Жесткие диски

Наличие в персональном компьютере жесткого диска стало стандартом начиная, с модели IBM XT. Вид жесткого диска представлен на рисунке. Жесткий диск представляет собой несколько металлических или керамических дисков размещенных на одной оси и заключенные в герметичный корпус. Ось приводится в движение специальным двигателем. Поверхности дисков покрыты магнитно-чувствительным слоем.

Второй основной частью накопителя являются головки чтения-записи, причем каждая из поверхностей дисков имеет свою головку, которая находится на некотором расстоянии от поверхности диска. Все головки чтения-записи находятся на специальном приводе - позиционере.

При подготовке устройства к работе на поверхности его дисков наносятся зоны остаточной намагниченности в форме концентрических окружностей, называемые магнитными дорожками. Совокупность таких дорожек, расположенных друг под другом на всех рабочих поверхностях дисков, называется цилиндром. Все магнитные дорожки разбиты на дуги - так называемые секторы. Сектор является одной из основных единиц записи информации. Процесс чтения или записи информации на жестком диске осуществляется следующей последовательностью действий. Вначале цикла записи-чтения позиционер подводится к вращающейся поверхности диска и, соответственно магнитной разметке диска, точно позиционируется на начало адресуемой дорожки и сектора. Затем осуществляется запись данных путем преобразования цифровой информации (нуль или единица) в переменный электрический ток, который подается на головку, создавая переменное магнитное поле. Под воздействием этого магнитного поля, собственные магнитные поля секторов ориентируются в соответствии с его направлением. При чтении – наоборот, магнитное поле дорожки преобразуется в электрические сигналы, причем информация на диске сохраняется.

Управление позиционером, стабилизацией головок записи-чтения и скорости вращения дисков и осуществляет контроллер дисководов. Контроллер выполняется в виде платы расширения и позволяет установить и обслуживать в системе 4 жестких диска и 2 дисковода гибких дисков. В настоящее время выпускаются материнские платы со встроенным контроллером. Для обеспечения информационной, электрической и конструктивной совместимости между жесткими дисками и остальной системой используется специальный интерфейс обмена информацией. В настоящее время в основном используются три стандарта: ESDI (Enhanced Small Device Interface); EIDE (Enhanced Integrated Drive Interface); SCSI (Small Computer System Interface).

В современных накопителях этого типа число дисков в устройстве колеблется от 2 до 7. Чем выше скорость вращения дисков, тем меньше время доступа к информации (9-40 мс.). Скорость вращения жестких дисков в зависимости от модели составляет от 3 600 до 15 000 оборотов в минуту. На плотность хранения информации существенно влияет расстояние от головки чтения-записи до поверхности диска, которое в современных устройствах составляет 0,07 -1,2 мкм. Информационная емкость распространенных сегодня устройств (для комплектации бюджетных компьютеров) 350 - 500 Гбайт.