Brève description du disque dur de l'appareil. Vitesse du disque dur. Placement logique et physique

Tous les ordinateurs modernes disposent d'un disque dur conçu pour stocker des données et également charger le système d'exploitation. Il y a environ 15 à 20 ans, presque tous les ordinateurs étaient équipés de lecteurs de disquettes, utilisés pour charger les programmes et le système d'exploitation. Le système d'exploitation MS-DOS a été chargé dans la RAM à partir d'une disquette.

Mais progressivement, à mesure que les progrès l’exigent, la taille des programmes a commencé à augmenter. Pour travailler dans les systèmes d'exploitation modernes, un volume d'espace disque d'au moins plusieurs centaines de mégaoctets est requis. Pouvez-vous imaginer combien de disquettes il faudra pour sauvegarder ce volume ? Les disquettes, malgré toutes les astuces des développeurs, ne pouvaient plus contenir un nombre suffisant de fichiers contenant des images graphiques de jeux informatiques et de sons. Et les utilisateurs réclamaient de plus en plus de jeux colorés. Et finalement, une décision a été prise, à la suite de laquelle un nouvel appareil a été développé: un disque dur.

Un disque dur, également connu sous le nom de disque dur, disque dur, disque dur, lecteur de disque dur (HDD), ou en utilisant le jargon « vis », est un descendant direct du lecteur de disquettes.

L'objectif principal d'un disque dur est de fournir à l'utilisateur l'espace disque nécessaire pour stocker les fichiers du système d'exploitation et tous les programmes nécessaires.

Une particularité d'un disque dur, contrairement à un lecteur de disquettes, est sa grande fiabilité de stockage des données.

Le seul inconvénient de la nouvelle invention est le manque de mobilité du support, raison pour laquelle le problème du transfert de données est devenu aigu. Mais le disque dur a été initialement conçu comme un périphérique non amovible.

Informations historiques : en 1973, IBM a développé le premier disque dur utilisant une nouvelle technologie, capable de stocker jusqu'à 16 Ko d'informations. Comme ce disque comportait 30 cylindres (pistes), chacun étant divisé en 30 secteurs, on lui donna d'abord le simple nom -30/30. Par analogie avec les fusils automatiques de calibre 30/30, ces disques durs étaient surnommés « Winchester ».

Extérieurement, le disque dur ressemble à un petit boîtier métallique.

En règle générale, sur le dessus du boîtier se trouve un autocollant sur lequel sont imprimés les principaux paramètres techniques de ce modèle, tels que le nom du fabricant, le nom du modèle, la tension d'alimentation nominale, des informations sur la position des cavaliers destinés à configuration du disque dur, etc. En bas Une carte de circuit imprimé est fixée au boîtier, qui est un contrôleur de disque dur intégré, nécessaire pour assurer son fonctionnement normal.

Boitier disque dur

Le boîtier du disque dur protège le disque dur contre les dommages. L'air qui remplit le boîtier doit être exempt de poussière, sinon la moindre particule, si elle pénètre à l'intérieur, peut rendre l'ensemble de l'appareil inutilisable. Par conséquent, presque tous les modèles de disques durs sont équipés d'un filtre, qui est une petite fenêtre recouverte d'un matériau durable qui laisse passer une petite quantité d'air.

A l'intérieur du boîtier se trouvent presque tous les éléments nécessaires au fonctionnement du disque dur : un support de stockage, qui est le même, mais des disques durs, ainsi qu'un dispositif de lecture/écriture d'informations (têtes magnétiques et un dispositif de positionnement).

Les dimensions globales des disques durs modernes sont caractérisées par ce qu'on appelle le facteur de forme, qui indique les dimensions horizontales et verticales du boîtier. Les dimensions horizontales suivantes sont possibles : 1,8 ; 2,5 ; 3,5 ou 5,25", ces deux derniers étant les plus courants (même si ce dernier devient de moins en moins courant).

Support de stockage

Le disque dur contient un ou plusieurs disques (plateaux), c'est-à-dire qu'il s'agit d'un support monté sur un axe de broche entraîné par un moteur spécial (partie du lecteur). La vitesse de rotation des disques durs modernes peut être de 5 400, 7 200, 10 000 tr/min. Des vitesses allant jusqu'à 15 000 tr/min ont été atteintes, mais ces disques durs restent trop chers pour l'utilisateur moyen. Il est clair que plus la vitesse de rotation est élevée, plus les informations sont lues rapidement sur le disque. Il convient de garder à l'esprit que plus la vitesse de rotation est élevée, plus le niveau de bruit émis par le disque dur est élevé. C’est un prix plutôt désagréable à payer pour une vitesse élevée.

Les disques eux-mêmes sont des plaques de céramique ou d'aluminium traitées avec une haute précision, sur lesquelles une couche magnétique spéciale (revêtement) est appliquée. Sur les deux faces, les disques sont recouverts d'une fine couche de matériau ferromagnétique (un oxyde de métal), semblable à celui utilisé pour produire, par exemple, des disquettes. Certaines caractéristiques de performance, par exemple la résistance aux chocs des disques durs, dépendent de la résistance du revêtement. Les deux faces de chaque disque sont généralement utilisées comme surface de travail, à l'exception des disques situés sur les bords de l'emballage - les surfaces extérieures de ces disques, tournées vers le corps, ne sont pas utilisées pour stocker des informations. Ils sont protecteurs.

Le nombre de disques peut être différent - de un à cinq et plus, le nombre de surfaces de travail est respectivement deux fois plus grand, mais pas toujours. Parfois, les surfaces extérieures des disques externes ou l'un d'entre eux ne sont pas utilisés pour stocker des données et le nombre de surfaces de travail est réduit et peut être impair.

Têtes magnétiques

La partie la plus importante de tout lecteur est la tête de lecture-écriture. Les têtes sont des circuits à commande magnétique avec des noyaux dont les enroulements sont alimentés en tension alternative. Le principe de fonctionnement est très similaire à celui des têtes d'un magnétophone classique, seules leurs exigences sont beaucoup plus strictes.

Le nombre de têtes magnétiques est toujours égal au nombre de surfaces physiques utilisées pour stocker les données. Chaque paire de têtes est montée sur une sorte de « fourchette » qui enserre le disque des deux côtés. Cette « fourche » possède une « queue » très longue, qui se termine par une queue massive, qui forme contrepoids aux têtes et à leurs pièces de support. Lorsque le disque dur ne fonctionne pas, les têtes, grâce à l'élasticité de la « fourchette », sont plaquées contre la surface du disque, ce qui permet d'éviter qu'elles « rebondissent » pendant le transport. Toutes les têtes magnétiques sont regroupées en un seul bloc, ce qui permet leur mouvement synchrone.

Presque tous les disques durs modernes disposent d’une fonction de stationnement automatique de la tête. Le stationnement est le processus de déplacement des têtes magnétiques vers une zone spéciale du disque, appelée zone de stationnement (de l'anglais Landing Zone). Cette zone ne contient absolument aucune information utile, à l'exception d'une étiquette de service spéciale indiquant l'emplacement. de l'emplacement « parking ». En « garé » « Dans cet état, le disque dur peut être transporté dans des conditions physiques assez mauvaises - vibrations, chocs légers, chocs.

La fonction « parking » est mise en œuvre assez simplement. Lorsqu'elle n'est pas utilisée, la tige de la tête est « collée » à un petit aimant situé dans le dispositif de positionnement. Lorsque la tension d'alimentation est appliquée au disque dur, une impulsion électromagnétique assez puissante est générée, qui « arrache » la tige du siège. Pendant que le disque dur fonctionne, un champ électromagnétique maintenu en permanence empêche la tige de « coller » à l'aimant. Lorsque la tension d'alimentation disparaît, les têtes, grâce à l'attraction d'un aimant permanent, se déplacent presque instantanément vers la zone de stationnement, où elles atterrissent en toute sécurité sur la surface des disques.

Notez que dans les disques durs modernes, les têtes semblent « voler » à une distance d'une fraction de micron de la surface des disques, sans les toucher.

Dispositif de positionnement

Le dispositif de positionnement qui déplace les têtes magnétiques ressemble beaucoup à une grue à tour. D'un côté se trouvent de longs supports minces de têtes magnétiques, et de l'autre une tige courte et beaucoup plus massive avec un enroulement d'entraînement électromagnétique. L'enroulement du positionneur est entouré d'un stator, qui est un aimant permanent. Lorsqu'un courant d'une certaine amplitude et polarité est fourni à l'enroulement de l'électro-aimant, la tige commence à tourner dans la direction appropriée avec une accélération proportionnelle à l'intensité du courant. Lorsque la polarité du courant change, la tige commence à se déplacer dans la direction opposée. En modifiant dynamiquement le niveau et la polarité du courant, vous pouvez installer les têtes magnétiques dans n'importe quelle position possible (du centre au bord des disques). Ce système est parfois appelé Voice Coil, par analogie avec un cône de haut-parleur. Ce dispositif de positionnement est également appelé moteur linéaire. L'utilisation d'un champ électromagnétique comme force motrice donne aux têtes un mouvement linéaire uniforme, ce qui manque tellement aux moteurs pas à pas utilisés dans les lecteurs de disquettes.

