Az információkat mágneses lemezekre rögzítik. Rugalmas mágneses lemezek. Mi a formázás

Mágneses lemezek A számítógépeket az információk hosszú távú tárolására használják (a számítógép kikapcsolásakor nem törlődnek). Ebben az esetben működés közben az adatok törölhetők, míg mások írhatók.

Vannak kemény és rugalmas mágneses lemezek. A hajlékonylemezeket azonban ma már nagyon ritkán használják. A hajlékonylemezek különösen népszerűek voltak a múlt század 80-as és 90-es éveiben.

Hajlékonylemezek(hajlékonylemezek), amelyeket néha hajlékonylemezeknek is neveznek, mágneses lemezek, amelyek négyzet alakú műanyag kazettákban vannak elhelyezve, amelyek mérete 5,25 hüvelyk (133 mm) vagy 3,5 hüvelyk (89 mm). A hajlékonylemezek lehetővé teszik dokumentumok és programok egyik számítógépről a másikra való átvitelét, információk tárolását és archiválási másolatok készítését a merevlemezen található információkról.

A mágneses lemezen lévő információkat mágneses fejek írják és olvassák koncentrikus sávok mentén. Információk írásakor vagy olvasásakor a mágneses lemez a tengelye körül forog, és a fej egy speciális mechanizmussal a kívánt sávra kerül.

A 3,5"-os hajlékonylemezek kapacitása 1,44 MB. Ez a típus A hajlékonylemezek a legelterjedtebbek manapság.

Ellentétben a hajlékonylemezekkel merevlemez nagy mennyiségű információ tárolását teszi lehetővé. Kapacitás merevlemezek modern számítógépek terabájtot is elérhet.

Az első merevlemezt az IBM készítette 1973-ban. Legfeljebb 16 MB információ tárolását tette lehetővé. Mivel ennek a lemeznek 30 hengere volt 30 szektorra osztva, 30/30-nak nevezték el. A 30/30-as kaliberű automata puskákhoz hasonlóan ez a lemez a „Winchester” becenevet kapta.

A merevlemez egy lezárt vasdoboz, amelynek belsejében egy vagy több mágneslemez található, egy író-olvasó fejegységgel és egy villanymotorral. Amikor bekapcsolja a számítógépet, az elektromos motor nagy sebességre (több ezer fordulat/perc) forgatja a mágneslemezt, és a lemez addig forog, amíg a számítógép be van kapcsolva. Különlegesek „lebegnek” a lemez felett mágneses fejek, amelyek ugyanúgy írnak és olvasnak információkat, mint a hajlékonylemezeken. A fejek a korong felett lebegnek a nagy forgási sebesség miatt. Ha a fejek hozzáértek a lemezhez, a lemez gyorsan meghibásodik a súrlódás miatt.

A mágneses lemezekkel végzett munka során a következő fogalmakat használják.

Pálya– egy koncentrikus kör egy mágneslemezen, amely az információk rögzítésének alapja.

Henger a merevlemezek minden munkafelületén egymás felett elhelyezkedő mágneses sávok készlete.

Ágazat– egy mágneses pálya szakasza, amely az információrögzítés egyik fő egysége. Minden szektornak saját száma van.

Fürt- a mágneslemez minimális eleme, amelyet az operációs rendszer a lemezekkel való munka során működtet. Minden klaszter több szektorból áll.

A 19. században feltalálták a mágneses rögzítést. Kezdetben csak hang tárolására használták.

Az első és második generációs számítógépeken a mágnesszalagot használták a külső memóriaeszközök egyetlen cserélhető adathordozójaként. Egy tekercs mágnesszalag körülbelül 500 KB információt tartalmazott.

Az 1960-as évek eleje óta megjelentek a mágneses korongok: alumínium vagy műanyag korongok, amelyek vékony, több mikron vastag mágneses porréteggel vannak bevonva. A lemezen található információk körkörös koncentrikus sávok mentén helyezkednek el.

Az információ rögzítését/olvasását biztosító eszközt információtároló eszköznek vagy lemezmeghajtónak nevezzük. A mágneses lemezek kemények és rugalmasak, eltávolíthatók és a számítógép-meghajtóba építhetők (hagyományos nevén merevlemezek).

Az információ rögzítésének és olvasásának mágneses elve

A hajlékonylemezes mágneslemez-meghajtókban (FMD) és a merevlemezes mágneslemez-meghajtókban (HDD) vagy merevlemez-meghajtókban az információk rögzítésének alapja ferromágnesek mágnesezése mágneses térben, az információ tárolása a mágnesezettség megmaradásán, az információolvasás pedig a jelenségen alapul elektromágneses indukció.

A rugalmas és kemény mágneses lemezekre történő információrögzítés során a lágy mágneses anyagból készült maggal rendelkező meghajtófej (alacsony maradék mágnesezettség) a kemény mágneses közeg mágneses rétege mentén mozog (magas maradék mágnesezettség). A mágneses fej elektromos impulzussorozatokat kap (logikai egyesek és nullák sorozata), amelyek mágneses teret hoznak létre a fejben. Ennek eredményeként a hordozó felületének elemei szekvenciálisan mágneseződnek (logikai egy), vagy nem mágneseződnek (logikai nulla). Amikor a mágneses fej a hordozó felületén mozog, akkor az információ olvasásakor a hordozó mágnesezett területei áramimpulzusokat idéznek elő benne (az elektromágneses indukció jelensége). Az ilyen impulzusok sorozatait az autópálya mentén továbbítják RAM számítógép.

Erős mágneses tér és magas hőmérséklet hiányában a hordozóelemek hosszú ideig (évekig, évtizedekig) megőrzik mágnesezettségüket.

Floppy mágneses lemezek

Egészen a közelmúltig a személyi számítógépeket hajlékonylemez-meghajtóval (FMD) szerelték fel, amelyet az árlistákban ún FDD– Hajlékonylemez-meghajtó (hajlékonylemez-meghajtó). Magukat a hajlékonylemezeket hajlékonylemezeknek nevezzük. A legelterjedtebb, 3,5 hüvelyk (89 mm) átmérőjű hajlékonylemez 1,44 MB információ tárolására alkalmas.

Maga a 3,5 hüvelykes hajlékonylemez, mágneses réteggel, kemény műanyag hüvelybe van zárva, amely megvédi a hajlékonylemezt a mechanikai sérülésés por.

Annak érdekében, hogy a mágneses olvasó-író fejek hozzáférjenek a hajlékonylemezhez, van egy nyílás a műanyag tokjában, amelyet fém retesszel zárnak. A retesz automatikusan visszahúzódik, amikor hajlékonylemezt helyez a meghajtóba.

A floppy lemez közepén a műanyag házon belül található egy eszköz a lemez megfogására és forgatására. A hajlékonylemezt a meghajtóba helyezzük, amely állandóan forgatja szögsebesség. Ebben az esetben a meghajtó mágneses feje a lemez egy bizonyos koncentrikus sávjára (sávra) van telepítve, amelyre információkat írnak, vagy amelyekről információkat olvasnak.

A hajlékonylemez mindkét oldalát mágneses réteg borítja, és mindkét oldala van 80 koncentrikus sávok (sávok) az adatok rögzítésére. Minden pálya fel van osztva 18 szektorok, és minden szektor tartalmazhat egy méretű adatblokkot 512 bájt.

Olvasási vagy írási műveletek végrehajtásakor a hajlékonylemez forog a meghajtóban, és az író-olvasó fejek a kívánt sávra kerülnek, és elérik a megadott szektort.

Az információk írási és olvasási sebessége körülbelül 50 KB/s. A hajlékonylemez 360 ford./perc sebességgel forog a meghajtóban.

Az információ megőrzése érdekében a hajlékony mágneslemezeket óvni kell az erős mágneses mezőktől és a hőhatástól, mivel az ilyen fizikai hatások az adathordozók demagnetizálódásához és információvesztéshez vezethetnek.

A hajlékonylemezek mára elavultak.

Merev mágneslemezek

Mágneses merevlemez-meghajtó (HDD) vagy, ahogyan gyakran nevezik, merevlemez vagy merevlemez ( Merevlemez), a fő adattárolási hely személyi számítógép. Az árlistákban a merevlemezek HDD-ként vannak feltüntetve - Merevlemez meghajtó(Hajtás merevlemez).

