Уикипедия

Твърд диск: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
м Bot: Automated text replacement (- пък + )
Допълнение, редактиране.
Ред 1:
{{обработка|енциклопедичен стил}}
'''Твърдият диск''' ({{lang|en|hard disk drive /'''HDD'''/}}), наричан още '''хард диск''' или [[жаргон]]но само '''хард''', е [[запаметяващо устройство]] от [[Енергонезависима памет|енергонезависим тип]]. Информацията се съхранява чрез [[магнитен запис]] върху покрити със специален слой плочи. Прилагателното „твърд“ подчертава разликата спрямо [[гъвкав магнитен диск|гъвкавия магнитен диск]] и напомня за историческото наименование '''запаметяващо устройство с твърд магнитен диск (ЗУТМД)''' използвано през 70-те и 80-те години на XX век. Необходимостта от съхраняване на все повече информация налага устройства, използващи сменяеми дискови пакети с [[единичен магнитен диск|магнитни дискове]], които разговорно също са наричани '''дискови пакети'''. Дисковият пакет се върти с постоянна [[ъглова скорост]] около оста си.▼
[[Файл:Hdd od srodka.jpg|350п|мини|Съвременен твърд диск за [[персонален компютър]] (със свален защитен капак)]]
▲'''Твърдият диск''' ({{lang|en|hard disk}}), наричан още '''хард диск''' или [[жаргон]]но само '''хард''', е [[запаметяващо устройство]] от [[Енергонезависима памет|енергонезависим тип]]. Информацията се съхранява чрез [[магнитен запис]] върху покрити със специален слой плочи. Прилагателното „твърд“ подчертава разликата спрямо [[гъвкав магнитен диск|гъвкавия магнитен диск]] и напомня за историческото наименование '''запаметяващо устройство с твърд магнитен диск (ЗУТМД)''' използвано през 70-те и 80-те години на XX век. Необходимостта от съхраняване на все повече информация налага устройства, използващи сменяеми дискови пакети с [[единичен магнитен диск|магнитни дискове]], които разговорно също са наричани '''дискови пакети'''.
 
== Устройство и технология ==
=== Конструкция ===
[[Файл:HardDisk1.ogg|мини|Видео на съвременен твърд диск (капакът е свален)]]▼
Запаметяващото устройство използва набор от една или повече дискови плочи ([[диск]]а) около обща [[ос]] в т.нар. дисков пакет. Всяка плоча е покрита с магнитен слой, върху който информацията се записва и чете от [[магнитна глава]]. Данните се записват върху концентрични окръжности, които се наричат „пътечки“ (писти). Пистите се номерират за всяка плоча поотделно, като се започва от нулева (най-външната работна) до последната (с най-голям номер). Обикновено след нея има и няколко резервни (запасни).
▲[[Файл:HardDisk1.ogg|мини|Видео за въртенето на съвременен твърд диск (капакът е свален)]]
 
Целият дисков пакет се върти с постоянна [[ъглова скорост]] около оста си, задвижван от електродвигател. При старите и големи устройства той е дори мощен трифазен електродвигател, свързан чрез ремъчна предавка с [[шпиндел]], на който е фиксиран дисковият пакет. В съвременните устройства двигателят за пакета е най-често миниатюрен и плосък, куплиран директно към шпиндела, и управляван от специализиран контролер, стабилизиращ скоростта му на въртене.
 
Line 23 ⟶ 21:
 
==== Съставни части ====
[[Файл:Hard disk dismantled.jpg|мини|ляво|Твърд диск със свалени дискове и капак. Виждат се медните намотки на статора около лагерите в центъра на шпиндел двигателя. Вляво горе е гъвкавата [[печатна платка]] и блокът глави с позиционера.]]▼
Твърдият диск има два електрически двигателя: шпинделен двигател за въртене на дисковете и позиционер на главите (линеен двигател). Шпинделният двигател е с външен ротор, а статорът с намотките е неподвижен. Позиционерът с ъглов линеен двигател е балансиран около лагерно тяло, като от външна страна се намира намотката на линейния двигател между постоянни магнити, а от вътрешната, между дисковете, се намират леки и здрави държатели на магнитните глави, окачването им (плоски пружини) и магнитните глави.
▲[[Файл:Hard disk dismantled.jpg|350п|мини|ляво|Твърд диск със свалени дискове и капак. Виждат се медните намотки на статора около лагерите в центъра на шпиндел двигателя. Вляво горе е гъвкавата [[печатна платка]] и блокът глави с позиционера.]]
 
