Жесткий диск отвечает за длительное хранение информации, на нем обычно хранится операционная система, все ваши файлы и папки. К выбору жесткого диска необходимо подойти ответственно, чтобы потом не было жалко потраченных денег. Продолжение о выборе и свободном месте на жестких дисках читаем дальше.

Нужно ли сразу покупать большой по объему жесткий диск?

Оценивали ли вы, какова разница, между ценой жесткого диска емкостью 2ТБ, 1ТБ и 500ГБ?

Смотрим прайс лист, выбираем одного производителя, жесткие диски с одинаковыми скоростями:
— HDD 250 Gb WD (7200) SATAII, 16Mb cache – 1490р;
— HDD 500 Gb WD (7200) SATAII, 16Mb cache – 1980р.
Легко видеть, что мы получаем разницу в цене, 510 рублей, а по объему памяти двойной прирост.
То есть, вдвое больший объем памяти обошелся дешевле, чем два жестких диска.

В каждом конкретном случае нужно смотреть, сколько стоит жесткий диск нужного вам объема и какова разница с ближайшими по объему жесткими дисками.
Еще немаловажный момент – нужно узнать о том, как сильно греется ваш жеткий диск.

Если у вас старый компьютер, то вам придется наверняка покупать IDE жесткий диск, а на новый SATA.

Брэнды производителей жестких дисков.

Перечислим производителей жестких дисков: Seagate, WD, Samsung, Maxtor.
Выбор за вами, у каждого производителя наверное были и удачные модели и не очень, — кто знает, что они выпустят завтра.
Обращайте внимание на цену, то как жесткий диск набирает температуру, насколько быстро работает.

Что делать если хочется поставить два жестких диска?

Можно конечно не ограничиваться и поставить больше, но вам можно здесь повыбирать:

– установить жесткий диск внутри компьютера (Если жесткий диск IDE, то придется установить перемычки, чтобы выбрать главные жесткий диск. На шлейфе кстати тоже один разъем для мастера, а второй для слэйва);

— установить жесткий диск в мобильном шасси Mobile Rack (в магазинах продают уже только SATA) внутри компьютера. Достоинство в том, что вы в любой момент легко сможете его достать и сходить к другу перекинуть информацию;

— установить жесткий диск во внешний корпус – тоже достаточно удобно, не греется внутри компьютера, добавляя еще больше температуру в системном блоке, в любой момент можно подключить к другому компьютеру;

— купить жесткий диск в корпусе – внешний жесткий диск;

— купить жесткий диск для ноутбука и использовать его в качестве флешки.

По цене может получиться не слишком большая разница, зато появится мобильность.
Кстати говоря, через USB данные будут передаваться с максимальной скоростью порта, т.е. возможно ваш жесткий диск будет работать не в полную силу, особенно если USB 1.0.

Куда же девается свободное место на жестком диске?

Если купив видеокарту мы жалеем, о том, что она не сильно повлияла на скорость обработки видео, то купив жесткий диск мы очень часто жалеем о том, что купили слишком маленький по объему и места все время не хватает.

А ведь и правда, вроде было много, а потом вообще не хватает, жалко удалять игры, фильмы тоже и жалко записывать и удалять не хочется. На самом деле ваши игры и видео это не все, что занимает место на жестком диске, еще бывают варианты с забытыми образами на диске. Некоторые программы тоже хранят свои данные на вашем компьютере – например Google Earth хранит карты на компьютере, а это может быть от 100, и более мегабайт, и так понемногу набирается полный жесткий диск.

Попробуйте зайти в папку темп находящуюся в папке виндовс — C:\WINDOWS\Temp, посмотрите, сколько там накопилось мусора, его весь нужно удалять.

Нередко для освобождения места на жестком диске используются специальные программы, но я не советовал бы ими пользоваться, возможно, из-за ваших настроек будут удалены важные для операционной системы файлы и потом она просто не загрузится.

Как разбить логический диск на два раздела?

Если вы купили жесткий диск и у вас всего один «Логический диск» то для многих это не самый лучший вариант – при переустановке операционной системы данные могут потеряться, а если все важное хранить на втором логическом диске, то шансов не снести например курсовую возрастают.

Для разбиения жесткого диска на несколько логических разделов придется воспользоваться специальным программным обеспечением. Обращаю ваше внимание, что при разбиении на логические диски на работе из 17 компьютеров, 1 так и не загрузился – пришлось переустанавливать операционную систему – позаботьтесь о резервном копировании данных.