Pour déterminer la position requise des têtes, des marques de service spéciales sont utilisées, enregistrées sur le support lors de la fabrication du disque dur et lues lors du positionnement. Dans certains modèles de disques durs, une surface séparée et une tête magnétique spécialisée sont allouées aux informations de service, ce qui permet de déterminer rapidement l'emplacement exact des autres têtes se déplaçant de manière synchrone avec elle. Si les étiquettes de service sont écrites sur les mêmes pistes que les données, un secteur spécial leur est alors attribué et la lecture est effectuée par les mêmes têtes que la lecture des données. Grâce à l'utilisation d'un moteur linéaire, il est possible de « régler finement » les têtes en les déplaçant légèrement par rapport à la piste, ce qui permet de suivre plus précisément le centre du cercle de la marque de service. En conséquence, la fiabilité des données lues augmente et le besoin de procédures fastidieuses pour corriger la position des têtes, comme c'est le cas dans les lecteurs de disque, est éliminé.

Carte électronique

À l’intérieur de tout disque dur se trouve toujours un circuit imprimé contenant des composants électroniques. La carte de circuit imprimé, qui contient les composants électroniques du système de gestion du disque dur, est généralement fixée au plan inférieur du boîtier à l'aide de vis ordinaires. Selon le modèle, l'électronique peut être soit recouverte d'une plaque métallique, soit ouverte à toute influence mécanique - les fabricants ont des représentations différentes des conditions de fonctionnement réelles du disque dur. La carte est connectée à l'intérieur du disque dur à l'aide d'un connecteur spécial.

La carte électronique est conçue pour contrôler le fonctionnement des pièces mécaniques mobiles de l'appareil et générer des impulsions électriques lors de la lecture/écriture. Il contient :

1. un microprocesseur qui contrôle tous les autres composants électroniques du disque dur ;
2. mémoire tampon, conçue pour stocker temporairement les données écrites ou lues sur le disque ;
3. une puce ROM utilisée pour stocker les algorithmes de fonctionnement du microprocesseur principal et de tous les autres composants électroniques ;
4. un générateur qui fournit un courant alternatif au moteur à disque ;
5. un système de service complexe qui contrôle le dispositif de positionnement du bloc de tête sur la piste requise (cylindre) en fonction des signaux entrants ;
6. des amplificateurs d'enregistrement qui génèrent des impulsions électriques qui sont transmises aux têtes magnétiques lors de l'enregistrement des données ;
7. lecture d'amplificateurs et de générateurs de signaux de sortie lors de la lecture d'informations.

Un microprocesseur est une puce spécialisée dont la structure interne est destinée au traitement des tableaux de données entrant dans le circuit électronique, provenant à la fois des têtes magnétiques et de l'ordinateur. La tâche principale de ce microcircuit est de convertir les flux de données numériques provenant de l'ordinateur en impulsions électromagnétiques écrites sur le disque, ainsi que l'opération inverse : convertir les impulsions lues en un flux de données numériques. De plus, le microprocesseur surveille en permanence l'état de toutes les fonctions du disque dur afin de pouvoir prédire son éventuelle panne.

La mémoire tampon est nécessaire au disque dur pour concilier légèrement la différence de vitesse d'interface avec la vitesse réelle de lecture/écriture à partir des disques. Lors de l'enregistrement des informations, elles sont d'abord stockées dans un tampon, puis écrites ensuite sur la surface des disques. Lors de la lecture des informations, un mode légèrement différent est utilisé : les données sont immédiatement transférées vers l'interface et simultanément écrites dans la mémoire tampon. Lorsque les mêmes données sont à nouveau consultées, la lecture est effectuée à partir du tampon. Sur les disques durs modernes, le volume de mémoire tampon (parfois appelée mémoire cache du disque dur) peut atteindre 2 Mo ou plus, ce qui est optimal pour la plupart des tâches effectuées par un ordinateur.

La puce ROM est conçue pour stocker les algorithmes de fonctionnement du microprocesseur, ainsi que des informations techniques pouvant être lues à l'aide de divers utilitaires de test (modèle de disque dur, numéro de série, etc.). Certains modèles de disques durs bon marché stockent toutes les informations de service sur les disques et les chargent dans un module RAM standard à chaque fois que vous l'allumez.

La logique d'interface représente tout un ensemble de composants électroniques dont la tâche est d'organiser une connexion avec un ordinateur, c'est-à-dire de créer une connexion physique entre l'interface du disque dur et le contrôleur de l'ordinateur.

Un composant important de la carte électronique sont les connecteurs pour connecter le câble de connexion et la tension d'alimentation (Fig. 10.3). Entre ces connecteurs, en règle générale, se trouve un ensemble de cavaliers à l'aide desquels la configuration du disque dur (Maître, Esclave) est modifiée. Vous trouverez probablement une description de toutes les options possibles sur l'autocollant situé sur la surface supérieure du boîtier.

La carte électronique d'interface d'un disque dur moderne, comme vous l'avez déjà compris, est un dispositif indépendant doté de son propre processeur, de sa mémoire, de ses périphériques d'entrée/sortie et d'autres attributs inhérents à tout ordinateur. Essentiellement, un disque dur est un ordinateur dans un ordinateur.

De nombreux disques durs disposent d'une interface technologique spéciale avec un connecteur sur la carte électronique, à travers laquelle, à l'aide d'un équipement de banc, vous pouvez effectuer diverses opérations de service avec le lecteur - tester, formater, rechercher et « réparer » les zones défectueuses.

Aujourd’hui, il ne serait pas exagéré de dire que la grande majorité des utilisateurs d’ordinateurs connaissent le concept de « disque dur d’ordinateur ». Ils savent que chaque ordinateur possède une « mémoire » qui stocke toutes les informations telles que les films, la musique, les photos, les jeux et les programmes. Cependant, parmi le nombre total de personnes qui aiment regarder l'écran, rares sont ceux qui sont allés plus loin dans la compréhension de ce mystérieux périphérique de stockage que de savoir qu '«il s'agit d'une chose tellement rectangulaire dans laquelle tous les fichiers sont stockés d'une manière ou d'une autre de manière incompréhensible». Et c'est précisément pour les lecteurs qui souhaitent approfondir et découvrir le fonctionnement d'un disque dur, ainsi que comprendre sa structure, que cet article a été écrit, dans lequel nous aborderons simplement et en russe ces questions.

Comment fonctionne un disque dur d’ordinateur ?

Tout d’abord, faisons une petite excursion dans l’histoire. Le premier disque dur a été créé par IBM il y a près de soixante ans, en 1957. Son volume était de 5 mégaoctets - des chiffres ridicules par rapport aux normes actuelles, mais à l'époque il s'agissait d'une véritable avancée technologique. Après un certain temps, les ingénieurs de la même entreprise ont créé un disque dur d'une capacité de 30 Mo et 30 Mo supplémentaires dans une baie amovible. Étant donné que cette structure de disque évoquait des associations avec le marquage de la cartouche de la carabine Winchester populaire en Amérique - « .30-30 » - les concepteurs ont donné à ce disque dur le nom de code « Winchester ». Un fait intéressant est qu'aujourd'hui en Occident, presque personne n'appelle ainsi les disques durs, mais dans l'environnement russophone, ce nom s'est enraciné beaucoup plus fermement, ayant également donné lieu à une version abrégée pratique - "vis", qui est largement utilisé dans le discours familier.

Conception du disque dur

Passons maintenant directement au point culminant du programme et commençons par sa structure interne. La conception du disque dur se compose des composants suivants.

