▷ Mi a merevlemez és hogyan működik?

Ma részletesen látni fogjuk, mi a merevlemez és mi az. Lehetséges, hogy ma nem volt személyi számítógépünk, nem tárolóeszközök feltalálására. Ezenkívül a technológia nem lett volna annyira fejlett, ha ezek a támogatók nem léteznének, hogy annyi információt tudjon tárolni.

Tudjuk, hogy a merevlemez nem kritikus eszköz a számítógép működéséhez, mivel akkor működik. De adatok nélkül a számítógép hasznossága gyakorlatilag nulla .

Tartalom index

Rendkívül a merevlemez-meghajtók ebben a sérülésben vagy az SSD-ben egyre nagyobb teret nyernek a hagyományos merevlemez-meghajtókkal szemben, amelyekre fogunk kitérni ebben a cikkben. Ez azonban még nagyobb tárolási kapacitást és nagyobb tartósságot jelent. Tehát nézzük meg, mi a merevlemez és hogyan működik

Mi a merevlemez?

Az első dolog, amit meg kell tennünk, az, hogy meghatározzuk, mi a merevlemez. A merevlemez olyan eszköz, amely adatait nem felejtõ módon tárolja, vagyis mágneses rögzítõ rendszert használ a digitális adatok tárolására. Ilyen módon a rögzített információkat tartósan meg lehet tartani egy adathordozón (tehát nem illékony). HDD-knek vagy merevlemez-meghajtóknak is nevezik.

A merevlemez egy vagy több merev lemezből áll, amelyek egy hermetikus dobozba vannak behelyezve, és egy közös tengelyhez kapcsolódnak, amely nagy sebességgel forog. A kacsák mindegyikén, amelyeknek két oldalát tárolásra szánják, két külön olvasó / író fej van.

A merevlemezek a számítógép másodlagos memóriájának vagy a grafikus elemnek a vita részét képezik, az 5. (L5) és az alatti memória szintjén. Másodlagos memóriának nevezzük, mivel az adatforrás, így a fő memória (RAM memória) el tudja őket venni, és együtt dolgozhat, miközben utasításokat küld és fogad a CPU-tól vagy a processzortól. Ez a másodlagos memória lesz a legnagyobb kapacitással a számítógépen, és szintén nem lesz illékony. Ha kikapcsoljuk a számítógépet, a RAM kiürül, de nem a merevlemez.

A merevlemez fizikai alkatrészei

Mielőtt megismerné a merevlemez működését, kényelmes felsorolni és meghatározni a merevlemez különféle fizikai összetevőit:

• Tányérok: ott fogják tárolni az információkat. Vízszintesen vannak elrendezve, és minden lemez két felületből vagy mágneses felületből áll, egy felső és alsó felületből. Ez általában fémből vagy üvegből készül. Az információk tárolásához vannak olyan sejtjeik, ahol pozitívan vagy negatívan mágnesezhetők (1 vagy 0). Olvasófej: az elem végzi az olvasási vagy írási funkciót. Az egyik fej lesz a lemez minden egyes felületén vagy felületén, tehát ha két lemezünk van, akkor négy olvasófej lesz. Ezek a fejek nem érintkeznek a lemezekkel, ha ez megtörténik, a lemez megkarcolódik, és az adatok megsérülnek. Amikor az edények forognak, vékony levegőréteg képződik, amely megakadályozza a számlálást a lejátszófej között (kb. 3 nm távolságra). Mechanikus kar: ezek lesznek az elemek, amelyek felelősek az olvasófejek tartásáért. Ezek lehetővé teszik az ételek információkhoz való hozzáférését azáltal, hogy az olvasófejeket lineárisan mozgatják belülről kívülre. ezek elmozdulása nagyon gyors, bár a mechanikai elemek miatt a leolvasási sebességet tekintve kevés korlátozás van. Motorok: Két motorunk lesz a merevlemez belsejében, az egyik a lemezek forgatására szolgál, általában 5000 és 7200 fordulat / perc (fordulat / perc) sebességgel. És lesz még egy a mechanikus karok elektronikus áramkörének mozgatására is : a merevlemez a mechanikus elemek mellett egy elektronikus áramkört is tartalmaz, amely a fej pozicionálás funkcióinak kezeléséért, valamint ennek olvasásáért és írásáért felelős. Ez az áramkör feladata a merevlemez kommunikációja a számítógép többi alkatrészével, a lemezek celláinak helyzetét a RAM és a CPU memória által érthető címekre fordítva. Gyorsítótár memória: az aktuális merevlemez-meghajtók rendelkezik az elektronikus áramkörbe integrált memória chiprel, amely hídként szolgál a fizikai tányérokról a RAM memóriára történő információcseréhez. Ez olyan, mint egy dinamikus puffer, amely megkönnyíti a fizikai információkhoz való hozzáférést. Csatlakozási portok: A lemez hátulján és a csomagon kívül található a csatlakozási port. Ezek általában az alaplap buszcsatlakozójából, a 12 V-os tápcsatlakozóból és IDE-k esetében az áthidaló nyílásokkal a fő / szolga kiválasztására szolgálnak.

