Uživatel:Masterad

Z HPM wiki
(Rozdíly mezi verzemi)
Přejít na: navigace, hledání
Řádka 58: Řádka 58:
 
2) Druhý, spolehlivější princ, se nazývá '''vystavovací cívka (VOICE COIL)'''. Průchod proudu cívkou způsobí vychýlení cívky úměrné velikosti procházejícího proudu. Je zde využito zpětné vazby - hlavička čte svou polohu z disku a na základě této informace řídící elektronika přidá nebo ubere proud potřebný k vychýlení. VOICE COIL má ještě jednu výhodu - Je totiž samoparkovací. Po náhlém výpadku napájení se totiž hlavy samovolně vrátí (díky pružince) do parkovací zóny. Krokový motorek k tomuto účelu potřebuje zvláštní elektronické obvody. Zdokonalováním prochází také hlava, která se rozdělila na čtecí a záznamovou. Zatímco záznamová hlava pracuje stále na induktivním principu, byla pro čtecí hlavu vyvinuta nová technologie MR - Magneto Resistive (firma IBM).
 
2) Druhý, spolehlivější princ, se nazývá '''vystavovací cívka (VOICE COIL)'''. Průchod proudu cívkou způsobí vychýlení cívky úměrné velikosti procházejícího proudu. Je zde využito zpětné vazby - hlavička čte svou polohu z disku a na základě této informace řídící elektronika přidá nebo ubere proud potřebný k vychýlení. VOICE COIL má ještě jednu výhodu - Je totiž samoparkovací. Po náhlém výpadku napájení se totiž hlavy samovolně vrátí (díky pružince) do parkovací zóny. Krokový motorek k tomuto účelu potřebuje zvláštní elektronické obvody. Zdokonalováním prochází také hlava, která se rozdělila na čtecí a záznamovou. Zatímco záznamová hlava pracuje stále na induktivním principu, byla pro čtecí hlavu vyvinuta nová technologie MR - Magneto Resistive (firma IBM).
  
          '''Diskové plotny'''
+
'''Diskové plotny'''
 
Data jsou na pevném disku uložena pomocí magnetického záznamu. Disk obsahuje kovové nebo skleněné desky - tzv. plotny pokryté tenkou magneticky měkkou  vrstvou .Hustota datového záznamu se udává jako počet bitů na měrnou jednotku plochy disku [bitů/inch2], [bitů/mm2]. Plotny jsou neohebné (odtud pevný disk), na rozdíl od ohebných ploten v disketách - floppy disk. Ploten bývá v dnešních discích často několik (1 – 3, výjimečně až 5). Disk se otáčí na tzv. vřetenu poháněném elektromotorem. Standartní 3,5" palcové disky mají až 4 plotny a 8 hlav (po jedné hlavě z obou stran plotny). HDD s nejmenší velikostí GB mají mnohdy pouze 1 plotnu. Plotny se rychle otáčejí (to je obvykle uváděná „rychlost disku“, udává se v otáčkách za minutu). V běžných discích plotny rotují rychlostí 7 200 ot/min, vyšší třída disků do pracovních stanic se točí rychlostí 10 000rpm a u některých serverových disků i 15 000 ot/min. Opačnou stranou jsou takzvané "zelené disky" WD green power otáčející se rychlostí jen 5 400ot/min. Jejich využití se nalézá tam, kde je přednější nižší spotřeba, nižší teplota a nižší hluk na úkor nižšího výkonu. Disky v noteboocích mají nejčastěji 5 400ot/min, existují ovšem i notebookové modely otáčející se rychlostí 7 200ot/min, jakožto modely používající pouze 4 200ot/min, to jsou nejčastěji buď velmi staré disky nebo moderní disky se specializovaným použitím např. ve videokamerách s fyzickými rozměry menšími než klasické notebookové disky. Při 7 200 ot/min je obvodová rychlost plotny zhruba 30 km/h(pro 3,5palcový disk). Otáčky disku společně s hustotou záznamu a rychlostí vystavovacího mechanismu určují celkový výkon disku. Podle rychlosti otáčení plotny se určuje i maximální hustota plotny, aby nedocházelo k přepisování vedlejších bitů. Čím rychleji se plotny otáčí tím víc na ně působí odstředivá síla a proto se někteří výrobci u disků 10-15000 ot./min. uchylují k 2,5" verzím, kde je síla menší a tak jsou materiály méně namáhány. V současné době mají standardně disky ve stolních PC plotny o průměru 3,5 palce (tj. 8,9 cm), v noteboocích jsou menší varianty 2,5", které mají otáčky podle použití notebooku a používají se hlavně kvůli velikosti a spotřebě (díky menším plotnám je potřeba motor, co spotřebuje míň proudu).  
 
