Лекция_8

1.

НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКОМ
ДИСКЕ. СОСТАВ ДИСКА.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ЖЕСТКОГО
ДИСКА. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
HHD

2.

Что такое жесткий диск
Жёсткий диск (HDD) – энергонезависимое запоминающее устройство, назначение
которого длительное хранение данных. Информация сохраняется на жестких носителях
(дисках из специальных сплавов) имеющих ферромагнитное покрытие (двуокись хрома).
Источник: 2hpc.ru
HDD в отличие от оперативной памяти не считается энергозависимой памятью, то есть,
после отключения питания от компьютера, а потом как следствие и от жёсткого диска, вся
информация, ранее сохранённая на этом накопителе, обязательно сохранится. Жёсткий
диск служит лучшим местом на компьютере для хранения личной информации: файлы,
фотографии, документы и видеозаписи, сохранённую информацию можно будет
использовать и в дальнейшем в своих нуждах.
Операционная система тоже устанавливается в раздел жёсткого диска.

3.

Почему жесткий диск называют "Винчестером"?
На самом деле винчестером называлась американская винтовка, которую использовали во времена Дикого
Запада.
Накопитель же был назван винчестером благодаря американской фирме IBM, выпустившей в 1973 году
жесткий диск. Специалисты компании, работавшие над подобной продукцией, создали модель 3340. Она впервые
содержала дисковые пластины и считывающие головки в едином корпусе. Они не касались друг друга благодаря
прослойке из набегающего потока воздуха, образуемого при быстром вращении. Работая над устройством,
инженеры применяли внутреннее название - «30-30». Эти цифры говорили о наличии 30 секторов и дорожек.
В те времена в США выпускали охотничье ружье Winchester. Оно заряжалось патронами, имевшими калибр
7,62 мм. Маркировка этого патрона была следующая: Winchester 30-30. Цифры, содержащиеся в этой маркировке,
совпадали с рабочим названием, которое было дано жесткому диску. Продолжив аналогию, свою разработку
инженеры тоже стали называть винчестером.

4.

Основные моменты в работе HDD
HDD - это устройство хранения информации по принципу магнитной записи. Информация
записывается на пластины, имеющие покрытие ферримагнитным материалом, которые расположены
на одной оси. Пластины называют магнитными дисками, а в самом винчестере могут использоваться
несколько магнитных пластин. Запись ровно так же, как и чтение осуществляется при помощи
частей подвижной считывающей головки. Хорошим и наглядным примером работы HDD будет
сравнение с работой граммофона и его пластинками, но в отличие от его иглы, которая
соприкасается с грампластинкой, головка жёсткого диска делает свою работу на расстояние. Само
расстояние очень мало, что сквозь воздушный зазор могут пройти частицы пыли или даже табачного
дыма.

5.

6.

7.

Также к немаловажной внутренней составляющей жёсткого диска
относятся:
Двигатели, предназначенные для вращения магнитных пластин HDD и
блок управляющей электроники - руководящий всеми процессами.
Для хранения информации HDD форматируют, то есть он разбит на
равные дорожки, которые разбиваются на секторы, в свою очередь,
образующие кластеры.
Необходимо знать, что сам жёсткий диск не герметичен, а герметичен его
гермоблок,
вскрытие
которого
непременно
приведёт
к
неработоспособности всего жёсткого диска.

8.

Гермоблок и плата электроники
Зелёная стеклоткань и дорожки из меди на ней вместе с разъёмами для подключения блока
питания и гнездом SATА называются платой управления (Printed Circuit Board, PCB).
Данная интегральная схема служит для синхронизации работы диска с ПК и руководством
всех процессов внутри HDD. Корпус из алюминия чёрного цвета и то, что внутри него,
называется герметичным блоком (Head and Disk Assembly, HDA).

9.

10.

11.

Характеристики
жёсткого диска
Объем памяти. Емкость.
Показатель, сколько данных может вмещать в
себя устройство. Выпускаются жесткие диски
объемом до нескольких Терабайт.
Форм фактор (физический размер)
Характеристика физического размера жесткого
диска. Измеряется в дюймах. Настольные
компьютеры имеют 3,5 – дюйма диски, а
ноутбуки 2,5 и в 1,8 дюйма.

