponibile în 1982 pana la 1Tb (1024Gb) sau mai mult în unitaţile disponibile astazi. Ratele de transfer de date de pe suport au crescut de la 85 – 102 K/s pentru modelul original de IBM XT în 1983, la 800Mb/s pentru unele din cele mai rapide HDD-uri externe si chiar SSD-uri (solid state drive). Timpul mediu de căutare a scăzut de la peste 85ms pentru hard-diskurile XT de 10Mb din 1983 la mai puţin de 4.2ms pentru unităţile de astăzi.
- 7. HARD DISK Funcţionarea unităţii de hard-disk Capetele citesc şi scriu date în inele concentrice numite piste, care sunt divizate în segmente numite sectoare, care studiază de obicei 512 octeţi fiecare . Construcţia fizică de bază a unui hard-disk constă in discuri rotative cu capete care se mişcă deasupra suprafeţei lor şi stochează date pe piste şi sectoare.
- 8. HARD DISK La început, majoritatea hard- diskurilor se roteau la 3600 rot/min, multe unităţi în ziua de azi au turaţii de 5400, 5600, 6400, Unităţile de hard-disk au de obicei mai 7200 rot/min si au apărut chiar şi multe discuri (platane) care sunt amplasate cu 15000 de rot/min. unul deasupra celuilalt şi se rotesc solidar fiecare avand două feţe, pe care unitatea stocheaza date. Majoritatea unitaţilor au două sau trei platane care dau patru sau şase feţe, iar unele unitaţi au pană la 11 sau mai multe platane. Pistele aflate la aceeaşi poziţie, de pe fiecare faţă a fiecarui platan, luate împreună, alcătuiesc un cilindru.
- 9. Formatarea discului. Pentru un hard-disc sunt necesare 3 operaţii separate de formatare: * Formatarea de nivel jos (Low-Level Formatting-LLF) * Partiţionarea * Formatarea de nivel înalt(High-Level Formatting-HLF)
- 10. Formatarea de nivel jos În cursul unei formatări de nivel jos, programul de formatare împarte pistele hard-discului într-un număr precizat de sectoare, creând intervale de siguranţă între sectoare şi între piste şi înscriind informaţia din preambulul şi postambulul sectorului. Pistele exterioare conţin mai multe sectoare decât pistele interioare pentru că sunt mai lungi. Toţi cilindrii dintr-o anumită zonă au acelaşi număr de sectoare pe pistă. Numărul de zone diferă de la o unitate la alta, dar majoritatea unităţilor au 10 sau mai multe zone.
- 11. Partiţionarea Crearea unei partiţii pe hard-disc îi permite acestuia să gazduiască sisteme de fişiere distincte, fiecare în partiţia sa. Orice hard-disc trebuie să aibă pe el o partiţie primară, una logică şi oricâte extinse. Există 3 sisteme de fişiere, folosite de obicei de sistemele de operare actuale: *FAT(File Allocation Table-tabela de alocare a fişierelor).Sistemul de fişiere standard utilizat de DOS,Windows 9x şi Windows NT. *FAT 32 (File Allocation Table, pe 32 biţi). Un sistem de fişiere opţional utilizat de Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 şi Windows NT 5.0. *NTFS (Windows NT File System- sistemul de fişiere pentru Windows NT). Sistemul de fişiere nativ pentru Windows NT , care utilizează numere de fişiere de până la 256 de caractere şi partiţii până la mărimea teoretică de 16 exaocteţi.
- 12. Formatarea de nivel înalt În cursul formatării de nivel înalt, sistemul de operare (precum Windows 9x, Windows NT sau DOS) scrie structurile necesare pentru a gestiona fişierele şi datele pe disc. Partiţiile FAT au pe fiecare unitate logică formatată câte un sector de încărcare al volumului(VBS- Volume Boot Sector) două copii ale tabelului de alocare a fişierelor(FAT) şi un director rădăcină. Formatarea de nivel înalt nu este efectiv o formatare fizică a unităţii, ci mai degrabă crearea unui „tabel de cuprins” pentru disc.
- 13. Componente de bază ale unităţii de hard-disk Există multe tipuri de unitaţi de hard-disk pe piaţă, dar aproape toate prezintă aceleaşi componente fizice de bază. 1. Platanele discului 2. Capetele de citire respectiv scriere 3. Dispozitivul de acţionare a capului 4. Motorul de antrenare 5. Placa logica 6. Cabluri şi conectare 7. Elemente de configurare (precum jumpere sau comutatoare).