Csatlakozási technológiák

A merevlemezt csatlakoztatni kell a számítógép alaplapjához. Különböző csatlakozási technológiák vannak, amelyek jellemzőket vagy időket biztosítanak a merevlemezekhez.

IDE (integrált eszköz elektronika):

Más néven ATA vagy PATA (Parallel ATA). A közelmúltig ez volt a szokásos módszer a merevlemezek számítógéphez történő csatlakoztatására. Lehetővé teszi két vagy több eszköz csatlakoztatását egy párhuzamos buszon, amely 40 vagy 80 kábelből áll.

Ez a technológia DMA (Direct Memory Access) néven is ismert, mivel lehetővé teszi a közvetlen kapcsolatot a RAM és a merevlemez között.

Két eszköznek ugyanahhoz a buszhoz való csatlakoztatásához szükséges, hogy őket masterként vagy slaveként konfigurálják. Ilyen módon az adatkezelő tudni fogja, kinek küldje el az adatokat vagy elolvassa az adatait, és hogy nincs információkereszt. Ezt a konfigurációt maga az eszköz jumperje végzi.

• Mester: az elsőnek kell lennie a buszhoz csatlakoztatott eszköznek; általában a merevlemezt master módban kell konfigurálni a DC / DVD olvasó előtt. Be kell állítania a Master Motorkerékpár merevlemezét is, ha az operációs rendszer telepítve van. Szolga: az IDE buszhoz csatlakoztatott másodlagos eszköz. Rabszolga lehet, hogy először legyen egy mester.

Az IDE kapcsolat maximális átviteli sebessége 166 MB / s. más néven Ultra ATA / 166.

SATA (soros ATA):

Ez a mai PC-k jelenlegi kommunikációs szabványa. Ebben az esetben az adatátvitelhez párhuzamos helyett soros buszt fog használni. Sokkal gyorsabb, mint a hagyományos IDE, és hatékonyabb. Ezen felül lehetővé teszi az eszközök forró csatlakoztatását, és sokkal kisebb és könnyebben kezelhető buszokkal rendelkezik.

A jelenlegi szabvány a SATA 3-ban található, amely akár 600 MB / s átvitelt is lehetővé tesz

SCSI (kicsi számítógépes rendszer interfész):

Ezt a párhuzamos típusú interfészt nagy tárolási kapacitású és nagy fordulatszámú merevlemezekhez tervezték. Ezt a csatlakozási módszert hagyományosan a nagy tároló merevlemez-kiszolgálókhoz és fürtökhöz használták.

