4 atestat hdd

43
Cap. I – Generalităţi Pentru mulţi utilizatori, unitatea de hard-disk este cea mai importantă parte a sistemului de calcul. O unitate de hard-disk este folosită pentru stocarea nevolatilă sau permanentă a datelor. Stocarea nevolatilă, sau permanentă, înseamnă, în acest caz, că dispozitivul de stocare pastrează datele chiar şi cand sistemul de calcul nu este alimentat cu energie electrică. Cap I.1 - Definirea unui hard-disk O unitate de hard-disk conţine platane rigide, în formă de disc, confecţionate de obicei din aluminiu sau sticlă. Spre deosebire de dischete, platanele nu se pot curba sau îndoi. În majoritatea unităţilor de hard-disk , discurile nu se pot extrage, din acest motiv fiind 1

Upload: api-3853893

Post on 07-Jun-2015

2.736 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: 4 Atestat HDD

Cap. I – Generalităţi

Pentru mulţi utilizatori, unitatea de hard-disk este cea mai importantă parte a

sistemului de calcul. O unitate de hard-disk este folosită pentru stocarea nevolatilă

sau permanentă a datelor. Stocarea nevolatilă, sau permanentă, înseamnă, în acest

caz, că dispozitivul de stocare pastrează datele chiar şi cand sistemul de calcul nu

este alimentat cu energie electrică.

Cap I.1 - Definirea unui hard-disk

O unitate de hard-disk conţine platane rigide, în formă de disc, confecţionate

de obicei din aluminiu sau sticlă. Spre deosebire de dischete, platanele nu se pot

curba sau îndoi. În majoritatea unităţilor de hard-disk , discurile nu se pot extrage,

din acest motiv fiind numite unitati de disc fix. Există şi unitaţi de hard-disk

amovibile; uneori acest termen se referă la un dispozitiv în care întregul modul de

unitate este amovibil.

1

Page 2: 4 Atestat HDD

Cap I.2 - Progrese în domeniul hard-discurilor

De când se folosesc hard-diskurile în sistemele PC, acestea au suferit

transformări radicale:

Capacitaţile de stocare maxime au crescut de la 10Mb în unitaţile

disponibile în 1982 pana la 1Tb (1024Gb) sau mai mult în unitaţile

disponibile astazi.

Ratele de transfer de date de pe suport au crescut de la 85 – 102 K/s pentru

modelul original de IBM XT în 1983, la 800Mb/s pentru unele din cele mai

rapide HDD-uri externe si chiar SSD-uri (solid state drive).

Timpul mediu de căutare a scăzut de la peste 85ms pentru hard-diskurile XT

de 10Mb din 1983 la mai puţin de 4.2ms pentru unităţile de astăzi.

2

Page 3: 4 Atestat HDD

Cap. II – Funcţionarea unităţii de hard-disk

Construcţia fizică de bază a unui hard-disk constă in discuri rotative cu

capete care se mişcă deasupra suprafeţei lor şi stochează date pe piste şi sectoare.

Capetele citesc şi scriu date în inele concentrice numite piste, care sunt divizate în

segmente numite sectoare, care studiază de obicei 512 octeţi fiecare (vezi figura 1).

Unităţile de hard-disk au de obicei mai multe discuri (platane) care sunt amplasate

unul deasupra celuilalt şi se rotesc solidar fiecare avand două feţe, pe care unitatea

stocheaza date. Majoritatea unitaţilor au două sau trei platane care dau patru sau

şase feţe, iar unele unitaţi au pană la 11 sau mai multe platane. Pistele aflate la

aceeaşi poziţie, de pe fiecare faţă a fiecarui platan, luate împreună, alcătuiesc un

cilindru (vezi figura 2). O unitate de hard-disk are în mod normal câte un cap

pentru fiecare faţă de platan, toate capetele fiind montate pe un singur dispozitiv

purtător, sau rack. Capetele se deplasează solidar înspre interior şi exterior, de-a

lungul razei discului.

La început, majoritatea hard-diskurilor se roteau la 3600 rot/min, multe

unităţi în ziua de azi au turaţii de 5400, 5600, 6400, 7200 rot/min si au apărut chiar

şi cu 15000 de rot/min.

În majoritatea hard-diskurilor, capetele nu ating (şi nici nu trebuie să atingă)

platanele în timpul funcţionarii normale. Totuşi când capetele sunt deconectate, ele

se aşează pe suprafaţa discurilor care îşi încetează rotaţia. Când unitatea

funcţionează, fiecare cap este menţinut suspendat la mică distanţă deasupra sau sub

platan de o pernă foarte subţire de aer. Dacă perna de aer este deranjată de o

particulă de praf sau un şoc mecanic, capul poate intra în contact cu platanul care

3

Page 4: 4 Atestat HDD

se roteşte la turaţia normală. Când forţa de contact cu platanele în rotaţie este

destul de mare pentru a provoca defecte, evenimentul este numit coliziune a

capului. Consecinţa unei coliziuni a capului poate fi oricare de la caţiva biţi de date

pierduţi pana la o unitate distrusă în întregime. Majoritatea unităţilor au lubrifianţi

speciali pe platane şi suprafeţele dure, care pot rezista ‘’decolărilor şi aterizărilor’’

zilnice ale capului, ca şi unor bruscări mai severe.

