2017. június 29., csütörtök

Gyorskeresés

Útvonal

Cikkek » Számtech rovat

Hogyan működik a merevlemez? Alapok

  • (f)
  • (p)
Írta: |

A cikk, egy megfelelő kiindulási pontot szolgáltathat azoknak, akik érdeklődnek a téma iránt.

[ ÚJ TESZT ]

Működés

A merevlemez működését sokan megismerhették a mindennapos használat során, de emiatt gyakran szembesülhettek eltűnt adatokkal, tönkrement merevlemezekkel, aggódó felhasználókkal vagy apukákkal.

Még a cikk kezdete előtt, megragadom az alkalmat és megköszönöm a segítséget: LGLuke-nak és Dzsekó-nak, aki átnézte, javította, kiegészítette a munkámat.
Továbbá Racecamnek, aki hasznos tanácsokkal látott el.

A merevlemez mára sokkal könnyebben hordozható, mindennapos adatmozgatásra is használható egység lett, mindemellett megbízhatósága nem nőtt a teljesítménnyel és a tárolókapacitással együtt.

A merevlemez mágneses elven működő tárolóeszköz, A merevlemez felületén egységnyi mágnesezhető részecskék vannak un. domain-ek (lerajzolva téglatest formájúak), és ezek eltérő elektromágneses gerjesztés hatására beállnak bizonyos irányba, így rögzítve az adatot, sok év elteltével szép lassan vesztik el a mágneses mező által beállított pozíciójukat és visszaállnak az alap pozíciójukba.

A régi vinyóknál ezek a domainek fekvő helyzetben voltak a vinyó tányérján így meglehetősen sok helyet foglaltak el. Aztán kitalálták, hogy függőlegesen helyezik el őket, ezzel helyet spóroltak meg és adatsűrűséget is tudtak növelni (kb. 10x-es kapacitás érhető így el.

A mágneses réteg üvegből vagy alumíniumból készült lemezeken helyezkedik el, ez biztosítja a hordozó anyag stabilitását és szilárdságát. A lemezeket egymás fölé helyezik egy közös tengelyre, melyet a motor hajt meg. A lemezek közé nyúlnak be az olvasófej karjai, általában minden lemezhez két darab, az egyik alul, a másik felül olvassa az adatokat. A fejek tizedmikronnyi távolságra helyezkednek el a mágneses rétegtől, ezért ezt a réteget felhordás után tökéletesen simára polírozzák, hogy az egyenetlenségek ne sértésék meg a fejeket. A fejek szintén központi tengelyen vannak összekapcsolva, ezt a tengelyt egy lineáris motor mozgatja, mely félelmetes pontosságra és sebességre képes, másodpercenként akár 50-szer tud pontosan pozicionálni akár úgy, hogy minden lekérdezendő adathoz a teljes lemezsugár távolságot meg kell tenni.
Ezek alkotják a merevlemez mechanikát, melyet egy zárt házba tesznek. A ház teljesen nem zárt, van rajta egy nyomáskiegyenlítő szelep, ezen keresztül gondosan szűrt levegő tud beáramlani, ha csökkenne a nyomás, és itt tud ugyanígy távozni, ha megnőne (nyomáskülönbség a hőmérséklet-változás miatt következik be). A szelep porvédő, ezért az apró portól is megvédi a belső mechanikát, de a levegő szabadon járhat rajta keresztül.

A merevlemez házára szerelik kívülről az elektronikát, mely a motorokat és a fejeket vezérli, adatokat olvas és ír, valamint itt helyezkedik el a cache memória, ahol az átmeneti adatok tartózkodnak.
A merevlemez működése, mint fentebb írtam, a mágnesesség elvén alapul. A fej a mágneses tulajdonságokkal rendelkező lemez felett halad el, közben abban a lemez mozgó mágneses mezője elektromosságot generál (Lenz törvénye alapján), és a lemezen található mágneses és nem mágneses területek által generálódó vagy megszűnő elektromosság alakul át a számítógépben is használható adattá. Ez az olvasási művelet esetén történik ilyen módon, íráskor ugyanez az elv, csak akkor a fejre küldött elektromos mező generál mágneses teret, így felmágnesezi a lemez adott pontjait.

A lemez több mint 250 km/órás sebességgel mozog a fej alatt, amely szintén forog, ám lényegesen lassabban, így képes ezredmásodpercek alatt elérni egy adatot, hiszen a lemezen található sávokat a lineáris motor mozgásával éri el, a sávon belül pedig a lemez mozgása forgatja be az adatokat a fej alá. A fej és a lemez között a hajszál vastagságának törtrésze sem férne el, ezért olyan érzékenyek a merevlemezek. A kis távolságot a légpárna okozta emelőerő teszi lehetővé.

A lemezek állandóan forognak, forgási sebességüket rpm-ben adják meg (Rotation Per Minute, azaz fordulat per perc).Egy winchesterben több lemez is lehet: mindegyikhez két fej tartozik: alul-felül egy. Mivel az azonos fej, és lemezszámú meghajtók kapacitása eltérő lehet, a végleges kapacitást és az adattárolásra használt területeket a gyártás során, úgynevezett „szervóírással” alakítják ki. A HDD-beli lemezeket azonos központú, különböző sugarú körök tagolják, ezeket sávoknak (trackeknek) nevezzük. A sávok azonosítása számokkal történik, a legkülső sáv a 0-s sorszámú. Azokat a sávokat melyek egymás alatt helyezkednek el cilindernek nevezzük. A sávokat tovább lehet bontani ún. szektorokra. Ezeket is sorszámozzák, ezek eggyel kezdődnek. A könnyebbség kedvéért a winchester 3-4 szektort együtt szokott kezelni, ezek a szektorcsoportok, a clusterek.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Hirdetés

Hirdetés

Copyright © 2000-2017 PROHARDVER Informatikai Kft.