Az SCSI vezérlő egyidejűleg 7 merevlemez-meghajtóval képes működni akár 16 eszköz daisy-láncának csatlakoztatásakor. Ha a maximális átviteli sebesség 20 Mb / s

SAS (soros SCSI):

Ez az SCSI interfész fejlődése, és hasonlóan a SATA-hoz, ez egy busz, amely sorosan működik, bár az SCSI típusú parancsokat továbbra is használják a merevlemezekkel való interakcióhoz. Az egyik tulajdonsága, a SATA által biztosított tulajdonságokon kívül, az, hogy több eszközt lehet csatlakoztatni ugyanazon a buszon, és képes mindegyiknek állandó átviteli sebességet biztosítani. Több mint 16 eszköz csatlakoztatható, és ugyanazzal a kapcsolódási felülettel rendelkezik, mint a SATA lemezeknél.

Sebessége kisebb, mint a SATA, de nagyobb csatlakozási kapacitással. Egy SAS vezérlő képes kommunikálni egy SATA lemezzel, de egy SATA vezérlő nem tud kommunikálni az SAS lemezzel.

Az alkalmazott forma tényezők

A forma tényezőit tekintve többféle, hüvelykben mérve: 8, 5´25, 3´5, 2´5, 1´8, 1 és 0´85. Bár a leggyakrabban használt a 3, 5 és 2, 5 hüvelyk.

3, 5 hüvelyk:

Mérete 101, 6 x 25, 4 x 146 mm. Ez ugyanolyan méretű, mint a CD-lejátszók, bár magasabbak (41, 4 mm). Ezeket a merevlemezeket használjuk szinte az összes asztali számítógépben.

2, 5 hüvelyk:

Mérete 69, 8 x 9, 5 x 100 mm, és ez egy hajlékonylemez-meghajtó jellemző mérése. Ezeket a merevlemezeket notebook számítógépekhez használják, amelyek kompaktabbak, kicsik és könnyűek.

Fizikai és logikai felépítés

Miután megláttuk a merevlemez fizikai összetevőit, tudnunk kell, hogyan oszlik meg annak adatstruktúrája a merevlemez minden egyes lemezén. Mint általában, nemcsak az információk véletlenszerű rögzítése a lemezen, hanem saját logikai struktúrájuk is van, amely lehetővé teszi a rájuk tárolt információk elérését.

A tartalom fizikai felépítése

A sáv (track)

A korong mindegyik oldala koncentrikus gyűrűkre van felosztva, az egyes felületek belülről és kívülre. A 0. sáv a merevlemez külső széle.

henger

Ők több sáv halmaza. Az összes körből, amelyek függőlegesen vannak elhelyezve az egyes lapokon és lapokon, hengert képeznek. Képzeletbeli hengert képeznek a merevlemezen.

ágazat

A sávok viszont ívdarabokra vannak osztva, amelyeket szektoroknak neveznek. Ezek a szakaszok tárolják az adatblokkokat. Az ágazatok mérete nincs rögzítve, bár szokásos, ha 510 B (bájt) kapacitással találják meg, ami 4 KB-t tesz ki. A múltban az egyes futófelületek szektorának méretét rögzítették, ami azt jelentette, hogy a nagyobb átmérőjű külső síneket pazarolták az üres lyukak miatt. Ez megváltozott a ZBR (Bit Recording by Zones) technológiával, amely lehetővé teszi a hely hatékonyabb felhasználását, az ágazatok számának a sáv méretétől függő változtatásával (nagyobb sávú, több szektor)

fürt

Allokációs egységnek is nevezik, ez szektorok csoportosítása. Minden fájl bizonyos számú klasztert fog elfoglalni, és egy másik fürtben sem lehet tárolni.

Például, ha van 4096 B fürt és 2700 B fájl, akkor egyetlen fürtöt fog foglalni, és helyet fog tartalmazni benne. De nem lehet több fájlt tárolni rajta. A merevlemez formázásakor bizonyos fürtméretet rendelhetünk hozzá, minél kisebb a klaszterméret, annál jobb helyet fog rá osztani, különösen a kis fájlok esetében. Bár éppen ellenkezőleg, nehezebb lesz elérni az adatokat az olvasófej számára.

