Хард диск

Меморијски медијум који је у новије време добио најважнију улогу међу носиоцима података у рачунарском систему свакако је хард диск. Он обједињује добра својства осталих носилаца у једну оптималну целину. Карактеристике хард диска су:

– директан приступ подацима,
– велика брзина приступа,
– велики меморијски капацитет,
– ниска цена по јединици меморије,
– мале димензије у односу на капацитет,
– висока поузданост.

Технологија производње хард дискова је у сталном успону, тако да константно расте капацитет, брзина, поузданост, а смањују се димензије, просечно време приступа и цена. Дискови се праве од легуре алуминијума или од пластике и пресвлаче феромагнетним материјалом са једне или са обе стране. Феромагнетни материјал представља медијум за податке и он се са ћелијама које могу да носе податке распоређује у концентричне кругове – стазе или траке. Принцип уписа и читања података код диска је идентичан као и код јединица магнетне траке.

Пре коришћења врши се форматирање диска и оно може да буде форматирање ниског (low level) и високог (high level) нивоа.

Форматирање ниског нивоа најчешће обавља произвођач диска и оно има улогу да припреми медијум за комуникацију са хардвером рачунара. Накнадно форматирање ниског нивоа неких новијих модела дискова може да доведе до слабљења перформанси диска.

Форматирање високог нивоа (логичко форматирање) омогућава повезивање диска са одређеним оперативним системом. Овим форматирањем сектори на диску се групишу у кластере.

Јединица хард диска

Јединице хард диска су уређаји који уписују и читају податке по магнетној површини диска и могу бити:

– са посебним дисковима смештеним у касету – касетним дисковима,
– са више диск-плоча обједињених фиксно око исте осовине у пакет – пакетима дискова:

Пакет дискова

Пакет дискова

Дискови могу бити заменљиви или незаменљиви (фиксни) у јединици диска. 3аменљиви дискови се стављају у јединицу само у време уписа или читања података. Незаменљиви или фиксни дискови чине интегрални део уређаја хард диска. Они су најчешће заштићени од прашине и других честица, па су по правилу већег капацитета, брзине, поузданости и могу радити у тежим условима окружења.

Дискови се причвршћују за заједничку осовину која ротира константном брзином већом од 60 обртаја у секунди (стандардно: 3600 — 12000 обртаја у минути). Брзина кретања медијума се повећава од центра ка спољашњим стазама. Да би се обезбедила константна брзина преноса, подужна густина уписних ћелија расте од спољашњих ка унутрашњим стазама. Плоче дискова су затворене и не могу да се ваде, па је могуће поставити стазе на врло малом међусобном растојању. Већина новијих дискова имају густину од преко 66400 TPI (стаза по инчу) уписаних на медијуму.

Данас преовлађују незаменљиви – фиксни дискови са више диск-плоча (од 2 до 12) и покретним главама:

Конструкција хард диска

Конструкција хард диска

Спољни и унутрашњи изглед фиксног хард диска

Спољни и унутрашњи изглед фиксног хард диска

Плоче дискова су постављене једна изнад друге, oбpћy се истовремено и свака од ових плоча може да складишти податке на обе површине. Између дискова се налазе полуге – носачи који на свом врху имају по две уписно-читајуће главе, за горњу и за доњу површину. Полуге су причвршћене за приступни механизам – актуатор.

Актуатор представља склоп који омогућава да се главе радијално померају. Већина савремених дискова користи кретне калемове у мотору за померање главе напред-назад. Први модели хард дискова су користили корачни мотор за померање глава.

Kpeћyћи се, уписно-читајућа глава чита податке на диску да би израчунала где тачно треба да стане. Кретни калем хард диска има ваљак у својој оси. Када се пусти струја кроз калем, ваљак ће се кретати лево и десно кроз калем, зависно од јачине струје. Главе су повезане на ваљак, па се пуштањем струје практично померају и уписно-читајуће главе. Додатни позиционер и управљачка електроника одређују колико ћe се главе померити читајући записе на диску.

Све уписно-читајуће главе се померају истовремено, што значи да се у датом тренутку свим стазама које су на истом растојању од центра диска може приступити истовремено. Да би се кретао носач главе користи се хидраулични или електродинамички принцип. Приступни механизам поставља главу на дискретне позиције управо изнад стаза диска. Пожељно је да глава буде што ближе медијуму, ради јачине магнетног поља и ради прецизности потребне за упис и читање на одређену траку, али да га ни у једном тренутку не додирује. Међутим, без обзира на савремену технологију, површина диска је у извесној мери валовита, па је потребно обезбедити да одстојање буде довољно велико да се избегне додиривање главе и површине диска. То се решава тако што велика брзина окретања диска доводи одређену количину ваздуха у област око главе, која захваљујући својој вискозности, одржава главу од површине магнетног медијума на врло малом, константном растојању (тзв. ваздушни јастук).

Технологија по којој магнетна глава практично плива на ваздушном јастуку омогућила је велике капацитете дискова. Али и даље постоји опасност од падања главе на диск услед изненадног, непланираног заустављања диска. До заустављања диска може дођи, рецимо, престанком напајања уређаја (нестанком струје). Уколико би се то десило, подаци на диску би вероватно били изгубљени, а диск оштећен. Тај проблем се решава тако што се користи акумулирана енергија у кондензаторима током рада. Ова енергија је довољна да се, чак и без спољашњег напајања јединице диска, покрене мотор за померање глава који враћа главе до почетног лежишта које се налази изван плоче диска.

Савремени хард дискови имају и два филтера за ваздух (сл. циркулација ваздуха у диску):

– филтер за рециркулацију,
– филтер „за дисање“ или барометарски филтар.

Структура ваздуха у диску

Структура ваздуха у диску

Филтери су трајно уграђени у оклоп диска. Филтер за рециркулацију служи за филтрирање врло малих честица које се одвајају од плоче приликом подизања и спуштања глава. Барометарски филтер служи за проветравање и усклађивање ваздушног притиска у уређају са спољашњим притиском. Приликом промене спољашњег притиска, јавља се струјање ваздуха који улази или излази из кућишта диска све док се они не изједначе. 3ато је потребно да произвођачи хард дискова уз остале особине уређаја наведу и надморску висину до које би могао диск да функционише нормално. При недовољном притиску не би могао да се формира ваздушни јастук по коме би пливале уписно-читајуће главе.

Брзина диска

Брзину тврдог диска одређују два параметра:

време приступа податку (access time) и
брзина преноса података (data transfer rate).

Време приступа се састоји од два времена – времена тражења стазе (seek time) и времена чекања (latency period). Наиме, читање одређеног сектора укључује два корака. Прво се глава премешта на одговарајућу стазу. 3атим, када се глава нађе изнад те стазе, чека да одговарајући сектор обртањем диска дође под rлаву.

У пракси се за оцену ових времена користи просечно време или „средње време“. Уобичајена мера за просечно време тражења или „време приступа“ је време потребно да глава пређе једну трећину полупречника диска, и оно типично износи 5-15ms. Просечно време чекања зависи од брзине обртања диска и једнако је времену потребном да се диск окрене за пола круга (табела 6.7). Време приступа је по правилу мање за дискове већег капацитета и мањих физичких димензија. Дискови новије генерације имају просечно време приступа кpaћe од 10ms са тенденцијом да се оно још више скрати.

број обртаја диска (o/min) просечно време чекања (ms) најгоре време чекања (ms)
3600 8,3 16,7
4500 6,7 13,3
5200 5,8 11,5
5400 5,6 11,1
6300 4,8 9,5
7200 4,2 8,3
Advertisements

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s