12.

Интерфейс
Способ соединения (подключения) жесткого диска с системной
(материнской) платой. Кабель жесткого диска присоединяется через
специальные порты на материнской (системной) плате и на жестком (HDD)
диске. Это все называется интерфейсом. На сегодняшний день популярный
интерфейс подключения жесткого диска SATA. Существуют три варианта:
SATA I, SATA II и SATA III. Они отличаются пропускной способностью, а
между собой совместимы. Также используются интерфейсы eSata и USB.
Но они больше применяются для подключения (соединения) внешних
накопителей информации.

13.

Скорость вращения двигателя шпинделя
Это число оборотов, вращений двигателя в минуту. Чем выше количество
оборотов, тем быстрее реакция срабатывания жесткого диска, и тем выше
уровень шума, который издает жесткий диск. Жесткие диски для ноутбуков
имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для
стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.
Источник: 2hpc.ru
Объем буфера (кэш-памяти)
Специализированная память, которая выполняет роль буфера. В этой памяти
хранятся считанные, но еще не отсортированные, не обработанные данные. Объем
буфера влияет на скорострельность и производительность диска. Современные
модели (винчестеров) жестких дисков имеют 8, 16, 24, 32, 64 Мб кэш-памяти.

14.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит
операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до
16 мс).
Источник: 2hpc.ru
Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск
производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при
последовательном.
Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных
устройств.
Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе
(вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются
устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.
Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам.
Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном
состоянии.
Источник: 2hpc.ru

15.

16.

Благодаря жесткому диску у компьютера есть память,
на которой вы можете хранить личные данные, а сам ПК —
системные файлы, необходимые для работы. Память нужна
в любом компьютере. В стандартных сборках именно HDD
берёт на себя всю нагрузку, но иногда он работает в паре
с SSD. Тогда винчестер хранит только пользовательские
данные и программы, а SSD — файлы ОС. Такой тандем
позволяет компьютеру работать быстрее за счёт большого
объёма свободного места. При этом жёсткий диск
в компьютере отвечает за постоянную память. В отличие
от ОЗУ, которая хранит данные временно, HDD записывает
их надолго, пока пользователь сам не решит удалить
их с носителя. Поэтому загруженные фотографии, игры
и программы остаются на компьютере даже после того, как
вы его выключите.

17.

Может показаться, что головка касается поверхности диска, когда «бегает»
по дорожкам. Но на самом деле между ними есть микроскопический зазор.
И он гораздо меньше толщины нашего волоса!
Предположим, вы хотите сохранить на компьютере новую игру. Давайте узнаем,
как при этом действует HDD.
1. Вы нажимаете кнопку «Установить» на ПК.
2. Компьютер отправляет запрос контроллеру винчестера о том, что ему нужно
записать информацию.
3. Плата принимает данные и обрабатывает их.
4. Диск ищет свободные сектора на пластинах, а привод направляет коромысло
и головку к нужным местам.
5. Головка намагничивает и размагничивает ячейки, чтобы записать информацию
в виде двоичного кода.
6. Диск обновляет свою карту о свободных и занятых секторах.
7. Плата фиксирует конец записи и сообщает об этом компьютеру.
8. Вы видите на экране уведомление «Установлено».

18.

Ранее на первых вычислительных машинах информация хранилась на перфолентах - это картонная бумага
с пробитыми дырками, следующим шагом человека в развитие компьютера появилась магнитная запись,
принцип работы которой сохранён в нынешних жёстких дисках. В отличие от сегодняшних терабайтных
HDD, информация для сохранения, помещаемая на них, насчитывала десятки килобайт, это ничтожные
размеры по сравнению с сегодняшней информацией.

19.

20.

21.

22.

23.

ТОП-5 лучших производителей внутренних
жестких дисков (HDD)

24.

