gaby Posted November 10, 2009 Report Posted November 10, 2009 Ce este si cum functioneaza un Hard Disk ? In interiorul hard-discului sunt mai multe discuri dintr-un aliaj de aluminiu care se rotesc in mod constant, aranjate unul deasupra celuilalt intr-o stiva. Cand lucrezi la un computer introduci comenzi in calculator prin tastatura sau mouse, iar hard-discul rzspunde acestor comenzi si se muta indicatorul de hard-disc in locul potrivit pe discuri. Capul de citire, localizat in varful unui brat, citeste, sau scrie informatii, le transfera procesorului, iar datele prelucrate ori apar pe ecran, ori sunt trimise pe lista de asteptare pentru tiparire, ori este trimis prin fax sau modem unor alti utilizatori. Unitatea de hard-disc stocheaza date ale computerului si instructiuni sub forma a doua tipuri de magnetizare care definesc informatia calculatorului ca 1 si 0. Poate inregistra date pe ambele parti ale discurilor daca, capetele de citire/scriere sunt situate pe ambele parti ale lui. Bratul de citire este sincronizat pentru ca, capul de citire sa fie perfect aliniat cand se misca pe suprafata discului. Cand porniti calculatorul, discurile din hard-discul dvs. incep imediat sa se roteasca cu o viteza de 3600 de revolutii pe minut (rpm) sau mai mult si se rotesc pana cand opriti calculatorul. Aceste invartiri rapide permit o mica portiune de curent de aer deasupra fiecarui disc, permitand micelor capete de citire sa pluteasca deasupra suprafetelor discurilor. Suprafata unui disc este organizata cu coordonate la fel ca o harta. Datele sunt stocate pe piste concentrice pe suprafata fiecarui disc. Un cilindru descrie o grupare a tuturor pistelor localizate la o anumita pozitie data pe toate discurile. Pentru a face accesul mai rapid la date, fiecare pista este divizata in sectoare individuale adresabile. Pocesul organizarii suprafetei discului in piste si sectoare se numeste formatare. Interfata unitatii O interfata a unitatii este necesara pentru a permite comunicarea dintre busul computerului si hard-disc. O interfata reprezinta o combinatie standardizata de configuratii de conectori, nivele de semnal, functii, comenzi si protocoale de transfer a datelor. Bus-ul computerului este precum sistemul nervos central uman, servind ca o conducta comuna pentru transportul semnalelor de la si spre diferite componente ale calculatorului (procesor, tastatura, ?). Arhitectura bus-ului calculatorului include uramtoarele: ISA: disponibil in versiunile pe 8 si 16 biti EISA: ISA extins: 32 biti MCA: Arhitectura MicroCanal, pe 32 biti. Dezvoltat de IBM pentru linia PS/2 a calculatoarelor NuBus: 32 biti. Dezvoltat de Apple pentru Macintosh PCMCIA: 16 biti. Asociatia Internationala a Cardurilor de Memoria pentru Computere Personale PCI: Interconectarea Componentelor Periferice, pe 32 biti (deocamdata), 33 MHz (66 MHz in PCI 2.1), 132 MB/s (264 in PCI 2.1) Interfetele de disc utilizate in mod comun pe calculatoarele de azi: IDE: Unitatea cu Integrate Electornice si EIDE (IDE dezvoltat) utilizeaza ATA, standardul de Atasament de Tehnologie Avansata. IDE pot transfera date de la 2.1 MB/s (MegaByte pe secunda) pana la 33.3 MB/s depinde de tipul bus-ului utilizat SCSI: Interfata de Sistem a Computerelor Mici (se pronunta "scuzzy") poate transfera date de la 5 MB/s in modul pe 8 biti si pana la 80 MB/s in modul pe 16 biti Interfata de hard-disc este inclusa pe placa circuitelor de pe hard-disc. Comparatie EIDE/SCSI Cum am spus mai sus, sunt doua interfete diferite: EIDE si SCSI. Fiecare interfata necesita un controler. Vei gasi un controler pentru EIDE pe placa de baza dar SCSI va avea nevoie de un controler suplimentar. Doar putine placi de baza au integrate un controler SCSI. Din aceasta cauza hard-discurile EIDE sunt mult mai ieftine decat hard-discurile SCSI. EIDE Interfata IDE are cateva limitari: Doar un singur canal este suportat, cu un maxim de doua unitati Unitatile diferite de hard-disc nu sunt suportate ??