Итак, вы получили отрывочные начальные знания о жестких дисках – как купить жесткий диск – на что обращать внимание, куда девается свободное место на жестком диске, как получается несколько разделов на жестком диске.

Спасибо за внимание.

Жёсткий диск - компонент любого компьютера,который содержит данные.Каждый компьютер должен,по крайней мере,иметь один установленный жёсткий диск для хранения операционной системы,программ и другой пользовательской информации.Этот диск,как правило,является внутренним,или встроенный в компьютер,но так как компьютерные системы эволюционировали и есть разные потребности,появились угрозы из Интернета и возникли разные обстоятельства,поэтому внешние жёсткие диски становятся всё более популярными.Как правило,внешние жёсткие диски используются в дополнение к имеющемуся внутреннему жёсткому диску для хранения данных.Они также позволяют пользователю установить конфиденциальность или иначе важную информацию на них,затем отключить их и хранить их в надёжном месте.

Физические характеристики

Как правило,внешний жёсткий диск находится вне корпуса компьютера,в своём собственном корпусе.Этот портативный корпус немного больше, чем сам внешний жёсткий диск , и он иногда содержит охлаждающий вентилятор.Внешний жёсткий диск подключен к компьютеру через специальный интерфейсный кабель,который позволяет совершать обмен данными с внешнего жёсткого диска с компьютером, так что данные могут быть переданы и обратно.

Зачем он нужен

Доступ в Интернет регулярно подвергает компьютеры потенциальным угрозам безопасности,таким как «троянские кони», вирусы и spyware.Стало всё труднее защититься от этих угроз,даже при использовании брандмауэров и антивирусных программ.Как правило компьютер используют несколько членов семьи и ту же систему,вводя конфиденциальные документы с высоким риском случайного повреждения или их потери.Кроме того, пространство, необходимое для мультимедийных файлов взлетело,цифровые медиа-файлы,часто занимают большое количество пространства на жёстком диске пользователя. Все эти проблемы можно решить с помощью внешнего жёсткого диска .

Преимущества

Портативный или внешний жёсткий диск позволяет пользователю иметь возможность резервного копирования или хранения важных сведений отдельно от основного внутреннего жесткого диска ,который мог бы стать скомпрометированным,или повреждён.Конфиденциальные документы,большие музыкальные файлы, фильмы, изображения и другие файлы могут быть надежно и безопасно перенесены на внешний жёсткий диск . Ещё одно преимущество внешнего жёсткого диска заключается в том,что он является портативным и работает на основе plug-and-play,с тем чтобы другие совместимые компьютеры смогли распознать диск как устройство хранения данных и его можно было использовать для доступа к файлам. Пользователь может легко передавать файлы с компьютера на портативный жесткий диск или внешний жёсткий диск с компьютера,или все программы можно запускать прямо с внешнего жёсткого диска .

Любимые фильмы, музыка, семейные фотографии, видео с важных жизненных событий, электронные книги, рабочие документы - и это далеко не все, что хранится на компьютере современного человека. Приходит момент, когда информации становится слишком много, и встроенная память ПК уже не может принять ни одного мегабайта. Именно тогда, чаще всего возникает необходимость в приобретении внешнего накопителя. написано в специальной статье на нашем блоге.

Для чего нужен жесткий диск?

Но перегруженность памяти персонального компьютера далеко не единственная причина приобретения жесткого диска. Внешний жесткий диск нужен и во многих других случаях. В каких именно - узнаем дальше.

• Для разгрузки компьютера. Любите сохранять все понравившиеся фильмы? Если на Вашем ПК уже не осталось места, то самое время подобрать внешний накопитель. Он позволит разгрузить встроенную память компьютера. Особенно это важно, если жесткий диск ПК полностью загружен информацией. Не секрет, что в этом случае компьютер теряет свою производительность. Игроманы могут использовать внешний жесткий диск для игр - установок, сохранок и т.д.
• Для хранения важной информации. Многим пользователям знакома ситуация, когда на компьютере сломался винчестер и вся информация, которая была на ПК, исчезала без возможности восстановления. От поломок не застрахована никакая техника, поэтому важно обезопасить себя от подобного риска. Для этого стоит перенести всю ценную информацию на внешний накопитель.
• Для мобильности информации. Если у Вас есть необходимость постоянно иметь доступ к большому количеству информации с разных компьютеров, то внешний накопитель - это идеальный вариант. Особенно полезным внешний накопитель будет для работы. На диске могут храниться архивы документов, позволяя Вам всегда иметь быстрый доступ к ним.

