硬盘：工作原理和主要特点

硬盘驱动器，或者，因为他们是所谓的，硬盘是计算机系统中最重要的组成部分之一。 关于大家都知道它。 但是，这不是即使在关于如何在硬盘驱动器原理猜测一个现代的用户。 操作的原则，在一般情况下，很简单的一个基本的了解，但也有一些细微，这将进一步讨论。

问题的目标和硬盘驱动器的分类？

目的地的问题，当然，修辞。 任何人，即使是最入门级的，马上回答说，硬盘驱动器（也称为硬盘，又名硬盘驱动器或HDD）立即回应说，他是用来存储信息。

在一般情况下，真实的。 不要忘记，在硬盘上，除了操作系统和用户文件由操作系统引导扇区，这要归功于她将启动，以及一些标记该盘可以快速找到所需信息创建的。

目前的车型是相当多样：硬盘一般，外置硬盘，高速固态SSD硬盘，虽然它归因于硬盘和不被接受。 进一步建议考虑设备和硬盘工作原理，如果不完全那么至少在这一点，这已经足够了基本术语和过程的理解。

请注意，今天的硬盘驱动器的一些基本准则，其中有下面的一个特殊的分类：

• 方法，用于存储信息;
• 媒体类型;
• 组织获取信息的方法。

为什么硬盘驱动器被称为硬盘？

如今，很多人都在思考，为什么硬盘被称为属于小型武器的硬盘。 这似乎有可能是在两个设备之间的相似性？

术语似乎早在1973年，当市场第一次出现在世界硬盘，建筑在一个密封的容器包括其中的两个独立的隔间。 每个隔间的容量为30 MB，这就是为什么工程师们给出了盘“30-30”，这是完全合拍的品牌流行当时的代号枪“温彻斯特，30-30”。 然而，在美国和欧洲90年代初是几乎消失了不再使用的名称，但仍然是流行在后苏联空间。

该设备和HDD工作原理

但是，我们离题。 硬盘工作原理可概括为读取或写入的过程。 但这是如何发生的呢？ 为了理解磁性硬盘的操作，你首先需要了解它是如何工作的。

硬盘驱动器本身是一组板，其数量可以变化4至9通过轴（轴）相互连接，称为主轴。 将板置于一个在另一个之上。 在大多数情况下，它们的制造的材料是铝，黄铜，陶瓷，玻璃等。D.本身板有一个称为拼盘材料，基于伽马铁氧体氧化物，氧化铬，铁酸钡和t的特殊的磁性涂层。ð 。约2mm每个板的厚度。

用于记录和读取信息对应径向头（每个板）和板在两面使用。 在主轴旋转，该速度可以是从3600〜7200转。/分钟，移动头对应于两个电动机。

在这种情况下，计算机的硬盘的基本原理是记录的信息是不是任何地方，但在严格的指定位置，称为扇区，分别位于同心磁道或轨道。 为了避免混淆，适用统一的规则。 有一种观点认为，硬盘驱动器在其逻辑结构方面的原则，普遍的。 例如，一个扇区的大小，为全球通过了统一的标准，是512个字节。 扇区被划分为簇，它们是数目的扇区的序列是反过来。 特别是在这方面的工作原理硬盘是信息和刚刚痊愈集群（整数行业链）的交换。

但是如何读取信息？ 驱动作品：硬盘如下：在径向（螺旋状）方向移动到期望的轨道，并在反过来被定位在给定的扇区使用专用支架读取头，所有的磁头可以同时通过读取不仅从不同的轨道相同的信息移动但具有不同的盘（晶片）。 具有相同序号的所有曲目被称为气缸。