A „Winchester” név eredetének két változata van. Az első szerint az IBM kifejlesztett egy merevlemezt, mindkét oldalán 30 MB információval, kódnéven 3030. A legenda szerint egy olyan puska, mint a Winchester 3030, meghódította a Nyugatot. A készülék fejlesztőinek is hasonló szándékai voltak.

Egy másik változat szerint a készülék elnevezése az angliai Winchester város nevéből származik, ahol az IBM laboratóriumában fejlesztették ki a merevlemezekhez való úszófej gyártásának technológiáját. Az ezzel a technológiával készült író-olvasó fej aerodinamikai tulajdonságaiból adódóan a lemez gyors forgása során kialakuló légáramban lebegni látszik.

Winchester egy vagy több kemény (alumínium, kerámia vagy üveg) lemez egy tengelyen, mágneses anyaggal bevonva, amely az író-olvasó fejekkel, az elektronikával és a lemezek forgatásához és a fejek pozicionálásához szükséges összes mechanikával együtt zárva van. nem szétválasztható zárt tokban.

A villanymotor orsójára szerelve a lemezek nagy sebességgel (7200 ford./perc) forognak, az információkat mágneses fejek olvassák/írják, amelyek száma megfelel az információ tárolására használt felületek számának.

A merevlemezekről való információ írási és olvasási sebessége meglehetősen magas – elérheti a 300 MB/s-ot.

A modern merevlemezek kapacitása (2010 novemberében) eléri a 3000 GB-ot (3 terabájt).

Vannak hordozható merevlemezek - nem a rendszeregységbe vannak telepítve, hanem párhuzamos porton vagy USB-porton keresztül csatlakoznak a számítógéphez.

A merevlemezek meglehetősen törékeny és miniatűr elemeket (hordozótányérok, mágneses fejek stb.) használnak, ezért az információk és a teljesítmény megőrzése érdekében merevlemezek védeni kell az ütésektől és a térbeli tájékozódás hirtelen változásától működés közben.

Műanyag kártyák

A plasztikkártyák széles körben elterjedtek a bankrendszerben. Az információrögzítés mágneses elvét is használják, amellyel a banki információs rendszerhez tartozó ATM-ek és pénztárgépek működnek.

A mágneses merevlemez-meghajtó (HDD) \ HDD (merevlemez) \ merevlemez (adathordozó) információ tárolására alkalmas anyag.

Az információtároló eszközök a következő kritériumok szerint osztályozhatók:

• információ tárolásának módja: magnetoelektromos, optikai, magneto-optikai;
• adathordozó típusa: hajlékony- és merevlemez-meghajtók, optikai és magneto-optikai lemezek, mágnesszalag, szilárdtest-memória elemek;
• az információhoz való hozzáférés megszervezésének módja - közvetlen, szekvenciális és blokk hozzáférésű meghajtók;
• információtároló eszköz típusa - beágyazott (belső), külső, önálló, mobil (hordható) stb.

A jelenleg használatos információtároló eszközök jelentős része mágneses adathordozóra épül.

Merevlemezes eszköz

A merevlemez egy sor lemezt tartalmaz, amelyek leggyakrabban fémlemezeket képviselnek, mágneses anyaggal - tálcával (gamma-ferrit-oxid, bárium-ferrit, króm-oxid...) bevonva, és orsóval (tengely, tengely) kapcsolódnak egymáshoz.
Maguk a korongok (kb. 2 mm vastagok) alumíniumból, sárgarézből, kerámiából vagy üvegből készülnek. (lásd a képet)

A lemezek mindkét felülete rögzítésre szolgál. Használt 4-9 lemezeket. A tengely nagy állandó fordulatszámon forog (3600-7200 ford./perc)
A lemezek forgatását és a fejek radikális mozgatását a 2 villanymotorok.
Az adatok írása vagy olvasása segítségével történik író/olvasó fejek egyet a lemez minden felületéhez. A fejek száma megegyezik az összes lemez munkafelületeinek számával.

Az információk szigorúan meghatározott helyekre íródnak a lemezre - koncentrikusan számok (számok) . A pályák fel vannak osztva ágazatokban. Egy szektor 512 bájtnyi információt tartalmaz.

A RAM és az NMD közötti adatcserét szekvenciálisan egy egész szám (klaszter) végzi. Fürt- egymást követő szektorok láncai (1,2,3,4,...)

Különleges motor zárójel segítségével az olvasó/író fejet egy adott sáv fölé helyezi (sugárirányban mozgatja).
A lemez elforgatásakor a fej a kívánt szektor felett helyezkedik el. Nyilvánvaló, hogy az összes fej egyszerre mozog, és az adatfejek egyidejűleg mozognak, és különböző meghajtókon lévő azonos sávokról olvasnak információkat.

A különböző merevlemez-meghajtókon azonos sorozatszámú merevlemez-sávokat hívják meg henger .
Az író-olvasó fejek a tányér felületén mozognak. Minél közelebb van a fej a lemez felületéhez anélkül, hogy megérintené, annál nagyobb a megengedett felvételi sűrűség.

Merevlemezes eszköz

Az információ olvasásának és írásának mágneses elve

Mágneses információrögzítés elve

Az információ mágneses adathordozón történő rögzítésének és reprodukálásának folyamatának fizikai alapjait M. Faraday (1791-1867) és D. C. Maxwell (1831-1879) fizikusok fektették le.

A mágneses adathordozókon a digitális felvétel mágneses érzékeny anyagon történik. Ilyen anyagok a vas-oxidok, a nikkel, a kobalt és vegyületei, ötvözetei, valamint a magnetoplasztok és magnetoelasztok viszkózus műanyagokkal és gumival, mikroporos mágneses anyagokkal.

A mágneses bevonat több mikrométer vastag. A bevonatot nem mágneses alapra visszük fel, amely műanyagból készül a mágnesszalagokhoz és hajlékonylemezekhez, a merevlemezekhez pedig alumíniumötvözeteket és kompozit hordozóanyagokat használnak. A lemez mágneses bevonata doménszerkezettel rendelkezik, pl. sok mágnesezett apró részecskéből áll.

Mágneses tartomány (a latin dominium szóból: birtoklás) egy mikroszkopikus, egyenletesen mágnesezett régió a ferromágneses mintákban, amelyet vékony átmeneti rétegek (tartományhatárok) választanak el a szomszédos régióktól.

Külső mágneses tér hatására a domének saját mágneses tere a mágneses erővonalak irányának megfelelően orientálódik. A külső tér hatásának megszűnése után a tartomány felületén maradék mágnesezettségű zónák képződnek. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az információ mágneses közegen tárolódik mágneses tér jelenlétében.

Információk rögzítésekor egy mágneses fej segítségével külső mágneses mező jön létre. Az információ olvasása során a mágnesfejjel szemben elhelyezkedő maradék mágnesezési zónák elektromotoros erőt (EMF) indukálnak benne az olvasás során.

A mágneses lemezről való írás és olvasás sémája a 3.1. ábrán látható. Az EMF irányának egy bizonyos időtartam alatti változását egy bináris egység azonosítja, a változás hiányát pedig nulla. A megadott időtartamot hívják bit elem.

A mágneses közeg felületét pontpozíciók sorozatának tekintjük, amelyek mindegyike egy kis információhoz kapcsolódik. Mivel ezeknek a pozícióknak a helye nincs pontosan meghatározva, a rögzítéshez előre felhelyezett jelölésekre van szükség, amelyek segítenek megtalálni a kívánt rögzítési pozíciókat. Az ilyen szinkronizálási jelölések alkalmazásához a lemezt sávokra kell osztani
és szektorok - formázás

Szervezet gyors hozzáférés a lemezen lévő információk elérése az adattárolás fontos szakasza. A lemez felületének bármely részéhez való gyors hozzáférést egyrészt a gyors forgatás, másrészt a mágneses olvasó/író fejnek a lemez sugara mentén történő mozgatása biztosítja.
A hajlékonylemez 300-360 fordulat/perc, a merevlemez pedig 3600-7200 fordulat/perc sebességgel forog.

Merevlemez logikai eszköz

A mágneslemez kezdetben nem áll készen a használatra. Ahhoz, hogy működőképes állapotba kerüljön, annak lennie kell formázott, azaz létre kell hozni a lemezszerkezetet.

A lemez szerkezete (elrendezése) a formázási folyamat során jön létre.