€� limita maxima fiin 528 MB Nu este optimizat pentru lucrul cu multitasking, din cauza ca nu poate executa mai mult de un transfer intr-un moment Interfete IDE rapide au fost o solutie intermediara dezvoltata pentru a oferi performanta a discului imbunatatita pentru bus-ul local EIDE reprezinta un standard, propus de Wetern Digital, dezvoltat pentru a depasi limitarea IDE-ului fara a depasi costul solutiilor SCSI. Beneficiile EIDE: Suport pentru unitati diferite de hard-disc. Pachetul de interfata ATA (ATAPI) defineste un nou set de instructiuni pentru a adresa unitati prin interfata ATA. Unitatile non-hard-disc trebuie sa fie compatibile cu ATAPI pentru a lucra cu interfata EIDE. Mai multe unitati. Interfata EIDE are un canal primar si secundar care se pot conecta la cate doua unitati, rezultand un total de patru, acestea pot fi hard-discul, CD-ROM-ul sau echivalente. Pe un canal EIDE, cele doua unitati contruleaza pe rand bus-ul. Daca exista un CD-ROM si un hard-disc pe acelasi canal, hardul trebuie sa astepte pana cand si-a terminat treaba CD-ROM-ul. CD-ROM-ul fiind relativ incet rezulta o degradare de performanta. De aceea se recomanda a se conecta hard-discul la primul canal si CD-ROM-l pe al doilea canal. Aceste doua canale lucreaza independent mai mult sau mai putin unul fata de celalalt. Unitati mai mari EIDE suporta 8.4 GB utilizand un bloc de adresa pe 28 de biti Transfer de date mai rapid. Sistemele pot utiliza moduri PIO (Iesiri/Intrari programate), in care procesorul insusi controleaza toate transferele dinspr si inspre hard-disc. EIDE defineste si noul mod DMA (Adresare Directa a Memoriei) care ofera aceleasi rate de transfer utilizand discul si nu procesorul in transferul de date. CD-ROM-urile utilizeaza modul PIO 3, iar Hard-discurile utilizeaza modul PIO de la 0 la 2. SCSI Intr-un mediu standard, performanta unui singur hard-disc nu se va imbunatati cu o interfata SCSI. Puterea SCSI consta in faptul ca mai multe dispozitive pot utiliza bus-ul in acelasi timp, si nu-l utilizeaza cand nu au nevoie de el. Scanner-ele si inregistratorii de CD-uri sunt disponibile numai cu interfata SCSI. Este o marire de perfomanta fata de IDE in multidispozitive, multitasking pe sisteme ca OS/2, Netware, Unix si Windows. SCSI utilizeaza Bus-ul PCI si ofera: Conectare multipla. Poti conecta pana la 7 dispozitive la o interfata SCSI sau 15 la SCSI extins Flexibilitate. SCSI suporta o mai mare varietate de dispozitive, si permita acestor dispozitive sa fie externe fizic. Cablul SCSI poate avea pana la 6 metri lungime, cat timp EIDE permite numai o lungime de 18 inchi. Multitasking. Cu SCSI, sistemul de operare poate cere un alt tip de date cat timp se asteapta primirea alteia, aceasta asteptare punandu-se in seama controlerului. Functii speciale: Functia de coada. Aceasta inseamna ca, controlerul SCSI pune o referinta pe comenzi care vin de la procesor, apoi le trimite spre discuri care le pot executa in ordine optima. Functia de culegere a datelor imprastiate. De exemplu daca 64 KB trebuie scrisi pe disc, datele sunt scrise intr-un mod incontinuu fizic Functia de Deconectare/Reconectare. Controlerul SCSI nu are nevoie sa astepte pana cand cererea catre primul dispozitiv este procesata, si poate face alta cerere catre alt dispozitiv in acest rastimp. SCSI este sub conducerea urmatoarelor specificatii: SCSI-1: Nesincronizat: controlerul trebuie sa astepte discul sa arunce 1 byte de date. Exista doar un singur byte la un moment dat prin bus. Viteza este de 2 MB/s. SCSI-2: Transfer sincronizat suportat: Discul arunca date cat de repede posibil poate, controlerul putand trimitand si in timpul receptiilor. Sunt cativa byte de date la un moment dat prin bus. Viteza 5 MB/s Deconectarea/Reconectarea reprezinta un