- 14. 1. Platanele discului Un hard-disk obişnuit are unul sau mai multe platane sau discuri. De-a lungul anilor, hard- diskurile pentru sistemele PC au existat în mai multe tipodimensiuni. De regulă, dimensiunea fizică a unei unitaţi este exprimată prin dimensiunea platanelor: •51/4-inci (practic 130 mm, adică 5,12 inci) •31/2 inci (practic 95 mm, adică 3,74 inci) •21/2 inci •1,8 inci 2. Suporturi de înregistrare Indiferent de substratul folosit, platanele sunt acoperite cu un strat subţire de substanţă sensibilă magnetic, numită suport, pe care se stochează informaţie magnetică. Pe platanele hard-discurilor, două tipuri de suport magnetic sunt mai răspândite: * Suporturi cu oxizi constau din diverse compoziţii, conţinând ca ingredient activ, oxid de fier. * Suporturi peliculare este mai subţire, mai dur şi mai lipsit de defecte decât suportul cu oxizi.
- 15. 3. Capetele de citire/scriere. O unitate de hard-disc are de obicei câte un cap de citire/scriere pentru fiecare faţă de platan. Aceste capete sunt conectate, sau solidare, pe acelaşi mecanism de deplasare. Fiecare cap se află pe un braţ al dispozitivului de acţionare, braţ acţionat de un resort pentru a presa capul în contact cu un platan. Puţini realizează că fiecare platan este „strâns" între capetele de deasupra şi de sub el. 4. Modele de capete de citire/scriere: • Cu ferită • Peliculare (Thin Film—TF) • Cu întrefier metalizat (MIG— Metal-In-Gap) • Magneto-rezistive (MR)
- 16. 5. Dispozitivul de acţionare a capului. Acest mecanism deplasează capetele pe deasupra discului şi le poziţionează cu precizie deasupra cilindrului dorit. Întâlnim 2 categorii de bază : * Dispozitive de acţionare cu motor pas cu pas * Dispozitive de acţionare cu magnet permanent. Dispozitivul de acţionare a capului este cea mai importantă caracteristică a unei unităţi, iar tipul de dispozitiv de acţionare a capului al unei unităţi spune foarte mult despre caracteristicile de performanţă şi fiabilitate ale unităţii. 6. Motoare de antrenare Motorul care roteşte platanele este numit motor de antrenare, pentru că este conectat la axul în jurul căruia se rotesc platanele. Motorul de antrenare trebuie să aibă, de asemenea, viteza precis controlată. Platanele din unităţile de hard-disc se rotesc cu viteze între 3.600 şi 10.000 rot/min sau mai mult, iar motorul are un circuit de control cu o buclă de feedback pentru a urmări şi a controla precis această viteză.
- 17. 7. Plăcile logice Plăcile logice conţin circuite electronice care controlează sistemul de antrenare al unităţii şi dispozitivul de acţionare al capului şi care pun la dispoziţia contollerului date, într-o formă convenită. 8. Cabluri şi conectoare Unităţile de hard- disc au de obicei mai multe conectoare , pentru interfaţa cu calculatorul, alimentarea cu tensiune şi uneori pentru conectarea la masă la şasiul sistemului. Majoritatea unităţilor au cel puţin aceste 3 tipuri de conectoare : • Conectoare de interfaţă • Conectoare de alimentare • Conector opţional de legare la masă
- 18. 9. Elemente de configurare Pentru a configura o unitate de hard-disc pentru instalarea într-un sistem, de obicei trebuie să setaţi corespunzător câteva jumpere (şi, poate, câteva rezistoare finale). Aceste elemente diferă de la o interfaţă la alta şi, adesea, şi de la o unitate la alta. Multe unităţi de hard-disc oferă ca opţiune o placă frontală sau mască. Masca este de obicei ca un element Unele măşti prezintă o diodă opţional cu unitate, ca o componentă a electroluminiscentă (led) care clipeşte carcasei sistemului şi nu a unităţii. când hard-discul lucrează. Ledul este montat în mască sau este fixat pe unitate , iar masca prezintă o fereastră permanentă sau colorată prin care se poate observa ledul care clipeşte când unitatea este accesată.
- 19. Caracteristici ale hard-discului Pentru a face alegerea cea mai bună la cumpărarea unui hard- disc sau pentru a înţelege în ce constau deosebirile dintre o marcă de hard-disc şi alta trebuie luate în considerare numeroase caracteristici: * Fiabilitatea * Viteza Viteza * Protecţia la şocuri mecanice * Preţul Fiabilitatea Protectie la socuri Pretul