Data jsou na pevném disku uložena pomocí magnetického záznamu. Disk obsahuje kovové nebo skleněné desky - tzv. plotny pokryté tenkou magneticky měkkou  vrstvou .Hustota datového záznamu se udává jako počet bitů na měrnou jednotku plochy disku [bitů/inch2], [bitů/mm2]. Plotny jsou neohebné (odtud pevný disk), na rozdíl od ohebných ploten v disketách - floppy disk. Ploten bývá v dnešních discích často několik (1 – 3, výjimečně až 5). Disk se otáčí na tzv. vřetenu poháněném elektromotorem. Standartní 3,5" palcové disky mají až 4 plotny a 8 hlav (po jedné hlavě z obou stran plotny). HDD s nejmenší velikostí GB mají mnohdy pouze 1 plotnu. Plotny se rychle otáčejí (to je obvykle uváděná „rychlost disku“, udává se v otáčkách za minutu). V běžných discích plotny rotují rychlostí 7 200 ot/min, vyšší třída disků do pracovních stanic se točí rychlostí 10 000rpm a u některých serverových disků i 15 000 ot/min. Opačnou stranou jsou takzvané "zelené disky" WD green power otáčející se rychlostí jen 5 400ot/min. Jejich využití se nalézá tam, kde je přednější nižší spotřeba, nižší teplota a nižší hluk na úkor nižšího výkonu. Disky v noteboocích mají nejčastěji 5 400ot/min, existují ovšem i notebookové modely otáčející se rychlostí 7 200ot/min, jakožto modely používající pouze 4 200ot/min, to jsou nejčastěji buď velmi staré disky nebo moderní disky se specializovaným použitím např. ve videokamerách s fyzickými rozměry menšími než klasické notebookové disky. Při 7 200 ot/min je obvodová rychlost plotny zhruba 30 km/h(pro 3,5palcový disk). Otáčky disku společně s hustotou záznamu a rychlostí vystavovacího mechanismu určují celkový výkon disku. Podle rychlosti otáčení plotny se určuje i maximální hustota plotny, aby nedocházelo k přepisování vedlejších bitů. Čím rychleji se plotny otáčí tím víc na ně působí odstředivá síla a proto se někteří výrobci u disků 10-15000 ot./min. uchylují k 2,5" verzím, kde je síla menší a tak jsou materiály méně namáhány. V současné době mají standardně disky ve stolních PC plotny o průměru 3,5 palce (tj. 8,9 cm), v noteboocích jsou menší varianty 2,5", které mají otáčky podle použití notebooku a používají se hlavně kvůli velikosti a spotřebě (díky menším plotnám je potřeba motor, co spotřebuje míň proudu).  
  

Verze z 11. 12. 2011, 11:37

jako semestrální práci jsem si vybral pevný disk( hard disk)


Pevný disk (hard disk)


Co je to pevný disk

Pevný disk (anglicky hard disk drive, HDD) je zařízení, které se používá v počítači k trvalému uchování většího množství dat a uchovávání dat, s nimiž mikroprocesor momentálně nepracuje, ale která si v případě potřeby načte. Hlavním důvodem velkého rozšíření pevných disků je velmi výhodný poměr kapacity a ceny disku, doprovázený relativně vysokou rychlostí blokového čtení. Data se při odpojení disku od napájení neztrácí a počet přepsání uložených dat jinými je prakticky neomezena.

Trocha historie

Dříve jsme mohli vidět počítače, které zabraly celou místnost. Člověk došel k závěru, že data zpracovaná počítačem by bylo dobré ukládat pro pozdější využití. V té době již mělo lidstvo jisté zkušenosti s magnetickým záznamem, tudíž bylo řešení problémů s pevnými disky na snadě. V počítačích se měnily ohromné cívky, na které se vešly řádově stovky kilobytů dat. 13. září roku 1956 se objevil na světě vůbec první počítač s pevným diskem. Jmenoval se IBM 305 RAMAC , pevný disk uchoval 5 milionů 7 bitových znaků (asi 4,2 MB), jeho velikost byla 24 palců, disk se otáčel rychlostí 78 RPM. To všechno za pouhých $ 35 000. Těchto počítačů bylo vyrobeno asi 1000, jejich produkce byla ukončena roku 1961

Vyvoj.png

Paměti pracující na magnetickém principu mají několik částí:

1)Médium, na němž jsou uložena data

Datové médium pevného disku je složeno z tuhých kotoučů (používá se i název plotna) umístěných v několika patrech nad sebou. Data se zapisují do magnetické vrstvy nanesené na každý jednotlivý kotouč.