standard Optiune rapida SCSI (Viteza dubla: 10 MB/s) Optiune SCSI larga: 1, 2, sau 4 bytes de date(nevoie pentru 2 conectori) Coada cu marcari. SCSI-3: SCSI larg (pe 16 biti) pe un singur pin 68 cu conector densitate mare. Pana la 16 dispozitive (32 biti cu pin conector 2x68) Ultra SCSI: viteza dublata a lui SCSI rapid: 20 MB/s (40 pentru SCSI larg pe 16 biti) SCSI diferential: Lungime mai mare a cablului (25 m) Calitate a semnalului imbunatatita Mai scump, necesita mai multa putere si convertori Partitionarea Un nou hard-disc este fizic preformatat. Aceasta inseamna ca cilindrii, pistele si sectoarele sunt scrise dinainte pe disc. Urmatorul lucru necesaril reprezinta partitionarea discului. Numarul partitiei impreuna cu capacitatea discului in mod crect acordat cu sistemul de fisiere defineste lungimea datei care poate fi stocata intr-o linie, fiecare aceasta arie de date fiind numita cluster. De exemplu daca este folosit un sistem de fisiere pe 16 biti, care inseamna 65526 clustere adresabile, si marimea maxima a clusterului este 32 KB atunci maximul marimii partitiei este de 2 GB, 65526 x 32 KB. In acest caz chiar daca fisierul este de 1 KB marime va fi utilizata o arie de 32 KB, ceea ce reprezinta o prapadire de spatiu inutila. Veti vedea ca va puteti "juca" cu doi parametrii pentru a incrementa abilitatea de stocare a discurilor dvs.. Puteti mari numarul clusterelor adresabile, ceea ce inseamna ca utilizand un sistem de fisiere cu un numar mai mare de biti adresabili, sau divizand discul dvs. in mai putine partitii. Daca il divizati in doua parti, este ca si cum ati avea jumatate de disc adresabil in C:, iar cealalta jumatate pe D: care face ca 65526 de 16KB (1GB/65526) clustere pe C: si 65526 de 16 KB pe D: Sisteme de fisiere Exista putine sisteme de fisiere utilizate : FAT (Tabelul de alocare a fisierelor) utilizat de DOS, Windows, NTFS utilizat de Windows NT, si HPFS utilizat de OS/2. FAT 12/16 FAT-ul organieaza cateva sectoare in clustere si utilizeaza 12 sau 16 biti, aproape 4096 sau 65526 clustere adresabile (unele sunt utilizate pentru scopuri speciale). Aceasta inseamna ca utilizatorii de FAT 16 nu pot accesa un disc cu o capacitate mai mare de 2 GB. FAT 32 Acest FAT are 32 biti, cativa biti fiind rezervati, cu o marime de partitie maxima de 2 Tbyte (2048 GB) si o marime a clusterului de 4K pentru unitati mai mari de 8 GB. Aceasta permite utilizarea discurilor mai mari si utilizand si o singura partitie. HPFS La fel o partitie de marime maxima 2 TeraByte pe 16 PetaByte (foarte mult). Bufferul de cache Un buffer (tampon) de cache este utilizat sa incrementeze performanta hard-discului. Cu cache (depozit) de citire, odata ce procesorul incepe sa solicite date, unitatea acceseaza sectoarele necesare si le citeste intr-o memorie cache.. Cat timp capul de citire citeste date, el continua sa citeasca pana cand bufferul de cache se umple. Citirea datelor aditionale si nu foarte necesare este numita si pre-cautare sau "uitare-inainte". Odata ce datele aditionale sunt in cache, pot fi trimise direct din cache spre procesor mai rapid decat ar fi putut fi trimise de la unitate intr-o operatie de citire subsecventa. Astfel, cand unitatea transfera date din cache, datele sunt trimise cu o viteza sustinuta maxima de transfer. Utilizand o tehnica de pre-cautare, citind in cache ia avantajul faptului ca datele sunt des accesate secvential. Cand unitatea primeste o cerinta de citire, ea inapoiaza sectoarele cerute si pre-cauta cat mai multe sectoare secventiale cat sa intre in bufferul de cache. Astfel transferand prin cache se obtine o primire a datelor intr-un timp de microsecunde si nu milisecunde cum este normal. Cat timp 50 % din accesarile discului sunt secventiale in mai toate aplicatiile, aceasta tehnica de precautare a fost o crestere a performantei considerabile ??