1. Un bloc de disques magnétiques ou ce qu'on appelle. Les « crêpes » (de un à trois morceaux dans un bloc, situés les uns au-dessus des autres) constituent essentiellement l'élément principal du disque dur. Chaque disque magnétique est en aluminium ou en verre et recouvert d'un matériau ferromagnétique, souvent du dioxyde de chrome. Les données sont écrites sur la couche magnétique à l'aide d'une tête magnétique.
2. Bloc de tête magnétique - est un culbuteur connecté à un microcircuit amplificateur-commutateur qui amplifie le signal reçu lors de la lecture d'un disque. Aux extrémités des plaques à bascule se trouvent des têtes magnétiques qui interagissent avec le disque magnétique lors des opérations de lecture et d'écriture.
3. Le moteur de broche est un moteur électrique spécial utilisé pour accélérer les disques magnétiques. Selon le modèle de disque dur, ce chiffre peut atteindre 15 000 tr/min. La conception du moteur repose sur l'utilisation de roulements (à billes et hydrodynamiques), ce qui lui permet d'être silencieux et de ne pas créer de vibrations.
4. La carte contrôleur est un circuit intégré dont la fonction est de contrôler le fonctionnement du disque dur en convertissant les signaux transmis par les têtes magnétiques en signaux compréhensibles pour l'ordinateur.

Comment fonctionne un disque dur

Après avoir étudié les composants individuels, nous pouvons dresser un tableau complet de ce qui se passe et décrire étape par étape le fonctionnement d'un disque dur d'ordinateur. Ainsi, le disque dur est alimenté - le contrôleur électronique envoie un signal au moteur de broche, qui commence à faire tourner les disques magnétiques fermement fixés sur son axe. Après avoir atteint la vitesse de rotation requise, à laquelle un entrefer apparaît entre la crêpe et la tête, éliminant la possibilité de leur contact, la bascule amène les têtes vers elles à une distance « de travail », qui est d'environ 10 nanomètres (un milliardième de un mètre, imaginez !).

Les premières données reçues d'un disque dur allumé sont toujours des informations de service ou ce qu'on appelle. "piste zéro". Il contient des informations sur l'état du disque dur et ses caractéristiques. Si, pour une raison quelconque, ces informations ne peuvent pas être obtenues, l'appareil ne démarrera pas et ne fonctionnera pas.
Si les données de service sont reçues avec succès et ne contiennent pas d'erreurs, la phase de travail avec les informations directement enregistrées sur le disque commence. Très probablement, vous êtes déjà tourmenté par la question : « comment est-ce enregistré ? Nous répondons : les têtes magnétiques, sous l'influence d'impulsions de courant, sont capables de magnétiser des sections du disque, formant ainsi des bits (des « zéros » et des « uns » logiques, différents les uns des autres dans la direction du moment magnétique). En d’autres termes, toutes les informations présentes sur le disque dur d’un ordinateur sont constituées de sections différemment magnétisées qui, après avoir été converties en signaux standardisés, sont reconnues par l’ordinateur et présentées à l’utilisateur sous une forme qui lui est compréhensible. Il convient de noter que ces zones sont strictement structurées - elles représentent ce qu'on appelle. des « pistes », c'est-à-dire des zones en forme d'anneau à la surface d'un disque magnétique.

Il est important de noter que le bloc de tête est d'une seule pièce, donc toutes les têtes qu'il contient se déplacent de manière synchrone - elles sont donc toujours situées sur la même piste de chaque crêpe individuelle. Sur cette base, les pistes forment un cylindre dans le plan vertical. De plus, chaque piste est constituée de segments appelés « secteurs ». Lors de l'écriture d'informations dans ces secteurs, les têtes magnétiques modifient leur champ magnétique et lors de la lecture des informations, elles les capturent simplement. Après avoir compris la structure physique du stockage des données, nous pouvons conclure que le volume d'un disque dur est égal au produit du nombre de cylindres, du nombre de têtes et du nombre de secteurs.

Formater votre disque dur

Une histoire sur le fonctionnement d'un disque dur d'ordinateur ne peut pas être qualifiée de complète si elle n'aborde pas le sujet du formatage. Le formatage est un processus spécial de balisage de la zone de stockage d'informations d'un disque dur, dont l'essence est de créer certaines structures pour accéder à ces données, par exemple un système de fichiers, en enregistrant certaines informations de service. Dans ce cas, les données précédemment stockées sont détruites (mais pas toujours de manière irrémédiable). Le plus souvent, le formatage est effectué lors de l'installation (ou de la réinstallation) d'un système d'exploitation sur un ordinateur, car la meilleure option pour cela est un disque « propre » formaté, débarrassé des données du système d'exploitation précédent. Afin de ne pas perdre les informations nécessaires, la "vis", en règle générale, est d'abord logiquement divisée en plusieurs partitions - dans ce cas, le formatage ne sera requis que pour la partition sur laquelle le système d'exploitation sera installé, tandis que les données sur les partitions restantes resteront intactes, ce qui est une approche très conviviale.

Disque dur(Disque dur, HDD) d'un ordinateur est l'emplacement de stockage, qui constitue les principales informations (données diverses, programmes joints, système d'exploitation). Les informations nécessaires seront lues par le processeur à partir du disque dur au bon moment, puis traitées, puis le résultat final des informations traitées devra être écrit sur le disque dur.

En 1957, IBM a développé le tout premier disque dur, et ce, avant même la création de l'ordinateur personnel. Il faudrait payer une somme modique pour cela, même si son volume n'était que de 5 Mo. Ensuite, un disque dur de 10 Mo a été développé spécifiquement pour l'ordinateur personnel IBM PC XT. Le Winchester avait un total de 30 pistes et 30 autres secteurs dans chaque piste. "Winchesters" - c'est ainsi que les disques durs ont commencé à être appelés, s'ils sont abrégés en "vis", cela vient d'une analogie avec le marquage de la carabine Winchester - "30/30", qui était multi-chargée.

Alors, quelle est la conception d’un disque dur ? La base du disque dur est un bloc de disques métalliques recouverts d'une substance spéciale qui peut parfaitement supporter l'exposition à un champ magnétique (par exemple, de l'oxyde de fer). De nos jours, les disques durs devraient contenir de un à trois disques de ce type. Les disques durs doivent avoir un excellent équilibrage et une surface véritablement plane, car lors de la rotation, la vitesse peut être assez élevée (7 200 ou 10 000 tr/min sont des vitesses standard), mais les têtes doivent avoir une grande précision de positionnement.

Les têtes magnétiques sont spécialement utilisées pour enregistrer toute information sur un disque (le plus souvent situées des deux côtés du disque, et deux pour chaque disque), capables de former un champ magnétique sous l'influence d'impulsions de courant. Une telle tête magnétique tente de magnétiser une section du disque avec un moment magnétique, d'une certaine direction (un "un" logique ou un "zéro" logique, mais cela dépend de la direction du moment, qui est magnétique). Le processus de magnétisation doit se produire en appliquant une impulsion de courant au bon moment et la tête magnétique doit être positionnée à un certain endroit.

Les têtes magnétorésistives sont spécifiquement utilisées pour lire les informations d'un disque ; elles peuvent réagir aux changements du champ magnétique en utilisant un courant excité dans la tête. Un tel signal analogique doit être lu, converti sous forme numérique, puis introduit dans un système informatique.

À l'aide de pistes, les informations sur les disques peuvent être placées sous forme de cercles concentriques. Pendant le fonctionnement, les têtes magnétiques doivent se déplacer d'une piste à l'autre. Dans les disques durs que nous utilisons aujourd'hui, pour déplacer les têtes magnétiques, ils utilisent entraînement, qui est un solénoïde. Les têtes se déplacent autour de leur axe ; la figure ci-dessous doit montrer leur diagramme de mouvement. La bobine, qui est fixée à l'arrière des têtes, doit être attirée dans un sens ou dans l'autre à l'aide d'un électro-aimant. Étant donné que les disques durs peuvent tourner, la tête, lorsqu'elle se déplace dans un sens ou dans l'autre, doit avoir accès à presque n'importe quel point du disque. Les têtes, qui avaient déjà été comptées après la coupure de courant, commencent à s'éloigner de la surface du disque, puis commencent à se garer. Les têtes ne doivent pas tomber sur la surface du disque !

Lisez le lien pour savoir comment fonctionne l'enregistrement.

Cylindre

Sous forme de cercles concentriques, les informations sur le disque continuent d'être stockées. Toutes les têtes doivent bouger en même temps car le bloc tête est d’une seule pièce. Un seul côté d'un disque peut être desservi par chaque tête. Toutes les têtes doivent être sur la même piste à un moment donné, mais sur des disques différents. Tout s'additionne cylindre dans un plan vertical.

Secteurs

Le volume du maximum d'informations stockées possible sur un disque dur est déterminé par le produit de trois composantes : le nombre de têtes, le nombre de secteurs et le nombre de cylindres.

D'un point de vue technologique, il est plus simple de commencer à produire des disques durs avec moins de disques, mais en même temps, vous avez besoin d'une densité de pistes plus élevée sur un disque.