Formázás A mágneslemezek 2 szakaszból állnak:

1. fizikai formázás ( alacsony szint)
2. logikus (magas szintű).

Fizikai formázáskor a lemez munkafelületét külön területekre osztják, ún szektorok, amelyek koncentrikus körök – utak mentén helyezkednek el.

Ezen túlmenően az adatrögzítésre alkalmatlan szektorok meghatározása és jelölése történik rossz használatuk elkerülése érdekében. Minden szektor a legkisebb adategység a lemezen, és saját címe van, amely lehetővé teszi a közvetlen hozzáférést. A szektorcím tartalmazza a lemez oldalszámát, a műsorszám számát és a sávon lévő szektorszámot. A lemez fizikai paraméterei be vannak állítva.

A felhasználónak általában nem kell fizikai formázással foglalkoznia, mivel a legtöbb esetben a merevlemezek formázott formában érkeznek. Általánosságban elmondható, hogy ezt egy speciális szervizközpontnak kell elvégeznie.

Alacsony szintű formázás a következő esetekben kell megtenni:

• ha hiba van a nulladik sávban, ami problémákat okoz a merevlemezről történő indításkor, de maga a lemez elérhető hajlékonylemezről történő indításkor;
• ha visszatér a működőképes állapotba régi lemez, például egy tönkrement számítógépből átrendezve.
• ha a lemez úgy van formázva, hogy más operációs rendszerrel működjön;
• ha a lemez nem működik megfelelően, és az összes helyreállítási módszer nem hozott pozitív eredményt.

Egy dolog, amit szem előtt kell tartani, hogy a fizikai formázás az nagyon erős művelet— végrehajtása során a lemezen tárolt adatok teljesen törlődnek, és visszaállításuk lehetetlenné válik! Ezért ne folytassa az alacsony szintű formázást, hacsak nem biztos abban, hogy minden fontos adatot elmentett a merevlemezről!

Az alacsony szintű formázás végrehajtása után a következő lépés a merevlemez egy vagy több partíciójának létrehozása logikai meghajtók - legjobb módja megbirkózni a lemezen szétszórt könyvtárak és fájlok zavarával.

Anélkül, hogy hardverelemeket adna hozzá a rendszerhez, lehetősége nyílik egy merevlemez több részével, például több meghajtóval is dolgozni.
Ez nem növeli a lemezkapacitást, de a szervezettsége jelentősen javítható. Ezen kívül különféle logikai meghajtók többféle célra használható operációs rendszerek.

at logikai formázás Az adathordozó végül a lemezterület logikus szervezésével készül fel az adattárolásra.
A lemez készen áll arra, hogy fájlokat írjon a által létrehozott szektorokba alacsony szintű formázás.
A lemezpartíciós tábla létrehozása után a következő lépés következik - logikai formázás egyes részek partíciók, a továbbiakban logikai lemezek.

Logikai meghajtó - Ez a merevlemez egy része, amely ugyanúgy működik, mint egy különálló meghajtó.

A logikai formázás sokkal egyszerűbb folyamat, mint az alacsony szintű formázás.
A futtatásához indítsa el a rendszert a FORMAT segédprogramot tartalmazó hajlékonylemezről.
Ha több logikai meghajtója van, formázza őket egyenként.

A logikai formázási folyamat során a lemez lefoglalásra kerül rendszerterület, amely 3 részből áll:

• rendszerindító szektor és partíciós tábla (boot rekord)
• Fájlallokációs táblák (FAT), amelyben a fájlokat tároló sávok és szektorok száma rögzítve van
• gyökérkönyvtár (Root Directory).

Az információkat a klaszteren keresztül részenként rögzítik. Nem lehet 2 különböző fájl ugyanabban a fürtben.
Ezen kívül ebben a szakaszban a lemeznek nevet is lehet adni.

Egy merevlemez több logikai meghajtóra osztható, és fordítva, 2 merevlemez egy logikai meghajtóvá kombinálható.

Javasoljuk, hogy legalább két partíciót (két logikai meghajtót) hozzon létre a merevlemezen: az egyik az operációs rendszer és a szoftver számára, a második meghajtó kizárólag a felhasználói adatok számára van lefoglalva. Így az adatok és rendszerfájlokat egymástól elkülönítve tárolódnak, és az operációs rendszer meghibásodása esetén sokkal nagyobb a valószínűsége a felhasználói adatok mentésének.

A merevlemezek jellemzői

A merevlemezek (merevlemezek) a következő jellemzőkben különböznek egymástól:

1. kapacitás
2. teljesítmény – adatelérési idő, információk olvasási és írási sebessége.
3. interfész (csatlakozási mód) - a vezérlő típusa, amelyhez a merevlemezt csatlakoztatni kell (leggyakrabban IDE/EIDE ill. különféle lehetőségeket SCSI).
4. egyéb jellemzők

1. Kapacitás— a lemezen elférő információ mennyisége (a gyártástechnológia szintje határozza meg).
Ma a kapacitás 500-2000 GB vagy több. Soha nem lehet elég hely a merevlemezen.

2. Működési sebesség (teljesítmény) a lemezt két mutató jellemzi: lemezelérési időÉs lemez olvasási/írási sebessége.

Hozzáférési idő – az író/olvasó fejek kívánt sávhoz és szektorhoz való mozgatásához (pozicionálásához) szükséges idő.
Az átlagos hozzáférési idő két véletlenszerűen kiválasztott sáv között körülbelül 8-12 ms (ezredmásodperc), több gyors lemezek 5-7 ms az idő.
A szomszédos pályára (szomszédos hengerre) való átállási idő kevesebb, mint 0,5-1,5 ms. Időbe telik a kívánt szektor felé fordulás is.
A mai merevlemezek teljes lemezforgatási ideje 8-16 ms, az átlagos szektor várakozási idő 3-8 ms.
Minél rövidebb a hozzáférési idő, annál gyorsabban fog működni a lemez.

Olvasási/írási sebesség (áteresztőképesség bemenet/kimenet) vagy adatátviteli sebesség (átvitel)– a szekvenciális adatok átviteli ideje nem csak a lemeztől, hanem annak vezérlőjétől, busztípusaitól és a processzor sebességétől is függ. A lassú lemezek sebessége 1,5-3 MB/s, a gyorsaké 4-5 MB/s, a legújabbaké 20 MB/s.
Az SCSI interfésszel rendelkező merevlemezek 10 000 ford./perc forgási sebességet támogatnak. és átlagos keresési idő 5ms, adatátviteli sebesség 40-80 Mb/s.

3.Merevlemez interfész szabvány - azaz a vezérlő típusa, amelyhez a merevlemezt csatlakoztatni kell. Az alaplapon található.
Három fő csatlakozási felület van

1. IDE és különféle változatai

IDE (Integrated Disk Electronic) vagy (ATA) Advance Technology Attachment
Előnyök: egyszerűség és alacsony költség

Átviteli sebesség: 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb/s. Az adatok fejlődésével az interfész támogatja az eszközök listájának bővítését: merevlemez, szuper floppy, magnetooptika,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Bemutatjuk a párhuzamosítás egyes elemeit (gneuing és disconnect/reconnect), valamint az adatok sértetlenségének ellenőrzését az átvitel során. Az IDE fő hátránya a csatlakoztatott eszközök kis száma (legfeljebb 4), ami nyilvánvalóan nem elég egy csúcskategóriás PC-hez.
Mára az IDE interfészek új Ultra ATA csereprotokollokra váltottak. Jelentősen növeli az áteresztőképességet
A 4-es mód és a DMA (Direct Memory Access) A 2-es mód 16,6 MB/s-os adatátvitelt tesz lehetővé, de a tényleges adatátviteli sebesség sokkal alacsonyabb lenne.
Az 1998 februárjában kifejlesztett Ultra DMA/33 és Ultra DMA/66 szabványok. a Quantum 3 üzemmóddal rendelkezik 0, 1, 2 és 4, a második módban a hordozó támogatja
átviteli sebesség 33Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Ilyen nagy sebesség csak a meghajtó pufferrel történő cserével érhető el. Annak érdekében, hogy kihasználják
Az Ultra DMA szabványokhoz 2 feltételnek kell teljesülnie:

1. hardver támogatás az alaplapon (lapkakészleten) és magán a meghajtón.

2. támogatja az Ultra DMA módot, mint a többi DMA (közvetlen memóriahozzáférés).

