محرك الأقراص المغناطيسي الصلب (HDD) \ HDD (محرك الأقراص الثابتة) \ محرك الأقراص الثابتة (الوسائط) هو كائن مادي قادر على تخزين المعلومات.

يمكن تصنيف أجهزة تخزين المعلومات وفقًا للمعايير التالية:

• طريقة تخزين المعلومات: كهرومغناطيسي، بصري، مغناطيسي بصري؛
• نوع وسائط التخزين: محركات الأقراص المرنة والأقراص المغناطيسية الصلبة، والأقراص الضوئية والمغنطيسية الضوئية، والأشرطة المغناطيسية، وعناصر الذاكرة ذات الحالة الصلبة؛
• طريقة تنظيم الوصول إلى المعلومات - محركات الوصول المباشرة والمتسلسلة والكتلة؛
• نوع جهاز تخزين المعلومات - مضمن (داخلي)، خارجي، مستقل، متنقل (يمكن ارتداؤه)، إلخ.

يعتمد جزء كبير من أجهزة تخزين المعلومات المستخدمة حاليًا على الوسائط المغناطيسية.

جهاز القرص الصلب

يحتوي القرص الصلب على مجموعة من الصفائح، تمثل في أغلب الأحيان أقراص معدنية، مغلفة بمادة مغناطيسية - طبق (أكسيد جاما فريت، فريت الباريوم، أكسيد الكروم...) ومتصلة ببعضها البعض باستخدام مغزل (عمود، محور).
الأقراص نفسها (بسمك 2 مم تقريبًا) مصنوعة من الألومنيوم أو النحاس أو السيراميك أو الزجاج. (انظر الصورة)

يتم استخدام كلا سطحي الأقراص للتسجيل. يستخدم 4-9 لوحات. يدور العمود بسرعة ثابتة عالية (3600-7200 دورة في الدقيقة)
يتم تنفيذ دوران الأقراص والحركة الجذرية للرؤوس باستخدام 2 محركات كهربائية.
تتم كتابة البيانات أو قراءتها باستخدام كتابة/قراءة الرؤوسواحد لكل سطح من القرص. عدد الرؤوس يساوي عدد أسطح العمل لجميع الأقراص.

تتم كتابة المعلومات على القرص في أماكن محددة بدقة - متحدة المركز المسارات (المسارات) . وتنقسم المسارات إلى القطاعات.يحتوي قطاع واحد على 512 بايت من المعلومات.

يتم تبادل البيانات بين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وNMD بشكل تسلسلي بواسطة عدد صحيح (مجموعة). تَجَمَّع- سلاسل القطاعات المتتالية (1،2،3،4،...)

خاص محركباستخدام قوس، ضع رأس القراءة/الكتابة فوق مسار معين (حركه في الاتجاه الشعاعي).
عند تدوير القرص، يقع الرأس فوق القطاع المطلوب. من الواضح أن جميع الرؤوس تتحرك في وقت واحد وتقرأ المعلومات، وتتحرك رؤوس البيانات في وقت واحد وتقرأ المعلومات من مسارات متطابقة على محركات أقراص مختلفة.

يتم استدعاء مسارات محرك الأقراص الثابتة التي لها نفس الرقم التسلسلي على محركات أقراص ثابتة مختلفة اسطوانة .
تتحرك رؤوس القراءة والكتابة على طول سطح الطبق. كلما اقترب الرأس من سطح القرص دون لمسه، زادت كثافة التسجيل المسموح بها.

جهاز القرص الصلب

المبدأ المغناطيسي لقراءة وكتابة المعلومات

مبدأ تسجيل المعلومات المغناطيسية

تم وضع الأسس المادية لعمليات تسجيل وإعادة إنتاج المعلومات على الوسائط المغناطيسية في أعمال الفيزيائيين إم. فاراداي (1791 - 1867) ودي سي ماكسويل (1831 - 1879).

في وسائط التخزين المغناطيسية، يتم التسجيل الرقمي على مواد حساسة مغناطيسيًا. وتشمل هذه المواد بعض أنواع أكاسيد الحديد والنيكل والكوبالت ومركباته وسبائكه، بالإضافة إلى البلاستيدات المغناطيسية والألياف المغناطيسية مع المواد البلاستيكية اللزجة والمطاط والمواد المغناطيسية الدقيقة.

يبلغ سمك الطبقة المغناطيسية عدة ميكرومترات. يتم تطبيق الطلاء على قاعدة غير مغناطيسية، وهي مصنوعة من البلاستيك للأشرطة المغناطيسية والأقراص المرنة، ويتم استخدام سبائك الألومنيوم والمواد الأساسية المركبة للأقراص الصلبة. يحتوي الغلاف المغناطيسي للقرص على بنية مجال، أي. يتكون من العديد من الجزيئات الصغيرة الممغنطة.

المجال المغناطيسي (من اللاتينية dominium - الحيازة) هي منطقة مجهرية ممغنطة بشكل منتظم في عينات مغناطيسية حديدية، مفصولة عن المناطق المجاورة بطبقات انتقالية رقيقة (حدود المجال).

تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي، يتم توجيه المجالات المغناطيسية الخاصة بالمجالات وفقًا لاتجاه خطوط المجال المغناطيسي. بعد توقف تأثير المجال الخارجي، يتم تشكيل مناطق المغنطة المتبقية على سطح المجال. وبفضل هذه الخاصية، يتم تخزين المعلومات على وسط مغناطيسي في ظل وجود مجال مغناطيسي.

عند تسجيل المعلومات، يتم إنشاء مجال مغناطيسي خارجي باستخدام رأس مغناطيسي. في عملية قراءة المعلومات، فإن مناطق المغنطة المتبقية، الموجودة مقابل الرأس المغناطيسي، تحفز فيها القوة الدافعة الكهربائية (EMF) أثناء القراءة.

يظهر مخطط الكتابة والقراءة من القرص المغناطيسي في الشكل. 3.1 يتم تحديد التغير في اتجاه المجال الكهرومغناطيسي خلال فترة زمنية معينة بوحدة ثنائية، ويتم تحديد غياب هذا التغيير بالصفر. تسمى الفترة الزمنية المحددة عنصر قليلا.

يعتبر سطح الوسط المغناطيسي عبارة عن سلسلة من مواضع النقاط، يرتبط كل منها ببعض المعلومات. وبما أن موقع هذه المواضع لم يتم تحديده بدقة، فإن التسجيل يتطلب علامات مطبقة مسبقًا للمساعدة في تحديد مواضع التسجيل المطلوبة. لتطبيق علامات المزامنة هذه، يجب تقسيم القرص إلى مسارات
والقطاعات - التنسيق

يعد تنظيم الوصول السريع إلى المعلومات الموجودة على القرص مرحلة مهمة في تخزين البيانات. يتم ضمان الوصول السريع إلى أي جزء من سطح القرص، أولاً، من خلال منحه دورانًا سريعًا، وثانيًا، عن طريق تحريك رأس القراءة/الكتابة المغناطيسي على طول نصف قطر القرص.
يدور القرص المرن بسرعة 300-360 دورة في الدقيقة، ويدور القرص الصلب بسرعة 3600-7200 دورة في الدقيقة.

القرص الصلب جهاز منطقي

القرص المغناطيسي ليس جاهزًا للاستخدام في البداية. لجعله في حالة صالحة للعمل يجب أن يكون منسق، أي. يجب إنشاء بنية القرص.

يتم إنشاء بنية (تخطيط) القرص أثناء عملية التنسيق.

التنسيق تتضمن الأقراص المغناطيسية مرحلتين:

1. التنسيق المادي (مستوى منخفض)
2. منطقي (مستوى عال).

عند التنسيق الفعلي، يتم تقسيم سطح العمل للقرص إلى مناطق منفصلة تسمى القطاعات,والتي تقع على طول دوائر متحدة المركز - المسارات.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد القطاعات غير المناسبة لتسجيل البيانات ووضع علامة عليها سيءمن أجل تجنب استخدامها. كل قطاع هو أصغر وحدة من البيانات الموجودة على القرص وله عنوان خاص به للسماح بالوصول المباشر إليه. يتضمن عنوان القطاع رقم جانب القرص ورقم المسار ورقم القطاع الموجود على المسار. يتم تعيين المعلمات المادية للقرص.

كقاعدة عامة، لا يحتاج المستخدم إلى التعامل مع التنسيق الفعلي، لأنه في معظم الحالات تصل محركات الأقراص الثابتة إلى تنسيق. بشكل عام، يجب أن يتم ذلك عن طريق مركز خدمة متخصص.

تنسيق منخفض المستوىيجب أن يتم في الحالات التالية:

• إذا كان هناك فشل في المسار صفر، مما يتسبب في حدوث مشكلات عند التمهيد من قرص ثابت، ولكن يمكن الوصول إلى القرص نفسه عند التمهيد من قرص مرن؛
• إذا كنت تقوم بإرجاع قرص قديم إلى حالة صالحة للعمل، على سبيل المثال، بعد إعادة ترتيبه من جهاز كمبيوتر معطل.
• إذا تمت تهيئة القرص للعمل مع نظام تشغيل آخر؛
• إذا توقف القرص عن العمل بشكل طبيعي ولم تسفر جميع طرق الاسترداد عن نتائج إيجابية.

هناك شيء واحد يجب أخذه في الاعتبار وهو أن التنسيق المادي هو عملية قوية جدا— عند تنفيذه، سيتم مسح البيانات المخزنة على القرص بالكامل وسيكون من المستحيل تمامًا استعادتها! ولذلك، لا تتابع عملية التنسيق ذات المستوى المنخفض إلا إذا كنت واثقًا من أنك قمت بتخزين جميع البيانات المهمة على القرص الصلب!

بعد إجراء التنسيق على مستوى منخفض، فإن الخطوة التالية هي إنشاء قسم من القرص الصلب إلى قسم واحد أو أكثر محركات الأقراص المنطقية -أفضل طريقة للتعامل مع فوضى الدلائل والملفات المنتشرة عبر القرص.

بدون إضافة أي عناصر أجهزة إلى نظامك، ستتاح لك الفرصة للعمل مع عدة أجزاء من محرك أقراص ثابتة واحد، مثل محركات الأقراص المتعددة.
وهذا لا يزيد من سعة القرص، ولكن يمكن تحسين تنظيمه بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام محركات أقراص منطقية مختلفة لأنظمة تشغيل مختلفة.