Преимущества использования жестких дисков

Некоторые пользователи могут удивиться, зачем современному человеку нужен внешний накопитель, если существуют облачные хранилища. Но все же внешний накопитель имеет свои преимущества перед «облаками»:

1. Доступ к информации на жестком диске у Вас будет всегда независимо от наличия Интернета.
2. Скорость работы с информацией с диска значительно выше, чем с облачными ресурсами. Современные жесткие диски позволяют записывать большие объемы данных с невероятно большой скоростью.
3. Диск гарантирует надежную защиту личных данных. Всегда существует риск взлома аккаунта и утечки личной информации. Если Вы не хотите, чтобы какая-то информация оказалась в сети, то лучше хранить ее на внешнем накопителе. Но не забудьте также позаботится о защите жесткого диска от нежелательного доступа.

Как выбрать внешний жесткий диск?

Сегодня на рынке можно найти жесткие диски от самых разных производителей с самыми разными характеристиками. Чтобы не ошибиться в выборе устройства, стоит обратить внимание на следующие его параметры:

• Объем памяти. Выбор объема зависит от цели, с которой Вы приобретаете устройство. Очевидно, что для хранения фильмов, фото и видеоматериалов стоит выбирать диски большого размера - от одного терабайта. Для хранения рабочих файлов может оказаться достаточно и 500 ГБ. При этом устройство с таким объемом памяти будет отличаться более компактными габаритами и меньшим весом, что делает его очень мобильным.
• Защищенность устройства. Если будет использоваться для хранения важной или даже конфиденциальной информации, то стоит выбирать устройства с повышенным уровнем безопасности. В рейтинг внешних жестких дисков по надежности входят устройства от таких производителей - Hitachi, Seagate, Toshiba, Fujitsu, Western Digita и другие.
• Размеры. Если у Вас часто возникает потребность носить жесткий диск с собой, то разумно будет остановить свой выбор на компактных моделях. Лучшие внешние жесткие диски 2017 года отличаются небольшими габаритами при достаточно большем объеме. Но стоит учесть, что стоимость таких устройств будет соответствующей.

В нашем интернет-магазине гаджетов GSM-ka Вы найдете надежные жесткие диски, полезные , многофункциональные смартфоны и планшеты. Выбирайте современные гаджеты и делайте свою жизнь проще!

В данной статье будет идти речь только о жестких дисках (HDD) то есть о носителях на магнитных дисках. О SSD будет следующая статья.

Что такое жесткий диск

По традиции, давайте подсмотрим определение жесткого диска в Википедии:
Жесткий диск (винт, винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках, НЖМД, HDD, HMDD) - запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.
Используются в подавляющем большинстве компьютеров, а также как отдельно подключаемые устройства для хранения резервных копий данных, в качестве файлового хранилища и т.п.
Чуть-чуть разберемся. Мне нравится термин «накопитель на жестких магнитных дисках«. Эти пять слов передают всю суть. HDD - устройство, предназначение которого длительное время хранить записанные на него данные. Основой HDD являются жесткие (алюминиевые) диски со специальным покрытием, на которое при помощи специальных головок записывается информация.
Не буду рассматривать в деталях сам процесс записи - по сути это физика последних классов школы, и вникать в это, уверен, у вас желания нет, да и статья совсем не о том.
Также обратим внимание на фразу: «произвольного доступа» что, грубо говоря, означает, что мы (компьютер) можем в любое время считать информацию с любого участка ЖД.
Важным является тот факт, что память HDD не энергозависима, то есть не важно подключено питание или нет, записанная на устройство информация никуда не исчезнет. Это важное отличие постоянной памяти компьютера, от временной (ОЗУ).
Взглянув на жесткий диск компьютера в жизни, вы не увидите ни дисков, ни головок, так как все это скрыто в герметичном корпусе (гермозона). Внешне винчестер выглядит так.
Думаю что такое HDD вы поняли. Идем дальше.

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Рассмотрим что такое HDD в компьютере, то есть какую роль он играет в ПК. Понятно, что он хранит данные но, как и какие. Здесь выделим такие функции НЖМД:
- Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
- Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
- Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;
- Как видим, жесткий диск компьютера не просто свалка из фотографий, музыки и видео. На нем хранится вся операционная система, и помимо этого ЖД помогает справляться с загруженностью ОЗУ, беря на себя часть ее функций.