SEAGATE
Существующая с 1979 года фирма делает жесткие диски Barracuda (одну из
самых популярных линеек). Эти модели стали первыми HDD, чей шпиндель
вращался на 7200 об./мин. Впрочем, не только за это компания вошла в рейтинг
лучших производителей винчестеров.
Чем хороши модели SEAGATE:
Один из главных плюсов HDD этой марки заключается в том, что все модели
работают по технологии кэширования, которая включает несколько уровней. За
счет этого файлы и программы загружаются быстрее. Кроме того, что винчестеры
BarraCuda быстрее загружают, они и читают информацию быстрее. За это стоит
благодарить оптимизацию потока данных, которая заключается в комбинировании
кэширования, а также двух типов памяти — DRAM и NAND.

25.

Каждый вариант может стать лучшим выбором, если нужен быстрый
винчестер. Например, SATA 1TB — отличный вариант не только для
хранения файлов, но и установки игр или других тяжелых программ. Эта
модель обладает классическим форм-фактором в 3,5” и прекрасными
показателями скорости: внешней — 600 мб/сек, внутренней — 1680 мб/сек.
К тому же с ней компьютер не будет гудеть: громкость в режиме ожидания
не превышает 22 децибел.

26.

16 990 ₸
Описание
Тип HDD
Назначение Для массового применения
Форм-фактор 3.5"
Емкость накопителя1 ТБ
Интерфейс SATA III 6.0 Гбит/с
Скорость вращения шпинделя, об/мин7200
Буферная память, Мб64

27.

WESTERN DIGITAL (WD)
Теперь уже известная на весь мир
корпорация была основана в США
в далеком 1970 году. Компания
попала в обзор лучших
производителей не только из-за
высокого качества, но и благодаря
широчайшему ассортименту
продукции. Каждая линейка
внутренних жестких дисков имеет
свое предназначение.
Интересно: HDD стали настолько
хороши, что в 2010 году WESTERN
DIGITAL (WD) вышла на 1 место в
отрасли, опередив даже Seagate.

28.

TOSHIBA
Крупная фирма работает с 1938
года. Жесткие диски этой марки
славятся надежностью, приемлемой
ценой
и
оптимальными
для
бытового
использования
техническими
характеристиками.
Именно благодаря этим качествам
компания заняла место в рейтинге
популярных
производителей
внутренних винчестеров.

29.

Примеры лучших HDD, выпущенных TOSHIBA
Модель HDWD105UZSVA
Назначение и характеристики
модель на полтерабайта передает 600 Мб данных в секунду (внешняя скорость) —
отличный вариант для бюджетных сборок настольных компьютеров.
Модель DT01ABA300V
Назначение и характеристики
вариант на три гигабайта, отличается низким потреблением энергии, отлично
подходит для систем видеонаблюдения, телевизионных приставок.
Модель AL14SEB030N
Назначение и характеристики
2,5-дюймовый вариант пригодится для ноутбуков; шпиндель винчестера вращается
быстро — на 10500 оборотах, благодаря чему он почти мгновенно ищет,
воспроизводит и записывает информацию.

30.

HITACHI
Бренд — старожил на рынке. Был создан в 1910 году. С тех пор это один из самых лучших
производителей начинки для ПК. Инженеры фирмы создают жесткие диски, которые пользуются
популярностью: разнообразие моделей различной вместимости и форм-факторов позволяют
собрать как хороший стационарный компьютер, так и добавить памяти в лэптоп.
Чем понравятся винчестеры HITACHI:
Производитель создает модели, предназначенные для серверов. Среди таких HDD есть недорогие
варианты, например, четырехтерабайтный HDD SAS — отличный выбор, если слишком большое
хранилище ни к чему.
Владельцам ноутбуков компания тоже может угодить. Для этого выпускаются 2,5-дюймовые
жесткие диски. Так, если в ноутбуке есть место для еще одного HDD или старый винчестер
сломался, хорошим вариантом может стать модель на полтерабайта — для хранения текстовых
файлов, музыки и фото ее хватит с головой. SATA Z5K500 — как раз такой.
Фирма делает и более вместительные жесткие диски. Они пригодятся тем, кто работает с
тяжелыми программами, например, занимается 3D-моделированием, понадобится вместительный
вариант и геймерам, да и просто тем, кто не любит удалять файлы. Для таких задач
восьмитерабайтного HDD, к примеру, HE10 0F27457, хватит с головой.

31.

32.