2)Magnetické hlavy pro vlastní zápis a čtení dat

S magnetickým povrchem disků pracují magnetické čtecí/ zápisové hlavy. Hlavy se u pevných disků nepohybuju po povrchu disku, ale vznášejí se nad ním. Vznášení hlav zajišťuje aerodynamický vztlak vznikající nad roztočeným diskem. Protože hlavy plují nad diskem, nedochází ke tření mezi hlavou a diskem. Pevné disky tak vynikají vysokou trvanlivostí a spolehlivostí. Vzdálenost vznášejících se hlav nad diskem je několik micro metrů. Drobné zrnko prachu by pak mohlo způsobit rýhu v disku a znehodnocení dat. Z toho důvodu jsou pevné disky uloženy ve vzduchotěsném pouzdře. Při vypnutí disku zajistí mechanika magnetických hlav jejich přisání do vyhrazené parkovací oblasti. Tak je zajištěno to, že se hlava nikdy nedotkne datové oblasti a nezničí data. (U starších disků se můžeme setkat s nutností zaparkovat hlavy před vypnutím počítače programově).

3)Mechaniku pohybující hlavami

Mechaniku pohybující hlavami zajišťuje, aby se hlava dostala na příslušné místo na disku, kde jsou uložena data. Hlava pak jenom počká na požadované otočení a načte data.

4)Motorek točící disk

Zajišťuje otáčení plotny rychlostí až 10 000x za minutu, průměrný disk 7200x za minutu a starší disky 5400x za minutu.

5)Desku rozhraní (řadič, controller), zajišťující připojení disku k základní desce (zpravidla ji najdeme integrovánu na základní desce PC), kde je vyveden také konektor pro připojení datového kabelu disku


Fyzická struktura disků

Povrch disku představuje poměrně rozsáhlý prostor. Pokud operační systém požaduje od disku data, musí si je na jeho povrchu vyhledat řadič. Ten tedy potřebuje znát přesnou geometrickou polohu zapsaných dat. Proto si povrch disku rozdělí na stopy (soustředné kružnice), do kterých si údaje zapisuje. Každá stopa je navíc příčně rozdělena na sektory. Toto uspořádání nazýváme fyzickou organizací dat.

Fyzické formátování ( low format)

Řadič si tedy musí rozdělit disk na stopy a sektory a ty si očíslovat. Proces, kterým se disk magneticky dělí se nazývá fyzické formátování. Při něm umístí řadič na začátek každé stopy a každého sektoru magnetickou značku (identifikátor). Každý řadič si tedy musí „nalinkovat“ svůj disk, což není problém, protože řadič je součástí disku (jeho plošný spoj je umístěn na pouzdře disku. Tento druh formátování provádí výhradně výrobce disku).

Hlavy s cylindry

Poslání magnetických hlav je zapisovat a číst data. Nad každým povrchem létá jedna hlava. Má-li pevný disk 5 kotoučů, může mít až 10 hlav (každý kotouč má 2 povrchy). Hlav však může být i méně, protože krajní kotouče nemusí mít nutně povrchy z obou stran. Všechny hlavy jsou umístěny na společném rameni. Pokud řadič posune hlavu číslo 3 (patří třetímu povrchu) nad stopu 134, posunou se i hlavy nad ostatními kotouči nad stopu 134 „svého“ povrchu. Díky společnému rameni se tedy hlavy vždy vznášejí nad stejnou stopou všech povrchů. Stejným stopám na různých površích se říká cylindr nebo také někdy válec. Velmi důležitý je přesný a rychlý polohovací mechanismus hlav. Pohyb hlavy nad příslušnou stopou totiž podstatně ovlivňuje rychlost práce celého disku.

