Оксидный слой - это покрытие с наполнителем из окиси железа, магния или хрома, способного хорошо намагничиваться.
Для справки: Сначала на поверхность быстровращающегося диска разбрызгивается суспензия порошка оксида железа в растворе полимера. За счет центробежной силы она равномерно растекается по поверхности диска от центра к внешнему краю. Затем поверхность шлифуется и на диск снова наносится слой чистого полимера более прочного и диск окончательно полируется.
Этот процесс прост и недорог. Недостатки: а) небольшая емкость; б) хрупкость (оксидный слой при соприкосновении с головками крошится).
Достоинства: 1) имеет меньшую толщину
2) более прочен
3) имеет высокое качество поверхности
Эта технология используется в современных ПК. В современных накопителях уменьшен зазор между головками и поверхностями дисков. Следовательно, повышается плотность записи данных.
Эта технология позволила увеличить плотность рабочего слоя, а следовательно повысилась плотность записи.
Носители AFC состоят из 2-х магнитных слоев, разделенных тонкой пленкой рутения, толщина которой 3 атома (6 ангстрем).
Магнитные головки представляют собой магнитные управляемые контуры с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Головки предусмотрены для каждой стороны диска. Чем ближе располагается головка к поверхности диска, тем выше сигнал.
Типы магнитных головок (по этапам развития):
- ферритовые головки (до середины 80-х годов);
- головки с металлом в зазоре (MIG-головки);
- тонкопленочные головки (TF-головки). Эти головки формируют на поверхности диска участки остаточной намагниченности, которые имеют четкие границы. Это приводит к высокой плотности записи данных.
- магниторезистивные головки (MR) – используется в настоящее время.
Механизм привода головокобеспечивает перемещение головок от центра дисков к краям и определяет надежность накопителя, его температурную стабильность и виброустойчивость.
Существует 2 основных типа механизма привода:
· с шаговым двигателемЭто эл.двигатель ротор которого может поворачиваться только ступенчато, т.е на строго определенный угол (головки поворачиваются «вслепую»). Механизмы с шаговым двигателем имеют проблему-нестабильность их температур. При нагреве и охлаждении диски расширяются и сжимаются, в результате чего дорожки смещаются относительно своих прежних положений.
· с подвижной катушкой Этот привод используется во всех современных ПК. Такой привод использует сигнал обратной связи, чтобы можно было точно определить положение головок относительно дорожек и скорректировать в случае необходимости.
В устройствах с подвижной катушкой используется специальная система наведения (позиционирования), которая точно подводит головки к нужному цилиндру. Эта система называется сервоприводом (или системой с обратной связью).Колебания температур не сказываются на точности работы привода с подвижной катушкой. При сжатии и расширении дисков все изменения их размеров отслеживаются сервоприводом и положения головок должным образом корректируются.
Привод с подвижной катушкой и обратной связью часто называют системой слежения за дорожками.
Достоинства:
- высокое быстродействие;
- точность и надежность
Механизмы привода головок с подвижной катушкой бывает 2-х типов:
1. линейныйпривод (перемещает головки по прямой, строго вдоль линии радиуса диска, а катушки располагаются в зазорах постоянных магнитов).
Линейные приводы намного тяжелее поворотных, поэтому в современных HDD практически не используются.
2. поворотный привод (работает по тому же принципу что и 1., но в нем к подвижной катушке крепятся концы рычагов головок. При движении катушки относительно постоянного магнита рычаги перемещения головок поворачиваются, передвигая головки оси или к краям двигателя.
Современные диски имеют функцию автоматической парковки головок.
«Парковка» - это процесс перемещения магнитных головок в специальную зону диска (парковочная зона). В этой зоне нет никакой полезной информации кроме специальной сервисной метки, указывающей на местоположение «парковки». В «запаркованном» состоянии жесткий диск можно транспортировать при вибрации, легких ударах, сотрясениях.