Különféle chipkészletekhez speciális illesztőprogram szükséges. Általában a készlet tartalmazza alaplap, ha szükséges, „letöltheti”.
az internetről a gyártó oldaláról alaplap.

Az Ultra DMA szabvány visszafelé kompatibilis a korábbi, lassabb verzióban működő vezérlőkkel.
Mai verzió: Ultra DMA/100 (2000 vége) és Ultra DMA/133 (2001).

SATA
Csere IDE (ATA) nem más, nagy sebességű soros busz tűzprogram (IEEE-1394). Alkalmazás új technológia lehetővé teszi az átviteli sebesség 100 Mb/s-ra növelését,
A rendszer megbízhatósága nő, ez lehetővé teszi az eszközök telepítését a számítógép bekapcsolása nélkül, ami szigorúan tilos az ATA interfészen.

SCSI (Small Computer System Interface)— az eszközök kétszer drágábbak, mint a hagyományosak, és speciális vezérlőt igényelnek az alaplapon.
Szerverekhez, kiadói rendszerekhez, CAD-hez használják. Nagyobb teljesítményt biztosít (akár 160 Mb/s sebesség), széles körű csatlakoztatott tárolóeszközök.
Az SCSI-vezérlőt a megfelelő lemezzel együtt kell megvásárolni.

Az SCSI-nek van egy előnye az IDE-vel szemben – rugalmasság és teljesítmény.
A rugalmasság a csatlakoztatott eszközök nagy számában (7-15), az IDE esetében pedig (legfeljebb 4) a hosszabb kábelhosszban rejlik.
Teljesítmény - nagy sebességátutalások és több tranzakció egyidejű feldolgozásának képessége.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) 40 Mb/s-ig 16 bites verzió Ultra2 - SCSI szabvány 80 Mb/s-ig

2. Egy másik SCSI interfész technológia, az úgynevezett Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) lehetővé teszi akár 100 Mbps csatlakozást, akár 30 méteres kábelhosszal. Az FC-AL technológia lehetővé teszi a „forró” kapcsolatokat, pl. útközben, további vonalai vannak a megfigyeléshez és a hibajavításhoz (a technológia drágább, mint a hagyományos SCSI).

4. A modern merevlemezek egyéb jellemzői

A merevlemez-modellek hatalmas választéka megnehezíti a megfelelő kiválasztását.
A szükséges kapacitás mellett nagyon fontos a teljesítmény is, amit elsősorban a fizikai adottságai határoznak meg.
Ilyen jellemzők az átlagos keresési idő, a forgási sebesség, a belső és külső átviteli sebesség, valamint a cache memória mérete.

4.1 Átlagos keresési idő.

A merevlemeznek időbe telik, amíg a mágneses fejet a jelenlegi helyzetéből az újba mozgatja, ami a következő információ olvasásához szükséges.
Mindegyikben konkrét helyzet ez az idő attól függően változik, hogy a fejnek mekkora távolságra kell mozognia. A specifikációk általában csak átlagolt értékeket adnak meg, és különösen a különböző vállalatok által használt átlagoló algoritmusok általános eset változhat, így nehéz a közvetlen összehasonlítás.

Így a Fujitsu és a Western Digital cégek minden lehetséges pályapárt használnak a Maxtor és a Quantum cégek a véletlen hozzáférési módszert alkalmazzák. A kapott eredmény tovább módosítható.

Az írás keresési ideje gyakran valamivel hosszabb, mint az olvasásé. Egyes gyártók csak az alacsonyabb értéket (leolvasáshoz) adják meg specifikációiban. Mindenesetre az átlagos értékek mellett hasznos figyelembe venni a maximumot (a teljes lemezen),
és a minimális (azaz a számtól a számig) keresési idő.

4.2 Forgási sebesség

A felvétel kívánt töredékéhez való hozzáférés sebessége szempontjából a forgási sebesség befolyásolja az úgynevezett látens idő mértékét, amely ahhoz szükséges, hogy a lemez a kívánt szektorral a mágneses fejhez forduljon.

Ennek az időnek az átlagos értéke fél lemezfordulatnak felel meg, és 8,33 ms 3600-as fordulatszámon, 6,67 ms 4500-as fordulaton, 5,56 ms 5400-as fordulaton, 4,17 ms 7200-as fordulaton.

A látens idő értéke összevethető az átlagos keresési idővel, így egyes módokban ugyanolyan, ha nem nagyobb hatással lehet a teljesítményre.

4.3 Belső adatátviteli sebesség

— az adatok lemezre írásának vagy onnan történő kiolvasásának sebessége. A zóna rögzítés miatt változó értékű - a külső sávokon magasabb, a belsőeken alacsonyabb.
Ha hosszú fájlokkal dolgozik, ez a paraméter sok esetben korlátozza az átviteli sebességet.

4.4 Külső adatátviteli sebesség

— sebesség (csúcs), amellyel az adatátvitel az interfészen keresztül történik.

Az interfész típusától függ, és leggyakrabban rögzített értékei vannak: 8.3; 11,1; 16,7 Mb/s az Enhanced IDE számára (PIO Mode2, 3, 4); 33,3 66,6 100 Ultra DMA esetén; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s szinkron SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bites) esetén.

4.5 A merevlemez rendelkezik-e saját gyorsítótárral és annak kötetével (lemezpufferrel).

A gyorsítótár (belső puffer) mérete és felépítése jelentősen befolyásolhatja a merevlemez teljesítményét. Ugyanaz, mint a normál gyorsítótár esetében,
Egy bizonyos mennyiség elérése után a termelékenység növekedése meredeken lelassul.

A nagy kapacitású szegmentált gyorsítótár a többfeladatos környezetekben használt nagy teljesítményű SCSI-meghajtók számára fontos. Hogyan több gyorsítótár, annál gyorsabban működik a merevlemez (128-256 Kb).

Az egyes paraméterek általános teljesítményre gyakorolt ​​hatását meglehetősen nehéz elkülöníteni.

Merevlemez követelmények

A lemezekkel szemben támasztott fő követelmény a működés megbízhatósága, amelyet az alkatrészek hosszú, 5-7 éves élettartama garantál; jó statisztikai mutatók, nevezetesen:

• a meghibásodások közötti átlagos idő legalább 500 ezer óra ( felső osztály 1 millió óra vagy több.)
• beépített aktív figyelő rendszer a lemezcsomópontok állapotára SMART/önfigyelő elemzési és jelentési technológia.

Technológia S.M.A.R.T. (Önellenőrző elemzési és jelentéskészítési technológia) egy nyílt ipari szabvány, amelyet a Compaq, az IBM és számos más merevlemez-gyártó fejlesztett ki egyszerre.

Ennek a technológiának a jelentése a merevlemez belső öndiagnosztikája, amely lehetővé teszi annak jelenlegi állapotának felmérését, és tájékoztatja Önt az esetleges jövőbeni problémákról, amelyek adatvesztéshez vagy a meghajtó meghibásodásához vezethetnek.

Az összes létfontosságú lemezelem állapotát folyamatosan figyelik:
fejek, munkafelületek, villanymotor orsóval, elektronikai egység. Például, ha a jel gyengülését észleli, az információ átírásra kerül, és további megfigyelés történik.
Ha ismét gyengül a jel, akkor az adatok egy másik helyre kerülnek, és az adott klaszter hibásnak és elérhetetlennek kerül, és a helyére egy másik klasztert bocsátanak rendelkezésre a lemeztartalékból.

Amikor dolgozik merevlemez Figyelembe kell venni azokat a hőmérsékleti viszonyokat, amelyek között a hajtás működik. A gyártók garantálják a merevlemez problémamentes működését 0 C és 50 C közötti környezeti hőmérsékleten, bár elvileg komoly következmények nélkül mindkét irányban legalább 10 fokkal módosíthatja a határértékeket.
Nagy hőmérsékleti eltérések esetén előfordulhat, hogy nem képződik megfelelő vastagságú levegőréteg, ami a mágneses réteg károsodásához vezet.

Általában véve a HDD-gyártók elég nagy figyelmet fordítanak termékeik megbízhatóságára.

A fő probléma az idegen részecskék bejutása a lemez belsejébe.