في التنسيق المنطقي يتم أخيرًا إعداد الوسائط لتخزين البيانات من خلال التنظيم المنطقي لمساحة القرص.
القرص جاهز لكتابة الملفات إلى القطاعات التي تم إنشاؤها بواسطة التنسيق منخفض المستوى.
بعد إنشاء جدول تقسيم القرص، تتبع المرحلة التالية - التنسيق المنطقي للأجزاء الفردية من القسم، والمشار إليها فيما بعد بالأقراص المنطقية.

محرك أقراص منطقي - هذه منطقة معينة من القرص الصلب تعمل بنفس طريقة عمل محرك أقراص منفصل.

يعد التنسيق المنطقي عملية أبسط بكثير من التنسيق ذي المستوى المنخفض.
لتشغيله، قم بالتمهيد من القرص المرن الذي يحتوي على الأداة المساعدة FORMAT.
إذا كان لديك عدة محركات أقراص منطقية، فقم بتهيئتها جميعًا واحدًا تلو الآخر.

أثناء عملية التنسيق المنطقي، يتم تخصيص القرص منطقة النظام، والذي يتكون من 3 أجزاء:

• قطاع التمهيد وجدول الأقسام (سجل التمهيد)
• جداول تخصيص الملفات (FAT)، حيث يتم تسجيل أعداد المسارات والقطاعات التي تخزن الملفات
• الدليل الجذر (الدليل الجذر).

يتم تسجيل المعلومات في أجزاء من خلال المجموعة. لا يمكن أن يكون هناك ملفين مختلفين في نفس المجموعة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعطاء القرص اسمًا في هذه المرحلة.

يمكن تقسيم محرك الأقراص الثابتة إلى عدة محركات أقراص منطقية، وعلى العكس من ذلك، يمكن دمج محركي أقراص ثابتة في محرك أقراص منطقي واحد.

يوصى بإنشاء قسمين على الأقل (محركي أقراص منطقيين) على محرك الأقراص الثابتة لديك: أحدهما مخصص لنظام التشغيل والبرامج، بينما يتم تخصيص محرك الأقراص الثاني حصريًا لبيانات المستخدم. بهذه الطريقة، يتم تخزين البيانات وملفات النظام بشكل منفصل عن بعضها البعض، وفي حالة فشل نظام التشغيل، هناك فرصة أكبر بكثير لحفظ بيانات المستخدم.

خصائص محركات الأقراص الصلبة

تختلف محركات الأقراص الصلبة (محركات الأقراص الصلبة) عن بعضها البعض في الخصائص التالية:

1. سعة
2. الأداء - وقت الوصول إلى البيانات، وسرعة قراءة المعلومات وكتابتها.
3. الواجهة (طريقة الاتصال) - نوع وحدة التحكم التي يجب توصيل محرك الأقراص الثابتة بها (في أغلب الأحيان IDE/EIDE وخيارات SCSI المتنوعة).
4. ميزات أخرى

1. القدرة— كمية المعلومات التي يمكن وضعها على القرص (يحددها مستوى تكنولوجيا التصنيع).
تبلغ السعة اليوم 500 -2000 جيجابايت أو أكثر. لا يمكنك أبدًا الحصول على مساحة كافية على القرص الصلب.

2. سرعة التشغيل (الأداء)يتميز القرص بمؤشرين: وقت الوصول إلى القرصو سرعة قراءة/كتابة القرص.

وقت الوصول - الوقت اللازم لتحريك (وضع) رؤوس القراءة/الكتابة إلى المسار المطلوب والقطاع المطلوب.
يبلغ متوسط ​​وقت الوصول النموذجي بين مسارين تم اختيارهما عشوائيًا حوالي 8-12 مللي ثانية (ملي ثانية)، أما الأقراص الأسرع فيتراوح وقتها بين 5-7 مللي ثانية.
وقت الانتقال إلى المسار المجاور (الأسطوانة المجاورة) أقل من 0.5 - 1.5 مللي ثانية. كما يستغرق الأمر بعض الوقت للانتقال إلى القطاع المطلوب.
إجمالي وقت دوران القرص لمحركات الأقراص الثابتة اليوم هو 8 - 16 مللي ثانية، ومتوسط ​​وقت انتظار القطاع هو 3-8 مللي ثانية.
كلما كان وقت الوصول أقصر، كلما كان القرص يعمل بشكل أسرع.

سرعة القراءة/الكتابة(عرض النطاق الترددي للإدخال / الإخراج) أو معدل نقل البيانات (النقل)– لا يعتمد وقت نقل البيانات المتسلسلة على القرص فحسب، بل يعتمد أيضًا على وحدة التحكم الخاصة به وأنواع الناقل وسرعة المعالج. تبلغ سرعة الأقراص البطيئة 1.5-3 ميجابايت/ثانية، وللأقراص السريعة 4-5 ميجابايت/ثانية، وللأحدث 20 ميجابايت/ثانية.
تدعم محركات الأقراص الثابتة المزودة بواجهة SCSI سرعة دوران تبلغ 10000 دورة في الدقيقة. ومتوسط ​​وقت البحث 5 مللي ثانية، وسرعة نقل البيانات 40-80 ميجابايت/ثانية.

3.معيار واجهة القرص الصلب - أي. نوع وحدة التحكم التي يجب أن يتصل بها القرص الصلب. وهو موجود على اللوحة الأم.
هناك ثلاث واجهات اتصال رئيسية

1. IDE ومتغيراته المختلفة

IDE (القرص الإلكتروني المتكامل) أو (ATA) مرفق التكنولوجيا المتقدمة
المزايا: البساطة والتكلفة المنخفضة

سرعة النقل: 8.3، 16.7، 33.3، 66.6، 100 ميجا بايت/ثانية. ومع تطور البيانات، تدعم الواجهة توسيع قائمة الأجهزة: القرص الصلب، والأقراص المرنة الفائقة، والبصريات الممغنطة،
NML، CD-ROM، CD-R، DVD-ROM، LS-120، ZIP.

يتم تقديم بعض عناصر الموازاة (الدمج والفصل/إعادة الاتصال) ومراقبة سلامة البيانات أثناء النقل. العيب الرئيسي لـ IDE هو العدد الصغير للأجهزة المتصلة (لا يزيد عن 4)، وهو ما لا يكفي لجهاز كمبيوتر متطور.
اليوم، تحولت واجهات IDE إلى بروتوكولات تبادل Ultra ATA الجديدة. زيادة الإنتاجية بشكل ملحوظ
يسمح الوضع 4 والوضع 2 (الوصول المباشر للذاكرة) بنقل البيانات بسرعة 16.6 ميجابايت / ثانية، ولكن سرعة نقل البيانات الفعلية ستكون أقل بكثير.
المعايير Ultra DMA/33 وUltra DMA/66، تم تطويرهما في فبراير 1998. بواسطة Quantum تحتوي على 3 أوضاع تشغيل 0،1،2 و 4 على التوالي، في الوضع الثاني الذي يدعمه الناقل
سرعة النقل 33 ميجابايت/ثانية. (وضع Ultra DMA/33 2) لا يمكن تحقيق هذه السرعة العالية إلا عند التبادل مع المخزن المؤقت لمحرك الأقراص. من أجل الاستفادة
تتطلب معايير Ultra DMA استيفاء شرطين:

1. دعم الأجهزة على اللوحة الأم (الشرائح) وعلى محرك الأقراص نفسه.

2. لدعم وضع Ultra DMA، مثل DMA (الوصول المباشر للذاكرة) الأخرى.

يتطلب برنامج تشغيل خاصًا لشرائح مختلفة. وكقاعدة عامة، يتم تضمينها مع اللوحة الأم، إذا لزم الأمر، ويمكن "تنزيلها"؛
من الإنترنت من موقع الشركة المصنعة للوحة الأم.

معيار Ultra DMA متوافق مع الإصدارات السابقة مع وحدات التحكم السابقة التي تعمل في إصدار أبطأ.
إصدار اليوم: Ultra DMA/100 (أواخر عام 2000) وUltra DMA/133 (2001).

ساتا
استبدال IDE (ATA) وليس برامج نارية أخرى للحافلة التسلسلية عالية السرعة (IEEE-1394). سيسمح استخدام التكنولوجيا الجديدة بوصول سرعة النقل إلى 100 ميجابايت/ثانية،
تزداد موثوقية النظام، وهذا سيسمح لك بتثبيت الأجهزة دون تشغيل جهاز الكمبيوتر، وهو أمر محظور تمامًا في واجهة ATA.

SCSI (واجهة نظام الكمبيوتر الصغير)— الأجهزة أغلى مرتين من الأجهزة العادية وتتطلب وحدة تحكم خاصة على اللوحة الأم.
يستخدم للخوادم وأنظمة النشر وCAD. توفير أداء أعلى (سرعة تصل إلى 160 ميجابايت/ثانية)، ومجموعة واسعة من أجهزة التخزين المتصلة.
يجب شراء وحدة تحكم SCSI مع القرص المقابل.

يتمتع SCSI بميزة على IDE - المرونة والأداء.
تكمن المرونة في العدد الكبير من الأجهزة المتصلة (7-15)، وبالنسبة لـ IDE (4 كحد أقصى)، فإن طول الكابل أطول.
الأداء - سرعة نقل عالية والقدرة على معالجة معاملات متعددة في وقت واحد.

1. Ultra Sсsi 2/3 (Fast-20) بسرعة تصل إلى 40 ميجا بايت/ثانية، إصدار 16 بت Ultra2 - معيار SCSI يصل إلى 80 ميجا بايت/ثانية

2. هناك تقنية أخرى لواجهة SCSI تسمى Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) تسمح لك بالاتصال بسرعة تصل إلى 100 ميجابت في الثانية، بطول كابل يصل إلى 30 مترًا. تسمح تقنية FC-AL بالاتصالات "الساخنة"، أي. أثناء التنقل، يحتوي على خطوط إضافية للمراقبة وتصحيح الأخطاء (التقنية أغلى من SCSI العادي).