[[Файл:Kopftraeger WD2500JS-00MHB0.jpg|370п|мини|Блок глави с бобината на линейния двигател отляво и главите запис/четене вдясно]]
Позиционерът (англ. Actuator) се състои от [[постоянен магнит]] и [[безкаркасна бобина]] от лек [[емайлиран проводник]]. Преминаващият през бобините ток взаимодейства с магнитното поле на постоянните магнити и позиционира блока магнитни глави. Управлението на позиционирането се извършва от управляващата електроника на твърдия диск в зависимост от прочетената сервоинформация, която е или записана на отделна повърхност (сервоповърхност), или е разпределена – записана на служебни сектори на всяка глава запис четене. За предаването на управляващите сигнали към бобината на позиционера и информацията за запис и четене към магнитните глави служи гъвкава печатна платка. Към позиционера има и ключалка, която трябва да обездвижи позиционера в неработещо положение и по време на транспорт.
 
Line 62 ⟶ 59:
В края на 2015 г. Western Digital<ref>[http://www.computerworld.com/article/3011142/data-storage/wd-ships-worlds-first-10tb-helium-filled-hard-drive.html www.computerworld.com]</ref> и в началото на 2016 г. фирма [[Seagate]] обявяват производство на 10 ТВ, 3,5" твърд диск с тази технология.
 
==== Магнитен широк запис (SMR) ====
[[Магнитен широк запис|Магнитният запис в широк вид]] ({{lang|en|[[:en:Shingled Magnetic Recording|Shingled Magnetic Recording]] (/'''SMR'''/}}) е техника на запис/четене, разработенана замагнитни използванеданни, използвана в някои твърди дискове. Целтаза еувеличаване да се увеличина радиалната плътност на записзаписа и общия капацитет за съхранение на диска. Увеличаването на задържащата [[Коерцитивна сила|(коерцитивната) сила]] на магнитното покритие на единичния магнитен диск изисква по-силно магнитно поле за пренамагнитването му. При технологията SMR това се постига с магнитна глава за запис, която е по-широка от тази за четене и припокрива част от съседната пътека. <ref name="snia-smr">{{cite web
| url = http://www.snia.org/sites/default/files/Dunn-Feldman_SNIA_Tutorial_Shingled_Magnetic_Recording-r7_Final.pdf
| title = Shingled Magnetic Recording: Models, Standardization, and Applications
Line 74 ⟶ 71:
При стандартния магнитен запис отделните пътеки за магнитния запис са паралелни и отделени на определено разстояние, така че да не си влияят по време на запис и четене. При новия метод на запис припокриването при запис позволява получаването на пътеки със записана информация по-тесни от широчината на записващата глава. Това позволява увеличение на обема на записаната информация с 25 процента.
 
Поради това, че при запис се засяга и съседната пътека, се променя начинът на записване. При запис трябва да се презаписват и засегнатите пътеки. Това прави процеса на запис много по-бавен от четенето. Има различни начини за организация на работа. Тези устройства естествено са подходящи за архивиране, тъй като скоростта на процеса на четене на информацията не се намалява.
 
Seagate доставя такива дискове от септември 2013 г.
 
==== Магнитен запис с нагряване (HAMR) ====
HAMR[[Магнитен запис с нагряване|Магнитното записване с нагряване]] ({{lang|en|на=от|[[en:Heat-Assisted Magnetic Recording}}) е [[топлинно|Heat-асистиранAssisted магнитенMagnetic записRecording]] (или хибриден запис/HAMR/}}), и се негохибридно се означава един метод за магнитен записзаписване, който трябва да осигуриосигурява много по-голяма плътност на записзаписа от сега произвежданите серийно устройства.
 
