В табл. 11.6 приведены основные характеристики, отличающие один тип дисков от другого. Головка диска может быть либо фиксирована, либо перемещаема (в радиальном направлении пластины диска). В дисках с фиксированной головкой на одну дорожку приходится одна головка. Все головки смонтированы на жестком кронштейне, который располагается над всеми дорожками. В диске с перемещающейся головкой имеется только одна головка, закрепленная на кронштейне. Поскольку головка должна быть способна размещаться над любой дорожкой, кронштейн должен обеспечивать ее перемещение над диском.
Сам же диск смонтирован в дисководе, состоящем из кронштейна, шпинделя, вращающего диск, и электронной схемы, необходимой для осуществления ввода и вывода бинарных данных. Стационарный диск зафиксирован в дисководе, в то время как переносной диск может быть удален или заменен другим. Преимущество дисков последнего типа состоит в том, что при ограниченном количестве дисковых систем доступен неограниченный объем данных. Кроме того, такой диск может быть перенесен из одной компьютерной системы в другую (при условии их совместимости).
Таблица 11.6. Физические характеристики дисковых систем
Движение головки Фиксированная головка (одна на дорожку)
Перемещаемая головка (одна на поверхность) Переносимость диска Стационарный диск
Переносной (съемный) диск Стороны Односторонние
Двусторонние Дисковые пластины Одна пластина
Множество пластин Механизм головки Контактный (флоппи-диск)
С фиксированным зазором
Аэродинамический зазор
В большинстве дисков магнитное покрытие наносится на обе стороны дисковой пластины (такой диск называется двусторонним). Некоторые, менее дорогие системы используют односторонние диски.
Некоторые дисководы содержат несколько дисковых пластин, размещенных на вертикальной оси с интервалом в несколько дюймов. При этом предусматривается наличие нескольких кронштейнов. Набор дисковых пластин называется пакетом дисков (рис. 11.18). Многопластинчатые диски снабжены перемещаемыми головками, по одной на одну поверхность пластины. Головки механически зафиксированы таким образом, что все они находятся на одинаковом расстоянии от центра диска и перемещаются одновременно. Таким образом, в любой момент времени все головки оказываются расположенными над дорожками, равноудаленными от центра диска. Множество дорожек, находящихся в одной и той же позиции по отношению к пластине, называется цилиндром (cylinder). Например, все закрашенные дорожки, показанные на рис. 11.19, являются частью одного цилиндра.
Возможна еще одна классификация дисков по типам головок. Обычно головка чтения/записи располагается на фиксированном расстоянии над дисковой пластиной. В головках второго типа при считывании или записи осуществляется реальный физический контакт с поверхностью. Такой механизм используется в гибких дисках, имеющих небольшой размер, гибкую пластину и являющихся самыми дешевыми из всех типов дисков.
Чтобы объяснить принцип работы дисков третьего типа, необходимо прокомментировать соотношение между плотностью данных и размером воздушного промежутка. Головка должна генерировать или улавливать электромагнитное поле достаточной для нормального считывания или записи величины. Чем уже головка, тем ближе она должна быть расположена к поверхности пластины. Сужение головки предполагает сужение дорожки и, естественно, увеличение плотности записи, что очень желательно. Однако чем ближе головка расположена к поверхности пластины, тем больше вероятность возникновения ошибок, вызванных загрязнениями или физическими дефектами. Дальнейшее развитие технологии привело к появлению винчестерных дисков, головки которых используются в герметичных дисководах, защищенных от загрязнений. Они сконструированы для работы на расстоянии от поверхности пластины, меньшем, чем расстояние при работе с обычными жестко фиксированными головками, что приводит к более высокой плотности записи данных. Головка представляет собой своеобразную аэродинамическую фольгу, парящую над поверхностью пластины при вращении диска. Воздушное давление, создаваемое при вращении диска, достаточно для создания зазора между поверхностью и головкой. Такая бесконтактная схема обеспечивает работу очень узких, близко расположенных к поверхности головок1.
Рис. 11.18. Компоненты магнитного диска
Рис. 11.1 У. Дорожки и цилиндры
В табл. 11.7 приведены параметры типичных современных высокопроизводительных дисков с движущимися головками.
Таблица 11.7. Параметры типичных дисков
Характеристики Seagate Cheetah 36 Western Digital
Enterprise WDE18300
Емкость 36.4 Гбайт 18.3 Гбайт
Минимальное время поиска от 0.6 мс 0.6 мс дорожки к дорожке
Среднее время поиска 6 мс 5.2 мс
Скорость вращения шпинделя 10000 об/мин 10000 об/мин
Средняя задержка из-за вращения 3 мс 3 мс
Максимальная скорость передачи 313 Мбит/с 360 Мбит/с данных
