Принцип работы жесткого диска SATA 2




Накопитель на жестком диске (SATA 2 ) относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.

Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Устройство винчестера очень похоже на обыкновенный проигрыватель грампластинок. Только под корпусом может быть несколько пластин, насаженных на общую ось, и головки могут считывать информацию сразу с обеих сторон каждой пластины. Скорость вращения пластин (у некоторых моделей она доходит до 15000 оборотов в минуту) постоянна и является одной из основных характеристик. Головка перемещается вдоль пластины на некотором фиксированном расстоянии от поверхности. Чем меньше это расстояние, тем больше точность считывания информации, и тем больше может быть плотность записи информации. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех. Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы. Механизмы - это сами диски, на которых хранится информация, головки, которые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение. Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже - из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Диски изготовлены. Во многих накопителях используется слой оксида железа (которым покрывается обычная магнитная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Технология его нанесения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем.[8]

Количество дисков может быть различным - от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности представьте себе, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются доменами. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Теперь о работе головок. Они перемещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы "плывут" на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. На поверхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами.

Заключение

В мире существует великое множество внешних носителей данных на основе накопителей на жестких магнитных дисках размера 3,5”, способных удовлетворить потребности большинства пользователей. Львиная их доля имеет интерфейс USB 2.0 (или же FireWire). К сожалению, по большей части их слабым местом является не объем устройства (некоторые из них достигают внушающих 1 - 2 Тб), а пропускная способность интерфейса, а также медлительность плат-контроллеров. Зачастую, имея дорогущий внешний накопитель объемом в 1 Тб, пользователь тратит уйму времени на перенос данных на него. Данная проблема была решена сравнительно недавно, когда на материнских платах начали появляться порты eSATA, а внешние накопители начали получать интерфейс SATA. В данной статье мы рассмотрим внешний контейнер Gembird EE3-SATA-2, в который с легкостью можно поместить любой жесткий диск 3,5 дюйма с интерфейсом SATA. Но сначала нужно кратко напомнить, что представляет собой интерфейс eSATA (External SATA). По сути, это хорошо знакомый нам SATA II с пропускной способностью до 3 Гбит/c, но у него другие требования к соединительному кабелю, который должен быть экранированным длинной до двух метров. Для него был создан иной разъем, дабы исключить подключение дисков обычным кабелем. Плюс, в eSATA имеется поддержка горячей замены дисков на аппаратном и программном уровне, еще тут иные требования к питанию, чтобы можно было без лишних БП подключать внешние диски.

Производитель приводит ключевые особенности устройства:

• полностью совместим с интерфейсом SerialATA;

• имеет тумблер включения питания;

• корпус из алюминия обеспечивает высокоэффективное распределение тепла.

 

А вот и содержимое коробки:

• внешний контейнер Gembird EE3-SATA-2;

• SATA-кабель (весьма странно, что отсутствует кабель eSATA);

• руководство пользователя;

• салазки для крепления жесткого диска;

• адаптер питания;

• подставка для контейнера;

• отвертка (мелочь, а приятно).

В общем, комплект поставки можно оценить на 4 с плюсом (из-за отсутствия кабеля eSATA).

Интерфейсные разъемы и лампочки-индикаторы находятся на тыльной стороне устройства. Производитель лишил данное устройство интерфейса USB 2.0, что, безусловно, сильно сужает область его применения.

 

Список литературы

1. Баранов Г., «Дисковые накопители информации», «Компьютеры Днепропетровска», №19 1999

2. Гук М. Интерфейсы ПК: Справочник. СПб.: Питер, 1999

3. Карпенков Современные преобразователи и накопители информации. Учебное пособие Изд. «Логос» 2004.

4. Майер Р.В. Информатика: Кодирование информации. Принципы работы ЭВМ – Учебн. пособ. для вузов. – Глазов: ГИЭИ филиал ИжГТУ, 2004.

5. Белунцов В.О. Железо ПК (8-е издание) издательство "Десс" · 2005.

6. Постников И.И Накопители информации на магнитных носителях Издательство Маркетинг, 2001.

7.Ефимова О., Морозов В., Угринович Н., Курс компьютерной технологии с основами информатики": уч. пособие для сташих.-М.: ООО "Издательство АСТ", 2002

8.Михаил Батыгов, Олег Денисов«Накопители на жестких магнитных дисках с интерфейсомSATA2».

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: