Модернизация компьютера - Андрей Кочетов

2.4. Жесткий диск (винчестер)

Накопитель на жестких дисках HDD (Hard Disk Drive) – предназначен для записи, хранения и считывания информации на малогабаритный пакет жестких магнитных дисков, герметизированных вместе с головками записи и чтения. Простым языком – это главное хранилище программ и информации на нашем персональном компьютере. В обиходе его называют «винчестером», название пришло от цифрового обозначения первого накопителя. Который назывался 30–30, что случайно совпало с обозначением популярного в Америке нарезного оружия Винчестер (Winchester).

Емкость жесткого диска со временем возрастала, а принципы его устройства практически не претерпевали серьезных изменений. Любой жесткий диск состоит из трех основных блоков.

Первый блок – предназначен собственно для хранения информации. Состоит из одно-осевого блока из одного, двух, трех и более стеклокерамических (или металлических) дисков, покрытых с двух сторон магнитным материалом, на который и записываются данные. Конечно, записываются они, не как попало, а в точном соответствии с физической структурой диска. А выглядит она так: магнитная поверхность каждого диска разделена на концентрические «дорожки», которые, в свою очередь, делятся на отрезки-сектора.

Но не будем забывать о том, что жесткий диск – устройство все-таки объемное, а не двухмерное. Дисков в корпусе винчестера может быть несколько, да имеют они по две рабочие поверхности. Поэтому, наряду с дорожками и секторами, создатели жесткого диска предусмотрели еще и третье деление – на цилиндры. Цилиндр – это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям. Чтобы узнать, какое количество цилиндров содержит жесткий диск, необходимо просто умножить число дорожек на суммарное число рабочих поверхностей. Которое, в свою очередь, соответствует удвоенному числу дисков в «винчестере».

Второй блок – механическая часть жесткого диска, отвечающая за вращение этого массива «блинов» и точное позиционирование системы читающих головок. Информация записывается по обе стороны каждого диска. Вращение жестких дисков происходит с частотой 5600, 7200 и 10000 об/мин. При такой скорости недопустимо столкновение магнитных головок даже с малым препятствием. Поэтому блок головок заключен в пыленепроницаемый корпус. Диски имеют идеально гладкую поверхность. Магнитные головки в рабочем состоянии не касаются дисков, а лишь приближаются к ним на расстояние столь малое, что сквозь него не проходят мельчайшие твердые частицы, содержащиеся в табачном дыме, не говоря уже о пыли. Каждой рабочей поверхности жесткого диска соответствует одна читающая головка, причем располагаются они по вертикали точным столбиком. Поэтому в любой момент времени все головки находятся на дорожках с одинаковым номером. То есть, работают в пределах одного цилиндра. В качестве одного из важнейших технологических параметров любого диска указывается именно число читающих головок, а не совпадающее с ним количество рабочих поверхностей.

Третий блок – включает в себя электронную начинку – микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.

Объем диска – это один из важных параметров любого жесткого диска. Ведь от его объема зависит количество информации, которое он способен хранить. Еще недавно эта емкость измерялась в мегабайтах, однако реальная величина сегодня составляет до сотни гигабайт. Сегодня вряд ли стоит покупать винчестер объемом меньшим, чем 30 Гб.

Замете, что купленный Вами жесткий диск всегда оказывается меньшей емкости, чем заявляет производитель. Под емкостью 1 Гб обычно подразумевается цифра в 1000 Мб. Ведь 1Гб – это и есть 1000 Мб. Но это не совсем так: гигабайт – это не 1000, а 1024 Мб. Поэтому разница в объеме получается не малая в 50–150 Мб, все зависит от емкости жесткого диска. И разница эта всегда не в пользу потребителей.

Среднее время доступа – это важный и часто учитываемый показатель. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному Вами участку данных. Средний показатель – 7–9 мс.

Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Покупать винчестеры со скоростью вращения меньше 5400 об/мин просто не имеет смысла, 7200 об/мин – очень хорошо, лучше, если приобретете, жесткий диск со скоростью вращения в 10 000 об/мин. Скорость вращения диска не слишком убыстряет чтение данных. Но на надежность хранения информации и срок службы винчестера влияет существенно.