Placement logique et physique

Cette nuance est également à noter. À savoir placement logique et placement physique secteurs, cylindres, têtes.

Nous avons déjà évoqué plus tôt le placement, qui est physique. Cependant, logiquement (après tout, c'est ainsi que l'ordinateur les « voit »), le programme d'installation doit saisir ces paramètres un peu différemment (le plus souvent ils doivent être indiqués sur le capot du disque dur), et c'est avec la partition logique de le disque dur que l'ordinateur exploite ensuite. Traduction des paramètres du disque est une procédure spéciale qui vous permet de coordonner le placement logique et physique des paramètres du disque. L'unité de traduction doit résider sur le disque dur lui-même, puis convertir les coordonnées logiques en coordonnées physiques. Dans le même temps, il doit permettre aux têtes d'accéder à la zone souhaitée du disque physique.

Problèmes lors de la fabrication du disque dur

Lors de la fabrication des disques durs, il peut ne pas être possible d'éviter un pourcentage suffisant de secteurs défectueux, ainsi que de pistes (l'essentiel est que le disque dur ait le volume requis). Lors du formatage de bas niveau, lorsque l'espace disque est divisé en cylindres logiques, têtes, secteurs, ces zones défectueuses sont marquées et ne sont pas prises en compte dans le fonctionnement ultérieur de ce disque dur.

Un lecteur de disque magnétique dur (HDD) \ HDD (Hard Disk Drive) \ disque dur (support) est un objet matériel capable de stocker des informations.

Les périphériques de stockage d'informations peuvent être classés selon les critères suivants :

• méthode de stockage d'informations : magnétoélectrique, optique, magnéto-optique ;
• type de support de stockage : lecteurs sur disquettes et disques magnétiques durs, disques optiques et magnéto-optiques, bandes magnétiques, éléments de mémoire à semi-conducteurs ;
• le mode d'organisation de l'accès à l'information - accès directs, séquentiels et par bloc ;
• type de périphérique de stockage d'informations - intégré (interne), externe, autonome, mobile (portable), etc.

Une partie importante des dispositifs de stockage d'informations actuellement utilisés reposent sur des supports magnétiques.

Périphérique de disque dur

Le disque dur contient un ensemble de plaques, représentant le plus souvent des disques métalliques, recouvertes d'un matériau magnétique - plateau (oxyde de ferrite gamma, ferrite de baryum, oxyde de chrome...) et reliées entre elles à l'aide d'un axe (arbre, axe).
Les disques eux-mêmes (environ 2 mm d'épaisseur) sont en aluminium, laiton, céramique ou verre. (voir photo)

Les deux surfaces des disques sont utilisées pour l'enregistrement. Utilisé 4-9 assiettes. L'arbre tourne à une vitesse constante élevée (3600-7200 tr/min)
La rotation des disques et le mouvement radical des têtes s'effectuent à l'aide de 2 moteurs électriques.
Les données sont écrites ou lues à l'aide têtes d'écriture/lecture un pour chaque surface du disque. Le nombre de têtes est égal au nombre de surfaces de travail de tous les disques.

Les informations sont écrites sur le disque à des endroits strictement définis - concentriques pistes (pistes) . Les pistes sont divisées en secteurs. Un secteur contient 512 octets d'informations.

L'échange de données entre RAM et NMD s'effectue séquentiellement par un entier (cluster). Grappe- chaînes de secteurs consécutifs (1,2,3,4,...)

Spécial moteurà l'aide d'un support, positionne la tête de lecture/écriture sur une piste donnée (la déplace dans le sens radial).
Lorsque le disque tourne, la tête se situe au dessus du secteur souhaité. Évidemment, toutes les têtes se déplacent simultanément et lisent les informations ; les têtes de données se déplacent simultanément et lisent les informations provenant de pistes identiques sur des lecteurs différents.

Les pistes de disque dur avec le même numéro de série sur différents disques durs sont appelées cylindre .
Les têtes de lecture-écriture se déplacent le long de la surface du plateau. Plus la tête est proche de la surface du disque sans le toucher, plus la densité d'enregistrement autorisée est élevée.

Périphérique de disque dur

Principe magnétique de lecture et d'écriture d'informations

Principe d'enregistrement magnétique des informations

Les fondements physiques des processus d'enregistrement et de reproduction d'informations sur supports magnétiques sont posés dans les travaux des physiciens M. Faraday (1791 - 1867) et D. C. Maxwell (1831 - 1879).

Dans les supports de stockage magnétiques, l'enregistrement numérique est effectué sur un matériau magnétiquement sensible. Ces matériaux comprennent certains types d'oxydes de fer, de nickel, de cobalt et ses composés, des alliages, ainsi que des magnétoplastes et des magnétoélastas avec des plastiques et du caoutchouc visqueux, des matériaux magnétiques en micropoudre.

Le revêtement magnétique a une épaisseur de plusieurs micromètres. Le revêtement est appliqué sur une base non magnétique, constituée de plastiques pour bandes magnétiques et disquettes, et des alliages d'aluminium et des matériaux de substrat composites sont utilisés pour les disques durs. Le revêtement magnétique du disque a une structure de domaine, c'est-à-dire se compose de nombreuses petites particules magnétisées.

Domaine magnétique (du latin dominium - possession) est une région microscopique uniformément magnétisée dans des échantillons ferromagnétiques, séparée des régions voisines par de fines couches de transition (limites de domaine).

Sous l'influence d'un champ magnétique externe, les champs magnétiques propres aux domaines sont orientés conformément à la direction des lignes de champ magnétique. Après la fin de l'influence du champ externe, des zones d'aimantation résiduelle se forment à la surface du domaine. Grâce à cette propriété, les informations sont stockées sur un support magnétique en présence d'un champ magnétique.

Lors de l'enregistrement d'informations, un champ magnétique externe est créé à l'aide d'une tête magnétique. Lors du processus de lecture des informations, les zones d'aimantation résiduelle, situées en face de la tête magnétique, y induisent une force électromotrice (FEM) lors de la lecture.

Le schéma d'écriture et de lecture à partir d'un disque magnétique est illustré à la Fig. 3.1. Un changement de direction de la FEM sur une certaine période de temps est identifié par une unité binaire, et l'absence de ce changement est identifiée par zéro. La période de temps spécifiée est appelée élément binaire.

La surface d’un support magnétique est considérée comme une séquence de positions de points dont chacune est associée à un bit d’information. Puisque l'emplacement de ces positions n'est pas déterminé avec précision, l'enregistrement nécessite des marques pré-appliquées pour aider à localiser les positions d'enregistrement requises. Pour appliquer de telles marques de synchronisation, le disque doit être divisé en pistes
et secteurs - formatage

Organiser un accès rapide aux informations sur disque est une étape importante dans le stockage des données. Un accès rapide à n'importe quelle partie de la surface du disque est assuré, d'une part, en lui donnant une rotation rapide et, d'autre part, en déplaçant la tête de lecture/écriture magnétique le long du rayon du disque.
Une disquette tourne à une vitesse de 300 à 360 tr/min et un disque dur tourne à une vitesse de 3 600 à 7 200 tr/min.

Périphérique logique du disque dur

Le disque magnétique n'est pas initialement prêt à l'emploi. Pour le mettre en état de marche, il doit être formaté, c'est-à-dire la structure du disque doit être créée.

La structure (mise en page) du disque est créée lors du processus de formatage.

Formatage les disques magnétiques comprennent 2 étapes :

1. formatage physique (bas niveau)
2. logique (niveau élevé).

Lors du formatage physique, la surface de travail du disque est divisée en zones distinctes appelées secteurs, qui sont situés le long de cercles concentriques - chemins.

De plus, les secteurs impropres à l'enregistrement des données sont déterminés et marqués comme mauvais afin d'éviter leur utilisation. Chaque secteur est la plus petite unité de données sur un disque et possède sa propre adresse pour en permettre un accès direct. L'adresse du secteur comprend le numéro de face du disque, le numéro de piste et le numéro de secteur sur la piste. Les paramètres physiques du disque sont définis.

En règle générale, l'utilisateur n'a pas besoin de s'occuper du formatage physique, puisque dans la plupart des cas, les disques durs arrivent formatés. D'une manière générale, cela doit être traité par un centre de service spécialisé.

Formatage de bas niveau doit être fait dans les cas suivants :

• s'il y a une panne dans la piste zéro, provoquant des problèmes lors du démarrage à partir d'un disque dur, mais que le disque lui-même est accessible lors du démarrage à partir d'une disquette ;
• si vous remettez un ancien disque en état de fonctionnement, par exemple, réorganisé à partir d'un ordinateur cassé.
• si le disque est formaté pour fonctionner avec un autre système d'exploitation ;
• si le disque a cessé de fonctionner normalement et que toutes les méthodes de récupération n'ont pas donné de résultats positifs.