Из чего состоит жесткий диск

Мы частично упоминали о составных жесткого диска, сейчас разберемся с этим детальнее. Итак, основные составляющие HDD:
- Корпус - защищает механизмы жесткого диска от пыли и влаги. Как правило, является герметичным, дабы внутрь та самая влага и пыль не попадали;
- Диски (блины) - пластины из определенного сплава металлов, с нанесенным с обеих сторон покрытием, на которое и записываются данные. Количество пластин может быть разным - от одной (в бюджетных вариантах), до нескольких;
- Двигатель - на шпинделе которого закреплены блины;
- Блок головок - конструкция из соединенных между собой рычагов (коромысел), и головок. Часть ЖД, которая считывает и записывает на него информацию. Для одного блина используется пара головок, поскольку и верхняя, и нижняя часть у него рабочая;
- Устройство позиционирования (актуатор) - механизм приводящий в действие блок головок. Состоит из пары постоянных неодимовых магнитов и катушки, находящейся на конце блока головок;
- Контроллер - электронная микросхема управляющая работой HDD;
- Парковочная зона - место внутри винчестера рядом с дисками либо на их внутренней части, куда опускаются (паркуются) головки во время простоя, чтобы не повредить рабочую поверхность блинов.
Такое вот незамысловатое устройство жесткого диска. Сформировалось оно много лет назад, и никаких принципиальных изменений в него уже давно не вносились. А мы идем дальше.

Как работает жесткий диск

После того, как на HDD подается питание двигатель, на шпинделе которого закреплены блины, начинает раскручиваться. Набрав скорость, при которой у поверхности дисков образовывается постоянный поток воздуха, начинают двигаться головки.
Данная последовательность (сначала раскручиваться диски, а затем начинают работать головки) необходима для того, чтобы за счет образовавшегося потока воздуха, головки парили над пластинами. Да, они никогда не касаются поверхности дисков, иначе последние были бы моментально повреждены. Тем не менее, расстояние от поверхности магнитных пластин до головок настолько маленькое (~10 нм), что вы не увидите его невооруженным глазом.
После запуска, в первую очередь происходит считывание служебной информации о состоянии жесткого диска и других необходимых сведениях о нем, находящихся на так называемой нулевой дорожке. Только затем начинается работа с данными.
Информация на жестком диске компьютера записывается на дорожки которые, в свою очередь, разбиты на сектора (такая себе разрезанная на кусочки пицца). Для записи файлов несколько секторов объединяют в кластер, он и является наименьшим местом, куда может быть записан файл.
Кроме такого «горизонтального» разбиения диска, есть еще условное «вертикальное». Поскольку все головки объединены, они всегда позиционируются над одной и той же по номеру дорожкой, каждая над своим диском. Таким образом, во время работы HDD головки как бы рисуют цилиндр.
Пока HDD работает, по сути он выполняет две команды: чтение и запись. Когда необходимо выполнить команду записи, происходит вычисление области на диске куда она будет производится, затем позиционируются головки и, собственно, выполняется команда. Затем результат проверяется. Кроме записи данных прямо на диск, информация также попадает в его кеш.
Если контроллеру поступает команда на чтение, в первую очередь происходит проверка наличия требуемой информации в кеше. Если ее там нет, снова происходит вычисление координат для позиционирования головок, дальше, головки позиционируется и считывают данные.
После завершения работы, когда питание винчестера исчезает, происходит автоматическая парковка головок в парковочных зоне.
Вот так в общих чертах и работает жесткий диск компьютера. В действительности же все намного сложнее, но обычному пользователю, скорее всего, такие подробности не нужны, поэтому закончим с этим разделом и пойдем дальше.

Виды жестких дисков и их производители

На сегодняшний день, на рынке существует фактически три основных производителя жестких дисков: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Они полностью покрывают спрос на устройства всех видов и требований. Остальные компании либо разорились, либо были поглощены кем-то из основной тройки, или перепрофилировались.
Если говорить о видах HDD, их можно разделить таким образом:

1. Для ноутбуков - основной параметр - размер устройства в 2,5 дюйма. Это позволяет им компактно размещаться в корпусе лептопа;
2. Для ПК - в этом случае также возможно использование 2,5″ жестких дисков, но как правило, используются 3,5 дюйма;
3. Внешние жесткие диски - устройства, отдельно подключаемые к ПК/ноутбуку, чаще всего выполняющие роль файлового хранилища.
Также выделяют особый тип жестких дисков - для серверов. Они идентичны обычным ПКшным, но могут отличаются интерфейсами для подключения, и большей производительностью.

