Er worden twee belangrijke opnamemethoden gebruikt: de frequentiemodulatiemethode (FM) en de gemodificeerde FM-methode. In de controller (adapter) van de vlotterschijf worden de gegevens verwerkt binaire code en worden in een seriële code naar de NGMD verzonden.
Frequentie methode modulatie is dubbele frequentie. Bij het opnemen aan het begin van het klokinterval wordt de stroom in de MG geschakeld en verandert de richting van de oppervlaktemagnetisatie. De schrijfstroomschakelaar markeert het begin van de schrijfklok en wordt tijdens het uitlezen gebruikt om synchronisatiesignalen te genereren.
De methode heeft de eigenschap zelfsynchronisatie. Bij het schrijven van een "1" in het midden van het klokinterval wordt de stroom omgekeerd, maar bij het schrijven van een "0" niet. Bij het lezen op de momenten in het midden van het klokinterval wordt de aanwezigheid van een signaal met willekeurige polariteit bepaald.
De aanwezigheid van een signaal op dit moment komt overeen met "1", en de afwezigheid - "0".
Formaat voor het opnemen van informatie op een diskette
Elke track op een diskette is verdeeld in sectoren. De sectorgrootte is het belangrijkste kenmerk van het formaat en bepaalt de kleinste hoeveelheid gegevens die door een enkele I/O-bewerking kan worden geschreven. De formaten die in NGMD worden gebruikt, verschillen in het aantal sectoren per track en het volume van één sector. Het maximale aantal sectoren per track wordt bepaald door het besturingssysteem. Sectoren zijn van elkaar gescheiden door intervallen waarin geen informatie wordt vastgelegd. Het product van het aantal tracks door het aantal sectoren en het aantal zijden van een diskette bepaalt de informatiecapaciteit ervan.
Elke sector omvat een service-informatieveld en een gegevensveld. Adresmarkering- dit is een speciale code die verschilt van data en het begin van een sector of dataveld aangeeft. Hoofd nummer geeft een van de twee MG's aan die zich aan de overeenkomstige zijden van de diskette bevinden. Sectornummer- dit is de logische code van de sector, die mogelijk niet samenvalt met het fysieke nummer. Sectorlengte geeft de grootte van het gegevensveld aan. Controlebytes bedoeld
Gemiddelde toegangstijd naar de schijf in milliseconden wordt geschat met de volgende uitdrukking: waar is het aantal sporen op het werkoppervlak van de GMD; - tijd van het verplaatsen van de MG van spoor naar spoor; - bezinkingstijd van het positioneringssysteem.
Floppy disk-ontwerp
Harde schijf (HDD)
Moeilijk magnetische schijf is een ronde metalen plaat van 1,5..2 mm dik, bedekt met een ferromagnetische laag en een speciale beschermende laag. Beide oppervlakken van de schijf worden gebruikt voor schrijven en lezen.
Werkingsprincipe
In rijdt door harde schijven gegevens worden door universele lees-/schrijfkoppen geschreven en gelezen vanaf het oppervlak van roterende magnetische schijven, verdeeld in sporen en sectoren (elk 512 bytes).
De meeste schijven hebben twee of drie schijven (waardoor op vier of zes zijden kan worden opgenomen), maar er zijn ook apparaten die maximaal elf of meer schijven kunnen bevatten. Sporen van hetzelfde type (identiek gelegen) aan alle zijden van de schijven zijn gecombineerd tot een cilinder. Elke kant van de schijf heeft zijn eigen lees-/schrijfspoor, maar alle koppen zijn op een gemeenschappelijke staaf of rek gemonteerd. Daarom kunnen de hoofden niet onafhankelijk van elkaar bewegen en alleen synchroon bewegen.
De rotatiesnelheid van de HDD in de eerste modellen was 3.600 rpm (d.w.z. 10 keer meer dan bij een schijf op basis van diskettes), momenteel is de rotatiesnelheid van harde schijven toegenomen tot 5.400, 5.600, 6.400, 7.200, 10.000 en zelfs 15.000 rpm.
Tijdens normaal bedrijf harde schijf De lees-/schrijfkoppen raken de schijven niet (en mogen dat ook niet doen!). Maar wanneer de stroom wordt uitgeschakeld en de schijven stoppen, zinken ze naar de oppervlakte. Tijdens de werking van het apparaat wordt een zeer kleine luchtspleet (luchtkussen) gevormd tussen de kop en het oppervlak van de roterende schijf. Als er een stofje in deze opening terechtkomt of als er een schok optreedt, zal de kop tegen de schijf "botsen". De gevolgen hiervan kunnen verschillend zijn: van het verlies van enkele bytes aan gegevens tot het falen van de hele schijf. Daarom zijn bij de meeste schijven de oppervlakken van magnetische schijven gelegeerd en gecoat met speciale smeermiddelen, waardoor de apparaten bestand zijn tegen dagelijkse "starts" en "landingen" van de koppen, maar ook tegen ernstigere schokken.
Sommige modernere schijven gebruiken een laad-/ontlaadmechanisme in plaats van een CSS-ontwerp (Contact Start Stop) dat voorkomt dat de koppen contact maken met de harde schijven zelfs als de voeding van de drive is uitgeschakeld. Het laad-/losmechanisme maakt gebruik van een schuin paneel dat zich direct boven de buitenkant bevindt oppervlak van hard schijf. Wanneer de drive is uitgeschakeld of in de energiebesparende modus staat, bewegen de koppen naar dit paneel. Bij stroomvoorziening worden de koppen pas ontgrendeld als de rotatiesnelheid van de harde schijven de gewenste waarde bereikt. De luchtstroom die ontstaat wanneer de schijven draaien (aerostatische lagering) wordt vermeden mogelijk kontakt tussen de kop en het oppervlak van de harde schijf.
Omdat magnetische schijfverpakkingen zich in goed gesloten dozen bevinden en niet kunnen worden gerepareerd, is de spoordichtheid daarop zeer hoog: tot 96.000 of meer per inch (Hitachi Travelstar 80GH). HDA-blokken (Head Disk Assembly - een blok koppen en schijven) worden geassembleerd in speciale werkplaatsen, onder omstandigheden van vrijwel volledige steriliteit. Er zijn slechts een paar bedrijven die HDA's onderhouden, dus het repareren of vervangen van onderdelen in de verzegelde HDA-eenheid is erg duur.
Methode voor gegevensregistratie hard magnetisch schijf
Om naar een LMD te schrijven, worden de FM-, gemodificeerde frequentiemodulatie (MFM) en RLL-methoden gebruikt, waarbij elke byte aan gegevens wordt omgezet in een 16-bits code.
Met de MFM-methode verdubbelt de gegevensregistratiedichtheid in vergelijking met de FM-methode. Als het databit dat wordt geschreven een één is, wordt het daaraan voorafgaande klokbit niet geschreven. Als er een "0" wordt geschreven en de vorige bit een "1" was, wordt het kloksignaal ook niet geschreven, net als de databit. Als er een "0"-bit vóór "0" staat, wordt het kloksignaal geregistreerd.
Sporen en sectoren
Spoor- dit is één "ring" met gegevens aan één kant van de schijf. De tracks op een schijf zijn verdeeld in genummerde secties die sectoren worden genoemd.
Het aantal sectoren kan variëren afhankelijk van de spoordichtheid en het aandrijftype. Volg bijvoorbeeld diskettes kan 8 tot 36 sectoren bevatten, en een track op de harde schijf - van 380 tot 700. Sectoren gemaakt met standaard programma's formatteren, hebben een capaciteit van 512 bytes.
De nummering van sectoren op een spoor begint vanaf één, in tegenstelling tot koppen en cilinders, die vanaf nul worden geteld.
Bij het formatteren van een schijf worden aan het begin en einde van elke sector extra gebieden gecreëerd om hun nummers vast te leggen, evenals andere service-informatie, waardoor de controller het begin en einde van de sector identificeert. Hierdoor kunt u onderscheid maken tussen niet-geformatteerde en geformatteerde schijfcapaciteit. Na het formatteren neemt de schijfcapaciteit af.
Aan het begin van elke sector wordt de header (of het voorvoegsel) geschreven deel), dat het begin en het nummer van de sector bepaalt, en aan het einde - de conclusie (of achtervoegsel - achtervoegsel deel), die de controlesom bevat ( controlesom), noodzakelijk om de gegevensintegriteit te controleren.
Het formatteren op laag niveau van moderne harde schijven wordt in de fabriek uitgevoerd; de fabrikant specificeert alleen de formatteercapaciteit van de schijf. Elke sector kan 512 bytes aan gegevens opslaan, maar het gegevensgebied is slechts een deel van de sector. Elke sector op een schijf neemt doorgaans 571 bytes in beslag, waarvan slechts 512 bytes worden toegewezen aan gegevens.
Om sectoren te wissen, worden er vaak speciale reeksen bytes naartoe geschreven. Voorvoegsels, achtervoegsels en spaties- ruimte, dit is het verschil tussen de ongeformatteerde en geformatteerde capaciteit van de schijf en gaat “verloren” na het formatteren ervan.
Het low-level formatteringsproces zorgt ervoor dat de sectornummering verschuift, waardoor sectoren op aangrenzende tracks met hetzelfde nummer ten opzichte van elkaar verschuiven. Sector 9 van het ene spoor grenst bijvoorbeeld aan sector 8 van het volgende spoor, die op zijn beurt naast sector 7 van het volgende spoor ligt, enzovoort. De optimale verplaatsingswaarde wordt bepaald door de verhouding tussen de rotatiesnelheid van de schijf en de radiale snelheid van de kop.
Sector-ID bestaat uit velden voor het registreren van cilinder-, kop- en sectornummers, evenals een CRC-controleveld om de nauwkeurigheid van het lezen van ID-informatie te controleren. De meeste controllers gebruiken de zevende bit van het hoofdnummerveld om slechte sectoren te markeren tijdens formattering op laag niveau of oppervlakteanalyse.
Opname-interval volgt onmiddellijk de CRC-bytes; het zorgt ervoor dat de informatie in het volgende gegevensgebied correct wordt geschreven. Bovendien dient het om de CRC-analyse te voltooien ( controlesom) sector-ID.
Het dataveld kan 512 bytes aan informatie opslaan. Daarachter bevindt zich nog een CRC-veld om te controleren of de gegevens correct zijn geschreven. Op de meeste schijven is dit veld twee bytes groot, maar sommige controllers kunnen langere foutcorrectiecodevelden verwerken ( Foutcorrectiecode - ECC). De foutcorrectiecodebytes die in dit veld zijn geschreven, maken het mogelijk dat sommige fouten worden gedetecteerd en gecorrigeerd tijdens het lezen. De effectiviteit van deze handeling hangt af van de geselecteerde correctiemethode en de kenmerken van de controller. Door de aanwezigheid van een afschrijvingsinterval kunt u de byte-analyse volledig voltooien ECC (CRC).
Het interval tussen de records is nodig om te voorkomen dat gegevens uit de volgende sector per ongeluk worden gewist bij het schrijven naar de vorige sector. Dit kan gebeuren als de schijf tijdens het formatteren met een iets lagere snelheid werd geroteerd dan tijdens daaropvolgende schrijfbewerkingen.
Formaat voor het opnemen van informatie op een harde magnetische schijf
HDD's gebruiken doorgaans dataformaten met een vast aantal sectoren per track (17, 34 of 52) en met een datavolume van 512 of 1024 bytes per sector. Sectoren zijn gemarkeerd met een magnetische marker.
Het begin van elke sector wordt aangegeven door een adresmarkering. Synchronisatiebytes worden aan het begin van de identificatie- en gegevensvelden geschreven, die dienen om het gegevenstoewijzingscircuit van de HDD-adapter te synchroniseren. De sectoridentificatie bevat het adres van de schijf in het pakket, weergegeven door cilinder-, kop- en sectornummercodes. Vergelijkings- en vlagbytes worden bovendien in de identificatie ingevoerd. De vergelijkingsbyte vertegenwoordigt hetzelfde nummer voor elke sector (de identificatie wordt correct gelezen). De vlagbyte bevat een vlag die de status van het spoor aangeeft.
Controlebytes worden eenmaal naar het identificatieveld geschreven wanneer een sectoridentificatie wordt geschreven, en naar het gegevensveld telkens wanneer een sectoridentificatie wordt geschreven. nieuwe invoer gegevens. Controlebytes zijn ontworpen om leesfouten te detecteren en te corrigeren. De meest gebruikte zijn polynomiale correctiecodes (afhankelijk van de circuitimplementatie van de adapter).
De gemiddelde tijd om toegang te krijgen tot informatie op een harde schijf is
waarbij tn de gemiddelde positioneringstijd is;
F - schijfrotatiesnelheid;
texchange - uitwisselingstijd.
De wisseltijd is afhankelijk van technische middelen controller en het type interface, de aanwezigheid van een ingebouwde buffercache, het coderingsalgoritme voor schijfgegevens en de interleaving-factor.
Schijven formatteren
Er zijn twee soorten schijfformattering:
- fysieke of opmaak op laag niveau;
- logische of opmaak op hoog niveau.
Bij het formatteren van diskettes met Explorer ( Windows Explorer) of DOS-opdrachten FORMAT voert beide bewerkingen uit.
Voor harde schijven moeten deze bewerkingen echter afzonderlijk worden uitgevoerd. Bovendien is er voor een harde schijf een derde fase die wordt uitgevoerd tussen de twee gespecificeerde formatteringsbewerkingen: het partitioneren van de schijf. Het maken van partities is absoluut noodzakelijk als u van plan bent er meerdere te gebruiken besturingssystemen. Fysieke formattering wordt altijd op dezelfde manier uitgevoerd, ongeacht de eigenschappen van het besturingssysteem en de formatteringsopties op hoog niveau. Het systeem wijst een lettertoewijzing toe aan een volume of een logische schijfeenheid.
Het formatteren van een harde schijf gebeurt dus in drie stappen.
- Opmaak op laag niveau.
- Partities op de schijf organiseren.
- Opmaak op hoog niveau.
Opmaak op laag niveau
Tijdens het formatteren op laag niveau worden de tracks op een schijf in sectoren verdeeld. In dit geval worden de headers en conclusies van de sectoren (voor- en achtervoegsels) vastgelegd en worden de intervallen tussen sectoren en sporen gevormd. Het datagebied van elke sector is gevuld met dummywaarden of speciale testdatasets.
In de eerste controleurs ST-506/412 wanneer u opneemt met behulp van de methode MFM de sporen waren verdeeld in 17 sectoren, en in controllers van hetzelfde type, maar met RLL-codering van het aantal sectoren verhoogd naar 26. In schijven ESDI een track bevat 32 of meer sectoren. IDE-schijven hebben ingebouwde controllers en, afhankelijk van hun type, varieert het aantal sectoren van 17-700 of meer. SCSI-schijven zijn IDE-schijven met een ingebouwde SCSI-busadapter (de controller is ook ingebouwd), dus het aantal sectoren op een track kan volledig willekeurig zijn en hangt alleen af van het type controller dat is geïnstalleerd.
Bijna alle IDE- en SCSI-schijven maken gebruik van zogenaamde zone-opnames variabele hoeveelheid sectoren op het spoor. Paden die verder van het centrum verwijderd zijn, en dus langer, bevatten een groter aantal sectoren dan paden die dichter bij het centrum liggen. Eén manier om de capaciteit van een harde schijf te vergroten, is door de buitenste cilinders in te delen grote hoeveelheid sectoren vergeleken met binnencilinders. In theorie kunnen de buitenste cilinders meer gegevens bevatten omdat ze een grotere omtrek hebben.
Bij schijven die geen gebruik maken van de zoneregistratiemethode bevat elke cilinder dezelfde hoeveelheid gegevens, hoewel de spoorlengte van de buitenste cilinders twee keer zo lang kan zijn als die van de binnenste. Dit leidt tot irrationeel gebruik van opslagcapaciteit, omdat de media daarvoor moeten zorgen veilige opslag gegevens geregistreerd met dezelfde dichtheid als de binnenste cilinders. In het geval dat het aantal sectoren per spoor vaststaat, zoals het geval is bij het gebruik van controllers eerdere versies wordt de opslagcapaciteit bepaald door de opnamedichtheid van het interne (kortste) spoor.
Bij zone-opname worden de cilinders verdeeld in groepen die zones worden genoemd, en naarmate u naar de buitenrand van de schijf beweegt, worden de sporen in een toenemend aantal sectoren verdeeld. In alle cilinders die tot dezelfde zone behoren, is het aantal sectoren op de sporen hetzelfde. Het mogelijke aantal zones is afhankelijk van het type aandrijving; op de meeste apparaten zijn er 10 of meer. De snelheid van de gegevensuitwisseling met de schijf kan variëren en is afhankelijk van de zone waarin de koppen zich op een bepaald moment bevinden. Dit gebeurt omdat er meer sectoren in de buitenste zones zijn en de hoeksnelheid van de schijf constant is (dat wil zeggen, de lineaire bewegingssnelheid van de sectoren ten opzichte van de kop bij het lezen en schrijven van gegevens op de buitenste sporen is hoger dan op de binnenste).
Bij gebruik van de zone-opnamemethode bevat elk schijfoppervlak al 545,63 sectoren per track. Als u de zone-opnamemethode niet gebruikt, is elke track beperkt tot 360 sectoren. De winst bij gebruik van de zoneopnamemethode bedraagt ongeveer 52%.
Houd rekening met de verschillen in datasnelheden per zone. Omdat het spiltoerental 7.200 tpm bedraagt, wordt één omwenteling voltooid in 1/120 seconde, oftewel 8,33 milliseconden. De nummers in de buitenste zone (nul) hebben een gegevensoverdrachtsnelheid van 44,24 MB/s, en in de binnenste zone (15) slechts 22,12 MB/s. De gemiddelde gegevensoverdrachtsnelheid bedraagt 33,52 MB/s.
Partities op de schijf organiseren
Partities die op een harde schijf zijn gemaakt, bieden ondersteuning voor verschillende bestandssystemen, die zich elk op een specifieke partitie van de schijf bevinden.
Elk bestandssysteem gebruikt specifieke methode, waarmee u de ruimte die door het bestand wordt ingenomen, kunt verdelen over logische elementen, die clusters of eenheidsgeheugenblokken worden genoemd. Een harde schijf kan één tot vier partities hebben, die elk een of meer bestandssysteemtypen ondersteunen. Momenteel gebruiken pc-compatibele besturingssystemen drie soorten bestandssystemen.
FAT (File Allocation Table - bestandstoewijzingstabel). Dit is het standaardbestandssysteem voor DOS, Windows 9x en Windows NT. In FAT-partities onder DOS is de toegestane lengte van bestandsnamen 11 tekens (8 tekens van de naam zelf en 3 extensietekens) en is de volumegrootte (logische schijf) maximaal 2 GB. Onder Windows 9x/Windows NT 4.0 en hoger is de toegestane lengte van bestandsnamen 255 tekens.
Met behulp van het FDISK-programma kunt u slechts twee fysieke FAT-partities op uw harde schijf maken: primair en secundair, en in extra sectie U kunt maximaal 25 logische volumes maken. Programma Partitie magie kan vier hoofdpartities maken of drie hoofdpartities en één extra.
FAT32 (bestandstoewijzingstabel, 32-bits - 32-bits bestandstoewijzingstabel). Gebruikt met Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 en Windows 2000. In FAT-tabellen komen 32 toewijzingscellen overeen met 32-bits getallen. Met zulke bestandsstructuur De volumecapaciteit (logische schijf) kan 2 TB (2.048 GB) bereiken.
NTFS (Windows NT Bestandssysteem- bestand Windows-systeem NT). Alleen beschikbaar op Windows NT/2000/XP/2003. De lengte van bestandsnamen kan 256 tekens bedragen, de partitiegrootte (theoretisch) is 16 EB (16^1018 bytes). NTFS biedt extra functies functies die niet door andere bestandssystemen worden geboden, zoals beveiligingsfuncties.
Nadat u partities hebt gemaakt, moet u op hoog niveau formatteren met behulp van besturingssysteemtools.
Opmaak op hoog niveau
Met opmaak op hoog niveau creëert het besturingssysteem structuren voor het werken met bestanden en gegevens. Elke partitie (logische schijf) bevat de opstartsector van het volume (Volume Opstartsector - VBS), twee exemplaren van de bestandstoewijzingstabel (FAT) en de hoofdmap ( Hoofdmap). Met behulp van deze datastructuren wijst het besturingssysteem schijfruimte toe, houdt het de locatie van bestanden bij en 'omzeilt' het zelfs defecte gebieden op de schijf om problemen te voorkomen. In wezen is formatteren op hoog niveau niet zozeer formatteren als wel het creëren van een inhoudsopgave voor de schijf en een bestandstoewijzingstabel.
1.6 Technologieën voor het vastleggen van gegevens op harde schijven
Het werkingsprincipe van harde schijven is vergelijkbaar met de werking van bandrecorders. Het werkoppervlak van de schijf beweegt ten opzichte van de leeskop (bijvoorbeeld in de vorm van een inductor met een opening in het magnetische circuit). Bij het toepassen van AC elektrische stroom(tijdens opname) naar de kopspoel beïnvloedt het opkomende magnetische wisselveld uit de kopopening de ferromagneet van het schijfoppervlak en verandert de richting van de domeinmagnetisatievector afhankelijk van de signaalsterkte. Bij het lezen leidt de beweging van domeinen bij de hoofdopening tot een verandering in de magnetische flux in het magnetische hoofdcircuit, wat leidt tot het verschijnen van een afwisselende elektrisch signaal in de spoel als gevolg van het effect van elektromagnetische inductie.
IN De laatste tijd Voor het lezen wordt gebruik gemaakt van het magnetoresistieve effect en worden magnetoresistieve koppen in schijven gebruikt. Verander in hen magnetisch veld leidt tot een verandering in weerstand, afhankelijk van veranderingen in magnetische veldsterkte. Dergelijke koppen maken het mogelijk om de waarschijnlijkheid van het betrouwbaar lezen van informatie te vergroten (vooral bij hoge informatieregistratiedichtheden).
Parallelle opnamemethode.
Op dit moment Dit is nog steeds de meest gebruikelijke technologie voor het opnemen van informatie op harde schijven. Bits informatie worden vastgelegd met behulp van een kleine kop, die over het oppervlak van een roterende schijf gaat en miljarden horizontale discrete gebieden - domeinen - magnetiseert. Elk van deze gebieden is een logische nul of één, afhankelijk van de magnetisatie.
Maximaal haalbaar bij gebruik deze methode De opnamedichtheid bedraagt ongeveer 23 Gbit/cm². Momenteel wordt deze methode geleidelijk vervangen door de loodrechte opnamemethode.
Loodrechte opnamemethode
De loodrechte opnamemethode is een technologie waarbij stukjes informatie worden opgeslagen in verticale domeinen. Dit maakt het gebruik van sterkere magnetische velden mogelijk en verkleint het materiaaloppervlak dat nodig is om 1 bit te schrijven. Opnamedichtheid moderne ontwerpen- 15-23 Gbit/cm², in de toekomst is het de bedoeling om de dichtheid te verhogen naar 60-75 Gbit/cm².
Harde schijven voor loodrechte opname zijn sinds 2005 op de markt verkrijgbaar.
Thermische magnetische opnamemethode
De door warmte ondersteunde magnetische opnamemethode (HAMR) is momenteel de meest veelbelovende van de bestaande methoden en wordt momenteel actief ontwikkeld. Deze methode maakt gebruik van puntverwarming van de schijf, waardoor de kop zeer kleine delen van het oppervlak kan magnetiseren. Zodra de schijf is afgekoeld, is de magnetisatie ‘gefixeerd’. Op de spoormarkt van dit type zijn nog niet gepresenteerd (vanaf 2009), er zijn alleen experimentele monsters, maar hun dichtheid overschrijdt al 150 Gbit/cm². De ontwikkeling van HAMR-technologieën is al geruime tijd aan de gang, maar experts verschillen nog steeds in schattingen van de maximale opnamedichtheid. Hitachi noemt de limiet dus 2,3-3,1 Tbit/cm², en vertegenwoordigers van Seagate Technology suggereren dat ze de opnamedichtheid van HAMR-media kunnen verhogen tot 7,75 Tbit/cm². Na 2010 kan een wijdverbreid gebruik van deze technologie worden verwacht.
1.7 Gegevens op de harde schijf plaatsen
Iedereen weet sinds het begin van het pc-tijdperk dat de schijfconfiguratie wordt bepaald door het aantal cilinders, koppen en sectoren op een track. Hoewel het een paar jaar geleden verplicht was om al deze schijfparameters in het SETUP-programma op te geven, is dit niet langer het geval. Strikt genomen zijn dit de schijfparameters die u ziet in de sectie SETUP Standard CMOS-installatie hebben in de regel niets gemeen met de echte schijfparameters, en het zal je misschien opvallen dat deze parameters veranderen afhankelijk van het type schijfgeometrievertaling: Normaal, LBA en Groot. Normaal - geometrie in overeenstemming met de documentatie van de fabrikant voor de schijf en staat niet toe dat DOS meer dan 504 Mb (1 Mb - 1048576 bytes) ziet. LBA - Logical Block Address - met deze instelling kunt u DOS-schijven tot 4 Gb zien. Large wordt gebruikt door besturingssystemen zoals Unix. De in SETUP ingestelde parameters worden door de besturingslogica van de harde schijf omgezet in echte parameters. Veel moderne besturingssystemen werken met de schijf via LBA en omzeilen het BIOS.
Er zijn verschillende manieren om gegevens fysiek op uw harde schijf op te slaan. U kunt alleen bepalen hoe gegevens op schijf worden weergegeven door gebruik te maken van diverse programma's het bepalen van schijfprestaties (benchmark). Winbench 98/99 inclusief High-end harde proef schijf, waar twee momenteel onvoldoende abstracte parameters worden geëvalueerd: gegevensoverdrachtsnelheid en toegangstijd, en wordt gecontroleerd voor welke taken en voor welke populairste programma's die actief met de schijf werken, de schijf het meest geschikt is.
Figuur 1.1 - Verticale weergave van gegevensplaatsing op de harde schijf
Conventionele harde schijven gebruiken een "verticaal" beeldscherm. Gegevens worden eerst van boven naar beneden op de ene cilinder geschreven, daarna verplaatsen de koppen zich naar een andere cilinder, enz.
Figuur 1.2 - Horizontale weergave van gegevensplaatsing op de harde schijf
Bij "horizontale" mapping worden gegevens eerst opeenvolgend van cilinder naar cilinder op het oppervlak van de ene schijf geschreven, en vervolgens ook op het oppervlak van de volgende schijf, enz. Deze methode is beter geschikt voor het opnemen van een continue datastroom met hoge snelheid, zoals bij het opnemen van live video.
Een gecombineerde weergavemethode die zowel “verticale” als “horizontale” methoden gebruikt.
Bij het testen van dergelijke schijven is het duidelijk dat hoe verder weg van de oorspronkelijke cilinders, hoe slechter de schijfparameters zijn. Dit komt door het feit dat de buitenste sporen meer sectoren bevatten en dat lezen/schrijven sneller gaat.
U kunt de geldigheid hiervan eenvoudig verifiëren door Winbench 97/98/99 uit te voeren, eerst station C te selecteren voor schijftesten en vervolgens de laatste logische schijf (bij voorkeur een schijf met een capaciteit van minimaal 2,5 Gb). Het verschil in schattingen van de schijfprestaties voor het WD AC32500-model was 15%.
In werkelijkheid is de schijf verdeeld in zones, die elk gewoonlijk 20 tot 30 cilinders met hetzelfde aantal sectoren bevatten. Deze zones worden ook wel "inkepingen" genoemd.
Hoe hoger de opnamedichtheid op de schijf, hoe hoger de leessnelheid ervan. Daarom moet u bij het beoordelen van schijfparameters zorgvuldig kijken naar de interne gegevensoverdrachtsnelheid. De interne gegevensoverdrachtsnelheid is recht evenredig met de opnamedichtheid van de schijf en de spilsnelheid. Omdat het vrij moeilijk is om de rotatiesnelheid van de schijf te verhogen - het stroomverbruik, de ruis neemt toe en er ontstaan problemen met de warmteafvoer, is de meest optimale manier om de prestaties te verbeteren het verhogen van de opnamedichtheid op de schijf. Dit is de reden waarom de huidige 5400 RPM harde schijf gemakkelijk beter presteert dan de 7200 RPM schijf die twee jaar eerder werd uitgebracht. Alle fabrikanten van harde schijven houden zich in de eerste plaats bezig met het probleem van de toenemende opnamedichtheid. Als alle andere zaken gelijk zijn, zal van twee schijven met dezelfde capaciteit de schijf met minder schijven sneller werken, d.w.z. met een hogere opnamedichtheid.
Er is een bepaalde limiet; er vormen zich wervelende turbulente stromingen op het voorpaneel van de computerbehuizing, die een karakteristiek geluid creëren (het lijkt op het gesis van een stofzuiger, maar veel stiller). 2. Afstelling koeling computersystemen 2.1 Luchtafkoeling computersystemen Koelsystemen gebruiken ventilatoren om lucht te verplaatsen. 2.1.1 Ontwerp ventilator De ventilator bestaat uit...
8. Welke programma's kan ik gebruiken om door Sandra geconstateerde problemen en fouten op te lossen? Sectie 3. Autonoom en uitgebreid testen van de werking en diagnostiek van SVT, APS en APK Sommige redelijk intelligente computerapparatuur, zoals printers, plotters, kunnen over modi beschikken offline testen. De offline printertest begint dus zonder...
Veranderingen Vervolgens zal een optie voor het verbeteren van het koelsysteem van de ZMZ-406-motor van GAZ 2705, 3221 GAZelle-voertuigen die in dit werk worden overwogen, worden voorgesteld en overwogen. Hieronder wordt punt voor punt een beschrijving gegeven van de doelen en elementen van het aanpassen van het koelsysteem van de ZMZ-406-motor. De belangrijkste elementen van het systeem en de bedrijfsmodi worden getoond in Fig. 20…24. 1. In plaats van een ventilator en een hydraulische pomp met...
Implementatie van het budgetteringssysteem van de Voronov en Maksimov Consulting Group. Een artikel over de problemen bij het kiezen van een budgetteringssysteem staat in het project "MANAGEMENT 3000". Automatische budgetmachine Als u besluit het budgetteringssysteem van uw bedrijf te automatiseren, wordt u onmiddellijk geconfronteerd met vragen: wat moet u kiezen, hoeveel moet u betalen, hoe moet u dit implementeren. Pas het eens! WAAR WE HET OVER HEBBEN In “Kapitaal” op pag. 44, 45 vertelden we...
HDD of harde schijf is een van de componenten van een personal computer. Dit is het apparaat waar vrijwel alle gegevens en programma’s op staan. Beginsel actie van hard schijf is gebaseerd op het fenomeen van restmagnetisatie van materialen. Het directe opslagmedium bestaat uit een of meer platen bedekt met ferromagnetisch materiaal. Een hoofd zweeft letterlijk boven het oppervlak, dat, door miljarden kleine gebieden te magnetiseren, informatie vastlegt en door het resterende magnetische veld te registreren, deze leest.
De allereerste harde schijf verscheen in 1956. Het bestond uit 50 schijven met een diameter van 60 cm en draaide met een snelheid van bijna 1,5 duizend omwentelingen per minuut. De capaciteit was slechts 5 MB en de afmetingen leken op een moderne koelkast.
Tijdens het evolutieproces nam de dichtheid van de op de schijf vastgelegde informatie toe, waardoor de capaciteit toenam en de omvang geleidelijk afnam. Nu is de dataregistratiedichtheid ongeveer 60 miljoen keer verhoogd vergeleken met de eerste modellen. Momenteel hebben harde schijven een capaciteit van honderden en duizenden GB. Hoewel hun fabrikanten behoorlijk hoog hebben bereikt technische eigenschappen– De evolutie van de technologie gaat tot op de dag van vandaag door.
Parallelle opname. Eén enkele geheugencel, een domein genoemd, bestaat uit vele ferromagnetische atomen die de dragerplaten bedekken. Om de invloed van het ene domein op het aangrenzende domein uit te sluiten, zijn ze van elkaar gescheiden door speciale bufferzones. Dit levert de meest betrouwbare opslag van vastgelegde informatie op, maar maakt het onmogelijk om de omvang van het domein eindeloos te verkleinen. Bij parallelle opnametechnologie worden magnetische deeltjes zo geplaatst dat de magnetische richtingsvector evenwijdig is aan het oppervlak van de schijf. Vandaar de naam van de methode. Vanuit technologisch oogpunt is dit de eenvoudigste van alle mogelijke oplossingen, en daarom is de technologie relatief de goedkoopste en een van de meest betrouwbare. Maar er is ook een beperking, wat een nadeel is van de methode: de maximale dichtheid is ongeveer 23 Gbit/cm2.
Loodrechte opname. De technologie begon te bestaan sinds 2005. Hier bevinden de magnetische richtingsvectoren zich loodrecht op het oppervlak van de schijf. De magnetische velden van aangrenzende domeinen zijn dus parallel aan elkaar gericht en hebben vrijwel geen interactie. Het is niet nodig om bufferzones te installeren en daarom kan de dataopslagdichtheid worden verhoogd. De maximale theoretische dichtheid bedraagt 75 Gbit/cm2.
OpnametechnologieHAMR in feite is het een voortzetting van de loodlijn. Het verschil is dat het domein een warmtebehandeling krijgt voordat het wordt opgenomen. Daarom wordt de technologie ‘thermische magnetische opname’ genoemd. Door een domein nauwkeurig te verwarmen met een laserstraal, wordt een zeer hoge dataopslagdichtheid bereikt – tot wel 150 Gbit/cm 2 . Dag, wat is dit veelbelovende technologie, momenteel in de testfase. Fabrikanten van opslagmedia zijn ervan overtuigd dat als het verder wordt ontwikkeld, het mogelijk zal zijn om absoluut ongelooflijke indicatoren te bereiken: een opnamedichtheid van 7 Tbit/cm 2 . Maar dit is nog steeds slechts een verre theorie, die niet door de praktijk wordt bevestigd.
Trouwens, hoe uitstekende eigenschappen harde schijven ook hebben, ze zijn onderhevig aan problemen zoals de mogelijkheid van gegevensverlies. En dit is in feite niet afhankelijk van de gebruikte opnametechnologie. Daarom zal het bestandsherstelprogramma nog lang populair blijven onder persoonlijke pc-gebruikers.
Pagina 2 van 11
DEEL I. Bestanden herstellen van uw harde schijf
HOOFDSTUK 1. HOE EEN HARDE SCHIJF WERKT EN HOE GEGEVENS DAAROP WORDEN OPGESLAGEN
Iets over het ontwerp van de harde schijf. Gedeeld HDD-apparaat
Wat is een harde schijf (strikt gesproken: een harde schijf)? Als je niet de kans hebt gehad om het te zien, laten we zeggen dat het er van buitenaf uitziet als een enkel metalen blok. Bovendien is het zeer duurzaam en volledig afgedicht. Feit is dat de technologie van de schijf zo delicaat is dat zelfs het kleinste vreemde deeltje dat binnendringt de werking ervan volledig kan verstoren. Om een crisissituatie te voorkomen is bovendien een reinigingsfilter op de harde schijf geplaatst. De behuizing van de harde schijf dient ook als bescherming tegen elektrische interferentie. In feite bestaat een harde schijf uit twee hoofdonderdelen: mechanica en elektronica. De basis van het mechanische onderdeel bestaat uit platen (schijven) met een ronde vorm. In feite kan er maar één schijf zijn. Het hangt allemaal af van de capaciteit van de harde schijf als geheel. Volgens één versie kreeg de harde schijf de naam "Winchester" dankzij het bedrijf dat in 1973 het harde schijfmodel 3340 uitbracht, dat voor het eerst schijfschotels en leeskoppen combineerde in één behuizing uit één stuk. Bij de ontwikkeling ervan gebruikten ingenieurs de korte interne naam “30-30”, wat twee modules betekende (in de maximale configuratie) van elk 30 MB. Kenneth Houghton, de projectmanager, stelde, in overeenstemming met de aanduiding van het populaire jachtgeweer “Winchester 30-30”, voor om deze schijf een “Winchester” te noemen. In Europa en de VS raakte de naam ‘Winchester’ in de jaren negentig buiten gebruik, maar in het Russisch bleef de naam behouden en kreeg deze een semi-officiële status. computertaal afgekort tot de woorden “vint” (de meest voorkomende versie), “vinch” en “bezem”. Ongeacht welk materiaal als basis van de schijf wordt gebruikt, deze is bedekt met een dunne laag van een stof die restmagnetisatie kan vasthouden na blootstelling aan een extern magnetisch veld. Deze laag wordt de werk- of magnetische laag genoemd en daarin wordt de opgenomen informatie opgeslagen. De meest voorkomende soorten werklagen zijn:
OXYDE;
dunne film;
dubbel antiferromagnetisch (AFC)
Momenteel zijn er harde schijven die uit vier of meer platters bestaan. De samenstelling van de schijven kan variëren. Ze zijn gemaakt van aluminium, glas of keramiek. De laatste twee verbindingen zijn praktischer, maar erg duur, en daarom worden ze gebruikt om "elite" harde schijven te maken. Na productie worden de platen bedekt met een laag ferromagnetisch materiaal. Sinds de creatie van de eerste harde schijven wordt hier ijzeroxide gebruikt. Deze stof had echter een aanzienlijk nadeel. Schijven bekleed met deze ferromagneet hadden weinig slijtvastheid. In dit opzicht gebruiken de meeste fabrikanten momenteel chroomkobalt als coating voor platen. De slijtvastheid van deze stof is een orde van grootte groter dan die van de ferromagneet die al jaren wordt gebruikt. Bovendien is deze coating veel dunner, omdat deze door middel van sputteren wordt aangebracht, waardoor de opnamedichtheid aanzienlijk toeneemt. Het ferromagnetische materiaal wordt aan beide zijden van de schijf aangebracht, waardoor de gegevens ook aan beide zijden worden geplaatst. De platen worden op dezelfde afstand van elkaar op de as geplaatst en vormen zo een stapel. Onder de schijven bevindt zich een motor die ze ronddraait. Aan beide zijden van de platters bevinden zich lees-/schrijfkoppen. Ze zijn zo ontworpen dat ze van de rand van de schijf naar het midden bewegen. Hiervoor is een speciaal speciale motor verantwoordelijk. Elektronica is een bord waarop verschillende elementen zijn geplaatst die “noodzakelijk” zijn voor de werking van de harde schijf, zoals een processor, besturingsprogramma, RAM, schrijf-/leesversterker en andere. Elke zijde van de plaat is verdeeld in sporen. Ze zijn op hun beurt onderverdeeld in sectoren. Alle sporen met dezelfde diameter op alle oppervlakken vormen een cilinder. Moderne harde schijven hebben een ‘technische cilinder’. Het bevat service-informatie (schijfmodel, serienummer enz.), bedoeld voor verder lezen door een computer.
Om de schijf voorheen gereed te maken voor gebruik, moest de gebruiker zogenaamde low-level formattering uitvoeren. Er was zelfs een overeenkomstig item in het BIOS. Nu deze opmaak onmiddellijk geproduceerd tijdens de productie van harde schijven. Het punt is dat wanneer opmaak op laag niveau servo-informatie wordt vastgelegd. Het bevat speciale markeringen die nodig zijn om de rotatiesnelheid van de spil te stabiliseren, de koppen te doorzoeken op de vereiste sectoren en ook de positie van de koppen op het oppervlak van de platen te controleren. Als u denkt dat "slechte" sectoren op de harde schijf alleen tijdens gebruik verschijnen, dan vergist u zich. Elke nieuw gemaakte harde schijf heeft al een slecht blok. Met formattering op laag niveau worden deze blokken dus gedetecteerd en naar een speciale hertoewijzingstabel geschreven. Vervolgens tijdens bedrijf harde controleur schijf zal vervangen defecte blokken efficiënt, die al tijdens de productie speciaal voor dergelijke doeleinden zijn gereserveerd. In harde schijven worden gegevens geschreven naar en gelezen door universele lees-/schrijfkoppen vanuit concentrische cirkels van roterende magnetische schijven (tracks), verdeeld in sectoren van 512 bytes. Een track is een "ring" van gegevens aan één kant van de schijf. Een opnametrack op een schijf is te groot om als opslageenheid te worden gebruikt. Op veel schijven is de capaciteit groter dan 100.000 bytes, en het toewijzen van een dergelijk blok om een klein bestand op te slaan is uiterst verspillend. Daarom zijn de tracks op de schijf verdeeld in genummerde secties die sectoren worden genoemd.
Hoe een harde schijf werkt
Vanwege zijn specificiteit is er tijdens het gebruik van de harde schijf geen direct contact van de magneetkoppen met het oppervlak van de platen. Je kunt het anders zeggen: het contact is ‘als de dood’. Het ontwerp van de koppen is zo gemaakt dat je boven het oppervlak van de platen kunt ‘zweven’. De motor draait de spil met zo'n snelheid (tot 15.000 tpm) dat er een sterke luchtstroom uit de draaiende schijven ontstaat. Dit levert het effect op luchtkussen. De opening tussen de koppen en schijven bedraagt een fractie van een micron. Zoals we hierboven vermeldden, is contact van de koppen met het oppervlak echter onaanvaardbaar. Maar er zijn stroomstoringen, zegt u. Ja natuurlijk. Het is voor dit geval dat de zogenaamde “parkeerzone” werd uitgevonden. En wanneer er zich een situatie voordoet waarbij het spiltoerental onder de limiet komt toegestane norm(tijdens normale werking of tijdens noodmodus wanneer de stroom wordt uitgeschakeld), die voortdurend wordt gecontroleerd door de harde schijfprocessor, worden de hoofden naar deze parkeerzone verbannen. De zone bevindt zich op de spil zelf, waar geen informatie wordt vastgelegd, zodat de magneetkoppen gemakkelijk op het oppervlak van de schijf kunnen "liggen". Hoe wordt de harde schijf “gestart”? In een notendop gaat het ongeveer zo. Zodra de harde schijf stroom krijgt, begint de processor de elektronica te testen en, als het resultaat positief is, start hij de motor die de platters laat draaien. Naarmate de rotatiesnelheid toeneemt, wordt een luchtkusseneffect bereikt, waardoor de magneetkoppen van de parkeerplaats worden getild. Wanneer de snelheid de gewenste waarde bereikt, verlaten de koppen de parkeerzone en ‘zoeken’ ze met behulp van de controller naar servo’s om de rotatiesnelheid te stabiliseren. Vervolgens worden de “slechte” sectoren opnieuw toegewezen en wordt de positionering van de kop gecontroleerd. Wanneer positief resultaat Nadat het werk is gedaan, gaat de harde schijfcontroller naar de bedrijfsmodus. Natuurlijk een mechanisch proces werk hard bij nader onderzoek is de schijf dieper, maar het is niet onze bedoeling deze in detail te beschrijven. Het belangrijkste is dat je de basisprincipes begrijpt van het mechanisme van interactie van koppen met platen. Als iemand geïnteresseerd is in de details van dit proces, dan is er een enorme hoeveelheid materiaal over dit onderwerp gemaakt. En we gaan verder met een ander deel van de harde schijf-workflow: technologie voor het lezen/schrijven van gegevens.
Technologieën voor het lezen/schrijven van gegevens op een harde schijf
Het lezen/schrijven van informatie naar de schijf gebeurt met behulp van magnetische koppen, waarvan het bewegingsprincipe hierboven werd besproken. Als je nog een goede oude bandrecorder hebt, dan is de methode van het opnemen/lezen van geluid van/naar een magneetband identiek aan wat we overwegen. De gegevens worden omgezet in elektrische wisselstroom, die wordt toegevoerd aan de magneetkop, waarna deze wordt omgezet in een magnetisch veld, met behulp waarvan de gewenste gebieden van de magnetische schijf worden gemagnetiseerd. We weten al dat de platters van de harde schijf bedekt zijn met een ferromagnetische laag. Een afzonderlijk geselecteerd gebied van deze coating kan op twee mogelijke manieren worden gemagnetiseerd. Magnetisatie op de ene manier betekent nul, op een andere manier - één. Zo'n afzonderlijk gemagnetiseerd gebied wordt een domein genoemd. Het is een minimagneet met een specifieke oriëntatie van de zuid- en noordpool. Door een bepaald domein te beïnvloeden met een extern magnetisch veld (magneetkop), zal het deze correspondentie accepteren. Door de impact te stoppen extern veld, verschijnen er zones met restmagnetisatie op het oppervlak. Ze bedoelen informatie die op de schijf is opgeslagen. Ik zou willen opmerken dat de gegevensregistratiedichtheid, dat wil zeggen de schijfcapaciteit zelf, afhangt van de grootte van het domein. Er zijn al lange tijd twee technologieën bekend voor het vastleggen van informatie op een harde schijf: parallel en loodrecht. Hoewel de tweede opnamemethode productiever is, is het iets moeilijker technologische resolutie. Daarom gebruikten en verbeterden fabrikanten de parallelle methode totdat deze de fysieke limiet bereikte. Als we de technologie van parallelle opname kort beschrijven, dan gaat het als volgt. De magnetisatie van de domeinen is evenwijdig aan het vlak van de schijf. Iedereen heeft waarschijnlijk in zijn jeugd met magneten “geploeterd” en weet daarom dat ze elkaar zullen aantrekken als ze met verschillende polen (blauw en rood) naar elkaar toe worden gedraaid. En omgekeerd, als je ze probeert samen te drukken met zijden van dezelfde kleur, zal een dergelijke poging nooit met succes worden bekroond. Wanneer deze technologie wordt gebruikt, verschijnt er dus een verdwaald veld aan de grenzen van aangrenzende domeinen, waardoor de energie van hun magnetische velden wordt weggenomen. Als resultaat worden de buitenste deeltjes van de domeinen minder stabiel en neemt de invloed van thermische fluctuaties op de magnetische orde ervan toe. Bij gebruik van loodrechte opnametechnologie bevindt de magnetisatie van de domeinen zich onder een hoek van 90° ten opzichte van het vlak van de plaat. Hierdoor verdwijnt het effect van afstoting van unipolaire aangrenzende domeinen, omdat in deze opstelling de gemagnetiseerde deeltjes met verschillende polen naar elkaar toe worden gekeerd. Dit verkleint de ruimte tussen domeinen in vergelijking met parallelle opnametechnologie, waardoor ook de capaciteit van harde schijven toeneemt. Echter voor deze methode opname vereist het gebruik van een complexere samenstelling van de magnetische laag. Onder de dunne beschermlaag bevindt zich een opnamelaag bestaande uit een geoxideerde legering van kobalt, platina en chroom. Het substraat bestaat uit twee lagen met een complexe chemische samenstelling, antiferromagnetisch gekoppelde lagen genoemd. Ze maken het mogelijk om de interne magnetische veldspanningen weg te nemen. Bovendien vereist loodrechte opname het gebruik van andere magnetische tags die een sterker magnetisch veld kunnen genereren. De dichtheid van loodrechte opname bedraagt 500 Gbit/inch2. Dit maakt de productie mogelijk van harde schijven met een capaciteit van enkele terabytes. De wetenschap staat echter niet stil en de ontwikkeling van nieuwe technologieën is al in volle gang. Een daarvan heet HAMR (Heat Assistant Magnetic Recording). Deze technologie is een opvolger van loodrechte opname en heeft tot doel deze te verbeteren. In dit geval vindt de opname plaats met voorverwarmen met behulp van een laser. Opwarming vindt plaats binnen een picoseconde, waarbij de temperatuur 100 °C bereikt. In dit geval ontvangen de magnetische deeltjes van het domein meer energie, dus bij het genereren van een veld is geen hoge intensiteit vereist. En hoge energie zorgt voor een grotere stabiliteit van de opgenomen informatie. Nogmaals, het gebruik van deze technologie is onmogelijk zonder het gebruik van materialen hoog niveau anisotropie. Geschikte legeringen voor dit doel zijn echter te duur. Bovendien zijn voor thermomagnetische opnames twee afzonderlijke koppen nodig. Je moet er ook voor zorgen dat je de warmte van de schijven verwijdert. Maar toch is een enorme motivatie voor het gebruik van thermomagnetische opname het feit dat je met deze technologie een opnamedichtheid tot wel 1 Tbit/in2 kunt bereiken.
Hoe gegevens op een harde schijf worden opgeslagen
De kleinste informatie-eenheid waarop een systeem werkt harde controle schijf wordt een sector genoemd. In de overgrote meerderheid van de moderne media is een sector gelijk aan 512 bytes. Gebruikt in momenteel Het sectoradresseringssysteem wordt LBA (Logical Block Addressing) genoemd. Tegelijkertijd voor schijven met een kleine capaciteit of voor dit doel achterwaartse compatibiliteit Bij oudere apparatuur kan het CHS-adresseringssysteem worden gebruikt. De afkorting CHS staat voor Cilinder, Kop, Sector - cilinder, kop, sector. Uit de naam blijkt de betekenis van dit type adressering, gebonden aan delen harde apparaten schijf. Het voordeel van LBA ten opzichte van CHS is dat de tweede een beperking heeft op het maximale aantal adresseerbare sectoren, in kwantitatieve termen gelijk aan 8,4 gigabytes, LBA heeft deze beperking niet. De eerste sector van de harde schijf (of beter gezegd nul) wordt MBR (Master Boot Record) of hoofd genoemd opstartinvoer. Aan het begin van deze sector bevindt zich code waarmee het basisinvoer-/uitvoersysteem van de computer de besturing overdraagt wanneer deze opstart. Deze code draagt vervolgens de controle over aan de lader van het besturingssysteem. Ook in sector 0 is er een tabel harde secties schijf. Een sectie vertegenwoordigt een specifiek scala aan sectoren. Er wordt een record over de partitie in de tabel ingevoerd, met het nummer van de startsector en de grootte ervan. Er kunnen in totaal vier van dergelijke vermeldingen in de partitietabel voorkomen. De partitie waarvan de vermelding in de partitietabel van sector nul staat, wordt primair genoemd. Vanwege de bovengenoemde beperkingen kunnen er maximaal vier van dergelijke partities op één schijf staan. Sommige besturingssystemen worden alleen op primaire volumes geïnstalleerd. Indien nodig gebruiken meer partities, wordt een record over de uitgebreide partitie in de tabel ingevoerd. Dit type partitie is een container waarin logische partities worden gemaakt. Er kan echter een onbeperkt aantal logische volumes aanwezig zijn in het besturingssysteem van de familie Windows-nummer gelijktijdig verbonden volumes worden beperkt door het aantal letters van het Latijnse alfabet. Deze drie soorten partities hebben het breedste toegangspunt, ondersteuning voor de overgrote meerderheid van besturingssystemen en de grootste distributie. In feite zijn dit de typen partities die men thuis of op de schaal van clientcomputers van organisaties aantreft. Dit betekent echter niet dat partitietypen beperkt zijn tot deze drie typen. Bestaat groot aantal gespecialiseerde partities, maar ze gebruiken ook primaire volumes als containers. Aan een partitie wordt alleen ruimte op een schijf toegewezen; Om er informatie in op te slaan en de gegevensopslagstructuur te organiseren, moet een bestandssysteem worden gemaakt. Dit proces wordt partitieformattering genoemd. Er zijn een groot aantal soorten bestandssystemen in het besturingssysteem Windows-familie FAT/NTFS wordt gebruikt; besturingssystemen gebaseerd op de Linux-kernel, Ext2/3FS, ReiserFS en Swap worden gebruikt. Er zijn veel hulpprogramma's voor platformonafhankelijke toegang tot verschillende bestandssystemen vanaf besturingssystemen die deze niet standaard ondersteunen (bijvoorbeeld door de mogelijkheid te bieden om toegang te krijgen vanuit Windows Linux-partities en vice versa). Sommige bestandssystemen, zoals FAT/NTFS, werken met grotere datastructuren op de harde schijf, clusters genoemd. Een cluster kan een willekeurig aantal sectoren omvatten. Het manipuleren van de clustergrootte levert extra voordelen op voor de prestaties van het bestandssysteem of het verbruik van vrije ruimte. Zo wordt de volgende logische structuur voor gegevensopslag verkregen: de harde schijf is verdeeld in partities (informatie over deze partitie wordt opgeslagen in het zogenaamde master boot record) - ze heten C:, D:, E:, enz., voor elke Het bestandssysteem wordt op de partitie geïnstalleerd (als resultaat van het formatteren van de partitie). Het bestandssysteem bevat informatie over hoe de ruimte van een partitie (logische schijf) wordt afgebakend en waar welke bestanden zich daarop bevinden. Welnu, dan slaat de partitie bestanden op die zijn onderverdeeld in een bepaald aantal clusters, die fysiek een bepaald aantal sectoren bezetten waarin de tracks op de harde schijf zijn verdeeld. Het bestandssysteem wijst zijn eigen adressen toe aan alle sectoren en slaat vervolgens zijn bestanden op deze adressen op, waarbij in zijn tabel de adressen van clusters (clusterbereiken) worden vastgelegd die tot bepaalde bestanden behoren.
