Будова, принцип роботи і характеристики накопичувачів на жорстких
магнітних дисках.
Основним пристроєм зберігання інформації у комп'ютерній системі є жорсткий диск. Великий обсяг і енергонезалежність зробили його найбільш придатним для зберігання програм і даних.
Повна назва жорсткого диска — НЖМД — накопичувач на жорстких магнітних дисках. Іноді його ще називають вінчестером.
Основні елементи конструкції наступні:
пластини магнітних дисків на спільному шпинделі;
голівки читання/запису;
механізм приводу голівок (коромисло із сервоприводом);
двигун приводу дисків;
друкована плата з електричними схемами керування;
кабелі і гнізда рознять кабелів живлення і передачі даних;
елементи конфігурування (пермички і перемикачі).
Кількість дисків може бути різною — від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, удвічі більшою (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає об’єм жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (або одного з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту накопичувача, але при цьому кількість робочих поверхонь зменшується й може виявитися непарною.
Магнітні головки зчитують і записують інформацію на диски. Цифрова інформація перетворюється на змінний електричний струм, що надходить на магнітну головку, а потім передається на магнітний диск, але вже у вигляді магнітного поля, яке диск може сприйняти і «запам'ятати».
Магнітне покриття диска являє собою безліч дрібних областей довільної (спонтанної) намагніченості. Для наочності уявіть собі, що диск вкритий шаром дуже маленьких стрілок від компаса, спрямованих у різні сторони. Такі частинки-стрілки називаються доменами. Під впливом зовнішнього магнітного поля власні магнітні поля доменів орієнтуються відповідно до його напрямку. Після припинення дії зовнішнього поля на поверхні диска утворюються зони 1 залишкової намагніченості. У такий спосіб зберігається записана на диск інформація. Ділянки залишкової намагніченості, опинившись при обертанні диска І напроти зазору магнітної головки, викликають у ній електрорушійну силу, яка змінюється в залежності від величини намагніченості. Пакет дисків, змонтований на осі-шпинделі, рухається спеціальним двигуном, компактно розташованим під ним. Швидкість обертання дисків, як правило, складає 5400 об/хв, хоча існують диски і зі швидкістю обертання 7200, 10000 і навіть 15000 об/хв.
Інтерфейс — набір, що складається з ліній зв'язку, сигналів, що посилають по цих лініях, технічних засобів (контролерів), що підтримують ці лінії, і правил обміну (протоколів)( ATA, SerialATASCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO і FibreChannel.)
Ємність (англ.capacity) — кількість даних, які можуть зберігатися нагромаджувачем(2ТБ)
Фізичний розмір (форм-фактор) — майже всі сучасні нагромаджувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір (ширину) 3,5, або 2,5 дюйма.
Час доступу (англ.randomaccesstime) — від 3 до 15 мс,
(шум двигуна + шум голівок). Вказується в децибелах, інколи в Белах (=10дБ). Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 децибел і нижче.
Опірність ударам (англ.G-shockrating) — опірність твердого диска різким перепадам тиску або ударам вимірюється в одиницях припустимого перевантаження, кратних g (прискоренню вільного падіння) в увімкненому та вимкненому стані.
Швидкість передавання даних (англ.TransferRate):
Внутрішня зона поверхні диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с
Зовнішня зона поверхні диска: від 74,0 до 111,4 Мб/с
Місткість буфера (англ.CacheMemory) — розмір проміжної пам'яті (кеш-пам'яті), що призначена для згладжування різниці швидкостей читання/запису і передавання даних через інтерфейс. Станом на 2013 у твердих дисках вона зазвичай може становити 8, 16, 32, 64 або 128 МБ.