Все остальные разделения HDD на виды происходят от их характеристик, поэтому рассмотрим их.

Характеристики жестких дисков

Итак, основные характеристики жесткого диска компьютера:

Объем - показатель максимально возможного количества данных, которые можно будет вместить на диске. Первое на что обычно смотрят при выборе HDD. Данный показатель может достигать 10 Тб, хотя для домашнего ПК чаще выбирают 500 Гб - 1 Тб;
- Форм-фактор - размер жестокого диска. Самые распространенные - 3,5 и 2,5 дюйма. Как говорилось выше, 2,5″ в большинстве случаев, устанавливаются в ноутбуки. Также их используют во внешних HDD. В ПК и на сервера устанавливают 3,5″. Форм фактор влияет и на объем, так как на больший диск может поместиться больше данных;
- Скорость вращения шпинделя - с какой скоростью вращаются блины. Наиболее распространены 4200, 5400, 7200 и 10000 об/мин. Эта характеристика напрямую влияет на производительность, а так же и цену устройства. Чем выше скорость - тем больше оба значения;
- Интерфейс - способ (тип разъема) подключения HDD к компьютеру. Самым популярным интерфейсом для внутренних ЖД сегодня является SATA (в старых компьютерах использовался IDE). Внешние жесткие диски подключаются, как правило, по USB или FireWire. Кроме перечисленных, существуют еще такие интерфейсы как SCSI, SAS;
- Объем буфера (кеш-память) - тип быстрой памяти (по типу ОЗУ) установленный на контроллере ЖД, предназначенный для временного хранения данных, к которым чаще всего обращаются. Объем буфера может составлять 16, 32 или 64 Мб;
- Время произвольного доступа - то время, за которое HDD гарантированно выполнить запись или чтение с любого участка диска. Колеблется от 3 до 15 мс;

Кроме приведенных характеристик также можно встретить такие показатели как:

Скорость передачи данных;
- Количество операций ввода-вывода в сек.;
- Уровень шума;
- Надежность;
- Сопротивляемость ударам и т.д;
На счет характеристик HDD это все.

Жесткие диски, или, как их еще называют, винчестеры, являются одной из самых главных составляющих компьютерной системы. Об это знают все. Но вот далеко не каждый современный пользователь даже в принципе догадывается о том, как функционирует жесткий диск. Принцип работы, в общем-то, для базового понимания достаточно несложен, однако тут есть свои нюансы, о которых далее и пойдет речь.

Вопросы предназначения и классификации жестких дисков?

Вопрос предназначения, конечно, риторический. Любой пользователь, пусть даже самого начального уровня, сразу же ответит, что винчестер (он же жесткий диск, он же Hard Drive или HDD) сразу же ответит, что он служит для хранения информации.

В общем и целом верно. Не стоит забывать, что на жестком диске, кроме операционной системы и пользовательских файлов, имеются созданные ОС загрузочные секторы, благодаря которым она и стартует, а также некие метки, по которым на диске можно быстро найти нужную информацию.

Современные модели достаточно разнообразны: обычные HDD, внешние жесткие диски, высокоскоростные твердотельные накопители SSD, хотя их именно к жестким дискам относить и не принято. Далее предлагается рассмотреть устройство и принцип работы жесткого диска, если не в полном объеме, то, по крайней мере, в таком, чтобы хватило для понимания основных терминов и процессов.

Обратите внимание, что существует и специальная классификация современных HDD по некоторым основным критериям, среди которых можно выделить следующие:

• способ хранения информации;
• тип носителя;
• способ организации доступа к информации.

Почему жесткий диск называют винчестером?

Сегодня многие пользователи задумываются над тем, почему называют винчестерами, относящимися к стрелковому оружию. Казалось бы, что может быть общего между этими двумя устройствами?

Сам термин появился еще в далеком 1973 году, когда на рынке появился первый в мире HDD, конструкция которого состояла из двух отдельных отсеков в одном герметичном контейнере. Емкость каждого отсека составляла 30 Мб, из-за чего инженеры дали диску кодовое название «30-30», что было в полной мере созвучно с маркой популярного в то время ружья «30-30 Winchester». Правда, в начале 90-х в Америке и Европе это название практически вышло из употребления, однако до сих пор остается популярным на постсоветском пространстве.