Javasolt, hogy a 4096 KB-os fürtök ideálisak nagy tárolóegységekhez.

A tartalom logikai felépítése

A logikai struktúra meghatározza az adatok szervezésének módját.

Rendszerindító szektor (Master Boot Record):

Más néven MBR-nek hívják, ez a teljes merevlemez első szektora, vagyis a 0. sáv, a 0. henger szektora. Ez a hely a partíciós táblát tárolja, amely tartalmazza a partíciók kezdetére és végére vonatkozó összes információt. A Mester Boot program szintén tárolva van, ez a program felel a partíciós tábla elolvasásáért és az irányítás biztosításáért az aktív partíció boot szektorához. Ilyen módon a számítógép elindul az aktív partíció operációs rendszeréből.

Ha több operációs rendszert telepítünk különféle partíciókra, telepíteni kell egy indítóbetöltőt, hogy kiválaszthassuk azt az operációs rendszert, amelyet indítani akarunk.

Partíciós terület:

A merevlemez egy teljes partícióból állhat, amely lefedi a teljes merevlemezt, vagy akár többet is. Mindegyik partíció a merevlemezt egy meghatározott számú hengerre osztja, és méretük lehet, amelyet hozzá akarunk rendelni. Ezt az információt a partíciós táblázat tárolja.

Mindegyik partícióhoz címkét neveznek. Windows rendszerben C: D: C: stb. Betűk lesznek. Ahhoz, hogy a partíció aktív legyen, fájlformátummal kell rendelkeznie.

Osztott terület:

Lehet, hogy van egy bizonyos hely, amelyet még nem osztottunk fel, vagyis hogy nem adtunk neki fájlformátumot. Ebben az esetben a fájlok nem tárolhatók.

Címzési rendszer

A címzőrendszer lehetővé teszi az olvasófej pontosan azt a helyét, ahol azok az adatok találhatóak, amelyeket olvasni szándékozunk.

CHS (henger - fej - szektor): Ez volt az első címzési rendszer, amelyet használtak. Ennek a három értéknek a segítségével az olvasófejet az adatok helyére lehet helyezni. Ez a rendszer könnyen érthető volt, de meglehetősen hosszú helymeghatározási irányokat igényelt.

LBA (logikai blokkcímzés): ebben az esetben a merevlemezt szektorokra osztjuk és mindegyikhez egyedi számot rendelünk. Ebben az esetben az utasításlánc rövidebb és hatékonyabb. A jelenleg alkalmazott módszer.

Fájlrendszerek

A fájlok merevlemezen való tárolásához tudnia kell, hogy hogyan fogja ezeket tárolni, ezért meg kell határoznunk egy fájlrendszert.

FAT (File Allocate Table):

Ennek alapja egy fájl allokációs táblázat létrehozása, amely a lemez indexe. Az egyes fájlok által használt fürtök, valamint a szabad és hibás vagy töredezett fürtök tárolódnak. Ilyen módon, ha a fájlok nem szomszédos fürtökben vannak elosztva, akkor a táblázat segítségével megtudhatjuk, hol vannak.

Ez a fájlrendszer nem működik 2 GB-nál nagyobb partíciókkal

FAT 32:

Ez a rendszer megszünteti a 2 GB-os FAT korlátozást, és kisebb kapacitások elérése érdekében lehetővé teszi a fürtök kisebb méretét. Az USB tároló meghajtók általában ezt a fájlrendszert használják, mert ez a leginkább kompatibilis a különféle operációs rendszerek és multimédiás eszközök, például audio- vagy videolejátszók számára.

Az egyik korlátozás az, hogy nem tudunk 4 GB-nál nagyobb fájlokat tárolni.

