Пристрій жорсткого диска

Якщо розглядати жорсткий диск в цілому, то він складається з двох основних частин: це плата електроніки, на якій розташовується так би мовити "мозок" жорсткого диска. На ньому розташовані процесор, так само присутній керуюча програма, оперативний пристрій, підсилювач записи і читання. До механічної частини відносяться такі частини як блок магнітних головок мають абревіатуру БМГ, двигун, який надає обертання пластин, ну і звичайно ж самі пластини. Давайте розглянемо кожну частину більш детально.

Гермоблок він же корпус жорсткого диска - призначений для кріплення всіх деталей, а так само виконує функцію захисту від попадання частинок пилу на поверхню пластин. Варто зазначити що розтин гермоблока, можна здійснювати тільки в спеціально підготовленому для цього приміщенні, щоб уникнути як раз таки попадання пилу і бруду всередину корпусу.

Інтегральна схема або плата електроніки синхронізує роботу жорсткого диска з комп'ютером і управляє всіма процесами, зокрема вона підтримує постійної швидкість обертання шпинделя і відповідно пластини, яка здійснюється двигуном.

Електромотор або двигун обертає пластини: близько 7200 оборотів в секунду (взято середнє значення, є вінчестери на яких швидкість вище і доходить до 15000 оборотів в секунду, а є і з меншою швидкістю близько 5400 від швидкості обертання пластин залежить швидкість доступу до потрібної інформації на жорсткому диску).

Коромисло призначене для запису і читання інформації з пластин жорсткого диска. Кінець коромисла розділений і на ньому знаходиться блок магнітних головок, це зроблено для того, що б можна було записувати і зчитувати інформацію з кількох пластин.

До складу коромисла входить блок магнітних головок, який досить часто виходить з ладу, але це "часто" параметр дуже умовний. Магнітні головки розташовуються зверху і знизу пластин і служать для безпосереднього зчитування інформації з платин, розташованих на жорсткому диску.

На пластинах безпосередньо зберігатися інформація, вони виготовляються з таких матеріалів як, алюміній, скло і кераміка. Найбільше поширення отримав алюміній, а ось з двох інших матеріалів виготовляють, так звані "елітні диски". Перші випускаються пластини покривалися окисом заліза, але цей ферромагнетик мав великий недолік. Диски покриті такою речовиною мали невелику зносостійкість. На даний момент більшість виробників жорстких дисків покривають пластини кобальтом хрому, у якого запас міцності на порядок вище, ніж у окису заліза. Пластісни кріпляться на шпиндель на однаковому друг від друга відстані, така конструкція має назву "пакет". Під дисками розташовується двигун або електромотор.

Кожна сторона пластини розбита на доріжки, вони в свою чергу розділені на сектори або по іншому блоки, все доріжки одного діаметра представляють собою циліндр.

Всі сучасні вінчестери мають так званий "інженерний циліндр", на ньому зберігаються службова інформація, така як модель hdd, серійний номер та ін. Ця інформація призначена для зчитування комп'ютером.

Принцип роботи жорсткого диска

Основні принципи роботи жорсткого диска мало змінилися з дня його створення. Пристрій вінчестера дуже схоже на звичайний програвач грамплатівок. Тільки під корпусом може бути кілька пластин, насаджених на загальну вісь, і головки можуть зчитувати інформацію відразу з обох сторін кожної пластини. Швидкість обертання пластин постійна і є однією з основних характеристик. Головка переміщається уздовж пластини на деякій фіксованій відстані від поверхні. Чим менший цей період, тим більше точність зчитування інформації, і тим більше може бути щільність запису інформації.

Поглянувши на накопичувач на жорсткому диску, ви побачите тільки міцний металевий корпус. Він повністю герметичний і захищає дисковод від частинок пилу, які при попаданні у вузький зазор між головкою і поверхнею диска можуть пошкодити чутливий магнітний шар і вивести диск з ладу. Крім того, корпус екранує накопичувач від електромагнітних перешкод. Усередині корпусу знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли. Механізми - це самі диски, на яких зберігається інформація, головки, які записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що призводять все це в рух.

Диск являє собою круглу пластину з дуже рівною поверхнею частіше з алюмінію, рідше - з кераміки або скла, покриту тонким феро магнітним шаром. У багатьох накопичувачах використовується шар оксиду заліза (яким покривається звичайна магнітна стрічка), але новітні моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки близько десяти мікрон. Таке покриття міцніше і, крім того, дозволяє значно збільшити щільність запису. Технологія його нанесення близька до тієї, яка використовується при виробництві інтегральних мікросхем.

Кількість дисків може бути різним - від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, вдвічі більше (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає місткість жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (або одного з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту накопичувача, але при цьому кількість робочих поверхонь зменшується і може виявитися непарних.

Магнітні головки зчитують і записують інформацію на диски. Принцип запису загалом схожий з тим, який використовується в звичайному магнітофоні. Цифрова інформація перетворюється на змінний електричний струм, що надходить на магнітну головку, а потім передається на магнітний диск, але вже у вигляді магнітного поля, яке диск може сприйняти і "запам'ятати".

Магнітне покриття диска являє собою безліч дрібних областей мимовільної (спонтанної) намагніченості. Для наочності уявіть собі, що диск покритий шаром дуже маленьких стрілок від компаса, спрямованих у різні сторони. Такі частинки-стрілки називаються доменами. Під впливом зовнішнього магнітного поля власні магнітні поля доменів орієнтуються відповідно до її оприлюдненням. Після припинення дії зовнішнього поля на поверхні диска утворюються зони залишкової намагніченості. Таким чином зберігається записана на диск інформація. Ділянки залишкової намагніченості, опинившись при обертанні диска навпроти зазору магнітної головки, наводять у ній електрорушійну силу, що змінюється в залежності від величини намагніченості.

Пакет дисків, змонтований на осі-шпинделі, приводиться в рух спеціальним двигуном, компактно розташованим під ним. Для того, щоб скоротити час виходу накопичувача в робочий стан, двигун при включенні деякий час працює у форсованому режимі. Тому джерело живлення комп'ютера повинен мати запас по пікової потужності. Тепер про роботу головок. Вони переміщаються за допомогою крокової двигуна і як би "пливуть" на відстані в частки мікрона від поверхні диска, не торкаючись його. На поверхні дисків в результаті запису інформації утворюються намагнічені ділянки, у формі концентричних кіл.

Вони називаються магнітними доріжками. Переміщаючись, головки зупиняються над кожною наступною доріжкою. Сукупність доріжок, розташованих один під одним на всіх поверхнях, називають циліндром. Всі головки накопичувача переміщаються одночасно, здійснюючи доступ до однойменних циліндрах з однаковими номерами.