2. Жесткий диск
Цель урока
– изучить конструкцию и принцип работы жесткого диска;
– узнать какие бывают интерфейсы подключения жесткого диска;
– ознакомиться с технологией S.M.A.R.T. и RAID-массивами;
– изучить, как организованы разделы на диске;
– изучить историю развития жестких дисков;
– узнать, как маркируются жесткие диски.
3. Жесткий диск
Основные понятия
HDD (Hard Disk Drive) – жесткий диск (винчестер).
Магнитная головка (Head) – с помощью них происходит запись и
считывание информации.
Скорость вращения жесткого диска – от 5400 об/мин до 15000 об/мин
(RPM – Rotation Per Minute).
«Парковка» головок – происходит при выключении питания.
Скорость обмена данными зависит от:
– скорости вращения жесткого диска;
– от плотности записи;
– от вида интерфейса.
9. Жесткий диск
Устройство
Диск → Дорожки → Секторы (1 сектор = 512 байт)
Disk → Track → Sector
Рис. 2 – Дорожки и секторы накопителя на жестких дисках
10. Цилиндр – дорожки всех
дисков, имеющие
одинаковый номер.
Рис. 3 – Цилиндр накопителя
на жестких дисках.
Жесткий диск
Устройство
11.
12. Жесткий диск
Интерфейсы подключения
Интерфейс Когда использовался
ST-506/412 1978 – 1989 гг.
ESDI 1986 – 1991 гг.
SCSI С 1986 г. по настоящее время
IDE С 1988 г. по настоящее время
Serial ATA С 2001 г. по настоящее время
13. Жесткий диск
Интерфейс IDE
IDE (Integrated Drive Electronics) – с 1990 г. именуется как ATA/IDE.
ATA (Advanced Technology Attachment) – присоединяемый к AT.
Тип интерфейса: 16-разрядный параллельный.
Можно подсоединить 2 жестких диска:
– первый установить в режим Master (ведущий);
– второй установить в режим Slave (ведомый).
с помощью перемычек
14. Жесткий диск
Интерфейс IDE
Недостатки IDE:
– невозможность подключения с его помощью других устройств,
кроме жестких дисков;
– максимальный размер жесткого диска – не более 504 Мб.
Поэтому был разработан интерфейс EIDE – Enhanced IDE:
– увеличение числа подключаемых устройств до четырех;
– максимальный размер жесткого диска – до 0,5 Тб.
Недостаток IDE:
– отсутствие «интеллекта», т.е. нежелательно подключать жесткий
диск и накопитель CD-ROM вместе.
15. Жесткий диск
Интерфейс IDE
Стандарты ATA:
ATA-1 (1986 – 1994 гг.);
ATA-2 (1995 – 1996 гг., );
ATA-3 (1997 г.);
ATA-4 (1998 г., Ultra-ATA/33);
ATA-5 (1999 – 2000 гг., Ultra-ATA/66);
ATA-6 (2001 г., Ultra-ATA/100);
ATA-7 (2001 г., Ultra-ATA/133).
Максимальная производительность интерфейса ATA-7 = 133 Мб/с
(максимальная скорость обмена с диском)
Для увеличения скорости обмена с диском жесткие диски
оснащаются буферной КЭШ-памятью.
18. Жесткий диск
Интерфейс Serial ATA (SATA)
Тип интерфейса: последовательный.
Поколения интерфейса (происходит увеличение скорости обмена):
1) SATA → 1,5 Гбит/с
2) SATA-II → 3 Гбит/с
3) SATA-III → 6 Гбит/с
21. Жесткий диск
Интерфейс SCSI
SCSI (Small Computer System Interface) – интерфейс малых
компьютерных систем – предназначен для подключения жестких
дисков, сканеров, принтеров, CD-ROM и других устройств.
Тип интерфейса: параллельный (разрядность зависит от стандарта).
Отличия: имеет высокую скорость вращения 10000 и 15000 об/мин.
Стандарты SCSI:
1) SCSI-1 (1986 г.):
– 8-разрядный;
– возможно подключение до 8 устройств;
– скорость передачи данных 5 Мб/с.
22. Жесткий диск
Интерфейс SCSI
2) SCSI-2 (1994 г.):
– 16-разрядный;
– возможно подключение до 16 устройств;
– скорость передачи данных 10 Мб/с.