€� aproape de 40 % mai rapid decat inainte. Cache-ul de scriere In timpul operatiilor de scriere, cache-ul de scriere permite tamponului sistemului si tamponului discului sa transfere in paralel. Ca rezultat, rate de transfer sustinute sunt incrementate cu 50 pana la 250 de procente in timpul scrierii secventiale, si cu 30 % sau mai mult in timpul scrierii aleatoare. Performanta Hard-Discului Decizia de a cumpara un hard-disc particular se bazeaza de multe ori pe cateva criterii, cum ar fi reputatia fabricantului pentru calitatea si reliabilitatea produsului, sau pe specificatiile publicate ale unitatii dorite. Cele mai comune specificatii: timp de cautare, timpul de schimbare intre capete, latenta rotationala si timpul de acces, performanta masurata electromecanica. Alta performanta metrica: transferul de date la destinatie, reprezinta rata efectiva a transferului de date dintre disc si destinatie. Timp de cautare Timpul in care bratul actuator se muta de la o pista la alta pentru citire/scriere se numeste timp de cautare. Timpul de cautare mediu ??€� definit ca timpul necesar unitatii pentru a pozitiona aleatoriu capetele ??€� este pentru discurile de astazi de la 8 pana la 14 ms Timp de schimbare a capului Bratul actuator muta toate capetele pentru citire/scriere pe discurile hardului intr-un mod sincronizat. Oricum, doar unul din capetele de citire/scriere pot citi sau scrie date la un moment dat. Timpul de schimbare a capului masoara timpul mediu de care dispune unitatea pentru a schimba intre doua capete. Timpul de schimbare al capetelor se masoara in milisecunde. Timpul de schimbare intre cilindri O schimbare de cilindru, numita si schimbare de pista, necesita o miscare a bratului actuator pentru a pozitiona capul de citire/scriere pe un alt cilindru de date. (Tineti minte, toate pistele de la aceeasi pozitie de pe diferite discuri ale hard-discului fac impreuna un cilindru.) Timpul de schimbare intre cilindri masoara timpul mediu de care are nevoie unitatea pentru a a schimba intre cilindre pentru a citi/scrie date. Acest timp este masurat in milisecunde. Latenta rotationala Odata ce capul de citire/scriere este pozitionat pe pista potrivita, trebuie sa astepte ca hard-discul sa roteasca discul spre sectorul corect. Acest timp de asteptare, numit latenta rotationala, este masurat in milisecunde si este dependent de rpm-ul unitatii. Timpul de acces al datelor Timpul de acces al datelor reprezinta o masura a cat timp este nevoie pentru a pozitiona un cap de citire/scriere pe o pista paticulara si gasirea sectorului de interes pe aceasta pista pentru citire/scriere. Asadar, timpul de acces al datelor reprezinta o combinatie intre timpul de cautare, timpul de schimbare a capului si latenta rotationala si este masurat in milisecunde. Rata de transfer Dupa pozitionarea capului de citire/scriere, unitatea este gata sa citeasca/scrie date de pa disc. In fiecare caz, aceasta presupune un transfer de date intre dis si procesor. Cu cat este mai mare rata de transfer, de atat mai putin timp va fi nevoie pentru utilizator sa astepte pentru ca un program software sa opereze, o baza de date sa fie sortata, sau un backup de fisiere sa fie realizat. Rata de transfer a datelor depinde de doua masuri: rata de transfer a discului, sau cat de rapid sunt transferate datele de la disc la controlerul sau, si de rata de transfer a destinatiei, sau cat de rapid transfera datele controlerul catre procesorul computerului. Rata de transfer a datelor este masurata in MegaByte (MB) si MegaByte pe secunda (MB/s). Pentru a accelera viteza destinatiei si a micsora incetinirile mecanice (de la cautare si latenta rotationala), fabricantii au adaugat cache-uri de buffere la hard-discuri (pe care le-am descris anterior) Rata de transfer in exterior Rata de transfer in exterior este masurata in functie de timpul de acces al datelor si rata de transfer