Összehasonlításképpen: a dohányfüst részecske távolsága kétszerese a felület és a fej között, az emberi haj vastagsága 5-10-szer nagyobb.
A fej esetében az ilyen tárgyakkal való találkozás erős ütést, és ennek következtében részleges sérülést vagy teljes meghibásodást eredményez.
Külsőleg ez észrevehető nagyszámú, rendszeresen elhelyezkedő, használhatatlan klaszter megjelenéseként.

Veszélyesek az ütközések, esések stb. során fellépő rövid távú, nagy gyorsulások (túlterhelések). Például egy ütközéstől a fej élesen megüti a mágnest
réteget és a megfelelő helyen annak pusztulását okozza. Vagy fordítva, először az ellenkező irányba mozog, majd rugalmas erő hatására rugószerűen csapódik a felületre.
Ennek eredményeként mágneses bevonat részecskék jelennek meg a házban, ami ismét károsíthatja a fejet.

Nem szabad azt gondolnia, hogy a centrifugális erő hatására elrepülnek a lemeztől - a mágneses rétegtől
határozottan magához vonzza őket. Elvileg a szörnyű következmények nem maga az ütközés (valahogy megbékélhetsz bizonyos számú klaszter elvesztésével), hanem az a tény, hogy olyan részecskék képződnek, amelyek minden bizonnyal további károkat okoznak a lemezen.

Az ilyen nagyon kellemetlen esetek megelőzése érdekében a különböző cégek mindenféle trükkhöz folyamodnak. A lemezkomponensek egyszerű mechanikai szilárdságának növelése mellett intelligens S.M.A.R.T technológiát is alkalmaznak, amely figyeli a rögzítés megbízhatóságát és az adathordozón lévő adatok biztonságát (lásd fent).

Valójában a lemez mindig nincs teljes kapacitásra formázva, van némi tartalék. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy szinte lehetetlen hordozót előállítani
amelyen abszolút a teljes felület jó minőségű lenne, biztosan lesznek rossz klaszterek (meghibásodások). Amikor egy lemezt alacsony szinten formáznak, az elektronikája úgy van beállítva
így kikerüli ezeket a hibás területeket, és a felhasználó számára teljesen láthatatlan, hogy az adathordozó hibás. De ha láthatóak (például formázás után
a segédprogram nullától eltérő számot jelenít meg), akkor ez már nagyon rossz.

Ha nem járt le a garancia (és véleményem szerint a legjobb, ha garanciális HDD-t vásárolunk), akkor azonnal vigye el a lemezt az eladóhoz, és követelje az adathordozó cseréjét vagy a pénz visszatérítését.
Az eladó természetesen azonnal elkezdi mondani, hogy néhány hibás terület nem ad okot aggodalomra, de ne higgy neki. Amint már említettük, ez a pár valószínűleg sokkal többet fog okozni, és ezt követően lehetséges a merevlemez teljes meghibásodása.

A működőképes lemez különösen érzékeny a sérülésekre, ezért ne helyezze a számítógépet olyan helyre, ahol különféle ütéseknek, rezgéseknek stb.

A merevlemez előkészítése a munkához

Kezdjük a legelejéről. Tegyük fel, hogy a számítógéptől külön vásárolt egy merevlemezt és egy kábelt.
(Az a helyzet, hogy összeszerelt számítógép vásárlásakor egy használatra kész lemezt kap).

Néhány szó a kezeléséről. A merevlemez egy nagyon összetett termék, amely az elektronika mellett precíziós mechanikát is tartalmaz.
Ezért gondos kezelést igényel - ütések, esések és erős vibráció károsíthatja a mechanikai részét. A meghajtótábla általában sok kis méretű elemet tartalmaz, és nem fedi tartós burkolatokkal. Emiatt ügyelni kell a biztonságára.
A merevlemez kézhezvételekor az első dolog, amit meg kell tennie, hogy olvassa el a hozzá kapott dokumentációt - valószínűleg sok hasznos és érdekes információt tartalmaz. Ebben az esetben a következő pontokra kell figyelni:

• a lemez beállításait (telepítését) meghatározó jumperek jelenléte és beállítási lehetőségei, például egy ilyen paraméter meghatározása, mint a lemez fizikai neve (lehet, hogy jelen vannak, de előfordulhat, hogy nincsenek),
• fejek száma, hengerek, szektorok a lemezeken, előkompenzációs szint és lemeztípus. Ezt az információt akkor kell megadnia, amikor a számítógép telepítőprogramja kéri.
  Mindezekre az információkra szükség lesz a lemez formázásakor és a gép előkészítésekor.
• Ha a számítógép maga nem érzékeli a merevlemez paramétereit, akkor a nagyobb probléma egy olyan meghajtó telepítése lesz, amelyhez nincs dokumentáció.
  A legtöbb merevlemezen megtalálhatók a gyártó nevével, az eszköz típusával (márkájával) ellátott címkék, valamint a nem használható sávok táblázata.
  Ezenkívül a hajtás információkat tartalmazhat a fejek, hengerek és szektorok számáról, valamint az előkompenzáció szintjéről.

Az igazság kedvéért el kell mondanunk, hogy gyakran csak a címe van ráírva a lemezre. De ebben az esetben is megtalálhatja a szükséges információkat a kézikönyvben,
vagy a cég képviseletének felhívásával. Három kérdésre fontos választ kapni:

• Hogyan kell beállítani a jumpereket, hogy a meghajtót master\slave-ként használhassuk?
• Hány henger és fej van a lemezen, hány szektor sávonként, mi az előkompenzációs érték?
• A ROM BIOS-ban rögzítettek közül melyik lemeztípus illik legjobban ehhez a meghajtóhoz?

Ezen információk birtokában folytathatja a merevlemez telepítését.

Mert telepítés nehéz lemezt a számítógépbe, tegye a következőket:

1. Teljesen tiltsa le rendszeregység a tápegységről, távolítsa el a fedelet.
2. Csatlakoztassa a merevlemez kábelét az alaplapi vezérlőhöz. Ha egy második lemezt telepít, használhatja az első kábelét, ha van rajta további csatlakozó, de ne feledje, hogy a különböző merevlemezek működési sebessége a lassabb oldalhoz fog viszonyulni.
3. Ha szükséges, változtassa meg a jumpereket a merevlemez használatának megfelelően.
4. Telepítse a meghajtót szabad helyés csatlakoztassa a kártyán lévő vezérlő kábelét a merevlemez csatlakozójához a piros csíkkal a tápegységhez, tápkábelhez.
5. Rögzítse biztonságosan a merevlemezt mindkét oldalon négy csavarral, a kábeleket úgy helyezze el a számítógép belsejében, hogy a burkolat lecsukásakor ne vágja el őket,
6. Zárja be a rendszeregységet.
7. Ha a számítógép maga nem érzékeli a merevlemezt, módosítsa a számítógép konfigurációját a Setup segítségével, hogy a számítógép tudja, hogy új eszközt adtak hozzá.

Merevlemez gyártók

Az azonos kapacitású (de különböző gyártóktól származó) merevlemezek általában többé-kevésbé hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, és a különbségek elsősorban a ház kialakításában, a formai tényezőben (más szóval a méretekben) és az élettartamban fejeződnek ki. garanciális szerviz. Sőt, ez utóbbiról külön is meg kell említeni: a modern merevlemezen található információ költsége sokszor sokszorosan meghaladja a saját árát.

Ha a lemezével problémák vannak, a javítás gyakran csak azt jelenti, hogy adatait további kockázatoknak teszik ki.
Sokkal ésszerűbb módszer, ha a hibás készüléket egy újra cseréljük.
Az orosz (és nem csak) piacon a merevlemezek oroszlánrészét az IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum termékei teszik ki.

a gyártó neve ezt a típust tárolás,

Vállalat Quantum (www. quantum. com.) Az 1980-ban alapított cég a lemezmeghajtók piacának egyik veteránja. A cég innovatív tevékenységéről ismert műszaki megoldások, melynek célja a merevlemezek megbízhatóságának és teljesítményének, a lemezen lévő adatelérési idő és a lemez olvasási/írási sebességének javítása, valamint a lehetséges jövőbeni problémák tájékoztatása, amelyek adatvesztéshez vagy lemezhibákhoz vezethetnek.

- A Quantum egyik szabadalmaztatott technológiája az SPS (Shock Protection System), amelyet arra terveztek, hogy megvédje a lemezt az ütésektől.

- beépített DPS (Data Protection System) program, melynek célja a legértékesebb – a rajtuk tárolt adatok – megőrzése.

