Введение
Тенденция развития современных технологий характеризуется постоянным повышением значения информации. В настоящее время массово используются устройства внешней памяти персональных компьютеров для хранения информации.
Жёсткий диск (винчестер) относится к группе устройств, предназначенных для хранения данных. Жёсткий диск – сложное устройство, которое является одной из важнейших составляющих компьютера, выполняя задачу хранения информации компьютера. Учитывая, что жёсткий диск – это, в первую очередь, механическое устройство, достаточно часто оно подвержено различным неполадкам, возникающим из-за физического воздействия. Это могут быть проблемы с загрузкой ОС на ПК или на ноутбуке или же постоянно перезагружается система, полный снос системы (нерабочее состояние) синий экран смерти и непрерывные зависания. Отображается системное сообщение «Windows обнаружила неполадки в работе жёсткого диска», долгий доступ к файлам на компьютере, Windows не видит жёсткий диск или же аппаратные поломки (слышен шум, постукивание, пиканье и неритмичный звук работы самого диска). Все эти и другие виды неисправностей жёсткого диска устраняются программными способами или ремонтом аппаратных узлов. Помимо жёстких дисков имеются свои неисправности (поломки) и у твердотельных накопителей – это накопители, не имеющие движущих частей, которые основаны на микросхеме и чипах ПЗУ. Аналогично жёстким дискам неисправности так же решаются с помощью программного обеспечения.
Целью письменной экзаменационной работы является выполнение диагностики и определение неисправностей магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей с помощью программного обеспечения.
Задачи:
Дать понятие магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей
Изучить программные и аппаратные неисправности магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей
Выполнить определения неисправностей магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей с помощью программного обеспечения
1 Основная часть
1.1 Устройство магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей
Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винчестер» — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Накопитель на жёстких магнитных дисках (НЖМД) является одним из ключевых компонентов современного ПК. От него напрямую зависит производительность и надёжность системы. Технологии изготовления жёстких дисков совершенствуются, размеры программ увеличиваются, данные на компьютере накапливаются.
В отличие от гибкого диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома — магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной («парковочной») зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.
Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации.
В последние годы на смену HDD дискам приходят намного более производительные SSD диски, стоимость которых намного выше HDD.
Современный жёсткий диск представляет собой небольшое по размеру устройство, которое устанавливается в 2,5- или 3,5-дюймовый отсек корпуса. Внешне он выглядит как металлическая коробка, внутри которой находятся все необходимые механизмы и схемы управления. Однако внешний вид совершенно не отражает сложность внутреннего «мира» винчестера. Жёсткий диск состоит из следующих компонентов:
блок магнитных пластин, на которых хранятся данные
блок головок для чтения и записи информации
двигатель, который раскручивает пластины и перемещает блок головок
контроллер, с помощью которого происходит управление устройством
микропроцессор, выполняющий встроенные команды
сепаратор и преобразователь данных, служащие для преобразования данных из физического представления в логическое, с которым работает пользователь
кэш-память, предназначенная для ускорения обмена информацией за счёт кэширования нужных данных
Винчестер состоит из гермоблока и платы питания управления. Гермоблок (HDA) герметичен, чтобы пыль не попадала внутрь, однако вакуума внутри нет. Гермоблок заполняется воздухом с давлением в одну атмосферу для создания воздушной подушки между дисками и головками. Требования к чистоте воздуха чрезвычайно велики – не должно быть пылинок размером более 0, 3 мкм.
В связи с этим винчестеры ни в коем случае нельзя разбирать в обычных условиях.
Современные накопители на жёстких дисках имеют функцию автоматической парковки магнитных головок, то есть при отключении питания головки устанавливаются на определённый, чаще всего последний цилиндр. Эта парковочная функция называется Landing Zone. На жёстком диске есть микросхема BIOS, где хранится специальное программное обеспечение контроллера. Количество магнитных пластин может быть разным и зависит как от ёмкости жёсткого диска, так и от применяемых технологий хранения информации, то есть от плотности записи. Как правило, жёсткие диски персональных компьютеров имеют одну-две пластины плотностью записи не менее 40 Гбайт на каждую. Жёсткие диски с большим количеством магнитных пластин обычно устанавливают в более мощные компьютеры, например в серверы. Магнитные пластины собраны в один блок и установлены на ось двигателя, который раскручивает их с большой скоростью. На этом можно закончить об устройстве HDD, далее перейдём к SSD дискам.
Твердотельный накопитель (англ. solid-state drive, SSD) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, которое пришло на смену HDD. SSD устройства не имеют в своём строение движущихся механических компонентов. В сравнении с традиционным HDD, SSD на много устойчивее к ударам и падениям, и, как правило работают тихо, не требуют охлаждения, имеют низкое время доступа и меньшие задержки при чтении или записи. SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространённый вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флэш-памяти типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создаётся на базе DRAM-памяти, снабжённой дополнительным источником питания — аккумулятором. В настоящее время твердотельные накопители используются не только в компактных устройствах — ноутбуках, нетбуках, коммутаторах и смартфонах, планшетах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности.
По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD), твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, но в несколько раз (6—7) большую стоимость за гигабайт и значительно меньшую износостойкость (ресурс записи). Сегодня большинство накопителей используют тип памяти NAND, который основан на флэш-памяти, являющейся энергонезависимой. При необходимости ещё большего быстродействия, SSD могут быть построены на памяти с произвольным доступом (RAM), то есть энергозависимой. Такие устройства могут использовать разные источники питания, например аккумуляторные батареи, это необходимо для сохранения данных при его отсутствии.