4. الميزات الأخرى لمحركات الأقراص الصلبة الحديثة

إن التنوع الكبير في نماذج محركات الأقراص الثابتة يجعل من الصعب اختيار الطراز المناسب.
بالإضافة إلى القدرة المطلوبة، يعد الأداء أيضًا مهمًا جدًا، والذي يتم تحديده بشكل أساسي من خلال خصائصه الفيزيائية.
هذه الخصائص هي متوسط ​​وقت البحث، وسرعة الدوران، وسرعة النقل الداخلي والخارجي، وحجم ذاكرة التخزين المؤقت.

4.1 متوسط ​​وقت البحث.

يستغرق القرص الصلب بعض الوقت لتحريك الرأس المغناطيسي من موضعه الحالي إلى الموضع الجديد المطلوب لقراءة الجزء التالي من المعلومات.
في كل حالة محددة، تختلف هذه المرة، اعتمادًا على المسافة التي يجب أن يتحركها الرأس. عادةً، توفر المواصفات قيمًا متوسطة فقط، وتختلف خوارزميات المتوسط ​​المستخدمة من قبل الشركات المختلفة بشكل عام، لذلك تكون المقارنة المباشرة صعبة.

ومن ثم، تستخدم شركتا Fujitsu وWestern Digital جميع أزواج المسارات الممكنة؛ وتستخدم شركتا Maxtor وQuantum طريقة الوصول العشوائي. يمكن تعديل النتيجة الناتجة بشكل أكبر.

غالبًا ما يكون وقت البحث عن الكتابة أعلى قليلاً من وقت البحث عن القراءة. توفر بعض الشركات المصنعة القيمة الأقل (للقراءة) فقط في مواصفاتها. على أية حال، بالإضافة إلى القيم المتوسطة، من المفيد أن نأخذ في الاعتبار الحد الأقصى (عبر القرص بأكمله)،
والحد الأدنى (أي المسار إلى المسار) لوقت البحث.

4.2 سرعة الدوران

من وجهة نظر سرعة الوصول إلى الجزء المطلوب من التسجيل، تؤثر سرعة الدوران على مقدار ما يسمى بالوقت الكامن المطلوب لتدوير القرص إلى الرأس المغناطيسي بالقطاع المطلوب.

متوسط ​​​​قيمة هذا الوقت يتوافق مع نصف ثورة القرص وهو 8.33 مللي ثانية عند 3600 دورة في الدقيقة ، 6.67 مللي ثانية عند 4500 دورة في الدقيقة ، 5.56 مللي ثانية عند 5400 دورة في الدقيقة ، 4.17 مللي ثانية عند 7200 دورة في الدقيقة.

قيمة الوقت الكامن قابلة للمقارنة بمتوسط ​​وقت البحث، لذلك في بعض الأوضاع يمكن أن يكون لها نفس التأثير، إن لم يكن أكبر، على الأداء.

4.3 معدل الباود الداخلي

— سرعة كتابة البيانات على القرص أو قراءتها منه. نظرًا لتسجيل المنطقة، فإن لها قيمة متغيرة - أعلى على المسارات الخارجية وأقل على المسارات الداخلية.
عند العمل مع الملفات الطويلة، في كثير من الحالات، تحد هذه المعلمة من سرعة النقل.

4.4 معدل الباود الخارجي

- السرعة (الذروة) التي يتم بها نقل البيانات عبر الواجهة.

يعتمد ذلك على نوع الواجهة وغالبًا ما يكون له قيم ثابتة: 8.3؛ 11.1؛ 16.7 ميجا بايت/ثانية لـ IDE المحسن (PIO Mode2، 3، 4)؛ 33.3 66.6 100 لـ Ultra DMA؛ 5، 10، 20، 40، 80، 160 ميجا بايت/ثانية لـ SCSI المتزامن، Fast SCSI-2، FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 بت)، على التوالي.

4.5 ما إذا كان محرك الأقراص الثابتة يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت خاصة به وحجمه (المخزن المؤقت للقرص).

يمكن أن يؤثر حجم وتنظيم ذاكرة التخزين المؤقت (المخزن المؤقت الداخلي) بشكل كبير على أداء محرك الأقراص الثابتة. كما هو الحال مع ذاكرة التخزين المؤقت العادية،
وبمجرد الوصول إلى حجم معين، يتباطأ نمو الإنتاجية بشكل حاد.

تعتبر ذاكرة التخزين المؤقت المجزأة ذات السعة الكبيرة ذات صلة بمحركات SCSI عالية الأداء المستخدمة في بيئات متعددة المهام. كلما كانت ذاكرة التخزين المؤقت أكبر، كلما كان القرص الصلب يعمل بشكل أسرع (128-256 كيلو بايت).

من الصعب جدًا عزل تأثير كل معلمة على الأداء العام.

متطلبات القرص الصلب

الشرط الرئيسي للأقراص هو موثوقية التشغيل، والتي يضمنها عمر المكونات الطويل من 5 إلى 7 سنوات؛ مؤشرات إحصائية جيدة وهي:

• متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل لا يقل عن 500 ألف ساعة (أعلى فئة 1 مليون ساعة أو أكثر).
• نظام مراقبة نشط مدمج لحالة عقد القرص تقنية SMART/تحليل المراقبة الذاتية وإعداد التقارير.

تكنولوجيا ذكي. (تحليل الرصد الذاتي والإبلاغ عنها والتكنولوجيا)هو معيار صناعي مفتوح تم تطويره في وقت واحد بواسطة Compaq وIBM وعدد من الشركات المصنعة الأخرى لمحركات الأقراص الثابتة.

معنى هذه التقنية هو التشخيص الذاتي الداخلي للقرص الصلب، والذي يسمح لك بتقييم حالته الحالية وإبلاغك بالمشاكل المستقبلية المحتملة التي قد تؤدي إلى فقدان البيانات أو فشل محرك الأقراص.

تتم مراقبة حالة جميع عناصر القرص الحيوية باستمرار:
رؤوس، أسطح عمل، محرك كهربائي مع مغزل، وحدة إلكترونية. على سبيل المثال، إذا تم الكشف عن ضعف الإشارة، تتم إعادة كتابة المعلومات ويتم إجراء المزيد من المراقبة.
إذا ضعفت الإشارة مرة أخرى، يتم نقل البيانات إلى موقع آخر، ويتم وضع المجموعة المعينة على أنها معيبة وغير متوفرة، ويتم توفير مجموعة أخرى من احتياطي القرص مكانها.

عند العمل مع القرص الصلب، يجب عليك الالتزام بظروف درجة الحرارة التي يعمل فيها محرك الأقراص. يضمن المصنعون تشغيل القرص الصلب بدون مشاكل في درجات حرارة محيطة تتراوح من 0 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية، على الرغم من أنه من حيث المبدأ، بدون عواقب وخيمة، يمكنك تغيير الحدود بما لا يقل عن 10 درجات في كلا الاتجاهين.
مع الانحرافات الكبيرة في درجات الحرارة، قد لا يتم تشكيل طبقة هوائية بالسمك المطلوب، مما سيؤدي إلى تلف الطبقة المغناطيسية.

بشكل عام، يولي مصنعو محركات الأقراص الصلبة الكثير من الاهتمام لموثوقية منتجاتهم.

المشكلة الرئيسية هي دخول الجزيئات الأجنبية إلى القرص.

للمقارنة: ذرة من دخان التبغ تبلغ ضعف المسافة بين السطح والرأس، وسمك شعرة الإنسان أكبر بـ 5-10 مرات.
بالنسبة للرأس، سيؤدي اللقاء مع هذه الأشياء إلى ضربة قوية، ونتيجة لذلك، ضرر جزئي أو فشل كامل.
ظاهريًا، يكون هذا ملحوظًا كظهور عدد كبير من المجموعات غير الصالحة للاستخدام الموجودة بانتظام.

تعتبر التسارعات الكبيرة (الأحمال الزائدة) قصيرة المدى التي تحدث أثناء الاصطدامات والسقوط وما إلى ذلك خطيرة. على سبيل المثال، من تأثير يضرب الرأس بشكل حاد المغناطيسي
طبقة ويسبب تدميرها في المكان المناسب. أو على العكس من ذلك، يتحرك أولا في الاتجاه المعاكس، ثم تحت تأثير القوة المرنة، يضرب السطح مثل الربيع.
نتيجة لذلك، تظهر جزيئات الطلاء المغناطيسي في السكن، والتي يمكن أن تلحق الضرر بالرأس مرة أخرى.

لا تعتقد أنه تحت تأثير قوة الطرد المركزي سوف يطيرون بعيدًا عن القرص - الطبقة المغناطيسية
سوف تجذبهم بقوة إليك. من حيث المبدأ، فإن العواقب الرهيبة ليست التأثير نفسه (يمكنك أن تتصالح بطريقة أو بأخرى مع فقدان عدد معين من المجموعات)، ولكن حقيقة أن الجزيئات يتم تشكيلها، والتي ستؤدي بالتأكيد إلى مزيد من الضرر للقرص.

لمنع مثل هذه الحالات غير السارة، تلجأ الشركات المختلفة إلى جميع أنواع الحيل. بالإضافة إلى زيادة القوة الميكانيكية لمكونات القرص، يتم أيضًا استخدام تقنية S.M.A.R.T الذكية، والتي تراقب موثوقية التسجيل وسلامة البيانات الموجودة على الوسائط (انظر أعلاه).

في الواقع، لا يتم دائمًا تهيئة القرص بكامل طاقته، وهناك بعض الاحتياطيات. ويرجع ذلك أساسًا إلى حقيقة أنه يكاد يكون من المستحيل إنتاج حاملة
حيث سيكون السطح بالكامل عالي الجودة، سيكون هناك بالتأكيد مجموعات سيئة (فشل). عندما يتم تنسيق القرص على مستوى منخفض، يتم تكوين إلكترونياته بحيث
بحيث يتجاوز هذه المناطق المعيبة، ويكون غير مرئي تمامًا للمستخدم أن الوسائط بها عيب. ولكن إذا كانت مرئية (على سبيل المثال، بعد التنسيق
تعرض الأداة المساعدة رقمها بخلاف الصفر)، فهذا أمر سيء للغاية بالفعل.

إذا لم ينته الضمان (وفي رأيي، فمن الأفضل شراء محرك أقراص ثابتة مع ضمان)، ثم اصطحب القرص على الفور إلى البائع واطلب استبدال الوسائط أو استرداد الأموال.
سيبدأ البائع، بالطبع، على الفور في القول إن بعض المناطق الخاطئة ليست سببا للقلق، لكن لا تصدقه. كما ذكرنا سابقًا، من المرجح أن يتسبب هذا الزوجان في حدوث المزيد، ومن ثم قد يكون الفشل الكامل للقرص الصلب ممكنًا.

يكون القرص في حالة العمل حساسًا بشكل خاص للتلف، لذا لا يجب وضع الكمبيوتر في مكان يمكن أن يتعرض فيه لمختلف الصدمات والاهتزازات وما إلى ذلك.

تحضير القرص الصلب للعمل

لنبدأ من البداية. لنفترض أنك اشتريت محرك أقراص ثابتًا وكابلًا له بشكل منفصل عن الكمبيوتر.
(الحقيقة هي أنه عند شراء جهاز كمبيوتر مجمع، سوف تحصل على قرص جاهز للاستخدام).

بضع كلمات حول التعامل معها. يعد محرك الأقراص الثابتة منتجًا معقدًا للغاية يحتوي، بالإضافة إلى الإلكترونيات، على ميكانيكا دقيقة.
لذلك، فإنه يتطلب معالجة دقيقة - فالصدمات والسقوط والاهتزازات القوية يمكن أن تلحق الضرر بالجزء الميكانيكي. كقاعدة عامة، تحتوي لوحة القيادة على العديد من العناصر الصغيرة الحجم وغير مغطاة بأغطية متينة. ولهذا السبب، ينبغي الحرص على ضمان سلامتها.
أول شيء يجب عليك فعله عندما تتلقى قرصًا صلبًا هو قراءة الوثائق المرفقة به - فمن المحتمل أن تحتوي على الكثير من المعلومات المفيدة والمثيرة للاهتمام. وفي هذه الحالة يجب الانتباه إلى النقاط التالية:

• وجود وخيارات إعداد وصلات العبور التي تحدد إعدادات (تثبيت) القرص، على سبيل المثال، تحديد معلمة مثل الاسم الفعلي للقرص (قد تكون موجودة، ولكنها قد لا تكون موجودة)،
• عدد الرؤوس والأسطوانات والقطاعات الموجودة على الأقراص ومستوى التعويض المسبق ونوع القرص. يجب عليك إدخال هذه المعلومات عندما يطلب منك برنامج إعداد الكمبيوتر ذلك.
  ستكون كل هذه المعلومات مطلوبة عند تهيئة القرص وإعداد الجهاز للعمل معه.
• إذا لم يكتشف الكمبيوتر نفسه معلمات محرك الأقراص الثابتة لديك، فستكون المشكلة الأكبر هي تثبيت محرك أقراص لا يوجد توثيق له.
  في معظم محركات الأقراص الثابتة، يمكنك العثور على ملصقات تحمل اسم الشركة المصنعة، ونوع (علامة تجارية) الجهاز، بالإضافة إلى جدول المسارات غير المسموح باستخدامها.
  بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يحتوي محرك الأقراص على معلومات حول عدد الرؤوس والأسطوانات والقطاعات ومستوى التعويض المسبق.

لكي نكون منصفين، لا بد من القول أنه في كثير من الأحيان يتم كتابة عنوانه فقط على القرص. ولكن حتى في هذه الحالة، يمكنك العثور على المعلومات المطلوبة إما في الكتاب المرجعي،
أو عن طريق الاتصال بالمكتب التمثيلي للشركة. من المهم الحصول على إجابات لثلاثة أسئلة:

• كيف يجب ضبط وصلات العبور لاستخدام محرك الأقراص كجهاز رئيسي/تابع؟
• كم عدد الأسطوانات والرؤوس الموجودة على القرص، وكم عدد القطاعات لكل مسار، وما هي قيمة التعويض المسبق؟
• أي نوع من الأقراص المسجلة في ROM BIOS يتوافق بشكل أفضل مع محرك الأقراص هذا؟

مع وجود هذه المعلومات في متناول اليد، يمكنك المتابعة لتثبيت القرص الصلب.

لتثبيت القرص الصلب في جهاز الكمبيوتر الخاص بك، قم بما يلي:

1. افصل وحدة النظام بأكملها عن الطاقة وأزل الغطاء.
2. قم بتوصيل كابل القرص الصلب بوحدة تحكم اللوحة الأم. إذا كنت تقوم بتثبيت قرص ثانٍ، فيمكنك استخدام الكابل من القرص الأول إذا كان يحتوي على موصل إضافي، ولكن عليك أن تتذكر أنه سيتم مقارنة سرعة تشغيل محركات الأقراص الثابتة المختلفة بالجانب الأبطأ.
3. إذا لزم الأمر، قم بتغيير وصلات العبور وفقًا للطريقة التي تستخدم بها القرص الصلب.
4. قم بتثبيت محرك الأقراص في مساحة خالية وقم بتوصيل الكبل من وحدة التحكم الموجودة على اللوحة بموصل القرص الصلب مع الشريط الأحمر بمصدر الطاقة وكابل إمداد الطاقة.
5. قم بتأمين القرص الصلب بأربعة مسامير على كلا الجانبين، وقم بترتيب الكابلات داخل الكمبيوتر بحيث لا تقطعها عند إغلاق الغطاء،
6. أغلق وحدة النظام.
7. إذا لم يكتشف الكمبيوتر نفسه محرك الأقراص الثابتة، فقم بتغيير تكوين الكمبيوتر باستخدام الإعداد حتى يعرف الكمبيوتر أنه تمت إضافة جهاز جديد إليه.

الشركات المصنعة للأقراص الصلبة

عادةً ما تتمتع محركات الأقراص الثابتة التي لها نفس السعة (ولكن من شركات مصنعة مختلفة) بخصائص متشابهة إلى حد ما، ويتم التعبير عن الاختلافات بشكل أساسي في تصميم العلبة وعامل الشكل (بعبارة أخرى، الأبعاد) وفترة الضمان. علاوة على ذلك، تجدر الإشارة بشكل خاص إلى هذا الأخير: تكلفة المعلومات الموجودة على القرص الصلب الحديث غالبا ما تكون أعلى بعدة مرات من سعرها.

إذا كان القرص الخاص بك يعاني من مشكلات، فمحاولة إصلاحه غالبًا ما تعني تعريض بياناتك لمخاطر إضافية.
الطريقة الأكثر منطقية هي استبدال الجهاز المعيب بجهاز جديد.
حصة الأسد من محركات الأقراص الصلبة في السوق الروسية (وليس فقط) هي منتجات من IBM، Maxtor، Fujitsu، Western Digital (WD)، Seagate، Quantum.

اسم الشركة المصنعة التي تنتج هذا النوع من محركات الأقراص،

مؤسَّسة الكم (www.quantum.com.)، التي تأسست عام 1980، هي واحدة من الشركات المخضرمة في سوق محركات الأقراص. تشتهر الشركة بحلولها التقنية المبتكرة التي تهدف إلى تحسين موثوقية وأداء محركات الأقراص الثابتة، ووقت الوصول إلى البيانات الموجودة على القرص وسرعة القراءة/الكتابة على القرص، والقدرة على الإبلاغ عن المشكلات المستقبلية المحتملة التي قد تؤدي إلى فقدان البيانات. أو فشل القرص.

— إحدى التقنيات المملوكة لشركة Quantum هي SPS (نظام الحماية من الصدمات)، المصمم لحماية القرص من الصدمات.

- برنامج DPS (نظام حماية البيانات) المدمج، المصمم للحفاظ على الشيء الأكثر قيمة - البيانات المخزنة عليها.

مؤسَّسة ويسترن ديجيتال (www.wdс.com.)وهي أيضًا واحدة من أقدم شركات تصنيع محركات الأقراص، وقد شهدت صعودًا وهبوطًا في تاريخها.
تمكنت الشركة مؤخرًا من إدخال أحدث التقنيات في أقراصها. من بينها، تجدر الإشارة إلى التطوير الخاص بنا - تقنية Data Lifeguard، وهو تطوير إضافي لنظام S.M.A.R.T. يحاول إكمال السلسلة بشكل منطقي.

ووفقا لهذه التقنية، يتم فحص سطح القرص بانتظام خلال الفترات التي لا يستخدمها النظام. هذا يقرأ البيانات ويتحقق من سلامتها. إذا تمت ملاحظة مشاكل أثناء الوصول إلى قطاع ما، يتم نقل البيانات إلى قطاع آخر.
يتم إدخال المعلومات المتعلقة بالقطاعات السيئة في قائمة العيوب الداخلية، مما يتجنب الإدخالات المستقبلية إلى القطاعات السيئة في المستقبل.

حازم سيجيت (www.seagate.com)مشهورة جدا في سوقنا. بالمناسبة، أوصي بمحركات الأقراص الصلبة من هذه الشركة تحديدًا لأنها موثوقة ومتينة للغاية.

وفي عام 1998، لفتت الانتباه إلى نفسها مرة أخرى من خلال إطلاق سلسلة من أقراص Medalist Pro
وبسرعة دوران 7200 دورة في الدقيقة، باستخدام محامل خاصة لذلك. في السابق، تم استخدام هذه السرعة فقط في محركات أقراص واجهة SCSI، مما جعل من الممكن زيادة الأداء. تستخدم نفس السلسلة تقنية SeaShield System، المصممة لتحسين حماية القرص والبيانات المخزنة عليه من تأثير الكهرباء الساكنة والصدمات. وفي الوقت نفسه، يتم تقليل تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي أيضًا.

جميع الأقراص المصنعة تدعم تقنية S.M.A.R.T.
تشتمل محركات الأقراص الجديدة من Seagate على نسخة محسنة من نظام SeaShield الخاص بها مع المزيد من الإمكانات.
ومن الجدير بالذكر أن Seagate أعلنت عن أعلى مقاومة للصدمات في السلسلة المحدثة في الصناعة - 300 جيجا عند عدم الاستخدام.

حازم آي بي إم (www.storage.ibm.com)على الرغم من أنها لم تكن موردًا رئيسيًا في سوق الأقراص الصلبة الروسية حتى وقت قريب، إلا أنها تمكنت من اكتساب سمعة جيدة بسرعة بفضل محركات الأقراص السريعة والموثوقة.

حازم فوجيتسو (www.fujitsu.com)هي شركة تصنيع كبيرة وذات خبرة لمحركات الأقراص، ليس فقط المغناطيسية، ولكن أيضًا الضوئية والمغناطيسية الضوئية.
صحيح أن الشركة ليست بأي حال من الأحوال رائدة في سوق محركات الأقراص الثابتة المزودة بواجهة IDE: فهي تتحكم (وفقًا لدراسات مختلفة) في حوالي 4٪ من هذا السوق، ومصالحها الرئيسية تكمن في مجال أجهزة SCSI.

القاموس المصطلحي

نظرًا لأن بعض عناصر القيادة التي تلعب دورًا مهمًا في عملها غالبًا ما يُنظر إليها على أنها مفاهيم مجردة، فسيتم شرح أهم المصطلحات أدناه.

وقت الوصول— الفترة الزمنية اللازمة لمحرك الأقراص الثابتة للبحث عن البيانات ونقلها من الذاكرة وإليها.
غالبًا ما يتم تحديد أداء محركات الأقراص الثابتة من خلال وقت الوصول (الجلب).

تَجَمَّع- أصغر وحدة مساحة يعمل بها نظام التشغيل في جدول مواقع الملفات. عادةً ما تتكون المجموعة من 2-4-8 قطاعات أو أكثر.
يعتمد عدد القطاعات على نوع القرص. يؤدي البحث عن المجموعات بدلاً من القطاعات الفردية إلى تقليل تكاليف وقت نظام التشغيل. توفر المجموعات الكبيرة أداءً أسرع
محرك الأقراص، نظرًا لأن عدد المجموعات في هذه الحالة أقل، ولكن يتم استخدام المساحة (المساحة) الموجودة على القرص بشكل أسوأ، نظرًا لأن العديد من الملفات قد تكون أصغر من المجموعة ولا يتم استخدام البايتات المتبقية من المجموعة.

جهاز التحكم (جهاز التحكم)- دوائر، توجد عادةً على بطاقة توسيع، تتحكم في تشغيل محرك الأقراص الثابتة، بما في ذلك تحريك الرأس وقراءة البيانات وكتابتها.

اسطوانة- المسارات الموجودة مقابل بعضها البعض على جميع جوانب جميع الأقراص.

رأس القيادة- آلية تتحرك على طول سطح القرص الصلب وتوفر التسجيل الكهرومغناطيسي أو قراءة البيانات.

جدول تخصيص الملفات (FAT)- سجل تم إنشاؤه بواسطة نظام التشغيل يتتبع موضع كل ملف على القرص والقطاعات المستخدمة والتي يمكن كتابة بيانات جديدة عليها مجانًا.

فجوة الرأس— المسافة بين رأس محرك الأقراص وسطح القرص.

تشابك— العلاقة بين سرعة دوران القرص وتنظيم القطاعات على القرص. عادةً ما تتجاوز سرعة دوران القرص قدرة الكمبيوتر على تلقي البيانات من القرص. بحلول الوقت الذي تقرأ فيه وحدة التحكم البيانات، يكون القطاع المتسلسل التالي قد اجتاز الرأس بالفعل. ولذلك، تتم كتابة البيانات على القرص من خلال قطاع واحد أو قطاعين. باستخدام برنامج خاص عند تهيئة القرص، يمكنك تغيير ترتيب الشريط.

محرك أقراص منطقي- أجزاء معينة من سطح العمل للقرص الصلب، والتي تعتبر محركات أقراص منفصلة.
يمكن استخدام بعض محركات الأقراص المنطقية لأنظمة تشغيل أخرى، مثل UNIX.

موقف سيارات- تحريك رؤوس محرك الأقراص إلى نقطة معينة وتثبيتها بشكل ثابت فوق الأجزاء غير المستخدمة من القرص، وذلك لتقليل الضرر عند اهتزاز محرك الأقراص عند اصطدام الرؤوس بسطح القرص.

التقسيم– عملية تقسيم القرص الصلب إلى محركات أقراص منطقية. يتم تقسيم جميع الأقراص، على الرغم من أن الأقراص الصغيرة قد تحتوي على قسم واحد فقط.

قرص (طبق)- القرص المعدني نفسه، المطلي بمادة مغناطيسية، والذي يتم تسجيل البيانات عليه. يحتوي القرص الصلب عادةً على أكثر من قرص واحد.

RLL (طول التشغيل محدود)- دائرة تشفير تستخدمها بعض وحدات التحكم لزيادة عدد القطاعات لكل مسار لاستيعاب المزيد من البيانات.

قطاع- قسم مسار القرص الذي يمثل وحدة الحجم الأساسية التي يستخدمها محرك الأقراص. تحتوي قطاعات نظام التشغيل عادةً على 512 بايت.

وقت تحديد المواقع (وقت البحث)- الوقت اللازم لانتقال الرأس من المسار المثبت عليه إلى مسار آخر مرغوب.

مسار- تقسيم متحدة المركز للقرص. المسارات مشابهة للمسارات الموجودة في السجل. على عكس المسارات الموجودة على السجل، والتي تكون حلزونية مستمرة، تكون المسارات الموجودة على القرص دائرية. وتنقسم المسارات بدورها إلى مجموعات وقطاعات.

وقت البحث عن المسار إلى المسار- الوقت اللازم لرأس القيادة للانتقال إلى المسار المجاور.

معدل نقل- كمية المعلومات المنقولة بين القرص والكمبيوتر لكل وحدة زمنية. ويتضمن أيضًا الوقت المستغرق للبحث عن المسار.

اليوم لن يكون من المبالغة القول إن الغالبية العظمى من مستخدمي الكمبيوتر على دراية بمفهوم "القرص الصلب للكمبيوتر". وهم يعلمون أن كل كمبيوتر لديه "ذاكرة" تقوم بتخزين جميع المعلومات مثل الأفلام والموسيقى والصور والألعاب والبرامج. ومع ذلك، فإن القليل من إجمالي عدد الأشخاص الذين يحبون التحديق في الشاشة ذهبوا إلى أبعد من ذلك في فهم جهاز التخزين الغامض هذا أكثر من معرفة أن "هذا شيء مستطيل يتم فيه تخزين جميع الملفات بطريقة غير مفهومة". وبالنسبة لأولئك القراء الذين يرغبون في التعمق أكثر ومعرفة كيفية عمل القرص الصلب، وكذلك فهم هيكله، تمت كتابة هذه المقالة، حيث سنتناول هذه المشكلات ببساطة وباللغة الروسية.

كيف يعمل القرص الصلب للكمبيوتر؟

أولا، دعونا نأخذ رحلة قصيرة في التاريخ. تم إنشاء أول محرك أقراص ثابتة بواسطة شركة IBM منذ ما يقرب من ستة عقود، في عام 1957. كان حجمه 5 ميغابايت - أرقام سخيفة بمعايير اليوم، ولكن في ذلك الوقت كان طفرة تكنولوجية حقيقية. بعد مرور بعض الوقت، قام المهندسون من نفس الشركة بإنشاء قرص صلب بسعة 30 ميجابايت، و30 ميجابايت إضافية في حاوية قابلة للإزالة. نظرًا لأن بنية القرص هذه أثارت ارتباطات بوضع علامات على خرطوشة كاربين وينشستر الشهير في أمريكا - ".30-30" - فقد أعطى المصممون هذا القرص الصلب الاسم الرمزي "وينشستر". حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه في العصر الحديث في الغرب تقريبًا لا أحد يطلق على محركات الأقراص الثابتة بهذه الطريقة، ولكن في البيئة الناطقة باللغة الروسية، ترسخ هذا الاسم بقوة أكبر، مما أدى أيضًا إلى ظهور نسخة مختصرة مريحة - "المسمار"، والذي يستخدم على نطاق واسع في الكلام العامي.

تصميم القرص الصلب

الآن دعنا ننتقل مباشرة إلى أهم ما يميز البرنامج ونبدأ ببنيته الداخلية. يتكون تصميم القرص الصلب من المكونات التالية.

1. كتلة من الأقراص المغناطيسية أو ما يسمى. "الفطائر" (من قطعة إلى ثلاث قطع في كتلة واحدة، تقع واحدة فوق الأخرى) هي في الأساس العنصر الرئيسي للقرص الصلب. يتكون كل قرص مغناطيسي من الألومنيوم أو الزجاج ومغطى بمادة مغناطيسية حديدية، غالبًا ثاني أكسيد الكروم. تتم كتابة البيانات على الطبقة المغناطيسية باستخدام رأس مغناطيسي.
2. وحدة الرأس المغناطيسية - عبارة عن ذراع متأرجح متصل بدائرة كهربائية دقيقة لمفتاح مكبر الصوت تعمل على تضخيم الإشارة المستلمة عند القراءة من القرص. يوجد في أطراف الألواح المتأرجحة رؤوس مغناطيسية تتفاعل مع القرص المغناطيسي عند إجراء عمليات القراءة والكتابة.
3. المحرك المغزلي هو محرك كهربائي خاص يستخدم لتسريع الأقراص المغناطيسية. اعتمادًا على طراز القرص الصلب، يمكن أن يصل هذا الرقم إلى 15000 دورة في الدقيقة. يعتمد تصميم المحرك على استخدام المحامل (الكرة والهيدرودينامية)، مما يسمح له بالصمت وعدم إحداث اهتزازات.
4. لوحة التحكم عبارة عن دائرة متكاملة وظيفتها التحكم في تشغيل القرص الصلب عن طريق تحويل الإشارات المرسلة من الرؤوس المغناطيسية إلى إشارات مفهومة للكمبيوتر.

كيف يعمل القرص الصلب

بعد دراسة المكونات الفردية، يمكننا رسم صورة كاملة لما يحدث ووصف خطوة بخطوة كيفية عمل القرص الصلب للكمبيوتر. لذلك، يتم تشغيل القرص الصلب - ترسل وحدة التحكم الإلكترونية إشارة إلى محرك المغزل، الذي يبدأ في تدوير الأقراص المغناطيسية المثبتة بقوة على محورها. وبعد الوصول إلى سرعة الدوران المطلوبة، والتي تظهر عندها فجوة هوائية بين الفطيرة والرأس، مما يلغي إمكانية تلامسهما، يقوم الكرسي الهزاز بإحضار الرؤوس إليهما على مسافة "عمل"، وهي حوالي 10 نانومتر (جزء من المليار من متر، تخيل!).

البيانات الأولى التي يتم تلقيها من محرك الأقراص الثابتة قيد التشغيل هي دائمًا معلومات الخدمة أو ما يسمى. "المسار الصفري". أنه يحتوي على معلومات حول حالة القرص الصلب وخصائصه. إذا تعذر الحصول على هذه المعلومات لسبب ما، فلن يتم تشغيل الجهاز ولن يعمل.
إذا تم استلام بيانات الخدمة بنجاح ولا تحتوي على أخطاء، تبدأ مرحلة العمل بالمعلومات المسجلة مباشرة على القرص. على الأرجح، أنت تعذب بالفعل بالسؤال - "كيف يتم تسجيله؟" نجيب: الرؤوس المغناطيسية، تحت تأثير النبضات الحالية، قادرة على مغنطة أجزاء من القرص، وبالتالي تشكيل البتات ("الأصفار" و"الآحاد" المنطقية، تختلف عن بعضها البعض في اتجاه العزم المغناطيسي). بمعنى آخر، جميع المعلومات الموجودة على القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر هي أقسامه الممغنطة بشكل مختلف، والتي، بعد تحويلها إلى إشارات موحدة، يتعرف عليها الكمبيوتر ويقدمها للمستخدم في شكل مفهوم له. تجدر الإشارة إلى أن هذه المناطق منظمة بشكل صارم - فهي تمثل ما يسمى ب. "المسارات"، أي مناطق على شكل حلقة على سطح القرص المغناطيسي.

من المهم أن نلاحظ أن كتلة الرأس عبارة عن قطعة واحدة، لذا فإن جميع الرؤوس الموجودة فيها تتحرك بشكل متزامن - وبالتالي، فهي تقع دائمًا على نفس المسار لكل فطيرة على حدة. وبناءً على ذلك، تشكل المسارات أسطوانة في المستوى الرأسي. علاوة على ذلك، يتكون كل مسار من أجزاء تسمى "القطاعات". عند كتابة المعلومات إلى هذه القطاعات، تقوم الرؤوس المغناطيسية بتغيير مجالها المغناطيسي، وعند قراءة المعلومات، فإنها ببساطة تلتقطها. بعد أن فهمنا البنية المادية لتخزين البيانات، يمكننا أن نستنتج أن حجم القرص الصلب يساوي حاصل ضرب عدد الأسطوانات وعدد الرؤوس وعدد القطاعات.

تهيئة القرص الصلب الخاص بك

لا يمكن وصف القصة حول كيفية عمل القرص الصلب للكمبيوتر بأنها كاملة إذا لم تتطرق إلى موضوع التنسيق. التنسيق عبارة عن عملية خاصة لترميز منطقة تخزين المعلومات على القرص الصلب، ويتمثل جوهرها في إنشاء هياكل معينة للوصول إلى هذه البيانات، على سبيل المثال نظام الملفات، عن طريق تسجيل معلومات خدمة معينة. في هذه الحالة، يتم تدمير البيانات المخزنة مسبقًا (ومع ذلك، ليس دائمًا بشكل لا يمكن استرجاعه). في أغلب الأحيان، يتم إجراء التنسيق عند تثبيت (أو إعادة تثبيت) نظام التشغيل على جهاز الكمبيوتر، لأن الخيار الأفضل لهذا هو القرص "النظيف" المنسق، الذي تم مسحه من البيانات من نظام التشغيل السابق. من أجل عدم فقدان المعلومات الضرورية، يتم تقسيم "المسمار"، كقاعدة عامة، أولاً بشكل منطقي إلى عدة أقسام - في هذه الحالة، لن يكون التنسيق مطلوبًا إلا للقسم الذي سيتم تثبيت نظام التشغيل عليه، بينما البيانات الموجودة عليه ستبقى الأقسام المتبقية دون تغيير، وهو أسلوب سهل الاستخدام للغاية.

الأقراص الصلبة ("القرص الصلب"، الأقراص الصلبة، محرك الأقراص الثابتة - المهندس.) - جهاز تخزين معلومات يعتمد على اللوحات المغناطيسية والتأثير المغناطيسي.

ملائم في كل مكانفي أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والخوادم وما إلى ذلك.

جهاز القرص الصلب. كيف يعمل القرص الصلب؟

على الارض مختومة بإحكامتحتوي الكتلة على لوحات ذات وجهين، مع الطبقة المغناطيسية، مزروعة على رمح المحركوتدور بسرعات من 5400 عدد الدورات في الدقيقة ليس مغلقًا تمامًا، ولكن الشيء الأكثر أهمية هو أنه لا يتسرب جسيمات دقيقةولا يسمح تغيرات الرطوبة. كل هذا له تأثير ضار على عمر الخدمة وجودة القرص الصلب.

في محركات الأقراص الصلبة الحديثة، يتم استخدام العمود. وهذا ينتج ضوضاء أقل أثناء التشغيل، ويزيد بشكل كبير من المتانة ويقلل من فرصة تشويش العمود بسبب الانهيار.

تتم القراءة والكتابة باستخدام كتلة الرأس.

في حالة عمل، رؤساء حلقفوق سطح القرص على مسافة ~10 نانومتر. فهي الهوائية و يعلوفوق سطح القرص بسبب التيار الصاعدمن اللوحة الدوارة. يمكن تحديد موقع الرؤوس المغناطيسية على كلا الجانبينالصفائح، إذا ترسبت طبقات مغناطيسية على كل جانب من جوانب القرص المغناطيسي.

كتلة الرأس المتصلة بها موقف ثابتأي أن الرؤوس تتحرك معًا.

يتم التحكم في جميع الرؤوس بواسطة خاص وحدة القيادةمرتكز على الكهرومغناطيسية.

النيوديميوم المغناطيسيخلق المغناطيسي مجالحيث يمكن للوحدة الرئيسية أن تتحرك بسرعة رد فعل عالية تحت تأثير التيار. هذا هو الخيار الأفضل والأسرع لتحريك كتلة الرأس، ولكن ذات مرة تم تحريك كتلة الرأس ميكانيكيًا باستخدام التروس.

عند إيقاف تشغيل محرك الأقراص، لمنع سقوط الرؤوس على محرك الأقراص و تالفله، وهم تنظيف منطقة وقوف السيارات الرئيسية(منطقة وقوف السيارات، منطقة وقوف السيارات).

يتيح لك هذا أيضًا نقل محركات الأقراص الثابتة المغلقة دون أي قيود. عند إيقاف تشغيله، يمكن للقرص أن يتحمل الأحمال الثقيلة دون أن يتعرض للتلف. عند تشغيله، حتى هزة صغيرة بزاوية معينة يمكن أن تدمر الطبقة المغناطيسية للطبق أو تلحق الضرر بالرؤوس عند لمس القرص.

بالإضافة إلى الجزء المختوم، تحتوي محركات الأقراص الصلبة الحديثة على خارجي لوح التحكم. ذات مرة، تم إدخال جميع لوحات التحكم في فتحات التوسعة الموجودة على اللوحة الأم للكمبيوتر. لم تكن مريحة من حيث التنوع والقدرات. في الوقت الحاضر، مع وجود محركات الأقراص الثابتة، توجد جميع الأجهزة الإلكترونية التي تتحكم في محرك الأقراص والواجهة على لوحة صغيرة في الجزء السفلي من محرك الأقراص الثابتة. بفضل هذا، من الممكن تكوين كل قرص على معلمات معينة تكون مفيدة من وجهة نظر بنيته، مما يمنحه زيادة في السرعة، أو تشغيل أكثر هدوءًا، على سبيل المثال.

لتوصيل الواجهة والطاقة، يتم استخدام الموصلات القياسية المقبولة عمومًا / و موليكس/ساتا الطاقة.

الخصائص.

محركات الأقراص الصلبة هي الأكثر رحابةأمناء المعلومات ونسبيا موثوق. تتزايد أحجام القرص باستمرار، ولكن في الآونة الأخيرة يرجع ذلك إلى البعض الصعوباتولزيادة حجمها، هناك حاجة إلى تقنيات جديدة. يمكننا القول أن محركات الأقراص الثابتة قد وصلت إلى الحد الأقصى تقريبًا في تحقيق أقصى القدرات. كان انتشار محركات الأقراص الصلبة مدفوعًا بشكل أساسي بهذه النسبة سعر حجم. في معظم الحالات، تكون تكلفة الجيجابايت من مساحة القرص أقل من 2.5 روبل.

إيجابيات وسلبيات محركات الأقراص الصلبة مقارنة بـ .

قبل ظهور الحالة الصلبة SSD(أقراص الحالة الصلبة) - لم يكن لمحركات الأقراص الصلبة أي منافسين. الآن أصبح لدى محركات الأقراص الثابتة اتجاه تهدف إليه.

عيوب محركات الأقراص الصلبة(القرص الصلب)(SSD) محركات الأقراص:

• سرعة قراءة متسلسلة منخفضة
• سرعة وصول منخفضة
• سرعة قراءة منخفضة
• سرعة كتابة أبطأ قليلاً
• الاهتزازات والضوضاء الطفيفة أثناء التشغيل

على الرغم من أنه من ناحية أخرى، فإن محركات الأقراص الثابتة لها أشياء أخرى أكثر أهميةالفوائد التي SSDالمكتنزون يجتهدون ويجتهدون.

الايجابيات محركات الأقراص الصلبة (قرص صلب) مقارنة بالحالة الصلبة (اس اس دي) محركات الأقراص:

• سعر حجم أفضل بكثير
• أفضل مؤشر للموثوقية
• حجم أقصى أكبر
• وفي حالة الفشل، هناك فرصة أكبر بكثير لاستعادة البيانات
• الخيار الأفضل للاستخدام في المراكز الإعلامية، نظرًا لصغر حجمه وسعة كبيرة تبلغ 2.5 محرك أقراص

عن ما يستحق الاهتمامعند اختيار القرص الصلب، يمكنك البحث في مقالتنا "". إذا كنت بحاجة إلى إصلاح القرص الصلب أو استعادة البيانات، يمكنك الاتصال.

الغرض من هذه المقالة هو وصف هيكل القرص الصلب الحديث، والتحدث عن مكوناته الرئيسية، وإظهار شكلها وتسميتها. بالإضافة إلى ذلك، سنعرض العلاقة بين المصطلحات الروسية والإنجليزية التي تصف مكونات محركات الأقراص الثابتة.