Устройство и принцип работы жесткого диска

Но мы отвлеклись. Принцип работы жесткого диска кратко можно описать как процессы считывания или записи информации. Но как это происходит? Для того чтобы понять принцип работы магнитного жесткого диска, в первую очередь необходимо изучить, как он устроен.

Сам жесткий диск представляет собой набор пластин, количество которых может колебаться от четырех до девяти, соединенных между собой валом (осью), называемым шпинделем. Пластины располагаются одна над другой. Чаще всего материалом для их изготовления служат алюминий, латунь, керамика, стекло и т. д. Сами же пластины имеют специальное магнитное покрытие в виде материала, называемого платтером, на основе гамма-феррит-оксида, окиси хрома, феррита бария и т. д. Каждая такая пластина по толщине составляет около 2 мм.

За запись и чтение информации отвечают радиальные головки (по одной на каждую пластину), а в пластинах используются обе поверхности. За которого может составлять от 3600 до 7200 об./мин, и перемещение головок отвечают два электрических двигателя.

При этом основной принцип работы жесткого диска компьютера состоит в том, что информация записывается не куда попало, а в строго определенные локации, называемые секторами, которые расположены на концентрических дорожках или треках. Чтобы не было путаницы, применяются единые правила. Имеется ввиду, что принципы работы накопителей на жестких дисках, с точки зрения их логической структуры, универсальны. Так, например, размер одного сектора, принятый за единый стандарт во всем мире, составляет 512 байт. В свою очередь секторы делятся на кластеры, представляющие собой последовательности рядом находящихся секторов. И особенности принципа работы жесткого диска в этом отношении состоят в том, что обмен информацией как раз и производится целыми кластерами (целым числом цепочек секторов).

Но как же происходит считывание информации? Принципы работы накопителя на жестких магнитных дисках выглядят следующим образом: с помощью специального кронштейна считывающая головка в радиальном (спиралевидном) направлении перемещается на нужную дорожку и при повороте позиционируется над заданным сектором, причем все головки могут перемещаться одновременно, считывая одинаковую информацию не только с разных дорожек, но и с разных дисков (пластин). Все дорожки с одинаковыми порядковыми номерами принято называть цилиндрами.

При этом можно выделить еще один принцип работы жесткого диска: чем ближе считывающая головка к магнитной поверхности (но не касается ее), тем выше плотность записи.

Как осуществляется запись и чтение информации?

Жесткие диски, или винчестеры, потому и были названы магнитными, что в них используются законы физики магнетизма, сформулированные еще Фарадеем и Максвеллом.

Как уже говорилось, на пластины из немагниточувствительного материала наносится магнитное покрытие, толщина которого составляет всего лишь несколько микрометров. В процессе работы возникает магнитное поле, имеющее так называемую доменную структуру.

Магнитный домен представляет собой строго ограниченную границами намагниченную область ферросплава. Далее принцип работы жесткого диска кратко можно описать так: при возникновении воздействия внешнего магнитного поля, собственное поле диска начинает ориентироваться строго вдоль магнитных линий, а при прекращении воздействия на дисках появляются зоны остаточной намагниченности, в которой и сохраняется информация, которая ранее содержалась в основном поле.

За создание внешнего поля при записи отвечает считывающая головка, а при чтении зона остаточной намагниченности, оказавшись напротив головки, создает электродвижущую силу или ЭДС. Далее все просто: изменение ЭДС соответствует единице в двоичном коде, а его отсутствие или прекращение - нулю. Время изменения ЭДС принято называть битовым элементом.

Кроме того, магнитную поверхность чисто из соображений информатики можно ассоциировать, как некую точечную последовательность битов информации. Но, поскольку местоположение таких точек абсолютно точно вычислить невозможно, на диске нужно установить какие-то заранее предусмотренные метки, которые помогли определить нужную локацию. Создание таких меток называется форматированием (грубо говоря, разбивка диска на дорожки и секторы, объединенные в кластеры).

Логическая структура и принцип работы жесткого диска с точки зрения форматирования

Что касается логической организации HDD, здесь на первое место выходит именно форматирование, в котором различают два основных типа: низкоуровневое (физическое) и высокоуровневое (логическое). Без этих этапов ни о каком приведении жесткого диска в рабочее состояние говорить не приходится. О том, как инициализировать новый винчестер, будет сказано отдельно.