Veuillez garder à l'esprit que le formatage physique est une opération très puissante— lors de son exécution, les données stockées sur le disque seront complètement effacées et il sera totalement impossible de les restaurer ! Par conséquent, ne procédez pas au formatage de bas niveau à moins d'être sûr d'avoir stocké toutes les données importantes sur le disque dur !

Après avoir effectué un formatage de bas niveau, l'étape suivante consiste à créer une partition du disque dur en un ou plusieurs lecteurs logiques - la meilleure façon de gérer la confusion des répertoires et des fichiers dispersés sur le disque.

Sans ajouter d'éléments matériels à votre système, vous avez la possibilité de travailler avec plusieurs parties d'un même disque dur, comme plusieurs disques.
Cela n’augmente pas la capacité du disque, mais son organisation peut être considérablement améliorée. De plus, différents disques logiques peuvent être utilisés pour différents systèmes d'exploitation.

À formatage logique Le support est enfin préparé pour le stockage des données grâce à l'organisation logique de l'espace disque.
Le disque est prêt à écrire des fichiers dans des secteurs créés par un formatage de bas niveau.
Après avoir créé la table de partition de disque, vient l'étape suivante : le formatage logique des parties individuelles de la partition, ci-après dénommées disques logiques.

Lecteur logique - Il s'agit d'une zone du disque dur qui fonctionne de la même manière qu'un disque séparé.

Le formatage logique est un processus beaucoup plus simple que le formatage de bas niveau.
Pour l'exécuter, démarrez à partir de la disquette contenant l'utilitaire FORMAT.
Si vous disposez de plusieurs disques logiques, formatez-les tous un par un.

Pendant le processus de formatage logique, le disque est alloué zone système, qui se compose de 3 parties :

• secteur de démarrage et table de partition (enregistrement de démarrage)
• Tableaux d'allocation de fichiers (FAT), dans lequel sont enregistrés les numéros de pistes et de secteurs stockant des fichiers
• répertoire racine (Répertoire racine).

Les informations sont enregistrées en partie via le cluster. Il ne peut pas y avoir 2 fichiers différents dans le même cluster.
De plus, le disque peut recevoir un nom à ce stade.

Un disque dur peut être divisé en plusieurs disques logiques et, à l'inverse, 2 disques durs peuvent être réunis en un seul disque logique.

Il est recommandé de créer au moins deux partitions (deux disques logiques) sur votre disque dur : l'une d'elles est allouée au système d'exploitation et aux logiciels, le second disque est exclusivement alloué aux données utilisateur. De cette façon, les données et les fichiers système sont stockés séparément les uns des autres, et en cas de panne du système d'exploitation, il y a beaucoup plus de chances que les données utilisateur soient enregistrées.

Caractéristiques des disques durs

Les disques durs (disques durs) diffèrent les uns des autres par les caractéristiques suivantes :

1. capacité
2. performances – temps d’accès aux données, vitesse de lecture et d’écriture des informations.
3. interface (méthode de connexion) - le type de contrôleur auquel le disque dur doit être connecté (le plus souvent IDE/EIDE et diverses options SCSI).
4. autres fonctionnalités

1. Capacité— la quantité d'informations qui tient sur le disque (déterminée par le niveau de technologie de fabrication).
Aujourd'hui, la capacité est de 500 à 2 000 Go ou plus. Vous n’aurez jamais assez d’espace sur votre disque dur.

2. Vitesse de fonctionnement (performance) le disque est caractérisé par deux indicateurs : temps d'accès au disque Et vitesse de lecture/écriture du disque.

Temps d'accès – le temps nécessaire pour déplacer (positionner) les têtes de lecture/écriture vers la piste et le secteur souhaités.
Le temps d'accès moyen typique entre deux pistes sélectionnées au hasard est d'environ 8 à 12 ms (millisecondes), les disques plus rapides ont un temps de 5 à 7 ms.
Le temps de transition vers la piste adjacente (cylindre adjacent) est inférieur à 0,5 à 1,5 ms. Il faut aussi du temps pour se tourner vers le secteur souhaité.
Le temps total de rotation des disques durs actuels est de 8 à 16 ms, le temps d'attente moyen du secteur est de 3 à 8 ms.
Plus le temps d'accès est court, plus le disque fonctionnera rapidement.

Vitesse de lecture/écriture(bande passante d'entrée/sortie) ou taux de transfert de données (transfert)– le temps de transfert des données séquentielles dépend non seulement du disque, mais également de son contrôleur, des types de bus et de la vitesse du processeur. La vitesse des disques lents est de 1,5 à 3 Mo/s, pour les disques rapides de 4 à 5 Mo/s, pour les derniers de 20 Mo/s.
Les disques durs avec interface SCSI prennent en charge une vitesse de rotation de 10 000 tr/min. et temps de recherche moyen 5 ms, vitesse de transfert de données 40-80 Mb/s.

3.Norme d'interface du disque dur - c'est-à-dire le type de contrôleur auquel le disque dur doit être connecté. Il se situe sur la carte mère.
Il existe trois interfaces de connexion principales

1. IDE et ses différentes variantes

IDE (Integrated Disk Electronic) ou (ATA) Advance Technology Attachment
Avantages : simplicité et faible coût

Vitesse de transfert : 8,3, 16,7, 33,3, 66,6, 100 Mb/s. Au fur et à mesure que les données se développent, l'interface prend en charge l'élargissement de la liste des périphériques : disque dur, super disquette, magnéto-optique,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Certains éléments de parallélisation (mise en service et déconnexion/reconnexion) et de surveillance de l'intégrité des données pendant la transmission sont introduits. Le principal inconvénient de l'IDE est le petit nombre d'appareils connectés (pas plus de 4), ce qui n'est clairement pas suffisant pour un PC haut de gamme.
Aujourd'hui, les interfaces IDE sont passées aux nouveaux protocoles d'échange Ultra ATA. Augmenter considérablement votre débit
Le mode 4 et le mode DMA (Direct Memory Access) 2 permettent un transfert de données à une vitesse de 16,6 Mo/s, mais la vitesse réelle de transfert de données serait bien inférieure.
Normes Ultra DMA/33 et Ultra DMA/66, élaborées en février 1998. par Quantum ont 3 modes de fonctionnement 0,1,2 et 4, respectivement, dans le deuxième mode pris en charge par le support
vitesse de transfert 33 Mb/s. (Ultra DMA/33 Mode 2) Pour garantir qu'une vitesse aussi élevée ne peut être atteinte que lors de l'échange avec le tampon du lecteur. Afin de profiter
Les normes Ultra DMA exigent que 2 conditions soient remplies :

1. support matériel sur la carte mère (chipset) et sur le disque lui-même.

2. pour prendre en charge le mode Ultra DMA, comme les autres DMA (accès direct à la mémoire).

Nécessite un pilote spécial pour différents chipsets. En règle générale, ils sont inclus avec la carte mère ; si nécessaire, ils peuvent être « téléchargés » ;
depuis Internet depuis le site Web du fabricant de la carte mère.

La norme Ultra DMA est rétrocompatible avec les contrôleurs précédents fonctionnant dans une version plus lente.
Version du jour : Ultra DMA/100 (fin 2000) et Ultra DMA/133 (2001).

SATA
IDE de remplacement (ATA) et non d'autres Fireware de bus série haute vitesse (IEEE-1394). L'utilisation de nouvelles technologies permettra à la vitesse de transfert d'atteindre 100 Mb/s,
La fiabilité du système augmente, cela vous permettra d'installer des appareils sans allumer le PC, ce qui est strictement interdit dans l'interface ATA.

SCSI (interface pour petit système informatique)— les appareils sont 2 fois plus chers que les appareils classiques et nécessitent un contrôleur spécial sur la carte mère.
Utilisé pour les serveurs, les systèmes de publication, la CAO. Offre des performances plus élevées (vitesse jusqu'à 160 Mb/s), une large gamme de périphériques de stockage connectés.
Le contrôleur SCSI doit être acheté avec le disque correspondant.

SCSI a un avantage sur l'IDE : flexibilité et performances.
La flexibilité réside dans le grand nombre d'appareils connectés (7-15), et pour les IDE (4 maximum), une longueur de câble plus longue.
Performances – vitesse de transfert élevée et possibilité de traiter simultanément plusieurs transactions.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) jusqu'à 40 Mb/s version 16 bits Ultra2 - norme SCSI jusqu'à 80 Mb/s

2. Une autre technologie d'interface SCSI appelée Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) vous permet de vous connecter jusqu'à 100 Mbps, avec une longueur de câble allant jusqu'à 30 mètres. La technologie FC-AL permet des connexions « à chaud », c'est-à-dire en déplacement, dispose de lignes supplémentaires pour la surveillance et la correction des erreurs (la technologie est plus chère que le SCSI classique).

4. Autres fonctionnalités des disques durs modernes

La grande variété de modèles de disques durs rend difficile le choix du bon.
Outre la capacité requise, les performances sont également très importantes, car elles sont principalement déterminées par leurs caractéristiques physiques.
Ces caractéristiques sont le temps de recherche moyen, la vitesse de rotation, la vitesse de transfert interne et externe et la taille de la mémoire cache.

4.1 Temps de recherche moyen.

Le disque dur met un certain temps pour déplacer la tête magnétique de sa position actuelle vers la nouvelle position nécessaire pour lire l'information suivante.
Dans chaque situation spécifique, ce temps est différent, en fonction de la distance que la tête doit parcourir. En règle générale, les spécifications ne fournissent que des valeurs moyennes et les algorithmes de moyenne utilisés par les différentes entreprises diffèrent généralement, ce qui rend la comparaison directe difficile.

Ainsi, les sociétés Fujitsu et Western Digital utilisent toutes les paires de pistes possibles ; les sociétés Maxtor et Quantum utilisent la méthode d'accès aléatoire. Le résultat obtenu peut être encore ajusté.

Le temps de recherche pour l’écriture est souvent légèrement plus long que pour la lecture. Certains fabricants ne fournissent que la valeur inférieure (pour la lecture) dans leurs spécifications. Dans tous les cas, en plus des valeurs moyennes, il est utile de prendre en compte le maximum (sur l'ensemble du disque),
et le temps de recherche minimum (c'est-à-dire piste à piste).

4.2 Vitesse de rotation

Du point de vue de la vitesse d'accès au fragment souhaité de l'enregistrement, la vitesse de rotation affecte la durée dite du temps de latence, qui est nécessaire pour que le disque tourne vers la tête magnétique avec le secteur souhaité.

La valeur moyenne de ce temps correspond à un demi-tour de disque et est de 8,33 ms à 3600 tr/min, 6,67 ms à 4500 tr/min, 5,56 ms à 5400 tr/min, 4,17 ms à 7200 tr/min.

La valeur du temps de latence est comparable au temps de recherche moyen, donc dans certains modes, il peut avoir le même impact, sinon plus, sur les performances.

4.3 Débit en bauds interne

— la vitesse à laquelle les données sont écrites ou lues sur le disque. En raison de l'enregistrement de zone, sa valeur est variable - plus élevée sur les pistes extérieures et plus faible sur les pistes intérieures.
Lorsque vous travaillez avec des fichiers longs, ce paramètre limite dans de nombreux cas la vitesse de transfert.

4.4 Débit en bauds externe

— vitesse (crête) à laquelle les données sont transmises via l'interface.

Il dépend du type d'interface et a le plus souvent des valeurs fixes : 8,3 ; 11.1 ; 16,7 Mb/s pour l'IDE amélioré (mode PIO2, 3, 4) ; 33,3 66,6 100 pour Ultra DMA ; 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s pour SCSI synchrone, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bits), respectivement.

4.5 Si le disque dur possède sa propre mémoire cache et son volume (tampon de disque).

La taille et l'organisation de la mémoire cache (tampon interne) peuvent affecter considérablement les performances du disque dur. Identique à la mémoire cache standard,
Dès qu’un certain volume est atteint, la croissance de la productivité ralentit fortement.

La mémoire cache segmentée de grande capacité est pertinente pour les disques SCSI hautes performances utilisés dans les environnements multitâches. Plus le cache est grand, plus le disque dur fonctionne rapidement (128-256 Ko).

L’influence de chaque paramètre sur la performance globale est assez difficile à isoler.

Exigences en matière de disque dur

La principale exigence des disques est la fiabilité de fonctionnement, garantie par une longue durée de vie des composants de 5 à 7 ans ; de bons indicateurs statistiques, à savoir :

• temps moyen entre pannes d'au moins 500 000 heures (classe la plus élevée 1 million d'heures ou plus.)
• système de surveillance actif intégré pour l'état des nœuds de disque Technologie d'analyse et de rapport SMART/auto-surveillance.

Technologie INTELLIGENT. (Technologie d'analyse et de reporting d'auto-surveillance) est une norme industrielle ouverte développée autrefois par Compaq, IBM et un certain nombre d'autres fabricants de disques durs.

L'intérêt de cette technologie est l'autodiagnostic interne du disque dur, qui vous permet d'évaluer son état actuel et de vous informer d'éventuels problèmes futurs pouvant entraîner une perte de données ou une panne du disque.

L'état de tous les éléments vitaux du disque est surveillé en permanence :
têtes, plans de travail, moteur électrique avec broche, unité électronique. Par exemple, si un affaiblissement du signal est détecté, les informations sont réécrites et une observation plus approfondie a lieu.
Si le signal s'affaiblit à nouveau, les données sont transférées vers un autre emplacement et le cluster donné est placé comme défectueux et indisponible, et un autre cluster de la réserve de disque est rendu disponible à la place.

Lorsque vous travaillez avec un disque dur, vous devez respecter les conditions de température dans lesquelles le disque fonctionne. Les fabricants garantissent un fonctionnement sans problème du disque dur à des températures ambiantes allant de 0C à 50C, même si, en principe, sans conséquences graves, vous pouvez modifier les limites d'au moins 10 degrés dans les deux sens.
En cas de grands écarts de température, une couche d'air de l'épaisseur requise peut ne pas se former, ce qui entraînerait des dommages à la couche magnétique.

En général, les fabricants de disques durs accordent une grande attention à la fiabilité de leurs produits.

Le principal problème réside dans la pénétration de particules étrangères à l’intérieur du disque.

A titre de comparaison : une particule de fumée de tabac fait deux fois la distance entre la surface et la tête, l'épaisseur d'un cheveu humain est 5 à 10 fois plus grande.
Pour la tête, une rencontre avec de tels objets entraînera un coup violent et, par conséquent, des dommages partiels ou un échec complet.
Extérieurement, cela se manifeste par l'apparition d'un grand nombre de clusters inutilisables régulièrement localisés.

Les accélérations importantes (surcharges) à court terme qui se produisent lors de chocs, de chutes, etc. sont dangereuses. Par exemple, suite à un impact, la tête heurte brusquement le champ magnétique.
couche et provoque sa destruction à l'endroit correspondant. Ou, à l'inverse, il se déplace d'abord dans la direction opposée, puis, sous l'influence d'une force élastique, il heurte la surface comme un ressort.
En conséquence, des particules de revêtement magnétique apparaissent dans le boîtier, ce qui peut à nouveau endommager la tête.

Ne pensez pas que sous l'influence de la force centrifuge, ils s'éloigneront du disque - la couche magnétique
les attirera fermement vers vous. En principe, les conséquences terribles ne sont pas l'impact lui-même (on peut en quelque sorte accepter la perte d'un certain nombre de clusters), mais le fait que des particules se forment qui causeront certainement des dommages supplémentaires au disque.

Pour éviter de tels cas très désagréables, diverses entreprises recourent à toutes sortes d'astuces. En plus d'augmenter simplement la résistance mécanique des composants du disque, la technologie intelligente S.M.A.R.T. est également utilisée, qui surveille la fiabilité de l'enregistrement et la sécurité des données sur le support (voir ci-dessus).

En fait, le disque n'est toujours pas formaté à sa pleine capacité ; il existe une certaine réserve. Ceci est principalement dû au fait qu'il est presque impossible de produire un support
sur laquelle absolument toute la surface serait de haute qualité, il y aura certainement de mauvais clusters (échecs). Lorsqu'un disque est formaté de bas niveau, son électronique est configuré de manière à ce que
de sorte qu'il contourne ces zones défectueuses, et il est complètement invisible pour l'utilisateur que le support présente un défaut. Mais s'ils sont visibles (par exemple, après formatage
l'utilitaire affiche leur numéro autre que zéro), alors c'est déjà très mauvais.

Si la garantie n'a pas expiré (et, à mon avis, il est préférable d'acheter un disque dur avec une garantie), apportez immédiatement le disque au vendeur et exigez le remplacement du support ou un remboursement.
Le vendeur, bien sûr, commencera immédiatement à dire que quelques zones défectueuses ne sont pas une raison de s'inquiéter, mais ne le croyez pas. Comme déjà mentionné, ce couple en provoquera très probablement beaucoup plus, et par la suite une panne complète du disque dur est possible.

Un disque en état de fonctionnement est particulièrement sensible aux dommages, vous ne devez donc pas placer l'ordinateur dans un endroit où il pourrait être soumis à divers chocs, vibrations, etc.

Préparer le disque dur pour le travail

Commençons par le tout début. Supposons que vous ayez acheté un disque dur et un câble séparément de l'ordinateur.
(Le fait est que lorsque vous achetez un ordinateur assemblé, vous recevrez un disque préparé à l'emploi).

Quelques mots sur sa gestion. Un disque dur est un produit très complexe qui contient, en plus de l'électronique, de la mécanique de précision.
Il nécessite donc une manipulation soigneuse : les chocs, les chutes et les fortes vibrations peuvent endommager sa partie mécanique. En règle générale, la carte du lecteur contient de nombreux éléments de petite taille et n'est pas recouverte de couvercles durables. Pour cette raison, il convient de veiller à sa sécurité.
La première chose à faire lorsque vous recevez un disque dur est de lire la documentation qui l'accompagne - elle contiendra probablement de nombreuses informations utiles et intéressantes. Dans ce cas, vous devez faire attention aux points suivants :

• la présence et les options de réglage des cavaliers qui déterminent les paramètres (installation) du disque, par exemple, déterminant un paramètre tel que le nom physique du disque (ils peuvent être présents, mais ils peuvent ne pas être présents),
• nombre de têtes, cylindres, secteurs sur disques, niveau de précompensation et type de disque. Vous devez saisir ces informations lorsque le programme de configuration de l'ordinateur vous y invite.
  Toutes ces informations seront nécessaires lors du formatage du disque et de la préparation de la machine à son utilisation.
• Si le PC lui-même ne détecte pas les paramètres de votre disque dur, le plus gros problème sera d'installer un disque pour lequel il n'existe aucune documentation.
  Sur la plupart des disques durs, vous pouvez trouver des étiquettes avec le nom du fabricant, le type (marque) de l'appareil, ainsi qu'un tableau des pistes dont l'utilisation est interdite.
  De plus, le variateur peut contenir des informations sur le nombre de têtes, de cylindres et de secteurs ainsi que sur le niveau de précompensation.

Pour être honnête, il faut dire que souvent seul son titre est inscrit sur le disque. Mais même dans ce cas, vous pouvez trouver les informations requises soit dans l'ouvrage de référence,
ou en appelant le bureau de représentation de l'entreprise. Il est important d’obtenir des réponses à trois questions :

• Comment les cavaliers doivent-ils être réglés pour utiliser le variateur comme maître/esclave ?
• Combien y a-t-il de cylindres et de têtes sur le disque, combien de secteurs par piste, quelle est la valeur de précompensation ?
• Quel type de disque parmi ceux enregistrés dans le BIOS ROM correspond le mieux à ce lecteur ?

Avec ces informations en main, vous pouvez procéder à l’installation du disque dur.

Pour installer un disque dur sur votre ordinateur, procédez comme suit :

1. Débranchez l'ensemble de l'unité centrale de l'alimentation et retirez le capot.
2. Connectez le câble du disque dur au contrôleur de la carte mère. Si vous installez un deuxième disque, vous pouvez utiliser le câble du premier s'il dispose d'un connecteur supplémentaire, mais vous devez vous rappeler que la vitesse de fonctionnement des différents disques durs sera comparée à celle du côté le plus lent.
3. Si nécessaire, changez les cavaliers en fonction de la façon dont vous utilisez le disque dur.
4. Installez le lecteur dans un espace libre et connectez le câble du contrôleur sur la carte au connecteur du disque dur avec la bande rouge à l'alimentation, câble d'alimentation.
5. Fixez solidement le disque dur avec quatre boulons des deux côtés, disposez les câbles à l'intérieur de l'ordinateur de manière à ne pas les couper lors de la fermeture du capot,
6. Fermez l'unité centrale.
7. Si le PC lui-même ne détecte pas le disque dur, modifiez la configuration de l'ordinateur à l'aide du programme d'installation afin que l'ordinateur sache qu'un nouveau périphérique y a été ajouté.

Fabricants de disques durs

Les disques durs de même capacité (mais provenant de fabricants différents) ont généralement des caractéristiques plus ou moins similaires, et les différences s'expriment principalement dans la conception du boîtier, le facteur de forme (en d'autres termes, les dimensions) et la période de garantie. De plus, une mention particulière doit être faite à ce dernier : le coût des informations sur un disque dur moderne est souvent plusieurs fois supérieur à son propre prix.

Si votre disque rencontre des problèmes, essayer de le réparer signifie souvent exposer vos données à des risques supplémentaires.
Un moyen beaucoup plus raisonnable consiste à remplacer l'appareil défectueux par un nouveau.
La part du lion des disques durs sur le marché russe (et pas seulement) est constituée de produits d'IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum.

le nom du fabricant produisant ce type de variateur,

Corporation Quantique (www.quantum.com.), fondée en 1980, est l'un des vétérans du marché des disques durs. L'entreprise est connue pour ses solutions techniques innovantes visant à améliorer la fiabilité et les performances des disques durs, le temps d'accès aux données sur le disque et la vitesse de lecture/écriture sur le disque, ainsi que la capacité d'informer sur d'éventuels problèmes futurs pouvant entraîner une perte de données. ou panne de disque.

— L'une des technologies exclusives de Quantum est le SPS (Shock Protection System), conçu pour protéger le disque des chocs.

- programme DPS (Data Protection System) intégré, conçu pour préserver la chose la plus précieuse - les données qui y sont stockées.

Corporation Western Digital (www.wdс.com.)Également l’une des plus anciennes entreprises de fabrication de disques durs, elle a connu des hauts et des bas au cours de son histoire.
La société a récemment pu introduire les dernières technologies dans ses disques. Parmi eux, il convient de noter notre propre développement - la technologie Data Lifeguard, qui est un développement ultérieur du système S.M.A.R.T. Il tente de compléter logiquement la chaîne.

Selon cette technologie, la surface du disque est régulièrement analysée pendant la période où il n'est pas utilisé par le système. Celui-ci lit les données et vérifie leur intégrité. Si des problèmes sont constatés lors de l'accès à un secteur, les données sont transférées vers un autre secteur.
Les informations sur les secteurs défectueux sont inscrites dans une liste de défauts interne, ce qui évite de futures entrées dans des secteurs défectueux.

Ferme Seagate (www.seagate.com) très célèbre sur notre marché. À propos, je recommande les disques durs de cette société car ils sont très fiables et durables.

En 1998, elle se fait à nouveau remarquer en sortant une série de disques Medalist Pro.
avec une vitesse de rotation de 7200 tr/min, en utilisant pour cela des roulements spéciaux. Auparavant, cette vitesse n'était utilisée que dans les disques à interface SCSI, ce qui permettait d'augmenter les performances. La même série utilise la technologie SeaShield System, conçue pour améliorer la protection du disque et des données qui y sont stockées contre l'influence de l'électrostatique et des chocs. Dans le même temps, l’impact du rayonnement électromagnétique est également réduit.

Tous les disques fabriqués prennent en charge la technologie S.M.A.R.T.
Les nouveaux disques de Seagate incluent une version améliorée de son système SeaShield avec plus de fonctionnalités.
Il est significatif que Seagate ait annoncé la résistance aux chocs la plus élevée de la série mise à jour du secteur - 300G lorsqu'elle n'est pas utilisée.

Ferme IBM (www.storage.ibm.com) Même si, jusqu'à récemment, elle n'était pas un fournisseur majeur sur le marché russe des disques durs, elle a rapidement réussi à se forger une bonne réputation grâce à ses disques rapides et fiables.

Ferme Fujitsu (www.fujitsu.com) est un grand fabricant expérimenté de lecteurs de disques, non seulement magnétiques, mais aussi optiques et magnéto-optiques.
Certes, l'entreprise n'est en aucun cas leader sur le marché des disques durs avec interface IDE : elle contrôle (selon diverses études) environ 4% de ce marché, et ses principaux intérêts se situent dans le domaine des périphériques SCSI.

Dictionnaire terminologique

Étant donné que certains éléments moteurs qui jouent un rôle important dans son fonctionnement sont souvent considérés comme des concepts abstraits, les termes les plus importants sont expliqués ci-dessous.

Temps d'accès— La période de temps nécessaire à un disque dur pour rechercher et transférer des données vers ou depuis la mémoire.
Les performances des disques durs sont souvent déterminées par le temps d'accès (récupération).