Seagate показва през 2002 г. за първи път лабораторен опит с HAMR. Междувременно поради редица технически проблеми, които трябва да се решат с магнитното покритие, защитното смазващо покритие и магнитните глави, серийно произвеждани устройства се очакват не по-рано от 2018 г. По време на процеса на запис магнитното покритие, върху което трябва да се записва, се нагрява локално с лазер до [[температура на Кюри|температурата на Кюри]], за да може необходимото за записа магнитно поле да се държи колкото се може по-малко. Крайният резултат е многократно увеличаване на плътността на записзаписa. <ref>[http://www.anandtech.com/show/9866/hard-disk-drives-with-hamr-technology-set-to-arrive-in-2018 www.anandtech.com]</ref>
 
== Характеристики ==
Line 131 ⟶ 128:
 
=== Други ===
'''Интерфейс''' e съвкупността от връзки, сигнали, технически средства за поддръжка на връзките и правила на обмен. Модерните твърди дискове ползват интерфейси [[ATA]] (AT Attachment, или Parallel ATA, или IDE – /Integrated Drive Electronic, или– ParallelВградена ATAзадвижваща електроника/), (EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics – Подобрена вградена задвижваща електроника), [[SATA| (Serial ATA]], – [[SCSIСериен интерфейс за обмен на данни с натрупване на информацията]], SCSI (Small Computer System Interface), – [[Интерфейс за малки компютърни системи]]), SAS (Serial Attached SCSI – [[Сериен прикачен интерфейс за малки компютърни системи|SASСериен прикачен интерфейс за малки компютърни системи]], [[FireWire]], [[USB]], [[SDIO]] и [[Fibre Channel]].
 
'''Време за произволен (случаен) достъп''' ({{lang|en|random access time}}) – от 3 до 15 [[милисекунда|ms]].
Line 157 ⟶ 154:
 
Съществуват няколко популярни стандарта за дискови контролери:
* '''''АТ (Advanced Technology – Напреднала технология)'''''
* '''''АТ'''''
* '''''IDE (Integrated Drive Electronics) – Вградена задвижваща електроника''''' или '''''АТА (Advanced Technology – Приложение за напреднала технология)'''''
* '''''EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) – Подобрена вградена задвижваща електроника '''''
* '''''ESD (Enhanced Small Device Interface) – Подобрен интерфейс за малки устройства'''''
* '''''SCSI (Small Computer Systems Interface) – Интерфейс за малки компютърни системи'''''
* '''''SATA (Serial ATA) – Последователен (сериен) интерфейс за обмен на данни с натрупване на информацията'''''
* '''''SATA (Serial ATA)'''''
* '''SSD (Solid-State Drive)'''
Тези контролери се различават по метода на запис, скорост на обмен на данни. Интерфейсът [[SCSI]] е по-скоро шина, тъй като към порт SCSI могат да се свържат верижно от 7 до 15 периферни устройства чрез една и съща интерфейсна платка.
 
===Вградена задвижваща електроника (IDE)===
''''' Integrated Drive Electronics (IDE, интегриранаВградената електроника на устройство)''''' – IDЕзадвижването обикновено е по-евтина от другите възможности, а за много потребители тя би донесла същата производителност. Само че тя има по-малко възможности и ще работи по-бавно на компютър с голямо натоварване на дисковете. Процесорът върши повече работа при IDE, отколкото при SCSI, намалявайки сложността на адаптера за IDE и по този начин и цената. Поддържат се две устройства на кабел, като едното от тях е главно (Master), а другото е подчинено (Slave). Дисковият интерфейс IDE е прост, доколкото това е възможно. Той представлява дисков контролер (на устройството) с минимален набор от интерфейсна електроника за връзка с компютърната шина. Вариантът на интерфейса зависи от шината и контролера, което означава, че е необходим специализиран интерфейс за връзка между IDE и различните типове шини. Другото име на IDE е АТ Attachment или АТА. От 1999 година се появи нов стандарт на режим на работа, наречен ULTRA АТА (DМA), позволяващ много високи скорости на предаване.
 