Vállalat Western Digital (www.wdс.com.) Szintén az egyik legrégebbi lemezmeghajtót gyártó vállalat, története során megélt hullámvölgyeket.
Társaság számára utóbbi időben a legújabb technológiákat tudta bevezetni a lemezeibe. Közülük érdemes megemlíteni a saját fejlesztésünket - a Data Lifeguard technológiát, amely az S.M.A.R.T. rendszer továbbfejlesztése. Megkísérli logikusan befejezni a láncot.

Ennek a technológiának megfelelően a lemez felületét rendszeresen ellenőrzik olyan időszakokban, amikor a rendszer nem használja. Ez beolvassa az adatokat és ellenőrzi azok integritását. Ha problémákat észlel egy szektor elérése során, az adatok egy másik szektorba kerülnek.
A hibás szektorokkal kapcsolatos információk egy belső hibalistába kerülnek, amely elkerüli a jövőbeni hibás szektorokba való belépést.

Cég Seagate (www.seagate.com) nagyon híres a piacunkon. Egyébként az adott cég merevlemezeit ajánlom, mivel nagyon megbízhatóak és tartósak.

1998-ban ismét felhívta magára a figyelmet a Medalist Pro lemezek sorozatának kiadásával
7200 ford./perc fordulatszámmal, ehhez speciális csapágyakat használva. Korábban ezt a sebességet csak az SCSI interfész meghajtókban használták, ami lehetővé tette a teljesítmény növelését. Ugyanez a sorozat a SeaShield System technológiát használja, amelynek célja, hogy javítsa a lemez és a rajta tárolt adatok védelmét az elektrosztatikus hatásokkal és az ütésekkel szemben. Ugyanakkor az elektromágneses sugárzás hatása is csökken.

Minden gyártott lemez támogatja az S.M.A.R.T technológiát.
A Seagate új meghajtói a SeaShield rendszer továbbfejlesztett változatát tartalmazzák, több képességgel.
Lényeges, hogy a Seagate bejelentette a frissített sorozat legmagasabb ütésállóságát az iparágban – 300G használaton kívül.

Cég IBM (www. storage. ibm. com) bár egészen a közelmúltig nem volt jelentős beszállítója orosz piac merevlemezeket, de gyorsan jó hírnévre tett szert a gyors és megbízható lemezmeghajtóknak köszönhetően.

Cég Fujitsu (www.fujitsu.com) a lemezmeghajtók nagy és tapasztalt gyártója, nemcsak mágneses, hanem optikai és magnetooptikai is.
Igaz, a cég korántsem vezető szerepet tölt be az IDE interfésszel rendelkező merevlemezek piacán: ennek a piacnak (különböző tanulmányok szerint) hozzávetőlegesen 4%-át uralja, fő érdekeltségei pedig az SCSI eszközök területén vannak.

Terminológiai szótár

Mivel néhány tárolóelem játszik fontos szerepet munkáiban gyakran absztrakt fogalmakként értelmezik, az alábbiakban a legfontosabb kifejezések magyarázatát adjuk.

Hozzáférési idő— Az az időtartam, amelyre a merevlemez-meghajtónak szüksége van az adatok megkereséséhez és a memóriába vagy onnan történő átviteléhez.
A merevlemez-meghajtók teljesítményét gyakran a hozzáférési (lekérési) idő határozza meg.

Fürt- a legkisebb helyegység, amellyel az operációs rendszer dolgozik a fájlhelytáblázatban. Egy klaszter általában 2-4-8 vagy több szektorból áll.
A szektorok száma a lemez típusától függ. Az egyes szektorok helyett fürtök keresése csökkenti az operációs rendszer időköltségét. A nagy klaszterek gyorsabb teljesítményt biztosítanak
meghajtót, mivel a fürtök száma ebben az esetben kisebb, de a lemezen lévő hely (terület) rosszabbul kihasználható, mivel sok fájl kisebb lehet, mint a fürt, és a fürt többi bájtja nem kerül felhasználásra.

Vezérlő (Controller)- rendszerint bővítőkártyán található áramkörök, amelyek vezérlik a merevlemez-meghajtó működését, beleértve a fej mozgatását, valamint az adatok olvasását és írását.

Henger- az összes lemez minden oldalán egymással szemben elhelyezkedő sávok.

Hajtásfej- olyan mechanizmus, amely a merevlemez felületén mozog, és elektromágneses rögzítést vagy adatolvasást biztosít.

Fájlallokációs táblázat (FAT)- az operációs rendszer által generált rekord, amely nyomon követi az egyes fájlok elhelyezkedését a lemezen, és azt, hogy mely szektorok kerülnek felhasználásra, és amelyek szabadon írhatók rájuk.

Fejrés— a meghajtófej és a lemez felülete közötti távolság.

Interleave— a lemez forgási sebessége és a lemezen lévő szektorok felépítése közötti kapcsolat. A lemez forgási sebessége jellemzően meghaladja a számítógép azon képességét, hogy adatokat fogadjon a lemezről. Mire a vezérlő beolvassa az adatokat, a következő szekvenciális szektor már áthaladt a fejen. Ezért az adatok egy vagy két szektoron keresztül kerülnek a lemezre. Speciális felhasználásával szoftver Lemez formázásakor módosíthatja a csíkozás sorrendjét.

Logikai meghajtó- a merevlemez munkafelületének bizonyos részei, amelyek külön meghajtónak minősülnek.
Egyes logikai meghajtók más operációs rendszerekhez, például UNIX-hoz is használhatók.

Parkolás- a meghajtófejek mozgatása egy meghatározott pontra, és mozdulatlan rögzítése a lemez nem használt részei felett, hogy minimálisra csökkentsék a sérüléseket, amikor a meghajtó megrázódik, amikor a fejek a lemez felületéhez érnek.

Partícionálás– a merevlemez logikai meghajtókra való felosztása. Minden lemez particionálva van, bár a kis lemezeknek csak egy partíciója lehet.

Lemez (tányér)- magát a fémlemezt, amely mágneses anyaggal van bevonva, amelyre az adatokat rögzítik. Egy merevlemez általában több lemezt tartalmaz.

RLL (korlátozott futási hossz)- Egyes vezérlők által használt kódolási séma a sávonkénti szektorok számának növelésére több adat.

Ágazat- Lemezsáv-felosztás, amely a meghajtó által használt alap méretegységet jelenti. Az operációs rendszer szektorai általában 512 bájtot tartalmaznak.

Elhelyezési idő (keresési idő)- az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fej átmozduljon arról a sávról, amelyre fel van szerelve, egy másik kívánt pályára.

Pálya- a lemez koncentrikus felosztása. A számok hasonlóak a lemezen lévő számokhoz. Ellentétben a lemezen lévő számokkal, amelyek egy folyamatos spirál, a lemezen a számok kör alakúak. A sávok pedig klaszterekre és szektorokra vannak osztva.

Keresési idő számok között— a meghajtófejnek a szomszédos vágányra való mozgásához szükséges idő.

Átviteli sebesség- a lemez és a számítógép között időegységenként átvitt információ mennyisége. Tartalmazza azt az időt is, amely egy szám kereséséhez szükséges.

A mágneses lemezek (MD) mágneses adathordozókra utalnak. Tárolóeszközként speciális tulajdonságokkal rendelkező mágneses anyagokat használnak (téglalap alakú hiszterézis hurokkal), amelyek lehetővé teszik két mágneses állapot rögzítését - két mágnesezési irányt. Ezen állapotok mindegyikéhez bináris számjegyek kapcsolódnak: 0 és 1. A memóriahordozók (MD) a PC-k leggyakoribb külső tárolóeszközei. A lemezek kemények és rugalmasak, eltávolíthatók és beépíthetők a számítógépbe. A mágneslemezre információk olvasására és írására szolgáló eszközt lemezmeghajtónak nevezzük.

Minden lemezt: mágneses és optikai is, az átmérőjük vagy más szóval a formatényező jellemzi. A legszélesebb körben használt mágneslemezek a 3,5" (89 mm) és az 5,25" (133 mm) optikai lemezek.

Az MD-re vonatkozó információkat mágneses fejek írják és olvassák koncentrikus körök - sávok - mentén. Az MD sávjainak száma és információs kapacitása az MD típusától, az MD meghajtó kialakításától, a mágneses fejek minőségétől és a mágneses bevonattól függ.