Низкоуровневое форматирование предполагает физическое воздействие на поверхность HDD, при котором создаются секторы, расположенные вдоль дорожек. Любопытно, что принцип работы жесткого диска таков, что каждый созданный сектор имеет свой уникальный адрес, включающий в себя номер самого сектора, номер дорожки, на которой он располагается, и номер стороны пластины. Таким образом, при организации прямого доступа та же оперативная память обращается непосредственно по заданному адресу, а не ищет нужную информацию по всей поверхности, за счет чего и достигается быстродействие (хотя это и не самое главное). Обратите внимание, что при выполнении низкоуровневого форматирования стирается абсолютно вся информация, и восстановлению она в большинстве случаев не подлежит.

Другое дело - логическое форматирование (в Windows-системах это быстрое форматирование или Quick format). Кроме того, эти процессы применимы и к созданию логических разделов, представляющих собой некую область основного жесткого диска, работающую по тем же принципам.

Логическое форматирование, прежде всего, затрагивает системную область, которая состоит из загрузочного сектора и таблиц разделов (загрузочная запись Boot record), таблицы размещения файлов (FAT, NTFS и т. д.) и корневого каталога (Root Directory).

Запись информации в секторы производится через кластер несколькими частями, причем в одном кластере не может содержаться два одинаковых объекта (файла). Собственно, создание логического раздела, как бы отделяет его от основного системного раздела, вследствие чего информация, на нем хранимая, при появлении ошибок и сбоев изменению или удалению не подвержена.

Основные характеристики HDD

Думается, в общих чертах принцип работы жесткого диска немного понятен. Теперь перейдем к основным характеристикам, которые и дают полное представление обо всех возможностях (или недостатках) современных винчестеров.

Принцип работы жесткого диска и основные характеристики могут быть совершенно разными. Чтобы понять, о чем идет речь, выделим самые основные параметры, которыми характеризуются все известные на сегодня накопители информации:

• емкость (объем);
• быстродействие (скорость доступа к данным, чтение и запись информации);
• интерфейс (способ подключения, тип контроллера).

Емкость представляет собой общее количество информации, которая может быть записана и сохранена на винчестере. Индустрия по производству HDD развивается так быстро, что сегодня в обиход вошли уже жесткие диски с объемами порядка 2 Тб и выше. И, как считается, это еще не предел.

Интерфейс - самая значимая характеристика. Она определяет, каким именно способом устройство подключается к материнской плате, какой именно контроллер используется, как осуществляется чтение и запись и т. д. Основными и самыми распространенными интерфейсами считаются IDE, SATA и SCSI.

Диски с IDE-интерфейсом отличаются невысокой стоимостью, однако среди главных недостатков можно выделить ограниченное количество одновременно подключаемых устройств (максимум четыре) и невысокую скорость передачи данных (причем даже при условии поддержки прямого доступа к памяти Ultra DMA или протоколов Ultra ATA (Mode 2 и Mode 4). Хотя, как считается, их применение позволяет повысить скорость чтения/записи до уровня 16 Мб/с, но в реальности скорость намного ниже. Кроме того, для использования режима UDMA требуется установка специального драйвера, который, по идее, должен поставляться в комплекте с материнской платой.

Говоря о том, что собой представляет принцип работы жесткого диска и характеристики, нельзя обойти стороной и который является наследником версии IDE ATA. Преимущество данной технологии состоит в том, что скорость чтения/записи можно повысить до 100 Мб/с за счет применения высокоскоростной шины Fireware IEEE-1394.

Наконец, интерфейс SCSI по сравнению с двумя предыдущими является наиболее гибким и самым скоростным (скорость записи/чтения достигает 160 Мб/с и выше). Но и стоят такие винчестеры практически в два раза дороже. Зато количество одновременно подключаемых устройств хранения информации составляет от семи до пятнадцати, подключение можно осуществлять без обесточивания компьютера, а длина кабеля может составлять порядка 15-30 метров. Собственно, этот тип HDD большей частью применяется не в пользовательских ПК, а на серверах.

Быстродействие, характеризующее скорость передачи и пропускную способность ввода/вывода, обычно выражается временем передачи и объемом передаваемых расположенных последовательно данных и выражается в Мб/с.