3) SCSI-3 (1996 г.) – комплекс взаимосвязанных стандартов:
а) SPI (SCSI Parallel Interface)
б) SPI-2
в) SPI-3
г) SPI-4
д) SPI-5
Возможно подключение
8 или 16 устройств,
разрядность – 8 или 16 бит,
возрастает скорость
передачи данных
от 20 Мб/с до 620 Мб/с
23. Жесткий диск
Технология S.M.A.R.T.
S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) –
технология самоанализа и информирования.
Разработана фирмой IBM в 192 году.
Реализована регистрация следующих параметров:
– высота полета головки над диском:
– скорость передачи данных;
– количество переназначенных секторов;
– производительность времени поиска;
– количество повторов процесса калибровки накопителя.
24. Жесткий диск
RAID-массивы
RAID (Redundant Array of Independent Disks) – дисковые массивы с
избыточностью данных, т.е. в данной системе предполагается
наличие нескольких жестких дисков (мин. – 2 HDD).
Разработана в конце 80-х годов XX века.
Типы RAID:
1) RAID 0 – распределенный массив данных (мин. – 2 HDD).
2) RAID 1 – дисковый массив с дублированием (мин. – 2 HDD).
3) RAID 0+1 – распределенный массив с дублированием (мин. – 4
HDD).
25. Жесткий диск
Организация разделов на диске
FAT (File Allocation Table) – таблица размещения файлов.
Используется в DOS, Windows 9x, Windows NT.
Характеристики:
Допустимая длина имен файлов:
– 11 символов (DOS);
– 255 символов (Windows 9x и Windows NT);
Объем тома (логического диска):
– до 2 Гб.
26. Жесткий диск
Организация разделов на диске
FAT32 (File Allocation Table, 32-bit) – 32-разрядная таблица
размещения файлов.
Используется в Windows 95, 98 и Windows 2000.
Характеристики:
Объем тома (логического диска):
– до 2 Тб.
27. Жесткий диск
Организация разделов на диске
NTFS (Windows NT File System) – файловая система Windows NT.
Используется в Windows NT/2000 и Windows XP.
Характеристики:
Допустимая длина имен файлов:
– 256 символов;
Объем тома (логического диска):
– до 17 Эб.
28. Жесткий диск
Производители
Массово винчестеры производят всего несколько компаний:
– Seagate (с 2006 года вместе с Maxtor);
– Western Digital (WD);
– Samsung.
В меньшем количестве выпускают следующие компании:
– Hitachi;
– Fujitsu;
– Toshiba.
29. Жесткий диск
История развития
1956 – продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350
RAMAC, 5 Мб. Он весил около тонны, занимал два ящика - каждый
размером с большой холодильник, а общий объем памяти 50
вращавшихся в нем покрытых чистым железом тонких дисков
диаметром с большую пиццу составлял 5 мегабайтов.
1980 – первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб.
1986 – Стандарт SCSI.
1991 – Максимальная ёмкость 100 Мб.
1995 – Максимальная ёмкость 2 Гб.
1997 – Максимальная ёмкость 10 Гб.
30. Жесткий диск
История развития
1998 – Стандарты UDMA/33 и ATAPI
1999 – IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб.
2002 – Взят барьер адресного пространства выше 137 Гб.
2003 – Появление SATA.
2005 – Максимальная ёмкость 500 Гб.
2005 – Стандарт Serial ATA 3G.
2005 – Появление SAS (Serial Attached SCSI).
2006 – Применение перпендикулярного метода записи в
коммерческих накопителях.
2006 – Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих
дополнительный блок флэш-памяти ёмкостью в единицы гигабайт.
2007 – Hitachi представляет накопитель емкостью 1000 Гб.
31. Рис. 6 – Жесткий диск
1979 года
2,5-дюймовый
жесткий диск
емкостью 6,5 Гб
5,25-дюймовый
жесткий диск
емкостью 110 Мб
Рис. 7 – Сравните размеры
32. Жесткий диск
Маркировка
HDD 80.0 Gb IDE Seagate Barracuda 7200.7 ATA 100
1) Торговая марка (модель): Seagate – седьмое поколение дисков
семейства Barracuda
2) Емкость: 80 Гбит = 74,5 Гбайта
3) Интерфейс: EIDE с поддержкой ATA-6
4) Макс. скорость обмена: 100 Мбайт/с
5) Скорость вращения диска: 7200 об/мин
2 3 1 5 1 3 4