Minden MD sáv szektorokra van osztva. Egy sáv szektor 128, 256, 512 vagy 1024 bájt, de jellemzően 512 bájt adatot tartalmazhat. Az NMD és a RAM közötti adatcsere szekvenciálisan, egész számú szektoron keresztül történik. A fürt a lemezen elhelyezett információ minimális egysége, amely egy vagy több szomszédos sávszektorból áll.

Az információ írása és olvasása során az MD forog a tengelye körül, és a mágneses fejvezérlő mechanizmus az információ írására vagy olvasására kiválasztott sávra hozza.

A lemezeken lévő adatok fájlokban tárolódnak, amelyeket általában ezeken az adathordozókon egy memóriaszakasszal (területtel, mezővel) azonosítanak.

Fájl a külső memória egy elnevezett területe, amely az adott tömb tárolására van lefoglalva.

A létrehozott fájl memóriamezője bizonyos számú fürt többszöröseként van lefoglalva. Az egy fájlhoz hozzárendelt fürtök bármely szabad lemezterületen elhelyezkedhetnek, és nem feltétlenül szomszédosak. A lemezen szétszórt fürtökben tárolt fájlokat töredezettnek nevezzük.

A mágneslemez-csomagok (egy tengelyre telepített lemezek) és a kétoldalas lemezek esetében bevezetik a „henger” fogalmát. A henger MD sávok halmaza, amelyek a középpontjától azonos távolságra helyezkednek el.

4.2. Hajlékonylemez meghajtók

Rugalmas mágneses lemezen (floppy lemezen) mágneses réteget helyeznek egy rugalmas alapra. A modern PC-kben használt HDD-k 3,5"-es formátumúak, kemény műanyag kazettában vannak elhelyezve, hogy megóvják őket a portól és a mechanikai sérülésektől. Az írástiltó üzemmódot ezeken a hajlékonylemezeken a bal alsó sarokban található speciális kapcsoló állítja be. a hajlékonylemezről.

Minden új hajlékonylemezt formázni kell, mielőtt dolgozni kezdene vele. A hajlékonylemez formázása egy olyan struktúra létrehozása, amely az információk rögzítésére szolgál a felületén: sávok, szektorok, rögzítési jelölők és egyéb szolgáltatási információk jelölése.

A hajlékonylemezek kezelésének alapvető szabályai:

ne hajlítsa meg a hajlékonylemezt;

ne érintse meg kézzel a lemez mágneses bevonatát;

Ne tegye ki a hajlékonylemezt mágneses mezőknek;

a hajlékonylemezt pozitív hőmérsékleten kell tárolni;

a számítógép kikapcsolása előtt el kell távolítania a hajlékonylemezt;

Csak akkor helyezzen be hajlékonylemezt a meghajtóba, és vegye ki a meghajtóból, ha a meghajtó bekapcsolását jelző lámpa nem világít.

Kommunikáció, kommunikáció, rádióelektronika és digitális eszközök

A longitudinális rögzítéshez használt mágneses anyagok tartományai párhuzamosan helyezkednek el a hordozó felületével. Ezt az effektust használják digitális adatok rögzítésekor, amikor a fej mágneses tere az információs jelnek megfelelően változik. A felületi rögzítési sűrűségnek a részecskeméret csökkentésével történő növelésére tett kísérletek növelik a bizonytalansági zóna méretének arányát a hasznos zóna méretéhez képest, nem pedig az utóbbi javára, és végül elkerülhetetlenül az úgynevezett szuperparamágneses hatáshoz vezetnek. amikor a részecskék egy tartományba kerülnek...

Mágneslemezes rögzítési technológiák

Longitudinális felvétel

A merevlemezek első példái, amelyek a huszadik század 70-es éveiben jelentek meg, longitudinális információrögzítési technológiát alkalmaztak. Ehhez a lemez felületét, valamint a mágnesszalag felületét króm-dioxid réteggel vonták be. CrO2 vagy vas-oxid, amely biztosítja a rögzítőréteg hosszirányú mágnesezését. Az ilyen hordozó kényszerítő ereje H c = 28 kA/m.

Az oxidréteg felvitelének technológiája meglehetősen összetett. Először vas-oxid por és olvadt polimer keverékének szuszpenzióját permetezzük egy gyorsan forgó alumíniumkorong felületére. A centrifugális erők hatására egyenletesen oszlik el a lemez felületén a középponttól a külső élig. Az oldat polimerizálása után a felületet megőrlik, és egy másik tiszta polimer réteget visznek fel rá, amely elegendő szilárdságú és alacsony súrlódási együtthatóval rendelkezik. Ezután a korongot végül polírozzák. Az ilyen típusú meghajtók lemezei barna vagy sárga színűek.

Mint ismeretes, a mágneses anyagoknak doménszerkezetük van, pl. különálló mikroszkopikus területekből áll - domainek , amelyen belül az összes atom mágneses momentuma egy irányba irányul. Ennek eredményeként minden ilyen tartománynak kellően nagy a teljes mágneses momentuma. A longitudinális rögzítéshez használt mágneses anyagok tartományai párhuzamosan helyezkednek el az adathordozó felületével. Ha a mágneses anyagot nem befolyásolja külső mágneses tér, akkor az egyes tartományok mágneses momentumainak orientációja kaotikus, és bármely irány egyformán valószínű. Ha egy ilyen anyagot külső mágneses térbe helyezünk, akkor a tartományok mágneses momentumai hajlamosak a külső mágneses tér irányával egybeeső irányba orientálódni. Ezt az effektust használják digitális adatok rögzítésekor a fej mágneses mezője által, amely az információs jelnek megfelelően változik.

A mágneses rögzítési réteg egy bitnyi információ tárolására alkalmas minimális memóriaeleme (cellája) nem egy külön tartomány, hanem egy több tucat tartományból (70-100) álló részecske (régió). Ha egy ilyen részecske teljes mágneses momentumának iránya egybeesik a mágneses fej mozgási irányával, akkor állapota az adatok logikai „0”-jához, ha az irányok ellentétes, a logikai „1”-hez hasonlítható. ”.

Ha azonban a szomszédos régiókban ellentétes irányú a mágneses momentum, akkor a közöttük lévő határon elhelyezkedő és pólusszerűen összeérő tartományok taszítják egymást, és végül valamilyen előre nem látható módon megváltoztatják mágneses momentumaik irányát, hogy energetikailag stabilabbá váljanak. pozíció . Ennek eredményeként a két terület határán egy bizonytalansági zóna képződik, amely csökkenti a rögzített információt tároló terület méretét, és ennek megfelelően az olvasás során a hasznos jel szintjét (5.6. ábra). A zajszint természetesen növekszik.

A felületi rögzítési sűrűség részecskeméretek csökkentésével történő növelésére tett kísérletek növelik a bizonytalansági zóna méretének arányát a hasznos zóna méretéhez képest, nem pedig az utóbbi javára, és végül elkerülhetetlenül az ún.szuperparamágneses hatás, amikor a részecskék belemennekegydomain állapotés a továbbiakban nem tudja rögzíteni a rögzített információkat, mivel a szomszédos tartományok, amelyek ellentétes irányú mágneses nyomatékokkal rendelkeznek, a rögzítőfej mágneses mezőjének eltávolítása után azonnal megváltoztatják az irányukat. A rögzítőréteg anyaga egyenletesen mágnesezett lesz a teljes térfogatban.

Így a szuperparamágnesesség jelenléte miatt a longitudinális rögzítési technológia az első évtized közepére elérte a XXI századi felvételi sűrűsége 120 Gbit per hüvelyk 2 , gyakorlatilag kimerítette a képességeit, és már nem képes jelentős mértékben növelni a merevlemezek kapacitását. Ez arra kényszerítette a fejlesztőket, hogy más technológiákhoz forduljanak, amelyek mentesek ettől a hátránytól.

Merőleges felvétel

A merőleges rögzítés lehetősége azon alapul, hogy a kobaltot, platinát és néhány más anyagot tartalmazó vékony filmekben ezen anyagok atomjai hajlamosak oly módon orientálódni, hogy a mágneses tengelyük merőleges legyen a hordozó felületére. Az ilyen atomokból kialakított tartományok is merőlegesen helyezkednek el a hordozó felületére.

