Геннадий Кондратьев - Железо ПК. Популярный самоучитель

Если вы заглянете под крышку вашего системного блока, то легко сможете увидеть и рассмотреть предмет нашего разговора (рис. 4.10).

Рис. 4.10.Жесткий диск

Столкнувшись с этим устройством впервые, читатель наверняка удивится. То, что он жесткий, это еще можно понять (сразу видно, что не мягкий). Но почему он называется диском? На вид вроде совсем не круглый, а прямоугольный.

На самом деле то, что мы видим, является не самим жестким диском, а его оболочкой. Эта прямоугольная, начиненная электроникой металлическая коробочка, с одной стороны, защищает спрятанные внутри ее диски с магнитным покрытием от пыли и влаги, а с другой стороны – управляет их работой.

При этом внутри оболочки спрятан не один диск, а несколько. Во время работы компьютера эти диски вращаются вокруг оси, называемой шпинделем , с огромной скоростью (до 7200 об/мин). Диски представляют собой твердые пластины (из алюминия, керамики или стекла) с напылением ферромагнитного слоя, способного (как мы помним из курса физики) намагничиваться. [8]Именно на этом ферромагнитном слое и хранится информация (сколь угодно долго). Сторона пластины, на которую нанесен ферромагнитный слой, называется рабочей поверхностью . Как правило, рабочую поверхность создают с обеих сторон дисков.

Запись и считывание информации с рабочих поверхностей осуществляют специальные магнитные головки . Головки стоят гораздо дороже самих дисков, поэтому иногда в винчестерах некоторые рабочие поверхности остаются без головок (для снижения стоимости).

Простой пример (с моделированием)

Возьмите обычную расческу и несколько компакт-дисков. Вставьте диски между зубьями расчески и оденьте на карандаш. У вас в руках примерная модель жесткого диска, где карандаш – это шпиндель, компакты – магнитные диски, а зубья расчески – головки.

При вращении дисков (на безумно больших скоростях) головки как бы парят на воздушной подушке над поверхностью дисков, так как возникающий поток воздуха не дает головкам соприкасаться (то есть биться как сумасшедшим) с поверхностью. Чтобы головки не портили поверхность диска, находящегося в выключенном состоянии, происходит их «парковка» – перемещение в специально отведенную зону диска и «мягкая посадка» на специально обработанную поверхность.

Во время процесса чтения/записи информации головки могут перемещаться над поверхностью вращающегося диска от края к центру и обратно. Движением головок, как и вращением дисков, управляет специальное электронное устройство – контроллер жесткого диска.

Наверняка вы уже догадались, что попадание любого инородного тела (даже пылинки) в сердце этого «бешеного мотора» может привести к серьезной поломке. Поэтому вся конструкция и помещается в защитный металлический герметичный блок (см. рис. 4.10). Даже давление между внутренней и внешней средой винчестера регулируется с помощью специальных фильтров. Отсюда правило: никогда не разбирайте работоспособные жесткие диски. Собрать обратно без пыли вы их не сможете.

Если идентификация данных в оперативной памяти осуществляется с помощью определения номеров столбца и строки, в которых находится нужная ячейка с информацией, то для жестких дисков разработана так называемая спецификация P-CHS. [9]

Разобраться с ней очень просто. Во-первых, каждый диск разбивается на концентрические окружности, называемые дорожками (треками). Именно на дорожки записываются данные, и именно над ними парят головки. Дорожки нумеруются, начиная от внешней (нулевой трек). Головки, в свою очередь, тоже нумеруются, начиная с нулевой.

Вертикальная совокупность дорожек, имеющих один и тот же номер, образует цилиндр.

Каждая дорожка дробится на равные сегменты, называемые секторами , – это небольшие участки поверхности вдоль дорожки, содержащие 512 байт информации. Секторы также нумеруются, начиная с первого.

Таким образом, спецификация P-CHS позволяет найти данные по комбинированному номеру, состоящему из номеров головки, цилиндра и сектора.

В настоящее время вы можете встретить три вида жестких дисков в зависимости от их интерфейса (способа подключения к материнской плате).

• SCSI (Smart Computer Systems Interface – системный интерфейс малых компьютеров). Данный интерфейс (кстати, его название читается как «скази», хотя это и противоречит правильному английскому произношению) был создан в 1986 году и предназначен для подключения к компьютеру различных устройств, в том числе винчестеров (рис. 4.11).

Рис. 4.11.Винчестер с интерфейсом SCSI

SCSI отличается высокой скоростью передачи данных (до 320 Мбайт/с), низкой нагрузкой на процессор и возможностью одновременного подключения до 15 устройств (как внутренних, так и внешних). Но есть два маленьких «но». Во-первых, сам SCSI-винчестер стоит намного дороже, чем жесткие диски других видов. А во-вторых, к такому жесткому диску придется допонительно покупать SCSI-контроллер, а он тоже очень дорогой. По причине дороговизны винчестеры с интерфейсом SCSI практически не встречаются у обычных пользователей. Как правило, их можно обнаружить на серьезных машинах в солидных фирмах. Вот если вы когда-нибудь начнете серьезно работать с видео, тогда и будет смысл задуматься о SCSI. А пока просто запомните, что существует такой интерфейс.

• Интерфейс ATA (Advanced Technology Attachment) был создан в качестве альтернативы SCSI. Его разновидность PATA (Parallel ATA) используется для подключения так называемых IDE [10]– устройств, имеющих встроенный контроллер (см. рис. 4.10). Это означает, что для IDE-диска не нужно отдельно покупать контроллер, в отличие от SCSI.

ATA-интерфейс получил широкое распространение, так как намного дешевле и проще, чем SCSI. Именно поэтому большинство производителей материнских плат интегрируют в свою продукцию разъемы именно для IDE-устройств (см. рис. 3.10).

Следует отметить, что ATA-интерфейс имеет и ряд недостатков:

– несколько меньшую производительность – наиболее быстрые спецификации интерфейса UltraATA/100 и UltraATA/133 позволяют осуществлять передачу данных со скоростью 100 и 133 Мбайт/с соответственно (сравните со скоростью SCSI);

– невозможность подключения более четырех устройств;

– невозможность подключения внешних устройств.

Однако смеем предположить, что многие пользователи этих минусов просто не заметят. Поэтому именно такими жесткими дисками укомплектовано большинство домашних компьютеров. И хотя на смену им уже приходят представители следующего поколения, вы наверняка неоднократно будете иметь дело именно с IDE-дисками.