Práce mechaniky hlav je založena na dvou principech: 1) Starším, méně spolehlivým vystavovacím mechanismem je krokový motorek. Jedno pootočení motorku znamená jeden příčný krok hlavy (posun o jednu stopu). Pokud chce řadič posunout hlavami o 5 stop, pootočí se motorek o úhel odpovídající pěti krokům. Při počtu několika set stop musí být mechanismus velice přesný, aby vždy najely nad správnou stopu. Celý mechanismus může po několika letech provozu trochu změnit svoje parametry a disk přestane být spolehlivý. Dnes se ale tato mechanika nepoužívá.

2) Druhý, spolehlivější princ, se nazývá vystavovací cívka (VOICE COIL). Průchod proudu cívkou způsobí vychýlení cívky úměrné velikosti procházejícího proudu. Je zde využito zpětné vazby - hlavička čte svou polohu z disku a na základě této informace řídící elektronika přidá nebo ubere proud potřebný k vychýlení. VOICE COIL má ještě jednu výhodu - Je totiž samoparkovací. Po náhlém výpadku napájení se totiž hlavy samovolně vrátí (díky pružince) do parkovací zóny. Krokový motorek k tomuto účelu potřebuje zvláštní elektronické obvody. Zdokonalováním prochází také hlava, která se rozdělila na čtecí a záznamovou. Zatímco záznamová hlava pracuje stále na induktivním principu, byla pro čtecí hlavu vyvinuta nová technologie MR - Magneto Resistive (firma IBM).

Diskové plotny Data jsou na pevném disku uložena pomocí magnetického záznamu. Disk obsahuje kovové nebo skleněné desky - tzv. plotny pokryté tenkou magneticky měkkou vrstvou .Hustota datového záznamu se udává jako počet bitů na měrnou jednotku plochy disku [bitů/inch2], [bitů/mm2]. Plotny jsou neohebné (odtud pevný disk), na rozdíl od ohebných ploten v disketách - floppy disk. Ploten bývá v dnešních discích často několik (1 – 3, výjimečně až 5). Disk se otáčí na tzv. vřetenu poháněném elektromotorem. Standartní 3,5" palcové disky mají až 4 plotny a 8 hlav (po jedné hlavě z obou stran plotny). HDD s nejmenší velikostí GB mají mnohdy pouze 1 plotnu. Plotny se rychle otáčejí (to je obvykle uváděná „rychlost disku“, udává se v otáčkách za minutu). V běžných discích plotny rotují rychlostí 7 200 ot/min, vyšší třída disků do pracovních stanic se točí rychlostí 10 000rpm a u některých serverových disků i 15 000 ot/min. Opačnou stranou jsou takzvané "zelené disky" WD green power otáčející se rychlostí jen 5 400ot/min. Jejich využití se nalézá tam, kde je přednější nižší spotřeba, nižší teplota a nižší hluk na úkor nižšího výkonu. Disky v noteboocích mají nejčastěji 5 400ot/min, existují ovšem i notebookové modely otáčející se rychlostí 7 200ot/min, jakožto modely používající pouze 4 200ot/min, to jsou nejčastěji buď velmi staré disky nebo moderní disky se specializovaným použitím např. ve videokamerách s fyzickými rozměry menšími než klasické notebookové disky. Při 7 200 ot/min je obvodová rychlost plotny zhruba 30 km/h(pro 3,5palcový disk). Otáčky disku společně s hustotou záznamu a rychlostí vystavovacího mechanismu určují celkový výkon disku. Podle rychlosti otáčení plotny se určuje i maximální hustota plotny, aby nedocházelo k přepisování vedlejších bitů. Čím rychleji se plotny otáčí tím víc na ně působí odstředivá síla a proto se někteří výrobci u disků 10-15000 ot./min. uchylují k 2,5" verzím, kde je síla menší a tak jsou materiály méně namáhány. V současné době mají standardně disky ve stolních PC plotny o průměru 3,5 palce (tj. 8,9 cm), v noteboocích jsou menší varianty 2,5", které mají otáčky podle použití notebooku a používají se hlavně kvůli velikosti a spotřebě (díky menším plotnám je potřeba motor, co spotřebuje míň proudu).


Teplotní kalibrace (therminal calibration)

U velkokapacitních disků s velkou hustotou stop je nutné umístit hlavy nad stopy s velkou přesností. Během práce se však disk ohřeje a vystavování hlaviček by vlivem teplotních výkyvů nebylo přesné. Proto disk pravidelně kontroluje polohu hlavičky nad stopou a provádí případné korekce její polohy.

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje