Что такое HDD в компьютере

Что такое винчестер в компьютере. Для чего нужен жесткий диск. Устройство жесткого диска компьютера. Принцип работы жесткого диска. Типы жестких дисков. Как выбрать жесткий диск для компьютера.

Что такое винчестер в компьютере

Впервые жёсткий диск под таким названием был создан в 1973 году фирмой IBM. В нём было применено революционное для тех лет решение — была использована магнитная головка для записи и чтения, которая не убиралась. До этого перед использованием нужно было его раскрутить и поставить магнитную головку. После окончания работы её поднимали, а диск останавливали. Новая конструкция существенно ускорила чтение и запись данных. Такой винчестер оснастили двумя модулями объёмом 30 мегабайт. Он получил название «тридцать-тридцать», как и очень популярное тогда охотничье ружьё винчестер.

Этот компьютерный узел является основным устройством для хранения данных. Здесь находятся файлы операционной системы, различные типы личных данных, установленные приложения. Его надёжность и долговечность необходимы для работы пользователя.

В этом видеоролике можно ознакомиться с тем, как работает жёсткий диск:

https://www.youtube.com/watch?v=6cOdoakvTXY

Для чего нужен жесткий диск

Он представляет собой устройство для долговременного хранения большого объёма информации. Он представляет собой энергонезависимую память, в которой данные сохраняются после отключения питания. Он является удобным и практичным способом хранения личной и профессиональной информации.

Работа на компьютере происходит под управлением операционной систему. Предварительно её необходимо установить. После инсталляции файлы ОС будут записаны на жёстком диске. Хранящаяся на винчестере информация может переносится на другие носители, удаляться, если она перестала быть нужной.

Физическое устройство может состоять из нескольких логических дисков. Для этого необходимо его специальным образом отформатировать. Их можно использовать так, как будто это отдельные физические устройства.

Устройство жесткого диска компьютера

Жёсткий диск представляет собой несъёмный блок, который через интерфейсный разъём может обмениваться данными. Здесь имеются диски, на которых содержится информация, микросхемы для управления его работой, а также двигатели, обеспечивающие вращение. Корпус блока делают из анодированного алюминия.

В нём ведётся запись на алюминиевые или стеклянные диски, которые покрыты ферромагнитным материалом. В этой роли чаще всего используется диоксид хрома. Расстояние межу поверхностью считывающей головки равно 10 нанометров. Механический контакт между ними отсутствует, что обеспечивает долгий срок службы винчестера. Обычно в одном устройстве используется несколько параллельно расположенных дисков. Это очень чувствительное устройство, которое может выйти из строя даже при очень небольших сотрясениях.

Жёсткий диск также содержит электронную плату, которая управляет записью, хранением и чтением информации. Имеется два разъёма: для питания и для SATA-интерфейса. Плата обеспечивает совместное функционирование с другими узлами персонального компьютера. Основную роль в ней играет микроконтроллер, который управляет работой узла. С магнитной головки поступает аналоговый сигнал, который преобразуется в цифровой вид. При выполнении записи происходит обратная операция.

На плате имеется микросхема памяти. Она обеспечивает работу кэша жёсткого диска. Контроллер VCM непосредственно управляет действиями магнитной головки. Здесь присутствует датчик вибрации. При превышении безопасного уровня он останавливает вращение дисков и осуществляет парковку головки. Он также реагирует при сильных сотрясениях, предохраняя устройство от поломки.

Сейчас получили распространение твердотельные накопители. В них отсутствуют движущиеся части, что сделало их менее уязвимыми к механическим воздействиям. Обычно переносные диски делают по этой технологии. Такие устройства имеют более высокую скорость работы по сравнению с традиционными винчестерами.

Принцип работы жесткого диска

Для того, чтобы его использовать, необходимо провести форматирования. Оно может быть различным в зависимости от используемой операционной системы.

Информация записывается на дорожках, разделённых на сектора. Расположение нужных пользователю данных указывается операционной системой. Управляющий контроллер преобразует полученную информацию в команды для магнитной головки.

Типы жестких дисков

Существуют следующие разновидности:

1. В каждом компьютере или ноутбуке имеется один или два встроенных жёстких диска. Они находятся внутри системного блока и являются основными устройствами памяти. Где хранится необходимая информация.
2. В продаже имеются также внешние устройства. Такой жёсткий диск подключается через кабель с разъёмом USB. Они экономно потребляют электроэнергию. Переносные винчестеры изготавливаются в ударопрочных корпусах. Скорость работы у них превосходит встроенные диски. Однако стоимость хранения данных в таких устройствах будет выше.
3. Гибридные представляют собой переносные диски, в которых предусмотрено наращивание памяти за счёт подключения флешек или SD-карт. Их можно при необходимости вынуть и подключить в другом месте.

Существуют конструкции, которые используются для подключения нескольких жёстких дисков встроенного типа через разъём USB. Их иногда называют салазками. Таким образом встроенные дики можно использовать аналогично переносным.

Основные характеристики жестких дисков

Для того, чтобы понимать, как работают жёсткие диски. Надо разбираться в том, какие у них бывают характеристики. Наиболее важными из них являются следующие.

Объём хранящейся информации

Современные технологии позволяют создавать устройства с огромным объёмом памяти. Таким образом на диске можно хранить видео , книги, графическую информация, приложения и многое другое. Хотя доступно много памяти, тем не менее в большинстве случаев она быстро заполняется и возникает потребность в новом месте для хранения информации.

Скорость работы

Важной характеристикой является скорость выполнения обмена данными. Она определяется тем, с какой скоростью вращается шпиндель. 5499 оборотов в минуту — это относительно низкая скорость. Такие устройства используются в ноутбуках потому, что обеспечивают низкое энергопотребление, слабый шум и длительный срок службы. Для настольных компьютеров рекомендуется использовать жёсткие диски со скоростью 7200 оборотов в минуту, которые наиболее распространены.

Существуют диски, имеющие более высокую скорость, которая может достигать 10-15 тысяч оборотов в минуту. Однако целесообразность их использования ставится под сомнение из-за повышенного нагрева высокого шума и повышенной вибрации.

Кеш-память

Для того, чтобы ускорить операции чтения и записи, применяется кеш-память. Её используют для хранения наиболее часто используемых данных. При обращении для чтении или записи к ней требуется значительно меньше времени по сравнению с обращением к винчестеру.

Электронная плата винчестера.

Интерфейс подключения

В рассматриваемом устройстве имеется разъём для подключения. Через него происходит приём и передача информации. На практике используются такие варианты:

1. IDE (ATA/PATA) используется для подключения жёстких дисков или оптических дисководов. Наиболее совершенным вариантом из таких интерфейсов является Ultra ATA. С его помощью можно обеспечить передачу данных со скоростью 133 мегабайта в секунду. На сегодняшний день IDE считается устаревшим интерфейсом.
2. SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс для подключения жёсткого диска. На одной системной плате может быть несколько таких разъёмов. Имеется несколько ревизий, каждая из которых соответствует определённой скорости передачи информации. Для первой скорость составляет 150 мегабайт в секунду, для второй — 300, а для третьей — 6000 мегабайт в секунду. Важно заметить, что разъёмы с различными ревизиями взаимозаменяемы.
3. USB применяется в качестве интерфейса для внешних жёстких дисков. Его можно подключать или извлекать во время работы компьютера. USB 3.0, например, обеспечивает скорость обмена 380 мегабайт в секунду.
4. Использование SCSI ограничено серверными устройствами.
5. SAS представляет собой дальнейшее развитие SCSI. Его важной особенностью является совместимость с SATA.
6. IEEE 1394 также называется FireWire. Иногда его используют для подключение переносных жёстких дисков, но чаще он используется для работы с различными устройствами мультимедиа.
7. Также применяется Thunderbolt. Этот интерфейс обеспечивает скорость передачи данных 10 гигабайт в секунду.

Если есть выбор, нужно использовать наиболее скоростные виды подключений.