Cap II.1 - Sectoare

O pistă de disc este prea mare pentru a gestiona date eficient ca o singură

unitate de stocare. Multe piste de disc pot stoca 50.000 de biţi de date sau mai

mult, ceea ce le-ar face foarte ineficiente pentru stocarea fişierelor mici.Din acest

motiv, pistele sunt împarţite în câteva diviziuni numerotate, numite sectoare.

Aceste sectoare reprezintă porţiuni din pistă.

Diverse tipuri de unităţi de disc împart pistele de disc în diferite numere de

sectoare, în funcţie de densitatea de biţi a pistelor. De exemplu formatele de

dischetă utilizează 8-36 sectoare pe pistă, deşi hard-discurile stochează de obicei

datele la densităţi mai mari şi pot utiliza 17-100 sau mai multe sectoare pe pistă.

Aceste sectoare, create de procedura standard de formatare dintr-un sistem PC, au

o capacitate de 512 octeţi, dar această capacitate se poate schimba în viitor.

Sectoarele de pe o pistă sunt numerotate începând cu 1, spre deosebire de capete

sau cilindri ,care sunt numerotaţi începând cu 0. De exemplu, o dischetă de 1,44M

conţine 80 de cilindri numerotaţi de la 0 la 79 şi două capete numerotate 0 şi 1, în

timp ce fiecare pistă a fiecărui cilindru are 18 sectoare numerotate de la 1 la 18.

4

Page 5: 4 Atestat HDD

Cap II.2 - Preambulurile şi prostambulurile

Preambulurile şi postambulurile sectoarelor sunt independente de sistemul

de operare, de sistemul de fişiere sau de fişierele stocate pe unitate. Pe lângă

preambuluri şi postambuluri, există intervaluri în interiorul sectoarelor, intervale

între sectoarele fiecarei piste, precum şi intervale între piste, dar nici unul din

aceste intervale nu conţine spaţiu utilizabil pentru date. Chiar şi aşa, majoritatea

unităţilor folosesc un spaţiu rezervat pentru gestionarea datelor care vor fi stocate

în unitate.

5

Page 6: 4 Atestat HDD

Cap. III - Formatarea discului.

Sunt necesare două proceduri de formatare înainte de a putea scrie date de

utilizator pe un disc:

a) formatare fizică sau de nivel jos ;

b) formatare logică sau de nivel înalt.

Când formataţi o dischetă, programul Exporer din Windows 9x sau comanda

FORMAT din DOS realizează ambele tipuri de formatare.

Pentru un hard-disc sunt necesare 3 operaţii separate de formatare:

1. Formatarea de nivel jos (Low-Level Formatting-LLF)

2. Partiţionarea

3. Formatarea de nivel înalt(High-Level Formatting-HLF)

Cap III.1- Formatarea de nivel jos

În cursul unei formatări de nivel jos, programul de formatare împarte pistele

hard-discului într-un număr precizat de sectoare, creând intervale de siguranţă între

sectoare şi între piste şi înscriind informaţia din preambulul şi postambulul

sectorului. Pentru dischete, numărul de sectoare înregistrate pe fiecare pistă

depinde de unitate şi de interfaţa controllerului. Toate unităţile IDE şi SCSI

folosesc o tehnică numită înregistrare pe zone, care înscrie un număr variabil de

6

Page 7: 4 Atestat HDD

sectoare pe pistă. Pistele exterioare conţin mai multe sectoare decât pistele

interioare pentru că sunt mai lungi. O modalitate de a spori capacitatea unui hard-

disc în timpul procesului de formatare este de a crea mai multe sectoare pe pistele

exterioare ale discului decât pe cele interioare. Toţi cilindrii dintr-o anumită zonă

au acelaşi număr de sectoare pe pistă. Numărul de zone diferă de la o unitate la

alta, dar majoritatea unităţilor au 10 sau mai multe zone.

Cap III.2 – Partiţionarea

Crearea unei partiţii pe hard-disc îi permite acestuia să gazduiască sisteme

de fişiere distincte, fiecare în partiţia sa. Orice hard-disc trebuie să aibă pe el o

partiţie primară, una logică şi oricâte extinse.

Există 3 sisteme de fişiere, folosite de obicei de sistemele de operare actuale:

*FAT(File Allocation Table-tabela de alocare a fişierelor).Sistemul de fişiere

standard utilizat de DOS,Windows 9x şi Windows NT. Sistemul de fişiere FAT

standard foloseşte numere de 12 sau 16 biţi pentru identificarea grupelor de

alocare, rezultând o dimensiune maximă a volumului de 2 G. Se pot crea numai 2

partiţii fizice FAT pe un hard-disc numite partiţie primară şi extinsă, dar partiţia

extinsă poate fi divizată în până la 25 de volume logice.