NTFS (új technológiai fájlrendszer):

A Windows NT utáni Windows operációs rendszerekhez használt fájlrendszer. A FAT rendszerek fájljainak és partícióinak korlátozásai megszűnnek, és a tárolt fájlok nagyobb biztonságával jár, mivel támogatja a fájlok titkosítását és ezek engedélyek konfigurálását. Ezenkívül lehetővé teszi a különféle fürtméretek kiosztását a partícióméretekhez.

A fájlrendszer korlátozása az, hogy a régebbi verziókban nem teljes mértékben kompatibilis a Linux vagy a Mac OS rendszerrel. És mindenekelőtt azt nem támogatják olyan multimédiás eszközök, mint például audio- és videolejátszók vagy TV.

HFS (hierarchical File System):

Az Apple által kifejlesztett rendszer MAC operációs rendszeréhez. Ez egy hierarchikus fájlrendszer, amely egy kötetet vagy partíciót 512 B logikai blokkokra oszt fel. Ezeket a blokkokat allokációs blokkokba csoportosítják.

EXT kiterjesztett fájlrendszer):

Ez a Linux operációs rendszerek által használt fájlrendszer. Jelenleg az Ext4 verziójában van. Ez a rendszer képes nagy partíciókkal való együttműködésre és a fájlok széttöredezettségének optimalizálására.

Az egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága, hogy képes ezt megelőzően és később is fájlrendszerekre.

Hogyan lehet tudni, hogy jó-e a merevlemez?

Különböző intézkedések határozzák meg a merevlemez kapacitását a teljesítmény és a sebesség szempontjából. Ezeket figyelembe kell venni, hogy tudjam összehasonlítani az egyik merevlemez teljesítményét a másikban.

• Forgási sebesség: ez a sebesség, amellyel a merevlemez lemezei forognak. Nagyobb sebességnél nagyobb az adatátviteli sebesség, de nagyobb zaj és fűtés is. A legjobb módszer, ha IDE vagy SATA meghajtót vásárol, ha 5400 fordulat / percnél több. Ha ez SCSI, akkor azt jelzik, hogy több mint 7200 ford / perc. A nagyobb forgás alacsonyabb átlagos lappangási időt is elér. Átlagos késés: az az idő, amely alatt a leolvasó feje a megadott szektorban tartózkodik. A lejátszónak meg kell várnia, amíg a lemez forog, hogy megtalálja az ágazatot. Ezért magasabb fordulatszámon alacsonyabb késési idő. Átlagos keresési idő : az idő, amíg a lejátszási fej eléri a megadott műsorszámot. 8 és 12 milliszekundum között van. Hozzáférési idő : az olvasó számára szükséges idő eléréséhez az ágazathoz. Ez az átlagos késés és az átlagos keresési idő összege. Idő 9 és 12 milliszekundum között. Írás / olvasás ideje : Ez az idő minden egyéb tényezőtől és a fájl méretétől függ. Gyorsítótár memória: Olyan szilárd típusú memória, mint például a RAM, amely ideiglenesen tárolja a lemezről leolvasott adatokat. Ilyen módon növekszik az olvasási sebesség. Minél több gyorsítótár van, annál gyorsabb lesz az olvasás / írás. (Nagyon fontos) Tárolási kapacitás: nyilvánvalóan az rendelkezésre álló hely az adatok tárolására. Minél több, annál jobb. Kommunikációs felület: Az adatátvitel módja a lemezről a memóriára. A SATA III felület jelenleg a leggyorsabb az ilyen típusú merevlemezeknél.

Ha részletesebben szeretne tudni a hardverről, akkor javasoljuk cikkeinket:

• Miért nem szükséges az SSD defragmentálása?

Ezzel befejezzük a merevlemez működésének és működésének magyarázatát. Remélhetőleg ez nagyon hasznos volt számodra, és máris megérti a jó merevlemez fontosságát.