=== Интерфейс за малки компютърни системи (SCSI) ===
''''' Small Computer System Interface (SCSI, интерфейсИнтерфейсът за малки компютърни системи)''''' – SCSI е по-скъпаскъп и устройствата за неянего са също по-скъпи. Най-мощните устройства за SCSI са по-бързи и по-големи от IDE. При по-големи изисквания е необходиманеобходим SCSI. За разлика от IDE, SСSI е входно-изходна шина с общо предназначение, която може да свързва голямо разнообразие от устройства по високопроизводителен начин. Устройствата, поддържани от SCSI включват:
# '''Дискове''' – въпреки че SCSI не е ориентиран специално към дискове, повечето устройства, включени към шина SCSI, са всъщност твърди дискове.
# '''''CD-ROM''''' – шината SCSI е пакетна, което означава, че SCSI контролерът изпраща пълни командни последователности на устройствата. Също така SCSI има общо множество от команди, включително такива като за четене и запис, които работят с повечето от свързаните устройства.
# '''Лентови устройства''' – скенери, модеми, дискови масиви, принтери, други компютри – SCSI поддържа всички тези неща без промяна на спецификацията заради някое от тях.
[[Файл:serial ata.jpg|200п|мини|Кабели за SATA стандарт SATA]]▼
 
=== Сериен (последователен) интерфейс за обмен на данни с натрупване на информацията (SATA)===
'''SATA''' (''Serial ATA'')
Това[[Сериен интерфейс за обмен на данни с натрупване на информацията|Серийният АТА]] е сравнително нов интерфейс за дискове. Той е свързан към твърдия диск чрез тънък четирижилен кабел, вместо с 40- или 80-жилен – така се борави по-лесно, а и циркулацията на въздуха в кутията на компютъра е по-добра. Трансферната скорост е от 150 МВ/s и може да достигне до 600 МВ/s. Предимствата са, че твърдите дискове по-лесно се инсталират, а новите бързи чипове от контролерната система са по-евтини за произвеждане и консумират по-малко енергия. При Serialсерийния ATAАТА се премахва и едно от ограниченията на EIDE – границата от 128 GB за капацитета на твърдия диск.▼
<gallery>
▲serial ata.jpg|Кабели за SATA стандарт
</gallery>
 
▲Това е сравнително нов интерфейс за дискове. Той е свързан към твърдия диск чрез тънък четирижилен кабел, вместо с 40- или 80-жилен – така се борави по-лесно, а и циркулацията на въздуха в кутията на компютъра е по-добра. Трансферната скорост е от 150 МВ/s и може да достигне до 600 МВ/s. Предимствата са, че твърдите дискове по-лесно се инсталират, а новите бързи чипове от контролерната система са по-евтини за произвеждане и консумират по-малко енергия. При Serial ATA се премахва и едно от ограниченията на EIDE – границата от 128 GB за капацитета на твърдия диск.
 
== Причини за повреди и мерки за сигурност ==
Line 196 ⟶ 191:
 
== История ==
На 4 септември 1956 г. [[IBM]] представя първите устройства с твърд диск, които са основна част от тяхната компютърна система [[IBM 305 RAMAC]]. <ref>{{cite web | last = IBM Archives| url = http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/storage/storage_350.html| title = IBM 350 disk storage unit| publisher = IBM | accessdate = 25 февруари 2010 | ref = harv}}</ref> Дълго време твърдите дискове са големи и чувствителни устройства с голяма консумация на електроенергия, пригодени за защитената среда в специално предвидени за целта помещения. До началото на 80-те години на 20 век дисковете обикновено са с диаметър 8 или 14 [[инч]]а, а целите устройства имат размерите на домашна [[перална машина]] и често изискват захранване с [[трифазен ток]]. По тези причини те не намират приложение при [[микрокомпютър|микрокомпютрите]] до 1980 г., когато [[Seagate]] предлага на пазара [[ST-506]], първия 5,25 инчов твърд диск, който има капацитет 5 [[мегабайт|MB]].
 
През следващите десетилетия капацитетът на твърдите дискове нараства експоненциално. Докато при първите [[Персонален компютър|персонални компютри]] устройство с капацитет 20 MB се смята за голям, в средата на 90-те години на ХХ век обичайният капацитет вече е около 1 GB, а в началото на 2009 г. масовите устройства са с капацитет 320 – 500 GB.
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Твърд_диск“.