من أجل الوضوح، دعونا نلقي نظرة على محرك أقراص SATA مقاس 3.5 بوصة. سيكون هذا تيرابايت Seagate ST31000333AS جديدًا تمامًا. دعونا نفحص خنزير غينيا لدينا.

يُطلق على PCB الأخضر مع آثار نحاسية وموصلات الطاقة وSATA لوحة إلكترونية أو لوحة تحكم (لوحة الدوائر المطبوعة، PCB). يتم استخدامه للتحكم في تشغيل القرص الصلب. يُطلق على علبة الألومنيوم السوداء ومحتوياتها اسم HDA (مجموعة الرأس والقرص، HDA)، كما يطلق عليها الخبراء اسم "العلبة"؛ تسمى الحالة نفسها بدون محتويات أيضًا بالكتلة المحكمية (القاعدة).

الآن دعونا نزيل لوحة الدوائر المطبوعة ونفحص المكونات الموضوعة عليها.

أول ما يلفت انتباهك هو الشريحة الكبيرة الموجودة في المنتصف - وحدة التحكم الدقيقة أو المعالج (وحدة التحكم الدقيقة، MCU). في محركات الأقراص الثابتة الحديثة، يتكون المتحكم الدقيق من جزأين - وحدة المعالج المركزي (CPU)، التي تقوم بجميع العمليات الحسابية، وقناة القراءة/الكتابة - جهاز خاص يحول الإشارة التناظرية القادمة من الرؤوس إلى بيانات رقمية أثناء القراءة التشغيل وترميز البيانات الرقمية إلى إشارة تناظرية أثناء الكتابة. يحتوي المعالج على منافذ إدخال/إخراج (منافذ IO) للتحكم في المكونات الأخرى الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة ونقل البيانات عبر واجهة SATA.

شريحة الذاكرة هي ذاكرة DDR SDRAM عادية. يحدد حجم الذاكرة حجم ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الصلب. تحتوي لوحة الدائرة المطبوعة هذه على ذاكرة Samsung DDR مثبتة بسعة 32 ميجابايت، والتي تمنح القرص من الناحية النظرية ذاكرة تخزين مؤقت تبلغ 32 ميجابايت (وهذا هو بالضبط المبلغ الوارد في المواصفات الفنية للقرص الصلب)، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. الحقيقة هي أن الذاكرة مقسمة منطقيًا إلى ذاكرة مؤقتة (ذاكرة تخزين مؤقت) وذاكرة البرامج الثابتة. يتطلب المعالج قدرًا معينًا من الذاكرة لتحميل وحدات البرامج الثابتة. على حد علمنا، تشير شركة Hitachi/IBM فقط إلى حجم ذاكرة التخزين المؤقت الفعلي في المواصفات الفنية؛ فيما يتعلق بالأقراص الأخرى، يمكنك فقط تخمين حجم ذاكرة التخزين المؤقت.

الشريحة التالية هي وحدة التحكم في المحرك ووحدة الرأس، أو "اللف" (وحدة التحكم في محرك الملف الصوتي، وحدة التحكم VCM). بالإضافة إلى ذلك، تتحكم هذه الشريحة في مصادر الطاقة الثانوية الموجودة على اللوحة، والتي تعمل على تشغيل المعالج وشريحة تبديل المضخم الأولي (المضخم الأولي، المضخم الأولي)، الموجودة في HDA. هذا هو المستهلك الرئيسي للطاقة في لوحة الدوائر المطبوعة. يتحكم في دوران المغزل وحركة الرؤوس. يمكن أن يعمل قلب وحدة التحكم VCM حتى عند درجات حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية.

يتم تخزين جزء من البرنامج الثابت للقرص في ذاكرة فلاش. عند توصيل الطاقة إلى القرص، يقوم المتحكم الدقيق بتحميل محتويات شريحة الفلاش إلى الذاكرة ويبدأ في تنفيذ التعليمات البرمجية. بدون تعليمات برمجية تم تحميلها بشكل صحيح، لن يرغب القرص في الدوران. إذا لم يكن هناك شريحة فلاش على اللوحة، فهذا يعني أنها مدمجة في وحدة التحكم الدقيقة.

يتفاعل مستشعر الاهتزاز (مستشعر الصدمات) مع الاهتزاز الذي يشكل خطورة على القرص ويرسل إشارة عنه إلى وحدة التحكم VCM. يقوم VCM بإيقاف الرؤوس على الفور ويمكنه إيقاف دوران القرص. من الناحية النظرية، من المفترض أن تحمي هذه الآلية القرص من المزيد من التلف، لكنها من الناحية العملية لا تعمل، لذا لا تسقط الأقراص. في بعض محركات الأقراص، يكون مستشعر الاهتزاز حساسًا للغاية، ويستجيب لأدنى اهتزاز. تسمح البيانات الواردة من المستشعر لوحدة التحكم VCM بتصحيح حركة الرؤوس. يتم تثبيت جهازي استشعار للاهتزاز على الأقل على هذه الأقراص.

تحتوي اللوحة على جهاز حماية آخر - قمع الجهد العابر (TVS). إنه يحمي اللوحة من ارتفاع الطاقة. عندما يكون هناك زيادة في الطاقة، يحترق نظام TVS، مما يؤدي إلى حدوث دائرة كهربائية قصيرة بالأرض. تحتوي هذه اللوحة على جهازي TVS، 5 و12 فولت.

الآن دعونا نلقي نظرة على HDA.

يوجد أسفل اللوحة جهات اتصال للمحرك والرؤوس. بالإضافة إلى ذلك، يوجد ثقب صغير غير مرئي تقريبًا على جسم القرص (فتحة التنفس). يعمل على معادلة الضغط. يعتقد الكثير من الناس أن هناك فراغًا داخل القرص الصلب. في الواقع، هذا ليس صحيحا. تسمح هذه الفتحة للقرص بمساواة الضغط داخل وخارج منطقة الاحتواء. من الداخل، يتم تغطية هذه الفتحة بفلتر للتنفس، والذي يحبس جزيئات الغبار والرطوبة.

الآن دعونا نلقي نظرة داخل منطقة الاحتواء. قم بإزالة غطاء القرص.

الغطاء نفسه ليس شيئًا مثيرًا للاهتمام. إنها مجرد قطعة معدنية ذات حشية مطاطية لمنع دخول الغبار. أخيرًا، دعونا نلقي نظرة على ملء منطقة الاحتواء.

يتم تخزين المعلومات الثمينة على أقراص معدنية، تسمى أيضًا الأطباق. في الصورة يمكنك رؤية الفطيرة العلوية. الألواح مصنوعة من الألومنيوم المصقول أو الزجاج ومغطاة بعدة طبقات من تركيبات مختلفة، بما في ذلك مادة مغناطيسية حديدية يتم تخزين البيانات عليها بالفعل. بين الفطائر، وكذلك فوق الجزء العلوي منها، نرى لوحات خاصة تسمى الفواصل أو الفواصل. إنها ضرورية لمعادلة تدفقات الهواء وتقليل الضوضاء الصوتية. وكقاعدة عامة، فهي مصنوعة من الألومنيوم أو البلاستيك. تتعامل فواصل الألمنيوم بنجاح أكبر مع تبريد الهواء داخل منطقة الاحتواء.

منظر جانبي للفطائر والفواصل.

يتم تثبيت رؤوس القراءة والكتابة (الرؤوس) في نهايات أقواس وحدة الرأس المغناطيسية، أو HSA (Head Stack Assembly، HSA). منطقة وقوف السيارات هي المنطقة التي يجب أن تكون فيها رؤوس القرص السليم في حالة توقف المغزل. بالنسبة لهذا القرص، تقع منطقة وقوف السيارات بالقرب من المغزل، كما يمكن رؤيته في الصورة.

في بعض الرحلات، يتم ركن السيارة في مناطق بلاستيكية خاصة لوقوف السيارات تقع خارج اللوحات.

يعد القرص الصلب آلية دقيقة لتحديد المواقع ويتطلب هواءً نظيفًا جدًا ليعمل بشكل صحيح. أثناء الاستخدام، يمكن أن تتشكل جزيئات مجهرية من المعدن والشحوم داخل القرص الصلب. لتنظيف الهواء داخل القرص على الفور، يوجد مرشح لإعادة التدوير. هذا جهاز عالي التقنية يجمع باستمرار الجزيئات الصغيرة ويحبسها. يقع المرشح في مسار تدفقات الهواء الناتجة عن دوران اللوحات.

الآن دعونا نزيل المغناطيس العلوي ونرى ما هو مخفي تحته.

تستخدم محركات الأقراص الثابتة مغناطيس نيوديميوم قوي جدًا. هذه المغناطيسات قوية جدًا بحيث يمكنها رفع ما يصل إلى 1300 مرة من وزنها. لذلك لا تضع إصبعك بين المغناطيس والمعدن أو أي مغناطيس آخر - فالضربة ستكون حساسة للغاية. تظهر هذه الصورة محددات BMG. مهمتهم هي الحد من حركة الرؤوس، وتركها على سطح اللوحات. تم تصميم محددات BMG للنماذج المختلفة بشكل مختلف، ولكن يوجد دائمًا اثنان منها، ويتم استخدامها على جميع محركات الأقراص الثابتة الحديثة. في محرك الأقراص الخاص بنا، يوجد المحدد الثاني على المغناطيس السفلي.

إليك ما يمكنك رؤيته هناك.

نرى هنا أيضًا ملفًا صوتيًا، وهو جزء من وحدة الرأس المغناطيسية. يشكل الملف والمغناطيس محرك VCM (Voice Coil Motor، VCM). يشكل المحرك وكتلة الرؤوس المغناطيسية أداة تحديد الموضع (المحرك) - وهو الجهاز الذي يحرك الرؤوس. يسمى الجزء البلاستيكي الأسود ذو الشكل المعقد بمزلاج المحرك. هذه آلية وقائية تطلق BMG بعد أن يصل محرك المغزل إلى عدد معين من الثورات. يحدث هذا بسبب ضغط تدفق الهواء. يحمي القفل الرؤوس من الحركات غير المرغوب فيها في وضع الوقوف.

الآن دعونا نزيل كتلة الرأس المغناطيسية.