a datelor. Reprezinta marimea datelor pe care procesorul poate accesa intr-o unitate de timp. Masura transferului de date in exterior reflecta si viteza calculatorului destinatie, si, ca o consecinta, nu ar trebui privita ca un indicator al performantei unitatii. (Orice masura care nu include si rata de transfer a datelor a destinatiei nu este acceptata teoretic, pentru ca se pot semnala erori.) Oricum transferul in exterior ne ofera un bun indicator al performantei unitatii de hard-disc. Transferul in exterior este masurat in kilobyte pe secunda (KB/s). Tehnologia capetelor Hard-Discului Exista diferite tipuri de capete de citire/scriere existente. Printre primele au fost capetele monolitice ferrite, sau acelea facute dintr-unsingur bloc de ferrit, un fel de material ceramic magnetic. O mbunatatire a tuturor capetelor din ferrit au fost capetele compozite consistand dintr-un material non-magnetic cu o mica structura de ferrit adaugata. Urmatorul cap a fost cel format din mici straturi metalice adaugate in interiorul capului pentru a imbunatati performanta magnetica. In mod curent, multe unitati utilizeaza mici capete de pelicule, ale caror nume reflecta faptul ca structura lor elementara este depozitata pe un substrat aproape la fel in felul in care sunt fabricate microcipurile. Tehnologia pe pe pelicule subtiri permite vanzatorilor de capete sa dea produselor dimensiuni mult mai mici si un mai bun control al procesului de fabricatie, ambele rezultand in produse cu o mai mare performanta. Tehnologia capetelor magnetorezistive Cea mai noua tehnologie a capetelor este numita magnetorezistiva (MR), care este destinata suportului multimedia, cu densitati inregistrabile foarte mari pe o raza de la unu pina la doua miliarde BPSI (biti pe un inch patrat) comparate cu densitatile de mai putin de 200 milioane BPSI care pot fi obtinute cu tehnologiile anterioare ale capetelor. Spre deosebire de ele , toate cele care se bazeaza pe mici electormagneti inductivi, tehnologia MR utilizeaza o diferita apropiere pentru citire, bazata pe un material special a carui rezistenta electrica se schimba in prezenta unui camp magnetic. O mica fasie de material MR este depozitata in structura capului si, trecand peste structura magnetica de pe disc, simte puterea campurilor magnetice si creeaza pulsuri electrice corespunzand reverselor de flux. Acest mecanism nu poate fi utilizat pentru scris deci, o bucatica conventionala de pelicula inductiva scrie elementa si le le depoziteaza in fasiile MR. Capetele MR pot fi rezumate astfel: Scriere larga Citire ingusta Un senzor de flux mult mai bun Densitate a ariei incrementata Canale de citire PRML Un canal de citire al unei unitati performeaza o codare a datelor si o conversie necesara scrierii datelor pe disc si apoi pentru citirea datelor inapoi cu un inalt grad de acuratete. In mod traditional, unitatile au utilizat canale de citire cu detectie cu varf analog. Oricum, canalele de citire cu filtrare digitala, cum sunt canalele de citire PRML, au inceput sa inlature canalele de citire cu detectie cu varf analog din cauza ca permit unitatii sa scrie si sa citeasca pachete de date foarte apropiate pe suprafata discului. In timpul unei operatii de scriere, un canal de citire cu detectie cu varf analog converteste din binar, data digitala intr-un semnal analog, pe care capetele il utilizeaza sa cauzeze schimbari de fluxuri magnetice pe suprafata discurilor. In timpul unei operatii de citire, capul de citire/scriere detecteaza schimbarile de flux magnetic de la date si genereaza inapoi un semnal analog, sub forma unui val, pe care il transmite canalului de citire. Canalul de citire analizeaza semnalul care vine pentru a determina cilmile pozitive maxime si culmile negative maxime (culmile din semnalul analog apar acolo unde semnalul este foarte puternic). In final, el decodeaza