Некоторые дополнительные параметры

Говоря о том, что представляет собой принцип работы жесткого диска и какие параметры влияют на его функционирование, нельзя обойти стороной и некоторые дополнительные характеристики, от которых может зависеть быстродействие или даже срок эксплуатации устройства.

Здесь на первом месте оказывается скорость вращения, которая напрямую влияет на время поиска и инициализации (распознавания) нужного сектора. Это так называемое скрытое время поиска - интервал, в течение которого необходимый сектор поворачивается к считывающей головке. Сегодня принято несколько стандартов для скорости вращения шпинделя, выраженной в оборотах в минуту со временем задержки в миллисекундах:

• 3600 - 8,33;
• 4500 - 6,67;
• 5400 - 5,56;
• 7200 - 4,17.

Нетрудно заметить, что чем выше скорость, тем меньшее время затрачивается на поиск секторов, а в физическом плане - на оборот диска до установки для головки нужной точки позиционирования пластины.

Еще один параметр - внутренняя скорость передачи. На внешних дорожках она минимальна, но увеличивается при постепенном переходе на внутренние дорожки. Таким образом, тот же процесс дефрагментации, представляющий собой перемещение часто используемых данных в самые быстрые области диска, - не что иное, как перенос их на внутреннюю дорожку с большей скоростью чтения. Внешняя скорость имеет фиксированные значения и напрямую зависит от используемого интерфейса.

Наконец, один из важных моментов связан с наличием у жесткого диска собственной кэш-памяти или буфера. По сути, принцип работы жесткого диска в плане использования буфера в чем-то похож на оперативную или виртуальную память. Чем больше объем кэш-памяти (128-256 Кб), тем быстрее будет работать жесткий диск.

Главные требования к HDD

Основных требований, которые в большинстве случаев предъявляются жестким дискам, не так уж и много. Главное - длительный срок службы и надежность.

Основным стандартом для большинства HDD считается срок службы порядка 5-7 лет со временем наработки не менее пятисот тысяч часов, но для винчестеров высокого класса этот показатель составляет не менее миллиона часов.

Что касается надежности, за это отвечает функция самотестирования S.M.A.R.T., которая следит за состоянием отдельных элементов жесткого диска, осуществляя постоянный мониторинг. На основе собранных данных может формироваться даже некий прогноз появления возможных неисправностей в дальнейшем.

Само собой разумеется, что и пользователь не должен оставаться в стороне. Так, например, при работе с HDD крайне важно соблюдать оптимальный температурный режим (0 - 50 ± 10 градусов Цельсия), избегать встрясок, ударов и падений винчестера, попадания в него пыли или других мелких частиц и т. д. Кстати сказать, многим будет интересно узнать, что те же частицы табачного дыма примерно в два раза больше расстояния между считывающей головкой и магнитной поверхностью винчестера, а человеческого волоса - в 5-10 раз.

Вопросы инициализации в системе при замене винчестера

Теперь несколько слов о том, какие действия нужно предпринять, если по каким-то причинам пользователь менял жесткий диск или устанавливал дполнительный.

Полностью описывать это процесс не будем, а остановимся только на основных этапах. Сначала винчестер необходимо подключить и посмотреть в настройках BIOS, определилось ли новое оборудование, в разделе администрирования дисков произвести инициализацию и создать загрузочную запись, создать простой том, присвоить ему идентификатор (литеру) и выполнить форматирование с выбором файловой системы. Только после этого новый «винт» будет полностью готов к работе.

Заключение

Вот, собственно, и все, что вкратце касается основ функционирования и характеристик современных винчестеров. Принцип работы внешнего жесткого диска здесь не рассматривался принципиально, поскольку он практически ничем не отличается от того, что используется для стационарных HDD. Единственная разница состоит только в методе подключения дополнительного накопителя к компьютеру или ноутбуку. Наиболее распространенным является соединение через USB-интерфейс, который напрямую соединен с материнской платой. При этом, если хотите обеспечить максимальное быстродействие, лучше использовать стандарт USB 3.0 (порт внутри окрашен в синий цвет), естественно, при условии того, что и сам внешний HDD его поддерживает.

В остальном же, думается, многим хоть немного стало понятно, как функционирует жесткий диск любого типа. Быть может, выше было приведено слишком много тем более даже из школьного курса физики, тем не менее без этого в полной мере понять все основные принципы и методы, заложенные в технологиях производства и применения HDD, понять не получится.