Кэш-память – память небольшого объема, в которую помещаются наиболее часто используемые данные. Об этом мы уже говорили в разделе, посвященном процессорам и системным (материнским) платам. Но своей собственной кэш-памятью оборудован и жесткий диск. Ее размер у жестких дисков колеблется в диапазоне от 512 Кб до 8 Мб. Нетрудно понять, что чем кэш больше, тем быстрее и стабильнее работает жесткий диск.

Интерфейс – это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие процессора с подключенными устройствами. Все дисководы имеют встроенные контроллеры, которые могут поддерживать несколько интерфейсов. Современные дисководы поддерживают интерфейсы ULTRA ATA 100 (UDMA/100), ULTRA ATA 133 (UDMA/133), которые являются подклассом интерфейса IDE (Integrated Drive Electronic). Представление числа в наименовании интерфейса обозначает скорость передачи данных и измеряется в Мб/с. В большинстве персональных компьютеров применяются жесткие диски (винчестеры) имеющие тип интерфейса для подключения к системной плате через разъем Е-IDE (расширенный IDE). Этот интерфейс позволяет подключить до четырех устройств такого типа. Кроме жестких дисков к нему подключается и дисковод CD-ROM.

Е-IDE не является самым быстрым и надежным стандартом шины для подключения устройств хранения информации. В тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к производительности системы, используют интерфейс, обеспечивающий более высокую скорость передачи данных между дисководами и основной шиной системной платы – это стандарт SСSI (скази). Кроме большей производительности, он интересен тем, что к нему можно подключить до 16 устройств поддерживающих интерфейс SCSI. Однако устройства этого стандарта (среди них не только винчестеры, но и CD-ROM дисководы) требуют специального контроллера, установленного на материнской плате. Интерфейс SCSI применяется, как правило, в служебных компьютерах и очень редко в бытовых. И стоимость его в два-три раза больше.

Поэтому ограничимся стандартным жестким диском Е-IDE, соответствующим спецификации Ultra DMA/100 или Ultra DMA /133.

Форм-фактор. Помимо стандартных, привычных для всех нас жестких дисков для настольных компьютеров на рынке имеется еще, как минимум, две модификации.

Жесткие трехдюймовые диски, размером не превышающие сигаретную пачку, а толщиной несколько миллиметров, предназначены для установки в переносные компьютеры (ноутбуки). Параметры их во всем схожи с их «большими братьями», исключая разве что повышенную устойчивость к тряске и, конечно же, цену – она вдвое превышает стоимость «большого» диска такой же емкости.

Но существуют винчестеры и еще меньшей площади! Диски Microdrive, разработанные корпорацией IВМ, сравнимы по площади уже со спичечным коробком. Предназначены эти малютки уже не для компьютеров, а для всевозможных переносных устройств – цифровых фотоаппаратов, видеокамер, плееров и т. д. Емкость IВМ Microdrive не превышает 2 Гб, зато стоимость достигает нескольких сотен долларов.

Фирма-производитель. Немаловажный фактор в выборе жесткого диска. Лидерами рынка винчестеров можно назвать: IВМ, Fujitsu, Western Digital (WD), Quantum, Maxtor, можете безбоязненно выбирать продукцию любой из этих фирм, но каждая модель имеет свои, только ей присущие особенности. Перед покупкой проконсультируйтесь с продавцом. Доля этих фирм на российском рынке составляет не менее 90 процентов.

Жесткие диски подключаются к материнской плате с помощью специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два устройства. На самом жестком диске имеются специальные перемычки – «джамперы», с помощью которых можно установить принадлежность этого диска: «ведущий» или «ведомый» (master or slave). Это необходимо для того, чтобы компьютер знал, какой из подключенных к нему жестких дисков несет на себе операционную систему и поэтому – является основным, а какой – дополнительным. Нести на себе операционную систему может только один жесткий диск, переключатели на котором установлены в положении Primary master. Если в Вашей системе всего один жесткий диск, не подключайте его на один шлейф с CD-ROM – это затормозить работу системы.