Твърди дискове

Хард диск - Обща информация

HDD устройството известно още като твърд диск е енергозависим и се използва с цел съхранение на данни, като операционна система, програми, различни по вид файлове и видеа. Твърди дискове може да срещнете в настолните компютри, лаптопи и сървъри. Тяхната функция е свързана с контролиране на четенето и записа на всички данни, които трябва да бъдат съхранени. На пазара днес, се предлага и външни твърди дискове, които все по-често се използват от потребителите за съхранение и архивиране на важна информация.

В наши дни, твърди дискове обикновено се използват като основно или второстепенно по важност устройство (с навлизането на SSD устройствата, които предлагат по високи скорости на четене и запис, те са предпочитани от много потребители).

Как работи хард диска?

 Повечето твърди дискове разполагат с няколко дискови плочи, на които се съхраняват данните и те от своя страна се въртят със скорости от 5400 до 15000 оборота в минута (rpm). Малък електромагнит, наречен магнитна глава, записва информацията под формата на двоични цифри (1 или 0). Главите за четене/запис във всеки един твърд диск се използват за въвеждане на тези 0 и 1, чрез магнетизиране на части от дисковата плоча. Главата на всеки един твърд диск открива намагнетизиранта част и по този начин "чете" информация от нея. Същата глава, която може да "чете" данни, може и да "записва", като променя магнетизацията на битовете.

Необходим ли е хард диск?

Всеки един компютър изисква операционна система, за да позволи на потребителите да взаимодействат с него и да го използват. Операционната система, която се записва на твърд диск, интерпретира движенията на клавиатурата и мишката и позволява използването на софтуер, като интернет браузър, текстообработващи програми, игри и други. Но за да инсталирате операционна система, вашият компютър трябва да разполага с твърд диск (или SSD).

Твърд диск е необходим и за инсталиране на изброения по-горе софтуер (програми), както и за съхранение на всички важни за потребители файлове. Когато изтегляте файлове на вашия компютър, те се съхраняват на вашия твърд диск или друго устройство за съхранение, докато не бъдат преместени или деинсталирани.

Капацитет за съхранение

В наши дни се предлагат разнообразие от твърди дискове, предоставящи различен капацитет. Най-често срещни са:

• Твърди дискове с капацитет 500GB, 1TB и 2TB. Твърд диск с капацитет около 500GB е напълно достатъчен за средностатистическия потребител. Тук може да съхраняват музика, снимки, видеа и всички останали файлове. Докато потребите играещи игри или използващи софтуер, създаващ файлове с големи размери е добре да изберат твърд диск с капацитет от 1TB или 2TB.
• Твърд диск с капацитет по-голям от 2TB. Твърд диск с капацитет по-голям от 2TB е подходящ за потребители, работещи с файлове с висока разделителна способност или за съхранение на голямо количество данни, както и за архиви.

Скорости на трансфер при хард диска

Скоростите на трансфер се измерват в rpm (обороти в минута). По-високите обороти означават по-високи скорости на четене и запис. Например, ако имате SATA 3 твърд диск с 7200rpm, то първата стойност е SATA скоростта, която описва теоретичната максимална скорост на SATA връзката. Имайте предвид, че нито един твърд диск не може да прехвърля данни с такава скорост. Въпреки това, твърд диск с 7200rpm, ще е по-бърз от твърд диск с 5400rpm (оборота в минута).

Търсене и латентност

Колко бързо един твърд диск може да намери и прочете сектор се определя от части от времето за достъп. Времето на достъп е равно на времето на търсене (времето за придвижване до съответния сектор) плюс ротационния период на латентност (необходимото време търсеният сектор да започне да се чете от главата).

Време за търсене

Времето за търсене при един твърд диск се измерва в ms (милисекумнди). Имайте предвид, че колкото по-малко е времето за търсене, толкова по-добре. В настоящите компютърни системи една милисекунда е дълъг период, като се има предвид, че мярката за съвременната памет е наносекунди. Това означава, че системата може да изчака твърдия диск.

Обща мярка за средно търсене при един твърд диск е времето, необходимо на системата, за да измине една трета от обхождането на диска. За сравнение, повечето програми използват това измерване.

Ротационна латентност/скорост на въртене при хард диска

Периодът на ротационна латентност при един твърд диск е времето, за което търсеният сектор, ще застане под главата за четене. Често цитирана стойност е среден период на латентност. Средно един твърд диск трябва да направи половин оборот, за да достигне до търсения сектор. Производителите на твърди дискове изчисляват периода на латентност (закъснението) от скоростта на шпиндела. Латентността подобно на времето за търсене се измерва в милисекунди.

Ротационната латентност се влияе пряко от скоростта на въртене. В зависимост от модела, дисковите устройства се предлагат със скорости между 5400 и 15000rpm. Средното време на един твърд диск да направи половин оборот отнема 4ms при 7200rpm и до 6ms при 5400rpm.

Колкото по-висока е скоростта на шпиндела (оборотите в минута), толкова е по-ниска средната латентност.

Хард диск - Код за коригиране на грешка (ECC)

Никоя система за предаване или съхранение на данни не е перфектна. Съвременните твърди дискове разполагат с вградени механизми за откриване и коригиране на грешки.

Дисковата подсистема може да открие, но не и да коригира голяма загуба на данни, контролерът включва допълнителни данни, известни като код за коригиране на грешки, когато записва информация на диска. Когато контролерът прочете обратно тази информация, той може да открие дали са възникнали грешки в данните. Основната идея е, че контролерът съхранява излишна информация с данните на диска в момента, в който данните първоначално са записани на диска. След това, когато по-късно данните се прочетат от диска, контролера проверява излишната информация, за да провери целостта на данните.

Размер на буфера / кеш в хард диск

Производителността на всеки един твърд диск може да бъде подобрена, чрез кеширане. Много от производителите отбелязват кеша като буфер в спецификациите на своите твърдите дискове.

Кеша се стреми да използва скоростта на паметта, за да увеличи ефективната скорост на диска. Кеша е разположен в чипове и обикновено е с размер от един до няколко мегабайта. Използването на кеша може да намали броя на физическите търсения и прехвърляния от самия твърд диск.

Алгоритмите за интелигентно кеширане при всеки един твърд диск, означава че няма нужда да променяте размера на кеша. Този кеш буфер действа като зона за съхранение на един или повече файлове или дори по-голямо количество информация, в случай че имате нужда от нея. Този кеш буфер при всеки един твърд диск може да бъде ефективен при ускоряване както на пропускателната способност, така и на времето за достъп.

• Хард диск - Обща информация
• Как работи хард диска?
• Необходим ли е хард диск?
• Капацитет за съхранение
• Скорости на трансфер при хард диска
• Търсене и латентност
• Време за търсене
• Ротационна латентност/скорост на въртене при хард диска
• Хард диск - Код за коригиране на грешка (ECC)
• Размер на буфера / кеш в хард диск

« Компоненти за компютър