Grappe- la plus petite unité d'espace avec laquelle le système d'exploitation fonctionne dans la table d'emplacement des fichiers. Généralement, un cluster se compose de 2-4-8 secteurs ou plus.
Le nombre de secteurs dépend du type de disque. La recherche de clusters plutôt que de secteurs individuels réduit les coûts de temps du système d'exploitation. Les grands clusters offrent des performances plus rapides
lecteur, car le nombre de clusters dans ce cas est plus petit, mais l'espace (espace) sur le disque est moins bien utilisé, car de nombreux fichiers peuvent être plus petits que le cluster et les octets restants du cluster ne sont pas utilisés.

Contrôleur (Contrôleur)- un circuit, généralement situé sur une carte d'extension, qui contrôle le fonctionnement du disque dur, y compris le déplacement de la tête et la lecture et l'écriture des données.

Cylindre- des pistes situées en face les unes des autres de tous les côtés de tous les disques.

Tête d'entraînement- un mécanisme qui se déplace le long de la surface du disque dur et permet l'enregistrement ou la lecture électromagnétique des données.

Table d'allocation de fichiers (FAT)- un enregistrement généré par le système d'exploitation qui suit l'emplacement de chaque fichier sur le disque et quels secteurs sont utilisés et lesquels sont libres pour y écrire de nouvelles données.

Écart de tête— la distance entre la tête du lecteur et la surface du disque.

Entrelacement— la relation entre la vitesse de rotation du disque et l'organisation des secteurs sur le disque. En règle générale, la vitesse de rotation du disque dépasse la capacité de l'ordinateur à recevoir des données du disque. Au moment où le contrôleur lit les données, le secteur séquentiel suivant a déjà dépassé la tête. Par conséquent, les données sont écrites sur le disque via un ou deux secteurs. À l'aide d'un logiciel spécial lors du formatage d'un disque, vous pouvez modifier l'ordre de répartition.

Lecteur logique- certaines parties de la surface de travail du disque dur, qui sont considérées comme des disques distincts.
Certains lecteurs logiques peuvent être utilisés pour d'autres systèmes d'exploitation, tels qu'UNIX.

Parking- déplacer les têtes de lecteur vers un point spécifique et les fixer de manière fixe au-dessus des parties inutilisées du disque, afin de minimiser les dommages lorsque le lecteur est secoué lorsque les têtes heurtent la surface du disque.

Partitionnement– opération de division d’un disque dur en lecteurs logiques. Tous les disques sont partitionnés, même si les petits disques ne peuvent avoir qu'une seule partition.

Disque (plateau)- le disque métallique lui-même, recouvert d'un matériau magnétique, sur lequel les données sont enregistrées. Un disque dur possède généralement plusieurs disques.

RLL (longueur d'exécution limitée)- Un circuit d'encodage utilisé par certains contrôleurs pour augmenter le nombre de secteurs par piste afin d'accueillir plus de données.

Secteur- Une division de piste de disque qui représente l'unité de base de taille utilisée par le lecteur. Les secteurs du système d'exploitation contiennent généralement 512 octets.

Temps de positionnement (temps de recherche)- le temps nécessaire à la tête pour passer de la piste sur laquelle elle est installée à une autre piste souhaitée.

Piste- division concentrique du disque. Les pistes sont similaires aux pistes d'un disque. Contrairement aux pistes d'un disque, qui forment une spirale continue, les pistes d'un disque sont circulaires. Les pistes sont à leur tour divisées en clusters et secteurs.

Temps de recherche piste à piste— le temps nécessaire à la tête d'entraînement pour se déplacer vers la piste adjacente.

Taux de transfert- la quantité d'informations transférées entre le disque et l'ordinateur par unité de temps. Cela inclut également le temps nécessaire pour rechercher une piste.

Disque dur (HDD)– un dispositif de stockage non volatile dont la finalité est le stockage de données à long terme. Les informations sont stockées sur des supports durs (disques en alliages spéciaux) recouverts d'un revêtement ferromagnétique (dioxyde de chrome).

Périphérique de disque dur.

Hermozone

Comprend : un corps en alliage durable, des disques à revêtement magnétique, une unité principale avec un dispositif de positionnement et un entraînement de broche électrique.

Bloc de tête

Un ensemble de leviers en acier à ressort avec têtes fixes aux extrémités.

Assiettes

Fabriqué en alliage métallique et recouvert d'un revêtement ferromagnétique (oxydes de fer, manganèse et autres métaux). Les disques sont montés rigidement sur une broche qui tourne à une vitesse de plusieurs milliers de tours par minute. À cette vitesse, un puissant flux d’air est créé près de la surface du disque, ce qui soulève les têtes et les fait flotter au-dessus de la surface du plateau. Jusqu'à ce que les disques accélèrent à la vitesse requise pour que les têtes « décollent », le dispositif de stationnement maintient les têtes dans la zone de stationnement. Cela évite d'endommager les têtes et la surface de travail du disque.

Positionneur de tête

Il se compose d'une paire fixe d'aimants permanents puissants, ainsi que d'une bobine sur un bloc à tête mobile.

La zone hermétique est remplie d'air purifié et séché ou de gaz neutres, notamment d'azote, et une fine membrane métallique ou plastique est installée pour égaliser la pression. L'égalisation de la pression est nécessaire pour éviter la déformation du corps de la zone de confinement lors des changements de pression atmosphérique et de température, ainsi que lorsque l'appareil se réchauffe pendant le fonctionnement. Les particules de poussière qui se trouvent dans la zone hermétique lors du montage et atterrissent sur la surface du disque sont transportées lors de la rotation vers un autre filtre - un dépoussiéreur.

Unité électronique

Contient : une unité de contrôle, une mémoire morte, une mémoire tampon, une unité d'interface (transfert de données, alimentation) et une unité de traitement du signal numérique.

L'unité de contrôle est un système :

• positionnement de la tête ;
• contrôle de conduite ;
• changer les flux d'informations de différentes têtes ;
• contrôler le fonctionnement de tous les autres nœuds - recevoir et traiter les signaux des capteurs de l'appareil :
  • accéléromètre à axe unique - utilisé comme capteur de choc,
  • accéléromètre triaxial - utilisé comme capteur de chute libre,
  • capteur de pression,
  • capteur d'accélération angulaire,
  • capteur de température.

Unité de mémoire en lecture seule stocke les programmes de contrôle pour les unités de contrôle et le traitement du signal numérique, ainsi que les informations de service du disque dur.

Mémoire tampon atténue la différence de vitesse entre la partie d'interface et le lecteur (une mémoire statique à grande vitesse est utilisée).

Unité de traitement du signal numérique effectue le nettoyage du signal analogique lu et son décodage (extraction des informations numériques).

Caractéristiques du disque dur.

Interface— norme prise en charge pour l'échange de données avec des dispositifs de stockage d'informations : .

Capacité— la quantité de données que le disque dur peut stocker (Go, To).

Facteur de forme— taille physique d'un disque avec revêtement ferromagnétique : 3,5 ou 2,5 pouces.

Temps d'accès— le temps pendant lequel le disque dur est assuré d'effectuer une opération de lecture ou d'écriture sur n'importe quelle partie du disque magnétique (plage de 2,5 à 16 ms).

Vitesse de broche– un paramètre dont dépendent le temps d’accès et la vitesse moyenne de transfert des données. Les disques durs pour ordinateurs portables ont des vitesses de rotation de 4 200, 5 400 et 7 200 tr/min, et pour les ordinateurs de bureau de 5 400, 7 200 et 10 000 tr/min.

E/S— nombre d'opérations d'E/S par seconde. En règle générale, un disque dur effectue environ 50 opérations par seconde avec un accès aléatoire et environ 100 avec un accès séquentiel.

Consommation d'énergie— la consommation électrique en Watts, un facteur important pour les appareils mobiles.

Niveau de bruit– le bruit en décibels créé par la mécanique du disque dur lors de son fonctionnement (rotation de la broche, aérodynamisme, positionnement). Les disques silencieux sont considérés comme des appareils avec un niveau de bruit d'environ 26 dB ou moins.

Résistance aux chocs— la résistance du variateur aux coups de bélier ou aux chocs soudains. Elle est mesurée en unités de surcharge admissible (G) à l'état marche et arrêt.

Taux de transfert de données– vitesse de lecture/écriture pour accès séquentiel (zone disque interne - de 44,2 à 74,5 Mo/s, zone disque externe - de 60,0 à 111,4 Mo/s).

Volume tampon— mémoire intermédiaire (Mo), conçue pour atténuer la différence de vitesse de lecture/écriture et de vitesse de transfert sur l'interface. Varie généralement de 8 à 64 Mo.

Vidéo sur le thème : « Disque dur : appareil et caractéristiques »