SAMSUNG
Фирма работает с 1938 года, но начала производить комплектующие для компьютеров и лэптопов
только с 1983 года. Несмотря на то, что основная масса накопителей этой марки —
твердотельные, жесткие диски, выпускаемые SAMSUNG, тоже очень даже хороши.
Обзор главных особенностей HDD от Самсунг
Фирма создает жесткие диски как для ПК — размером 3,5 дюйма, так и для лэптопов — размером в
2,5 дюйма. Последние пользуются большей популярностью благодаря сниженной скорости
вращения. Да, это слегка замедляет производительность, зато с таким HDD ноутбук станет работать
тише. А в таких случаях низкий уровень шума гораздо важнее, чем в случае с системными блоками,
ведь многие работают, держа лэптоп на коленях.

33.

6 линеек винчестеров и их предназначение:
Blue. Как уверяют создатели, это бюджетные модели для офиса. Впрочем, их смело можно отнести
к универсальным. Так, SATA 3.0 1TB, который относится к этой серии, часто используют в игровых
сборках PC.
Black — HDD, созданные для повышенных нагрузок. Их применяют для установки операционных
систем, ресурсоемких игр и программ. К примеру, WD5003AZEX способен справиться с задачами
практически любой сложности.
Red — ориентированы на 24 часовой рабочий график. Они не боятся повреждений, не греются,
славятся сниженным потреблением энергии. Четырехтерабайтный IntelliPower — как раз такой.
Purple — созданы для систем видеонаблюдения. Модели не дадут потерять данные видеопотока,
обладают встроенным ПО для обработки видеофайлов. Один из лучших вариантов для этих целей
— WD30PURZ на 3 терабайта.
Gold — рассчитаны на супервысокую нагрузку, которая раз в 10 превышает классические
показатели моделей для настольных PC. Они отрабатываются за 2,5 млн часов. Яркий
представитель линейки — WD4002FYYZ.
Green — экологичная линейка, которая славится тем, что тратит мало энергии, поэтому отлично
подходит для лэптопов. Также при их создании не используется вредный для окружающей среды
свинец.

34.

Внешний HDD 2.5" 1TB Transcend StoreJet 25H3P,
USB 3.0 (TS1TSJ25H3P)
31 990 ₸
Тип накопителя HDD
Форм-фактор 2.5"
Емкость накопителя 1 ТБ
Материал корпуса Резина
Интерфейс подключения USB 3.1 Gen1
Разъём подключения USB Type A
Резервное копирование Кнопка Backup, ПО для резервного
копирования

35.

Внутренний HDD 3.5" 6TB Toshiba MG04 SATA-III
(MG04ACA600A)
Основные характеристики
Серия? MG04
Скорость вращения шпинделя, об/мин? 7200
Емкость накопителя? 6 ТБ
Назначение? Для серверов
Форм-фактор? 3.5"
Тип? HDD
Модель MG04ACA600A
Интерфейс? SATA III 6.0 Гбит/с
Буферная память, Мб? 128
Время наработки на отказ? 1.4 млн. часов
Advanced Format? 4K
Максимальные перегрузки при работе? 70G, длительностью 2 мс
Максимальные перегрузки в выключенном состоянии? 300G,
длительностью 2 мс
Потребление энергии в активном режиме, Вт? 7.5

36.

Внутренний HDD 3.5" 14TB Western Digital Purple SATA-III
(WD140PURZ)
Основные характеристики
Серия? WD PURPLE
Скорость вращения шпинделя, об/мин 7200
Емкость накопителя? 14 ТБ
Назначение? Для систем видеонаблюдения
Форм-фактор? 3.5"
Тип? HDD
Модель WD140PURZ
Интерфейс? SATA III 6.0 Гбит/с
Буферная память, Мб? 512
Время наработки на отказ? 1.5 млн. часов
Прочие характеристики
Максимальные перегрузки при работе? 70G, длительностью 2 мс
Максимальные перегрузки в выключенном состоянии? 300G, длительностью
2 мс
Потребление энергии в активном режиме, Вт? 6
Потребление энергии в режиме простоя, Вт? 0.8
Дополнительные технологии? AllFrame, Advanced Format

37.

https://www.youtube.com/watch?v=77Ugghti1b0
https://www.youtube.com/watch?v=jEH2XsYrm84