يتم دعم الدقة والحركة السلسة لـ BMG بمحمل دقيق. الجزء الأكبر من BMG، المصنوع من سبائك الألومنيوم، يُسمى عادةً بالقوس أو الذراع المتأرجح (الذراع). في نهاية الذراع الهزاز توجد رؤوس على نظام تعليق زنبركي (Heads Gimbal Assembly، HGA). عادةً ما يتم توفير الرؤوس والأذرع المتأرجحة من قبل شركات مصنعة مختلفة. ينتقل الكبل المرن (الدائرة المطبوعة المرنة، FPC) إلى اللوحة التي تتصل بلوحة التحكم.

دعونا نلقي نظرة على مكونات BMG بمزيد من التفصيل.

ملف متصل بالكابل.

تحمل.

الصورة التالية توضح جهات اتصال BMG.

تضمن الحشية ضيق الاتصال. وبالتالي، لا يمكن للهواء الدخول إلى الوحدة إلا بالأقراص والرؤوس من خلال فتحة معادلة الضغط. يحتوي هذا القرص على جهات اتصال مطلية بطبقة رقيقة من الذهب لتحسين التوصيل.

هذا هو تصميم الروك الكلاسيكي.

تسمى الأجزاء السوداء الصغيرة الموجودة في نهايات الشماعات الزنبركية بالمنزلقات. تشير العديد من المصادر إلى أن أشرطة التمرير والرؤوس هي نفس الشيء. في الواقع، يساعد شريط التمرير على قراءة المعلومات وكتابتها عن طريق رفع الرأس فوق سطح الفطائر. على محركات الأقراص الصلبة الحديثة، تتحرك الرؤوس على مسافة 5-10 نانومتر من سطح الفطائر. وللمقارنة، يبلغ قطر شعرة الإنسان حوالي 25000 نانومتر. إذا دخل أي جسيم تحت المنزلق، فقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الرؤوس بسبب الاحتكاك وفشلها، ولهذا السبب فإن نظافة الهواء داخل منطقة الاحتواء أمر في غاية الأهمية. توجد عناصر القراءة والكتابة نفسها في نهاية شريط التمرير. إنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام مجهر جيد.

كما ترون، سطح المنزلق ليس مسطحًا، فهو يحتوي على أخاديد هوائية. إنها تساعد في تثبيت ارتفاع طيران شريط التمرير. يشكل الهواء الموجود أسفل شريط التمرير وسادة هوائية (Air Bearing Surface، ABS). تحافظ الوسادة الهوائية على طيران شريط التمرير الموازي تقريبًا لسطح الفطيرة.

وهنا صورة أخرى من شريط التمرير.

جهات الاتصال الرئيسية مرئية بوضوح هنا.

وهذا جزء مهم آخر من BMG لم تتم مناقشته بعد. ويسمى المضخم (preamp). المضخم الأولي عبارة عن شريحة تتحكم في الرؤوس وتضخيم الإشارة الواردة إليها أو منها.

يتم وضع المضخم مباشرة في BMG لسبب بسيط للغاية - الإشارة القادمة من الرؤوس ضعيفة جدًا. على محركات الأقراص الحديثة يبلغ تردده حوالي 1 جيجا هرتز. إذا قمت بنقل المضخم خارج المنطقة المحكمية، فسيتم تخفيف هذه الإشارة الضعيفة بشكل كبير في الطريق إلى لوحة التحكم.

هناك مسارات تؤدي من المضخم إلى الرؤوس (على اليمين) أكثر من تلك الموجودة في منطقة الاحتواء (على اليسار). الحقيقة هي أن القرص الصلب لا يمكنه العمل في وقت واحد مع أكثر من رأس واحد (زوج من عناصر الكتابة والقراءة). يرسل القرص الصلب إشارات إلى المضخم، ويختار الرأس الذي يصل إليه القرص الصلب حاليًا. يحتوي هذا القرص الصلب على ستة مسارات تؤدي إلى كل رأس. لماذا هذا العدد الكبير؟ مسار واحد هو الأرض، واثنين آخرين لعناصر القراءة والكتابة. المساران التاليان مخصصان للتحكم في محركات الأقراص الصغيرة، أو الأجهزة الكهرضغطية أو المغناطيسية الخاصة التي يمكنها تحريك شريط التمرير أو تدويره. يساعد هذا في ضبط موضع الرؤوس فوق المسار بشكل أكثر دقة. المسار الأخير يؤدي إلى المدفأة. يستخدم السخان لتنظيم ارتفاع طيران الرؤوس. ينقل السخان الحرارة إلى التعليق الذي يربط شريط التمرير والروك. يتكون التعليق من سبيكة ذات خصائص تمدد حراري مختلفة. عند تسخينه، ينحني التعليق نحو سطح الفطيرة، مما يقلل من ارتفاع طيران الرأس. عندما يبرد، يتم تقويم المحور المحوري.

كفى عن الرؤوس، فلنفكك القرص أكثر. قم بإزالة الفاصل العلوي.

هذا هو ما يبدو عليه.

في الصورة التالية ترى منطقة الاحتواء مع إزالة الفاصل العلوي وكتلة الرأس.

أصبح المغناطيس السفلي مرئيا.

الآن حلقة التثبيت (مشبك الأطباق).

تعمل هذه الحلقة على تثبيت كتلة الصفائح معًا، مما يمنعها من الحركة بالنسبة لبعضها البعض.

يتم تعليق الفطائر على محور المغزل.

الآن بعد أن لم يكن هناك أي شيء يمسك الفطائر، قم بإزالة الجزء العلوي من الفطيرة. هذا ما هو تحت.

أصبح من الواضح الآن كيفية إنشاء مساحة للرؤوس - توجد حلقات فاصلة بين الفطائر. تظهر الصورة الفطيرة الثانية والفاصل الثاني.

الحلقة الفاصلة عبارة عن جزء عالي الدقة مصنوع من سبائك أو بوليمرات غير مغناطيسية. دعونا خلعه.

لنأخذ كل شيء آخر من القرص لتفحص الجزء السفلي من الكتلة المحكمية.

هذا ما تبدو عليه فتحة معادلة الضغط. يقع مباشرة تحت مرشح الهواء. دعونا نلقي نظرة فاحصة على عامل التصفية.

وبما أن الهواء القادم من الخارج يحتوي بالضرورة على غبار، فإن الفلتر يتكون من عدة طبقات. إنه أكثر سمكًا من مرشح الدورة الدموية. وفي بعض الأحيان يحتوي على جزيئات هلام السيليكا لمكافحة رطوبة الهواء.

تم توضيح العلاقة بين المصطلحات الروسية والإنجليزية بواسطة ليونيد فورزيف.

المقال منسوخ من

تعليمات

يتكون تصميم القرص الصلب من كتلة من الأقراص المعدنية ذات طبقة خاصة يمكنها تذكر وتخزين تأثيرات المجال المغناطيسي. تتكون التصميمات الحديثة من 1-3 أقراص متوازنة تمامًا ولها سطح مستوٍ تمامًا، لأن سرعة الدوران عالية جدًا وتصل من 7200 إلى 10000 دورة في الدقيقة، ويجب أن تكون دقة تحديد موضع الرؤوس عالية.

تُستخدم رؤوس مغناطيسية خاصة لكتابة وقراءة المعلومات الموجودة على القرص. في أغلب الأحيان، اثنان لكل قرص - على كلا الجانبين. عند تعرضها لنبضات تيار، تشكل الرؤوس مجالًا مغناطيسيًا وتقوم بمغنطة قسم من القرص بعزم مغناطيسي في اتجاه معين (منطقي "واحد" أو "صفر" منطقي). تتم عملية التسجيل عن طريق تطبيق نبضة تيار في الوقت المطلوب، ويتم وضع الرأس المغناطيسي في المكان المناسب. عند قراءة المعلومات من القرص، تتفاعل الرؤوس مع التغيرات في المجال المغناطيسي عن طريق إثارة التيار فيها. تتم قراءة هذا النوع من الإشارات التناظرية وتحويلها إلى رقمية. في هذا النموذج يتم نقله إلى نظام الكمبيوتر.

يتم وضع المعلومات الموجودة على القرص المغناطيسي وتخزينها على مسارات على شكل دوائر مركزة. تشكل جميع الرؤوس المغناطيسية للقرص الصلب كتلة واحدة مشتركة. ينتقل من مسار قرص إلى آخر في نفس الوقت. يخدم رأس واحد جانبًا واحدًا من القرص. أي أن الرؤوس تكون على نفس المسار فوق أقراص مختلفة في أي وقت. وهكذا تشكل هذه المجموعة من المسارات أسطوانة. في الآونة الأخيرة، تم استخدام محرك الملف اللولبي لتحريك الرؤوس المغناطيسية. يتحركون حول محورهم. يقوم ملف متصل بالجزء الخلفي من الرأس بتحريكها فوق سطح القرص باستخدام مغناطيس كهربائي. لا يُسمح للرؤوس بلمس القرص، عند فصلها عن مصدر الطاقة، يتم نقلها بعيدًا عن السطح إلى الجانب.

يتم تقسيم كل مسار قرص إلى قطاعات - أصغر عناصر مساحة القرص بسعة تخزين تبلغ 512 بايت. يمكن تحديد سعة الذاكرة الإجمالية للقرص الصلب من خلال حاصل ضرب عدد الرؤوس والأسطوانات والقطاعات. ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه أثناء تصنيع الأقراص تتشكل القطاعات والمسارات المعيبة. لا يمكن تجنب هذه العملية. لا تؤخذ هذه المناطق بعين الاعتبار أثناء العملية. الشيء الرئيسي هو أن القرص نفسه يحتوي على الحجم الإجمالي المطلوب.

عادةً ما يختلف الموضع المنطقي للرؤوس والأسطوانات والقطاعات عن الموضع الفعلي ويتم الإشارة إليه على غطاء محرك الأقراص الثابتة. يتم حفظ المعلمات على القرص الصلب بواسطة برنامج الإعداد، ومن ثم يعمل الكمبيوتر بانهيار منطقي. لتنسيق القيم المادية والمنطقية للجهاز، يتم استخدام إجراء خاص - ترجمة معلمات القرص. توجد هذه الكتلة على القرص الصلب نفسه وتقوم بتحويل الممرات المنطقية إلى ممرات فعلية، وبالتالي توفير الوصول إلى الجزء المطلوب من القرص الفعلي.