Kan op twee mogelijke manieren worden gemagnetiseerd, die een nul of een één vertegenwoordigen, d.w.z. 1 bit. Dit gemagnetiseerde gebied wordt een magnetisch domein genoemd en is een miniatuurmagneet op het oppervlak van de schijf met een specifieke oriëntatie van de magnetische zuid- en noordpolen. Om een stukje op te nemen: de magneetkop creëert een specifiek gericht magnetisch veld, dat een domein oriënteert waarvan de magnetisatievector nog lange tijd behouden blijft nadat de kop zijn invloed op het magnetische oppervlak heeft opgehouden. De opnamedichtheid, de hoeveelheid informatie die per oppervlakte-eenheid van een wafer kan worden vastgelegd, is gerelateerd aan de grootte van de domeinen. Veelgebruikte waarden voor opnamedichtheid zijn:
- BPSI (Recording Density Per Unit Area) is de hoeveelheid informatie die kan worden vastgelegd op een vierkante centimeter van een magnetische schijf.
- TPI - (Track Density) - een waarde die aangeeft hoe dicht de tracks op de schotel bij elkaar zijn. Gemeten in het aantal sporen per inch.
- BPI (lineaire dichtheid) is een waarde die aangeeft hoe dicht de gegevens op een track zijn “verpakt”. Gemeten in bits per inch spoor.
De belangrijkste redenen voor de onmogelijkheid om de domeingrootte oneindig te verkleinen zijn:
- Magnetische kopgrootte. Momenteel is het precies dit dat de grootte van het minimaal magnetiseerbare gebied bepaalt: het domein.
- Verzwakking van het niveau van het leessignaal en verhoging van het ruisniveau daarin.
- Spontane zelfdemagnetisatie van een domein veroorzaakt door blootstelling aan temperatuur.
Naast het verkleinen van de domeingrootte gebruiken fabrikanten van harde schijven ook andere technologieën om de opnamedichtheid te vergroten:
PRML - maximale waarschijnlijkheid van gedeeltelijke respons. Dit is een algoritme voor het omzetten van een analoog signaal dat is opgenomen op een magnetische schijf, gebaseerd op een aantal principes van de patroonherkenningstheorie. Bij de PRML-methode wordt voor het decoderen een reeks monsters gebruikt, waarmee het leessignaal wordt vergeleken, en het meest vergelijkbare signaal als resultaat wordt genomen. Het bestaat uit twee delen: het Partial Response-subsysteem converteert het signaal van analoge naar digitale vorm, waardoor ruis wordt geminimaliseerd, en het Maximum Likelihood-subsysteem verwerkt het signaal digitaal om de meest plausibele vorm te herstellen. Dit algoritme en de ontwikkeling ervan EPRML wordt gebruikt in vrijwel alle moderne harde schijven.
AFC - antiferromagnetisch paar (magnetisch gecompenseerde films). De essentie van het idee is om een drielaagse antiferromagnetische coating op de schijf aan te brengen, waarbij een paar magnetische lagen worden gescheiden door een speciale isolatielaag van ruthenium. Vanwege het feit dat de magnetische domeinen die zich onder elkaar bevinden een antiparallelle oriëntatie van het magnetische veld hebben, vormen ze een paar dat beter bestand blijkt te zijn tegen spontane magnetisatie-omkering dan een enkel “plat” domein.
PMR - loodrechte magnetisatievector. Met deze technologie kunt u de opnamedichtheid van informatie bijna verdubbelen en worden problemen met magnetische invloed (interferentie) verminderd. In tegenstelling tot de klassieke opnametechnologie worden magnetische domeinen gebruikt met een magnetische veldvector loodrecht in plaats van parallel aan het oppervlak van de schijf. In dit geval ‘kijken’ aangrenzende en verschillende domeinen niet langer naar elkaar met gelijke polen, die, zoals bekend, elkaar afstoten. Hierdoor kan de omvang van de interdomeinruimte worden verkleind in vergelijking met klassieke opnametechnologie, waardoor ook de capaciteit van harde schijven wordt vergroot.
Longitudinale opname
Loodrechte opname
HAMR - thermomagnetische opname. De essentie van het idee is om magnetische materialen te gebruiken die een hoge thermische stabiliteit van de opgenomen oppervlakken garanderen. Om informatie vast te leggen, wordt het magnetische domein voorverwarmd met behulp van een gefocusseerde laserstraal. De diameter van de bundel bepaalt de grootte van het gebied dat overeenkomt met één bit informatie. Naarmate de temperatuur van een domein stijgt, vindt er een significante verandering in de magnetische eigenschappen plaats (de coërcitiefkracht neemt af), en dus kunnen de verwarmde gebieden magnetiseren. Voor de massale introductie van HAMR in massaproductie is het noodzakelijk om een effectief koellichaam te ontwikkelen van magnetische platen tijdens het opnemen van informatie.
SOMA - zelforganiserende magnetische roosters. Deze technologie zorgt voor de vorming op het oppervlak van de schijf van een monodisperse laag van "zelforganiserende magnetische arrays" van kleine homogene ijzer-platina-conglomeraten van ongeveer 3 nm groot (3 nm is 10-15 atomen vaste stof die op een rij zijn gelegd ). Het gebruik van deze “nanotechnologie” zal het niveau van instabiliteit van individuele magnetische korrels aanzienlijk verminderen en de omvang van het domein verkleinen.
