У складі накопичувача окрім дисків знаходяться також:

• Контролер – мікросхема, що керує роботою накопичувача.

• Буферна кеш-пам’ять, що пришвидшує доступ до величезних об’ємів інформації.

Файлова система твердого диску

Для того, щоб процесор міг швидко звернутися до будь якої інформації, твердий диск має так звану файлову систему, де записані координати всіх файлів, що містяться на диску. Одними з поширених файлових систем є FAT-32 і NTFS.

FAT-32 (File Allocation Table - Таблиця розміщення файлів)

FAT-32 - це файлова система, яку розроблено компанією Майкрософт і широко використовується в операційних системах Windows 95, Windows 98, Windows 2000 и Windows Millennium Edition.

Одним з базових понять файлової системи є кластер (блок) – мінімальна порція даних на диску. Вся інформація на диск записується блоками. Наприклад, якщо файл «важить» всього 1 байт, а розмір кластера на диску - 8 Кілобайт, то у підсумку на твердому диску розмір файлу буде також 8 Кілобайт (один кластер). Якщо файл займає 8,1 Кілобайт, на диску він буде «важити» всі 16 Кілобайт (два кластери).

При запису, файл розбивається на фіксовані блоки, які мають свою адресу, свій номер і відомості до якого файлу вони належать.

З метою ефективного розміщення на диску, блоки не завжди знаходяться разом. Файлова система FAT-32 містить відомості про кожен файл, з кількох блоків він складається і за якими адресами вони зберігаються. Коли процесор звертається до файлової системи за певним файлом, він швидко збирається з різних блоків і обробляється вже як єдиний об’єкт.

Головним недоліком файлової системи FAT-32 є неналежна надійність збереження інформації, бо достатньо загубити чи пошкодити бодай один блок, весь файл може бути зіпсутим.

Файлова система FAT-32 була поширена у роки, коли тверді диски мали невеликий об’єм і важливим було ефективне розміщення інформації.

Ntfs (New Technology File System - Файлова система нової технології)

Файлова система NTFS замінила файлову систему FAT 32. Вона використовується в операційних системах Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows 7 и Windows Server 2008.

NTFS використовує спеціалізовані структури даних для збереження інформації про файли, що підвищує надійність та ефективність використання дискового простору. Тут кожен файл є єдиним об’єктом.

Диск поділяється на дві частини:

• 12% відводиться для головної файлової таблиці — MFT (Master File Table), де міститься таблиця адрес для кожного файлу.

• Решта простору відведено для самих файлів.

Файлова система NTFS має вбудовані можливості для розмежування доступу до даних для різних користувачів та груп користувачів, а також може призначати квоти (обмеження на максимальний об’єм дискового простору, що може займати певний користувач).

Специфікації цієї файлової системи є закритими, що створює певні складності при реалізації її підтримки, у продуктах, що не належать до Microsoft.

Основні характеристики накопичувачів на твердому диску

Ємність - кількість даних, які можуть зберігатися на диску. Від впровадження перших твердих дисків, завдяки вдосконаленню технології запису даних їх максимально можлива ємність безперервно збільшується. Ємність сучасних твердих дисків на початок 2011р. сягає 4000 Гігабайт (4 Терабайти).

На відміну від прийнятої в інформатиці системи приставок, що позначають кратну 1024 величину, виробниками при позначенні ємності твердих дисків використовуються величини, кратні 1000. Так, ємність твердого диску, маркованого як «200 Гігабайт», складає 186,2 Гігабайт.

Час довільного доступу. Час, за який вінчестер гарантовано виконає операцію читання або запису на будь-якій ділянці магнітного диска. Діапазон цього параметра невеликий від 2,5 до 16 мілісекунд.

Швидкість обертання дисків. Кількість обертів дисків у хвилину. Від цього параметра в значній мірі залежать час доступу і середня швидкість передачі даних. Сучасні накопичувачі мають стандартні швидкості обертання: 4200, 5400 і 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 і 10 000 (персональні комп'ютери), 10 000 і 15 000 об/хв. (сервери і високопродуктивні робочі станції).

Споживання енергії. Є важливим чинником для мобільних пристроїв.

Рівень шуму. Шум, який створює механіка накопичувача під час його роботи. Вказується в децибелах. Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 дБ і нижче. Шум складається з шуму обертання дисків та шуму позиціонування головок.

Об'єм буфера. Буфером називається проміжна пам'ять, що призначена для згладжування відмінностей швидкості читання/запису та швидкості передачі по інтерфейсу. В сучасних дисках він зазвичай варіюється від 8 до 64 Мб.

Лідерами у виробництві накопичувачів є компанії Seagate, Sansung, WesternDigital.