Hard-disk-ul
Aproape orice calculator personal si server din ziua de azi contine unul sau mai multe dispozitive hard-disk. Fiecare supercalculator este conectat la chiar sute de hard-diskuri. Mai nou se gasesc chiar si Video Recordere sau camere video care folosesc hard-diskul ca mediu de stocare in locul benzii magnetice. Miliardele de hard-diskuri fac un singur lucru, insa foarte bine. Ele depoziteaza informatia digitala intr-o forma relativ permanenta, astfel calculatorul are capabilitatea de a detine in memorie informatia chiar si nealimentat la o sursa de curent.
Principiile hard-disk-ului
Hard-disk-urile au fost inventate in anii 1950. La inceput aveau ca marime pana la 20 inch in diametru si puteau inmagazina doar cativa megabytes. Initial au fost numite „fixed disks” sau „Winchesters” (un nume de cod folosit pentru un produs popular IBM). Mai tarziu au fost numite hard-disk-uri pentru a le deosebi de „floppy disk-uri”. Hard-disk-ul are o placa tare (platan) care sustine mediul magnetic, in opozitie cu un film flexibil din material plastic, folosit la benzile magnetice sau la floppy-disk-uri.
La cel ma simplu mod posibil, had-disk-ul nu este mult diferit de o banda magnetica. Atat hard-disk-ul cat si benzile magnetice folosesc aceleasi principii de inregistrare. Ele de asemenea au in comun beneficiul major al depozitarii magnetice – mediul magnetic poate fi cu usurinta sters si apoi rescris, in plus structura fluxului magnetic pastrandu-se intacta pentru mai multi ani.
Banda magnetica impotriva hard-disk-ului
|
Hard-disk |
Banda magnetica |
Materialul de stocare magnetic |
Stratificat peste un disk din aluminiu sau din sticla. Dupa stratificare platanul va fi finisat pana la obtinerea unei „oglinde” |
Acopera o banda subtire de plastic |
Timpul de acces la informatie |
Se poate accesa informatia din orice punct al disk-ului aproape instantaneu (cateva milisecunde) |
Se poate derula rapid in orice punct al benzii. In cazul benzilor lungi, procedura dureaza foarte mult |
Modul de transfer |
Capetele de citire se deplaseaza pe deasupra disk-ului, fara a-l atinge |
Intr-un casetofon sau magnetofon sau alte dispozitive ce folosesc banda, capul de citire/scriere atinge direct suprafata magnetica. |
Viteza de citire |
Disk-ul se roteste la viteze foarte mari (3600, 7200, 10000, chiar 15000 rotatii-min) ceea ce inseamna o viteza intre capul de citire si disk de aproximativ 300 km/h |
Banda se misca cu o viteza de aproximativ 5 cm/sec. |
Capacitatea |
Mare, datorita faptului ca informatia este scrisa in domenii magnetice extrem de mici si a vitezei foarte mari. |
Mult redusa fata de hard-disk |
Capacitate si performanta
Un calculator personal, de performante normale, detine un hard-disk ce are o capacitate intre 10 GB si 40 GB. Datele sunt stocate pe disc sub forma fisierelor. Un fisier este denumit simplu ca o colectie de biti. Bitii pot fi reprezentarea in codul ASCII pentru caracterele unui text, pot fi instructiunile unei aplicatii software pe care calculatorul trebuie sa le execute, inregistrarile unei baze de date sau pixelii de culoare pentru o imagine GIF. Indiferent de continutul fisierului, el este alcatuit dintr-o „insnuruire” de biti. Cand un program ce ruleaza pe calculator apeleaza un fisier, hard-disk-ul preia bitii de pe disk si ii trimite la UCP unul cate unul
Exista trei criterii ce caracterizeaza performanta unui hard-disk:
Rata de transfer – numarul de biti pe secunda pe care un hard-disk ii poate transmite Unitatii centrale de prelucrare (UCP). Ratele obisnuite de transfer sunt intre 5 si 40 de megabytes/sec.
Timpul de acces – timpul considerat de la cererea unui fisier de catre CPU pana la primirea primului bit din acel fisier. Un timp de acces obisnuit este intre 10 si 20 de milisecunde.
Capacitatea – numarul de biti pe care ii poate stoca un hard-disk. In momentul actual exista hard-disk-uri ce stocheaza pana la 200-300 GB!
In interiorul cutiei paralelipipedice.
Cea mai buna metoda de a intelege cum un hard-disk functioneaza este de a privi in interiorul acestuia. Atentie! Deschiderea unui hard-disk duce la distrugerea definitiva a acestuia!
Aceasta este imaginiea unui hard-disk obisnuit.
Hard-disk-ul este alcatuit dintr-o cutie paralelipipedica de aluminiu, pe o parte avand “controlorii” electronici. Acestia controleaza mecanismul de citire/scriere si motorul care invarte platanul. Partea electronica asambleaza domeniile magnetice in biti (citire) si transforma bitii in domenii magnetice (scriere). Partea electronica se gaseste pe o mica placa ce se poate desprinde de pe unitate.
Sub placa de circuite electronice se gasesc legaturile pentru motorul ce invarte platanul, precum si o gaura foarte bine filtrata ce lasa presiunea aerului interior si exterior sa se echilibreze.
Alungand capacul hard-disk-ului se va observa un interior alcatuit din niste componente pe cat de simple pe atat de precise:
In aceasta figura se pot vedea:
Platanele, care de obicei se invart la 3600 sau 7200 rpm, cand discul este pornit. Aceste platane sunt fabricate cu tolerante uimitoare si au suprafata atat de bine finisata incat oglindesc mediul exterior.
Bratul care sustine capul de citire/scriere si care este controlat de mecanismul din coltul stanga, sus si este capabil sa se miste de la centrul discului pana in capatul acestuia. Bratul si mecanismul de miscare sunt extrem de usoare si rapide. Bratul unui hard-disk obisnuit se poate deplasa de la centru spre exterior si inapoi de aproximativ 50 de ori pe secunda! 35817uqh89cex8c
Interiorul: Platanele si capetele de citire
Pentru a mari capacitatea discurilor, adesea hard-disk-urile contin mai multe platane. (2-4). Acest disc are tei platane si sase capete de citire/scriere:
Mecanismul care misca bratul hard-disk-ului trebuie sa fie incredibil de rapid si precis. Poate fi construit folosind un motor linear de viteza mare.
Stocarea datelor
Datele sunt stocate pe suprafata platanului in sectoare si in piste. Pistele sunt cercuri concentrice, iar sectoarele sunt arcuri de cerc (subdiviziuni ale pistelor):
In aceasta figura, pista este colorata cu galben, iar sectorul cu albastru. Un sector contine un numar fix de bytes, de exemplu 256 sau 512.
Procesul de formatare de nivel jos presupune trasarea pistelor si sectoarelor, stabilirea punctului de start si punctului final al platanelor. Acest proces pregateste platanul pentru stocarea blocurilor de biti.
Formatarea de nivel inalt scrie apoi structura sistemului de fisiere (FAT – File Allocation Table), care poate diferi de la un sistem de operare la altul. Ex: FAT, FAT32, NTFS, REISERFS, XFS, etc.
Dupa aceste procese, discul este pregatit pentru utilizare.