有可能选择一个硬盘的另一种操作原理：读头更靠近所述磁性表面（但不接触它），较高的记录密度。

如何写入和读取信息？

硬盘驱动器或硬盘驱动器，并因此被称为磁，他们使用磁性物理定律，法拉第和麦克斯韦制定。

如已经提到的，nemagnitochuvstvitelnogo磁性涂层材料的板被施加到厚度为几微米。 在操作中，具有所谓的结构域结构的磁场。

磁畴是严格界定磁化区域边界铁合金。 此外HDD运行原理可归纳如下：在外部磁场的情况下，适当的驱动场开始被沿着磁力线和在对光盘的影响终止精确地引导出现在其中存储的信息之前包含在主字段剩磁区。

为创建的外部场的负责记录读取头，以及读出区剩磁，作为相对的头部产生的电动势或EMF。 然后，一切都很简单：改变EMF对应一个二进制数，它的缺失或停止 - 零。 时间改变EMF称为位单元。

此外，纯粹信息学的考虑的磁表面可以被关联，作为一种点序列的数据比特。 然而，由于这些点的位置是绝对不可能精确计算，在驱动器上要安装某种预先指定的标签，帮助定义所需的位置。 这类标签的创建称为格式化（粗略分割盘插入磁道和扇区，簇）。

在格式方面的逻辑结构和工作原理的硬盘驱动器

关于逻辑HDD组织这里首先有格式，其中有两种主要类型：低电平（物理）和高电平（逻辑）。 如果没有这些措施，使有关的任何硬盘驱动器的工作状态不会说话。 有关如何初始化一个新的硬盘驱动器的信息，将分别讨论。

低级格式化要求HDD，其中，所述扇区被沿着轨道位于的表面上的物理效应。 有趣的是，硬盘驱动器的原理是这样的：每个部门已经建立了自己独特的地址，其中包括非常扇区号，轨道编号，在它的位置，和车牌号码。 因此，直接访问组织相同的内存直接从指定的地址的地址，而不是寻找在表面上正确的信息，由于其实现的速度（虽然它不是最重要的）。 注意，当低级格式化被完全擦除所有的信息和在大多数情况下恢复它不能。

另一件事 - 逻辑格式（基于Windows的系统是快速格式化或快速格式化）。 此外，这些方法可用于产生表示在相同的原理操作的主硬盘的特定区域的逻辑分区。

逻辑格式主要影响系统区，其中包括一个引导扇区和分区表（MBR引导记录），文件分配表（FAT，NTFS，等等。D.）和根目录（根目录）。

在集群的扇区中记录信息是通过几个部分，其特征在于，在一个簇不能包含两个相同的对象（文件）制成。 实际上，一个逻辑分区的创建，因为它从主系统分区分开它，这样存储在其上的信息，如果有错误和故障更改或删除不受影响。

主要特点HDD

我认为，在毫不知情的普通硬盘的工作原理。 我们现在的主要特征，这给现代硬盘所有的机会（或不足）的完整画面。

硬盘和主要特点的原理可能是完全不同的。 要了解其中的利害关系，我们选择所有的特征迄今已知的信息存储最基本的参数：

• 容量（体积）;
• 性能（数据存取速度信息的读取和写入）;
• 接口（连接的方法，控制器类型）。

容量是可以被记录和存储在硬盘驱动器上的信息总量。 的硬盘制造业迅速发展的今天已经进入到使用硬盘与2 TB以上的订单量。 而且，因为它认为这是没有极限的。

接口 - 最显著的特点。 它确定哪个方向将设备连接到主板，其控制器被用作读写被执行，等等。D.主要和最常见的接口考虑IDE，SATA和SCSI。

与IDE接口不同成本低，然而，其主要缺点中的磁盘可以区分同时连接的设备（最多四个）和低数据速率（和甚至与支持直接存储器存取的超DMA或协议超ATA（模式2和模式的有限数量的4）虽然认为其使用可增加16 Mb / s的读/写速度的水平，但速度比在现实中要低得多。此外，以UDMA模式需要安装专门的驱动程序，这 从理论上讲，它应该与主板供应。

说什么硬盘和功能的原则，你不能忽视的SATA接口，这是IDE ATA的后继版本。 这种技术的优点是，在读/写速度可通过使用高速总线的Fireware IEEE-1394的增加至100Mb / s的。

最后，SCSI接口与前两届相比，是最灵活和最高速（读/写速度可达160MB到/ s以上）。 但也有这样的硬盘驱动器几乎贵一倍。 但同时连接的存储设备，从7至15的数目，可以在不断电的计算机来执行的连接，和电缆长度可以在15-30米的量级。 事实上，在大多数情况下这种类型的硬盘并不适用于用户的个人电脑和服务器。

性能表征的传输速度和吞吐量的I / O容量，通常被表示传输时间的和串联传输的数据量，并在MB / s的表示。

一些附加选项

谈到什么是硬盘工作原理及影响其操作什么参数，是无法避免的，和一些额外的功能，这可能会影响设备的性能和寿命。

这里，在第一个地方是旋转速度，它直接影响所需扇区的搜索和初始化时间（识别）。 这种所谓的潜搜索时间 - 时间间隔，在此期间需要对部门轮流读头。 今天通过的主轴转速的几个标准，每以毫秒延时分钟转数来表示：

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

这是很容易看出，速度越高，花费在搜索扇区的时间越少，和物理平面 - 由盘到安装头点所需定位板的革命。

另一个参数 - 内部传输率。 在外轨道是最小的，但与到内轨道的逐渐过渡增大。 因此，表示的频繁的运动相同的碎片整理过程中盘的最快区域中使用的数据 - 不是简单地以更高的速度读出的内轨道的转移。 外部速度具有固定值，并且取决于所使用的接口。

最后，随着硬盘的自己的高速缓存或缓冲的存在有关的重要问题之一。 事实上，硬盘驱动器的类似操作或虚拟存储缓冲器使用一些原则方面的工作。 较大的高速缓存大小（128-256 KB），更快的硬盘驱动器。

对于硬盘的主要要求

基本要求，在大多数情况下都硬盘驱动器，没有这么多。 最主要的 - 长寿命和可靠性。

对于大多数硬盘的基本标准被认为是5-7岁，不低于500000小时操作时间顺序的生活，但是对于高端驱动器，身材不小于一万小时。

至于可靠性，负责SMART自检，其监视在硬盘驱动器的各个元件的状态，进行连续监测的该功能。 所收集的数据的基础上，可以产生在未来故障的可能外观的甚至预测。

不言而喻的是，用户不应该站在一旁。 例如，当使用HDD极其重要的观察的最佳温度范围（0 - 50±10摄氏度），以避免冲击，影响和下降的硬盘驱动器，被灰尘或其他小颗粒等击中顺便提及，很多人将..有兴趣知道该烟颗粒比读磁头和硬盘驱动器的磁面，和人发之间的距离大约两倍 - 5-10倍。

问题通过更换硬盘驱动器初始化系统

现在，什么应该尽快采取行动，如果出于某种原因，用户更换硬盘驱动器或安装dpolnitelny几句话。

充分描述这一过程不会，只集中在主舞台。 首先，你必须连接的硬盘驱动器，并期待在BIOS设置中，如果检测到新硬件，在管理部分磁盘初始化并产生引导记录，创建简单卷，分配一个ID（字母），并用文件系统的选择格式化。 只有在新的“螺丝钉”完全准备就绪。

结论

这一切都让来介绍功能和现代的硬盘驱动器的性能的基础知识。 外部硬盘驱动器的工作原理，因为它几乎不会从用于固定硬盘不同的是不被认为是重要的。 唯一的区别仅仅是额外的存储连接到您的PC或笔记本电脑的方法。 最常见的是通过直接连接到主板USB接口的连接。 同时，如果你想确保最佳的性能，最好是使用标准的USB 3.0（内部蓝色接口），当然，前提是外部硬盘驱动器本身支持它。

至于其他的，我想很多人哪怕是一点点，很清楚如何任何类型的硬盘。 也许上面已经被赋予了太多的技术信息，更甚至从学校的物理课程，但如果没有，要充分了解所有的HDD生产和应用技术不会明白规定的基本原则和方法。