Принцип парковки: в нерабочем состоянии головки «приклеиваются» к небольшому магниту, расположенному в устройстве позиционирования. При поступлении напряжения головка отрывается от диска. Когда напряжение исчезает, то головки мгновенно перемещаются в зону парковки ( за счет магнита) и опускаются на поверхность диска. При парковке головки блокируются и их дальнейшая работа невозможна.
Двигатель привода дисков приводит пакет дисков во вращение, скорость которого в зависимости от модели находится в пределах 3600 – 7200 об/мин (60 – 80 км/час).
Скорости вращения некоторых дисков достигает 15 000 об/мин.
Их недостатки: - дороговизна,
- высокий уровень шума (чем выше скорость вращения, тем шумнее)
Винчестер вращается даже тогда, когда не происходит обращения к нему.
Плата электроники предназначена для управления работой механических подвижных частей винчестера. На ней монтируются электронные компоненты системы управления жестким диском (микропроцессор HDD, м/с ПЗУ, буферная память, генератор и т.д). Она прикрепляется к нижней плоскости корпуса винтами. С внутренней частью винчестера плата соединяется при помощи специального разъема.
« ИНТЕРФЕЙС ЖЕСТКИХ ДИСКОВ»
Интерфейс – коммуникационное устройство (протокол обмена), позволяющее одному устройству взаимодействовать с другим и устанавливать соответствие между выходами одного устройства и входами другого.
Основная функция интерфейса жесткого диска – передача данных из вычислителя ПК в накопитель и обратно.
Типы интерфейсов:
1) ESDI (конец 80-х годов). Устарел т.к не отвечает требованиям по быстродействию.
2) SATA, IDE (АТА) - встроенная электроника накопителя) известен как стандартный
IDE – это часть электронной схемы, управляющей работой накопителя, которая располагается прямо на печатной плате, прикрепленной к нижней плоскости винчестера (т.е вся необходимая электроника интегрирована в сам винчестер).
На современных системных платах присутствует, как правило 1-2 разъема IDE.
3) SCSI– это интерфейс универсальный, т.е подходит для подключения всех классов устройств: накопителей, сканеров… В SCSI отсутствует ориентация на какой-то конкретный тип устройства (в отличие от IDE). Все устройства на шине SCSI одинаковы и для работы с ними требуется один набор команд.
IDE и SCSI – интерфейсы, в которых контроллер выполнен в виде микросхемы, установленный на плате накопителя.
IDE взаимодействует с системной шиной непосредственно, а в SCSI между контроллером и системной шиной введен еще один уровень организации данных и управления.
«ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ HDD»
1) Емкость винчестераопределяется максимальным объемом данных, которые можно записать на носитель.
Реальная величина емкости винчестера достигает сотни Гигабайт. Ежегодно плотность записи (и соответственно емкость) увеличивается на 60%.
Общий объем памяти HDD рассчитывается так:
V=C x H x S x 512 (байт)
Где С – число цилиндров, Н – число головок, S – число секторов
Емкость одной из первых моделей винчестера составляла 10 Мбайт (1982г), емкость HDD для Pentium 4 составляет 100 Гбайт (2002г).
2) Среднее время доступа – это время, которое требуется жесткому диску для того, чтобы найти и обработать некоторый сектор.Среднее время доступа винчестеров (поиск информации на диске) составляет 7-9 мс.
3) Средняя скорость передачи – это скорость с которой собранная на диске информация передается в шину ПК или наоборот – поступает из шины на HDD. Скорость передачи данных у накопителей – 10-15 Мбайт/сек. Она зависит от скорости вращения дисков, числа секторов на дорожке, числа байт в секторе.
4) Время безотказной работы составляет 20 000-50 000 ч. Практика показывает, что если НЖМД безотказно работает первый месяц, то он будет безотказно работать до окончания срока своего морального старения.
Основные производители HDD: Samsung, IBM, Maxtor, Digital, Western и др.