fiecare culme intr-un singur bit de date digitale. Limitarile canalului de citire cu detectie cu varf analog sunt ca densitatile de date se maresc, culmile semnalului analog incep sa se intrepatrunda cauzand degradari ale datelor. Pentru a inlatura acest efect, hard-discurile utilizeaza o schema de codare a datelor in timpul scrierii operatiilor de scriere care separeaza culmile semnalului analog. Aceasta schema de codare limiteaza capacitatea de stocare de pe un disc al hard-discului in relatie cu totalul de date si coduri stocate. Diferitele scheme de codare a datelor sunt: MFM (Modulatie de frecventa modificata). Tehnica comuna utilizata pentru codarea fluxurilor magnetice dintr-o unitate in date. Este inca folosita pe dischete floppy, si sistemele originale XT si AT. Notati ca mai toate tipurile de unitati suportate in CMOS au 17 sectoare pe pista. Aceasta este densitatea standard pentru codarea MFM. RLL (functionare pe lungime limitata). Metodele de codare permit inregistrarea a 50 % mai multe informatii decat MFM. Actual este realizat prin inregistrarea mai multor fluxuri pentru fiecare byte, dar si prin impachetarea lor mai stransa pe suprafata discului. De obicei I se spune 2.7 RLL din cauza ca schemele de inregistrare implica tipare cu mai putin de 7 zero-uri succesive si nu mai putin de 2. ARLL (functionare pe lungime limitata avansata). Mai complex, derivat mai puternic decat schema RLL. Include codarea 1.7 si 3.9. Oricum, unitatile cu detectie cu varf analog au nevoie de mai multe discuri pentru a atinge o capacitate data decat unitatile cu filtrare digitala, si micsorarea densitatii datelor face rata de transfer a datelor mai inceata. Utilizand o codare digitala sofisticata si tehnici de filtrare, canalele de citire PRML pot determina forma semnalului citit, si astfel poate interpreta culmile inalte si joase care reprezinta biti cu foarte mare acuratete. Oricum, utilizand aceleasi capete de citire/scriere si multimedia, uzul de tehnologia PRML ofera o schema de detectie a erorilor mult mai eficienta din punct de vedere a spatiului, care contine o imbunatatire cu 25 % in densitatea bitilor cat timp se obtine la fel, o rata de eroare mai mica ca detectie a varfului analog. Cum densitatea bitilor este mai mare, unitatea poate transfera date spre canalul de citire intr-un timp dat. Asa, tehnologia PRML activeaza rate de transfer interne mult mai rapide ale unitatilor. Siguranta unitatilor Hard-Disc Siguranta este definita in modul urmator: 1. Probabilitatea ca un lucru sa execute functia sa intentionata pentru un interval specificat sub anumite conditii. 2. Probabilitatea ca parti, componente, produse, sau sisteme vor executa functiile specifice fara a esua in anumite medii pentru perioade de timp dorite la un anumit grad de incredere. MTFB O masura ce este utilizata frecvent ca un indicator indirect al sigurantei sistemului se numeste MTFB (Timp mediu intre esuari). MTFB reprezinta timpul mediu pana la esuare al unei populatii de unitati sub anumite conditii. (Specificatia = 92 ani.) Dar timpul de operare al produsului, timpul actual de rulare al produsului (5 ani) este construit pentru uz pe viata. !!! Interesant de citit: si Numai bine ! Te-ai inregistrat? Ne-ar placea sa te prezinti. Cum pot sustine forumul? Cumpara de la eMag folosind acest link. --------------------
+alex008 Posted June 16, 2011 Report Posted June 16, 2011 Am gasit un clipulet cu un roman care inlocuieste hardiskul unui laptop si totodata arata cum functioneaza un hard disk de laptop. Din cate am vazut in clip functionarea seamana cu cea a unui pick-up (oarecum). http://www.youtube.com/watch?v=7ljefW-EKpc Am mai gasit o galerie pe un site cu poze care arata poze cu harddiskul desfacut: click pentru a vedea 2
Recommended Posts
Please sign in to comment
You will be able to leave a comment after signing in
Sign In Now