Форм-фактор

Жёсткий диск представляет собой герметичный блок. Он может иметь различные размеры. В большинстве случаев используются следующие варианты:

1. Устройства на 2,5 или 1,8 дюймов используют в тех случаях, когда важно сэкономить место. Они получили распространение в качестве жёстких дисков для ноутбуков.
2. 3,5-дюймовые винчестеры применяют там, где в системном блоке есть достаточно места. Такие устройства часто используются в настольных компьютерах.

Эти варианты отличаются своим энергопотреблением. Чем меньше размеры, тем оно ниже.

Другие характеристики

При оценке жёсткого диска нужно учитывать время наработки на отказ, которое определяет время, в течение которого он будет нормально работать. Здесь указывается средняя величина. Реальный промежуток времени может быть больше или меньше, по сравнению с указанным.

Защищённость от механических повреждений показывает насколько устройство чувствительно к вибрации или сотрясениям. Чем этот показатель лучше, тем дольше будет служить винчестер.

Уровень шума важен, поскольку влияет не только на ощущение комфорта пользователя. Но и на появление вибрации и дополнительный разогрев. Некоторые винчестеры работают бесшумно, другие могут постоянно создавать ровный шум.

Как выбрать жесткий диск для компьютера

Чтобы выбрать подходящий жёсткий диск, нужно решить, для чего именно он нужен. Необходимо учитывать, что эти устройства могут быть встроенными или переносными. В первом случае их потребуется установить в системный блок, во втором — можно просто подключить через USB разъём.

Нужно учитывать объём винчестера. Если требуется большой объём памяти, можно приобрести один или несколько дисков.

Важно правильно выбрать форм-фактор. Наиболее распространёнными являются размеры 3,5 или 2,5 дюйма. Вторые более компактные и потребляют меньше энергии. Первые обычно более вместительные и быстрее работают.

Рекомендуется покупать продукцию известных брендов. Обычно она более качественная и дольше используется. Например, можно обратить внимание на продукцию фирм Western Digital и Seagate.

Имеет смысл обратить внимание и на некоторые другие характеристики. Чем выше объём кеш-памяти, тем выше скорость и надёжность работы. Обычно эта величина составляет 8-128 мегабайт.

При выборе интерфейса для встроенных дисков можно выбрать SATA, который можно рассматривать в качестве наиболее распространённого. Использование зависит от наличия соответствующих интерфейсов для подключения.

Устройство для внешнего подключения жёстких дисков.

Рейтинг жестких дисков

Далее рассказано о наиболее популярных и качественных жёстких дисков. Приводится их особенности, которые можно учесть при выборе.

Western Digital WD Blue 1 TB (WD10EZEX)

Объём в 1 терабайт считается одним из наиболее распространённых. Здесь используется форм-фактор 3,5 дюйма. Скорость считывания и записи равна 150 мегабайт в секунду. Скорость вращения шпинделя составляет 7200 оборотов в минуту.

Этот диск считается скоростным для своих параметров. Шум, который он производит при работе, не превышает 30 дБ. Устройство отличается высокой механической прочностью. При работе потребляет 6,8 Вт. Его можно использовать не только в современных. Но и в старых компьютерах. Имеется двухгодичная гарантия от производителя.

Western Digital WD Blue Mobile 1 TB (WD10SPZX)

Это устройство предназначено для использования в ноутбуке. Характеризуется очень тихой работой. Использует форм-фактор 2,5 дюйма. Объём равен 1 терабайту. Скорость, с которой вращается шпиндель, составляет 5400 оборотов в минуту.

Эта модель известна высокой надёжностью. Шум во время работы на превышает 21 дБ. Потребляемая мощность составляет 1,5 Вт. Используется буфер величиной 128 мегабайт.

Samsung MZ-76E250BW

Это накопитель, работающий по SSD технологии. Объём диска равен 256 гигабайт. Устройство использует форм-фактор 2,5 дюйма.

Скорость считывания и записи данных составляет 550 и 520 мегабайт в секунду соответственно. Время наработки на отказ достигает полтора миллиона часов. При работе диск не издаёт шума.

Правильно выбранный жёсткий диск поможет обеспечить комфортную работ на компьютере в течение многих лет. Важно выбирать такой винчестер, который наилучшим образом подойдёт пользователю.