Главная

Новости

Статьи и обзоры
  Горожанин
  Обнинск в Internet
  Web Design
  Hardware
  Software
  Безопасность
  Серфинг
  Игродром
  Relax
  Технологии
  Web-обзор
  Интернет-ликбез
  Опросник
  УП-Технологии
  ART.net

Ссылки

Архив

О нас

Контакты

Форумы

POPULAR.RU

Вячеслав Ветелев и Андрей Свинаренко

Жесткие диски в вашем компьютере

Многие знают, что в персональном компьютере есть устройство для хранения данных и программ - жесткий диск (винчестер), но не все понимают, каким образом работает жесткий диск и как с ним нужно обращаться.

Устройство для хранения информации на основе вращающегося магнитного диска было разработано фирмой IBM в самом начале 70-х годов. Этот громоздкий 14-дюймовый диск позволял записать 30 дорожек по 30 секторов в каждой из них; обозначение диска 30/30 напоминало название широко распространенной модели ружья фирмы Winchester, в результате чего в английском языке для обозначения дисковых устройств с несъемными дисками стали широко применять слово winchester. В 1973 году фирма IBM создала первый накопитель с несколькими дисками емкостью 140 Мб, который продавался по цене $8600(!).

При разработке первой модели компьютера IBM PC в нем не был предусмотрен встроенный винчестер, однако уже в следующей он был установлен (20 Мб). В компьютере PC AT винчестер уже являлся основным средством повышения эффективности компьютера - пользователям не требовалось больше загружать операционную систему с дискет и искать каждый раз новую дискету при начале работы с какой-либо программой. Возможность хранения на встроенном диске больших объемов данных и программ значительно расширила диапазон использования персональных компьютеров.

Теперь посмотрим, что же находится внутри современного винчестера и как он работает? Жесткие диски состоят из: платы контроллера и логики, а также герметичного кожуха. В герметичном кожухе в среде высокоочищенного воздуха находится привод диска, головки считывания записи и собственно диски. Обычно это алюминиевые пластины с нанесенным на них магнитным слоем. Самих дисков в винчестере обычно две-три штуки. Диски вращаются движком с огромной скоростью. Обычно 5400 об/мин, 7200 об/мин и самые современные 10000 об/мин. Такие скорости вращения требуют точнейшей прецизионной механики. Головки считывания и записи как бы парят над поверхностью дисков на очень малом расстоянии. Отклоняясь в разные стороны электромагнитами, головки обеспечивают доступ к любой точке рабочей области жестких дисков. В современных винчестерах головки считывания и записи работают на разных принципах. Запись происходит так называемыми индукционными головками. При подаче модулированного электрического тока головки намагничивают или размагничивают определенные участки диска, записывая тем самым на диски последовательности нулей и единиц. Считывание данных основано на использовании магниторезистивных головок. В этих головках применяются материалы, которые изменяют свое электрическое сопротивление при разном магнитном поле. Первые винчестеры имели только индукционные головки. Переход же на раздельные индукционные и магниторезистивные головки, обеспечил более высокую плотность записи и более высокую скорость чтения. Всю сложнейшую работу по позиционированию головок, преобразованию цифрового сигнала в аналоговый и наоборот, механизм кэширования и прочее, выполняет контроллер расположенный на жестком диске.

Столь сложная конструкция винчестера имеет много "узких" мест, которые могут стать причиной возникновения различных неполадок. В основном они связаны с естественным износом механических узлов и старением электронных компонентов накопителей. Так износ или повреждение подшипников шпиндельного двигателя приводит к тому, что пластины начинают слегка покачиваться. Это вызывает попеременное увеличение/уменьшение расстояния между головками и поверхностями дисков, что является причиной роста числа "мягких" ошибок и увеличения вероятности падения головок на поверхности дисков.

Нестабильность напряжения питания может привести к сбою работы электроники контроллера винчестера и вызвать магнитный "удар", воздействующий на рабочую поверхность дисков. Нередки также случаи "выгорания" контроллеров винчестеров, что приводит к еще более тяжелым последствиям - не срабатывает электронный механизм автопарковки (отведения головки в специальную Ленд-зону), и головки приземляются на поверхность диска не в зоне парковки, а в рабочей зоне, что приводит к повреждению как рабочих поверхностей диска, так и самих головок. Колебания (броски) питающих напряжений - это еще одна причина потери информации и даже работоспособности винчестеров. Такие поломки могут быть предупреждены самим пользователем посредством использования источника бесперебойного питания со стабилизацией напряжения.

Нередко причиной выхода винчестеров из строя является нарушение их температурного режима работы. Скорость вращения пакетов дисков достигает 15 000 об/мин, а для улучшения динамических характеристик применяются достаточно мощные шпиндельные двигатели и приводы позиционирования, которые выделяют значительное количество тепла. Если винчестер размещен в корпусе вплотную к другим накопителям, то он не имеет эффективного охлаждения, что приводит к его перегреву. Последствия этого могут быть самыми тяжелыми - заклинивание двигателя с одновременным выходом из строя силовых элементов контроллера, повреждение рабочего слоя дисков накопителя, прилипание головок к поверхности в зоне парковки при остывании винчестера после его выключения и последующий их обрыв при включении.

В следующем выпуске мы расскажем об основных ошибках при эксплуатации этих сложных устройств и дадим нгесколько советов по предупреждению возможныз отказов.

Продолжение

#41/ 26.12.2000