Реферати українською » Информатика, программирование » Як працює нагромаджувач на жорсткому диску


Реферат Як працює нагромаджувач на жорсткому диску

Нагромаджувач на жорсткому диску належить до найбільш досконалою і складним пристроям сучасного самого персонального комп'ютера. Його диски здатні вмістити багато мегабайти інформації, переданої із великою швидкістю. Тоді, як майже всі елементи комп'ютера працюють безшумно, жорсткий диск бурчить і поскрипує, що стаття дозволяє віднести його до тих небагатьом до- мпьютерным пристроям, які містять як механічні, і элект- ронные компоненти.

Подивившись на нагромаджувач на жорсткому диску, ви не побачите лише міцний металевий корпус. Він цілком герметичний і захищає дисковод від частинок пилу, які за потраплянні у вузький зазор між головкою та поверхнею диска можуть зашкодити чутливий магнітний шар і вивести диск з експлуатації. З іншого боку, корпус екранує нагромаджувач від електромагнітних перешкод.

Усередині корпусу перебувають усі механізми і пояснюються деякі електронні вузли.

Механізми - це самі диски, у яких зберігається інформація, голівки, які записують і зчитують інформацію з дисків, і навіть двигуни, що призводять це у рух.

Диск є круглу металеву пластину з дуже рівній поверхнею, вкриту тонким ферромагнитным шаром. Багато нагромаджувачах використовується шар оксиду заліза (яким покривається звичайна магнітна стрічка), але новітні моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки близько десятка мікрон. Таке покриття міцніше та, крім того, дозволяє приймати значно більшу щільність записи. Технологія його нанесення близька до тієї, що використовується під час виробництва інтегральних мікросхем.

Кількість дисків не завжди однаковий - від однієї до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, ще більше (по дві кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає ємність жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (чи однієї з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту нагромаджувача, та заодно кількість робочих поверхонь зменшується і може бути непарною.

Магнітні голівки зчитують і записують інформацію на диски. Принцип запис у загальному схожий із тим, що використовується у звичайному магнітофоні. Цифрова інформація перетворюється на перемінний електричний струм, що надходить на магнітну голівку, та був передається на магнітний диск, але вже вигляді магнітного поля, яке диск може сприйняти і "запам'ятати".

Магнітне покриття диска є безліччю дрібних областей мимовільної (спонтанної) намагниченности. Для наочності уявіть собі, що диск покритий шаром найменших стрілок від компаса, направлених ним у різні боки. Такі частицы-стрелки називаються доменами. Під впливом зовнішнього магнітного поля власні магнітні поля доменів орієнтуються відповідно до його напрямом. Після припинення дії зовнішнього поля лежить на поверхні диска утворюються зони залишкової намагниченности. Отже зберігається записана на диск інформація. Ділянки залишкової намагниченности, опинившись під час обертання диска навпаки зазору магнітної голівки, наводять у ній электродвижущую силу, непостійну залежно від величини намагниченности. Пакет дисків, змонтований на оси-шпинделе, наводиться в рух спеціальним двигуном, компактно розташованим під нею. Швидкість обертання дисків, зазвичай, становить 3600 oб/мин. А, щоб скоротити час виходу нагромаджувача робочого стану, двигун включення кілька днів працює у форсованому режимі. Тому джерело харчування комп'ютера повинен мати запас по пікової потужності. Тепер на роботу головок. Вони переміщують із допомогою прецизійного крокового двигуна і як "пливуть" за частки мікрона від поверхні диска, не торкаючись його. На поверхні дисків внаслідок записи інформації утворюються намагнічені ділянки, у вигляді концентричних окружностей. Вони називаються магнітними доріжками. Переміщуючись, голівки зупиняються над кожній такій доріжкою. Сукупність доріжок, розташованих друг під іншому усім поверхнях, називають циліндром. Усі голівки нагромаджувача переміщаються одночасно, здійснюючи доступом до однойменною циліндрам з номерами.

Зберігання і вилучення даних із диска вимагає взаємодії між операційній системою, контролером жорсткого диска і електронними і механічними компонентами самого нагромаджувача. DOS поміщає дані за зберігання і обслуговує каталог секторів диска, закріплених за файлами (FAT - File Allocation Table). Коли ж ви даєте системі команду зберегти файл чи слід його з диска, вона передає їх у контролер жорсткого диска, який переміщає магнітні голівки до таблиці розташування файлів відповідного логічного диска. Потім DOS зчитує цю таблицю, здійснюючи залежно від команди пошук вільного сектора диска, де можна зберегти знову створений файл, чи початок цього задля збереження файла.

Слід зазначити, що файл то, можливо розкиданий по сотням різних секторів жорсткого диска. Це з тим, що DOS зберігає файл у першому зустрінутому нею секторі, позначеному як вільний. У цьому файл може розбиватися силою-силенною частин 17-ї та будуть показані у секторах, які розташовані друг за іншому (що, втім, майже непомітно для користувача, бодай декілька знижує швидкодія комп'ютера). FAT зберігає послідовність номерів секторів, у яких був записаний файл. Отже, вони збираються в ланцюжок, кожне ланка якої зберігає наступну частину файла.

Інформація FAT постачається з електронної схеми нагромаджувача в контролер жорсткого диска і повертається до операційній системі, після чого DOS генерує команду установки магнітних головок над відповідної доріжкою диска для записи чи зчитування потрібного сектора, у своїй диск обертається зі швидкістю 3600 об/сек. Записавши новий файл на вільні сектора диска, DOS повертає магнітні голівки до зони розташування FAT і вносить зміни до таблиці розташування файлів, послідовно перераховуючи все сектора, у яких записано файл.

Операційна система звертається до диска лише на рівні логічного устрою, що містить певний перелік файлів, керованих DOS. Вона генерує команди управління контролером дисків. Останній зазвичай є окрему платню, що встановлюється в слот розширення самого персонального комп'ютера. Контроллер дисків управляється операційній системою з допомогою найзагальніших понять, як-от фізичне ім'я нагромаджувача, номер голівки і циліндра, операція записи чи читання тощо.

Електроніка жеcткого диcка cпрятана cнизу винчеcтера. Вона раcшифровывает команди контролера жорсткого диска і передає у вигляді изменяющегоcя напруги на кроковий двигун, перемещающий магнітні голівки до потрібному циліндру диска. З іншого боку, вона управляє приводом шпинделя, стабілізуючи швидкість обертання пакета дисків, генерує сигнали для головок під час запису, посилює ці сигнали під час читання і управляє роботою інших електронних вузлів нагромаджувача.

Нагромаджувач на жорстких дисках - великий крок уперед проти гнучкими дисками. Часом здається дивовижним, що ця складна система працює настільки надійно й злагоджено. Але це ще межа: можливість жорстких дисків ростуть, дедалі більше користувачів успішно застосовують їх у своїй буденній праці. З цією, хто за будь-якої неполадку запрошує фахівців із сервісною фірми (або заради тих, чий вінчестер працює безвідмовно), цей матеріал, мабуть, представить суто пізнавальний інтерес, того ж, хто наважиться самостійно встановити вінчестер, стаття, можливо, допоможе позбутися зайвих пригод... Якщо, звісно, читачеві прийде на думку розкрити вінчестер і спробувати самому розібратися, що до чого - цілком можливо, після цього навіть фахівець дуже високої класу виявиться безсилий чимось допомогти.

Схожі реферати:

Навігація