Урок9(1)

1.

Жесткий диск
написать конспект

2.

Жесткий диск
Жесткий диск (винчестер) — предназначен для длительного хранения информации при отсутствии питания, в том числе при отключении самого устройства от
компьютера

3.

История
Накопители на жестких дисках обычно называют винчестерами.
Этот термин появился в 1960-х годах, когда IBM выпустила
высокоскоростной накопитель с одним несъемным и одним
сменным дисками ёмкостью по 30 Мбайт. Этот накопитель состоял
из пластин, которые вращались с высокой скоростью, и «парящих»
над ними головок, а номер его разработки 30–30. Такое цифровое
обозначение (30–30) совпало с обозначением популярного
нарезного оружия Winchester, поэтому термин винчестер вскоре
стал применяться в отношении любого стационарно закрепленного
жесткого диска.

4.

Основные компоненты жесткого диска
Существует много различных типов накопителей на жестких дисках,
но практически все они состоят из одних и тех же основных узлов.
Конструкции этих узлов, а также качество используемых материалов
могут быть различными, но основные их рабочие характеристики и
принципы функционирования одинаковы

5.

Основные компоненты жесткого диска

6.

Принцип работы жёстких дисков
Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов.
Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей
головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в
магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока
(при записи) на катушку головки возникающее переменное
магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик
поверхности диска и изменяет направление вектора
намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При
считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к
изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что
приводит к возникновению переменного электрического сигнала в
катушке за счёт электромагнитной индукции.

7.

Метод продольной записи
Метод продольной записи — технология CMR (англ. Conventional Magnetic
Recording) это «обычная» магнитная запись, биты информации
записываются с помощью маленькой головки, которая, проходя над
поверхностью вращающегося диска, намагничивает миллиарды
горизонтальных дискретных областей — доменов. При этом вектор
намагниченности домена расположен продольно, то есть параллельно
поверхности диска. Каждая из этих областей является логическим нулём или
единицей, в зависимости от направления намагниченности.
Максимально достижимая при использовании данного метода плотность
записи составляет около 23 Гбит/см². К 2010 году этот метод был
практически вытеснен методом перпендикулярной записи.

8.

Метод перпендикулярной записи
Метод перпендикулярной записи — технология PMR (англ.
Perpendicular Magnetic Recording), при которой биты информации
сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать
более сильные магнитные поля и снизить площадь материала,
необходимую для записи 1 бита. Предыдущий метод записи,
параллельно поверхности магнитной пластины, привёл к тому, что в
определённый момент инженеры упёрлись в «потолок» — дальше
увеличивать плотность информации на дисках было невозможно. И
тогда вспомнили о другом способе записи, который был известен
ещё с 1970-х годов

9.

Метод черепичной магнитной записи
Метод черепичной магнитной записи[en] (англ. Shingled Magnetic
Recording, SMR) был реализован в начале 2010-х годов. В нём
используется тот факт, что ширина области чтения меньше, чем
ширина записывающей головки. Запись дорожек в этом методе
производится с частичным наложением в рамках групп дорожек
(пакетов). Каждая следующая дорожка пакета частично закрывает
предыдущую (подобно черепичной кровле), оставляя от неё узкую
часть, достаточную для считывающей головки.

10.

HDD
HDD — это более традиционный тип жесткого диска.
Жесткие диски состоят из намагниченных металлических или стеклянных круглых пластин, вращающихся со скоростью от
5400 до 15 000 об./мин. Чем быстрее вращается магнитный диск, тем быстрее ваш компьютер сможет получить доступ к
находящейся на нем информации.
Все цифровые данные поступают в виде бинарного кода — последовательности единиц и нулей, которые могут представлять
собой любую информацию. Головки жестких дисков для записи и чтения используются для ввода этих единиц и нулей путем
намагничивания частей диска. В каждой крошечной части диска размещается бит, равный 1 или 0. Головка может определять
магнетизм каждой части, считывая информацию с нее. Головка, которая может читать данные, способна также записывать
их, изменяя намагниченность битов на диске.
При каждом изменении, например при сохранении или удалении файла, головка жесткого диска соответствующим образом
регулирует магнетизм жесткого магнитного диска. Представьте себе проигрыватель пластинок с виниловым диском в
качестве жесткого магнитного диска, содержащего информацию, и тонармом в качестве головок, сканирующих информацию.
Поскольку данные хранятся на магнитах, HDD не разрушаются при отключении питания, а это означает, что они сохраняют
данные, даже когда компьютер выключен.
Максимальная емкость современных внутренних HDD может достигать 20 ТБ. С момента появления SSD жесткие диски редко
используются в качестве устройств длительного хранения данных в компьютере, но по-прежнему являются надежным
вариантом внешнего накопителя.

11.

Что такое SSD?
SSD (твердотельные накопители) — это новый тип жестких дисков. Это
предпочтительный тип внутренних жестких дисков самых современных ноутбуков. SSD
также используются во всех смартфонах и планшетах.
В твердотельных накопителях применяется флеш-память, как и во флеш-накопителях
USB, а также картах памяти для цифровых фотоаппаратов. Здесь нет никаких магнитов;
в SSD используются полупроводники, которые хранят данные, изменяя электрическое
состояние триллионов цепей, содержащихся в накопителе. Поскольку в SSD нет
движущихся частей, они не только работают быстрее (так как вам не нужно ждать, пока
диски начнут вращаться и головки считают информацию), но и служат дольше, чем
HDD.
SDD намного дороже в производстве, поэтому, хотя они все чаще используются в
качестве основных дисковых накопителей для ноутбуков и ПК высокого класса, многие
по-прежнему предпочитают жесткие диски как более дешевый внешний вариант.

12.

Разница между ОЗУ и жестким диском
Жесткий диск отличается от ОЗУ (оперативной памяти), которая
представляет собой устройство для временного хранения данных
компьютера, требующее электропитания для этой цели, а
следовательно, являющееся энергозависимым ЗУ, сохраняющим
данные только при включенном компьютере. ОЗУ используется не
для личных данных, а для функционирования компьютера. Чтобы
вы могли работать без перебоев и переключаться между задачами
и приложениями, начиная с того места, где закончили, вашему
компьютеру требуется память. ОЗУ является устройством
первичного (оперативного) хранения данных, а HDD и SSD относятся
к категории устройств вторичного, или долговременного, хранения
данных.

13.

Внешний жесткий диск
Внешний жесткий диск — это жесткий диск, не встроенный в компьютер. Это портативное
устройство, которое можно подключить к любому компьютеру, чтобы получить доступ к
хранящимся на нем данным. В то время как внутренние жесткие диски напрямую подключены
к материнской плате компьютера и хранят данные операционной системы, программных
платформ, драйверы, программы, которыми вы пользуетесь, а также ваши файлы, внешние
жесткие диски используются в основном для хранения личных файлов.
Жесткий диск компьютера можно изымать и обновлять, но это сложная задача, поэтому многие
люди используют внешние жесткие диски, когда на их компьютере не хватает места.
В наши дни внешние жесткие диски могут вмещать до 20 ТБ данных, что более чем в миллион
раз превосходит емкость самого первого жесткого диска в 1956 году. Благодаря такой
вместимости в сочетании с портативностью и доступностью внешние жесткие диски стали
лучшим решением для увеличения емкости компьютера до появления облачных хранилищ.