A mágneses olvasófejben a jel csak akkor jön létre, ha az átlépi a tartomány mágneses erővonalait, pl. azon a helyen, ahol ezek az erővonalak merőlegesek a hordozó felületére. A hordozó felületével párhuzamosan elhelyezkedő tartománynál a mágneses erővonalak csak a végein merőlegesek a felületre, ahol elérik a felületet (5.7a. ábra). Amikor a fej párhuzamosan mozog a doménnel, és ezért párhuzamosan a térvonalaival, nincs benne jel. A tartomány hosszának csökkentése a rögzítési sűrűség növelése érdekében csak bizonyos határokig lehetséges - amíg a szuperparamágneses hatás el nem kezd hatni. Ha a tartományok merőlegesen helyezkednek el a hordozó felületére, akkor a mágneses tereik erővonalai mindig merőlegesek lesznek a felületre, és információkat tartalmaznak (5.7b. ábra). A domain hossza miatt nem lesz „tétlen” futás. Ahogyan nem lesz szuperparamágnesesség sem, mivel az ellentétes mágnesezettségű tartományok nem taszítják egymást. Nyilvánvaló, hogy merőleges mágnesezettségű közegen a felvételi sűrűség nagyobb is elérhető.

A merőleges rögzítésre tervezett lemez speciális gyártási technológiát igényel. A lemez alapját alaposan polírozzuk, majd vákuumleválasztásos módszerrel nikkel-foszfát kiegyenlítő réteget viszünk fel a felületére. Korty 10 mikron nagyságrendű vastagság, ami egyrészt csökkenti a felületi érdességet, másrészt növeli a tapadást a következő rétegekhez (5.8. ábra).

Ezt követően lágymágneses anyagréteget alkalmaznak, amely lehetővé teszi az adatok kiolvasását a rögzítési rétegből, és maga a rögzítési réteg olyan anyagból készül, amely a mágneses tartományokra merőleges orientációjú. kobalt (Co), platina ( Pt), palládium (Pd ), ötvözeteik egymással és krómmal ( Kr ), valamint ezeknek a fémeknek több atomnyi vastagságú vékony filmjéből álló többrétegű szerkezetek.

Alkalmazza a rögzítési réteg tetejére védőfóliaüvegkerámiából készült, századmikron nagyságrendű vastagságú.

A merőleges mágnesezettségű rögzítési rétegre történő információrögzítésnek megvannak a maga sajátosságai. Az elfogadható jelszint és a jó jel-zaj viszony biztosítása érdekében a rögzítőfej által generált mágneses erővonalaknak a rögzítőrétegen áthaladva ismét közel kell lenniük a fej magjához. Ezt szolgálja a rögzítési réteg alatt elhelyezkedő lágy mágneses alréteg (5.9. ábra).

A szakértők előzetes előrejelzései szerint a merőleges rögzítési technológia akár 500 Gbit/inch felvételi sűrűséget is lehetővé tesz. 2 . Ebben az esetben a 3,5 hüvelykes meghajtó kapacitása 2 TB, a 2,5 hüvelykes meghajtó 640 GB, az 1 hüvelykes pedig 50 GB lesz. Ezek azonban csak előzetes előrejelzések. Lehetséges, hogy a felső határ 1 Tbit/inch lesz 2 és még több. A jövő megmondja.

Ígéretes mágneses rögzítési technológiák

A merőleges rögzítési technológia jelenleg aktív fejlesztés alatt áll, és még mindig messze van attól, hogy elérje maximális rögzítési sűrűségét. Ez a pillanat azonban egyszer eljön. Talán még hamarabb is, mint ahogy most látszik. Ezért már folynak a kutatások az új, rendkívül hatékony mágneses rögzítési technológiák felkutatására.

Az egyik ilyen technológia a termomágneses rögzítésHAMR (hővel segített mágneses rögzítés), azaz felvétel média előmelegítéssel. Ez a módszer a rögzítési közeg területének rövid távú (1 pikoszekundumos) melegítését foglalja magában egy fókuszált lézersugárral - ugyanúgy, mint a magneto-optikai felvételnél.A technológiák közötti különbség abban nyilvánul meg, ahogyan az információkat a lemezről olvassák be. A mágneses-optikai meghajtókban az információt a felvételnél kisebb teljesítménnyel működő lézersugár olvassa be, termomágneses rögzítésnél pedig ugyanúgy mágneses fej olvassa be az információt, mint egy normál merevlemezről.És a felvételi sűrűség itt a tervek szerint sokkal nagyobb lesz, mint a magneto-optikai formátumokban MD, CD - MO vagy DVD - MO - akár 10 Tbit/inch 2 . Ezért rögzítési médiumként más anyagokra van szükség. Jelenleg az ilyen anyagokat tekintik különféle kapcsolatokat platina, kobalt, neodímium, szamárium és néhány egyéb elem: Fe 14 Nd 2 B, CoPt, FePt, Co 5 Sm stb. Az ilyen anyagok nagyon drágák - mind az összetételükben szereplő ritkaföldfém-elemek magas költsége, mind a bonyolultság és a magas költségek miatt technológiai folyamat előkészítésükkor és a tervezett hordozóalap felületére történő felvitelükkor. Író/olvasó fej kialakítása a technológiában HAMR ez is teljesen más, mint a magneto-optikai rögzítésnél: a lézert a mágneses fejjel azonos oldalon kell elhelyezni, és nem az ellenkező oldalon, mint a magneto-optikai rögzítőknél (5.10. ábra). A fűtést 100 Celsius-fok körüli hőmérsékletre kell elvégezni, nem 180-ra.

A mágneses rögzítés fejlesztésének másik ígéretes iránya az olyan anyagok rögzítési rétegként való felhasználása, amelyekben a részecskék világosan strukturált tartománytömbben helyezkednek el. Bit Patterned Media ). Ezzel a struktúrával minden információbit csak egy cellatartományban lesz tárolva, nem pedig egy 70-100 tartományból álló tömbben (5.11. ábra).

Ilyen anyagot vagy mesterségesen, fotolitográfiával lehet létrehozni (5.12. ábra), vagy találni megfelelő önszerveződő szerkezetű ötvözetet.

Nem valószínű, hogy az első módszert kidolgozzák, mivel legalább 1 Tbit/inch rögzítési sűrűséget lehetővé tevő anyag beszerzése 2 , egy részecske mérete legfeljebb 12,5 nm lehet. Ezt sem a meglévő, sem a következő 10 évre tervezett litográfiai technológia nem biztosítja. Bár vannak egészen okos megoldások, amelyek lehetővé teszik, hogy ne hagyja figyelmen kívül ezt a megközelítést.

Önszerveződő mágneses anyagok keresése (SOMA - Önrendelt mágneses tömb) nagyon ígéretes irány. A Seagate szakemberei már évek óta felhívják a figyelmet a hexán oldószerben elpárologtatott FePt ötvözet tulajdonságaira. A kapott anyag tökéletesen sima sejtszerkezettel rendelkezik. Egy cella mérete 2,4 nm. Ha figyelembe vesszük, hogy minden tartomány nagy stabilitású, akkor 40-50 Tbit/inch szinten beszélhetünk elfogadható rögzítési sűrűségről 2 ! Úgy tűnik, hogy ez a mágneses adathordozóra történő rögzítés végső határa.

S

A bizonytalanság zónái

Rizs. 5.6. A longitudinális rögzítésből származó bizonytalansági zónák

Jel van

Nincs jel

Rizs. 5.7. Média párhuzamos(okkal)

és merőleges (b) mágnesezés

Alréteg lágy mágneses anyagból

Lemeztalp (Al)

Kiegyenlítő réteg ( Korty)

Rögzítő réteg merőleges mágnesezettséggel

Védőréteg

Rizs. 5.8. Merevlemez szerkezet merőleges

mágnesezés

Kemény mágneses rögzítőréteg

Puha mágneses alréteg

Rizs. 5.9. Felvétel az anyagra merőlegesen

mágnesezés

Felvevő rúd

Visszatérő rúd

Rizs. 5.10. Magneto-optikai fej KÁR

Rizs. 5.11. BRM mikrostruktúra: 1 - normál rögzítés során egy bitnyi információnak megfelelő terület; 2 - egy tömb, amelynek határai egybeesnek a tartományok határaival; 3 - tartomány, amely egy bit adat tárolására képes

Rizs. 5.12. Fotolitográfiával nyert rögzítési réteg