*FAT 32 (File Allocation Table, pe 32 biţi). Un sistem de fişiere opţional utilizat

de Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 şi Windows NT 5.0.

FAT 32 foloseşte numere pe 32 biţi pentru identificarea grupelor de alocare,

rezultând o dimensiune maximă de 2T sau 2048G pentru un singur volum.

7

Page 8: 4 Atestat HDD

*NTFS (Windows NT File System- sistemul de fişiere pentru Windows NT).

Sistemul de fişiere nativ pentru Windows NT , care utilizează numere de fişiere de

până la 256 de caractere şi partiţii până la mărimea teoretică de 16 exaocteţi. NTFS

utilizează de asemenea atribute extinse şi elemente de securitate a sistemului de

fişiere, inexistente în sistemul de fişiere FAT.

Cap III.3 - Formatarea de nivel înalt

În cursul formatării de nivel înalt, sistemul de operare (precum Windows 9x,

Windows NT sau DOS) scrie structurile necesare pentru a gestiona fişierele şi

datele pe disc. Partiţiile FAT au pe fiecare unitate logică formatată câte un sector

de încărcare al volumului(VBS- Volume Boot Sector) două copii ale tabelului de

alocare a fişierelor(FAT) şi un director rădăcină. Aceste structuri de date permit

sistemului de operare să gestioneze spatiul pe disc, să ţină evidenţa fişierelor şi

chiar să gestioneze porţiunile defecte. Formatarea de nivel înalt nu este efectiv o

formatare fizică a unităţii, ci mai degrabă crearea unui „tabel de cuprins” pentru

disc.

8

Page 9: 4 Atestat HDD

Cap. IV – Componente de bază ale unităţii de hard-disk

Există multe tipuri de unitaţi de hard-disk pe piaţă, dar aproape toate

prezintă aceleaşi componente fizice de bază. Pot exista unele diferenţe în

implementarea acestor componente (şi calitatea materialelor utilizate la realizarea

lor), dar caracteristicile funcţionale ale majorităţii unitaţilor sunt similare.

Componentele de baza ale unei unitaţi de hard-disk obişnuite sunt urmatoarele:

1. Platanele discului

2. Capetele de citire respectiv scriere

3. Dispozitivul de acţionare a capului

4. Motorul de antrenare

5. Placa logică

6. Cabluri şi conectare

7. Elemente de configurare (precum jumpere sau comutatoare).

Cap IV.1 - Platanele discului

Un hard-disk obişnuit are unul sau mai multe platane sau discuri. De-a

lungul anilor, hard-diskurile pentru sistemele PC au existat în mai multe

tipodimensiuni. De regulă, dimensiunea fizică a unei unitaţi este exprimată prin

dimensiunea platanelor:

51/4-inci (practic 130 mm, adică 5,12 inci)

31/2 inci (practic 95 mm, adică 3,74 inci)

21/2 inci

1,8 inci

9

Page 10: 4 Atestat HDD

Majoritatea unităţilor de hard-disc au două sau mai multe platane, unele

dintre unităţile mai mici având unul singur. Numărul de platane pe care le poate

avea o unitate este limitat de înălţimea fizică a unităţii. Platanele sunt confecţionate

de regulă dintr-un aliaj de aluminiu, care le conferă atât rezistenţă, cât şi greutate

redusă. Dorinţa producătorilor de a obţine densităţi tot mai mari şi unităţi mai mici

a dus însă la utilizarea platanelor confecţionate din sticlă (sau, mai exact, dintr-un

material compozit sticlă-ceramică).

Platanele din sticlă oferă o rigiditate mai mare decât metalul (pentru că metalul

poate fi îndoit, iar sticla nu) si, de aceea, pot fi prelucrate la jumătate din grosimea

discurilor convenţionale din aluminiu, uneori chiar mai puţin. Platanele de sticlă

sunt, de asemenea, mult mai stabile termic decât cele din aluminiu, adică nu se

dilată şi nu se contractă prea mult Ia variaţiile de temperatură. (vezi figura 7)

Cap IV.2 - Suporturi de înregistrare

Indiferent de substratul folosit, platanele sunt acoperite cu un strat subţire de

substanţă sensibilă magnetic, numită suport, pe care se stochează informaţie

magnetică. Pe platanele hard-discurilor, două tipuri de suport magnetic sunt mai

răspândite:

Suporturi cu oxizi

Suporturi peliculare

Suporturile cu oxizi constau din diverse compoziţii, conţinând ca ingredient

activ, oxid de fier. Stratul magnetic este creat pe disc prin acoperirea platanului de

aluminiu cu un lichid gros conţinând particule de oxid de fier. Acest lichid este

10

Page 11: 4 Atestat HDD

împrăştiat pe disc prin rotirea platanelor la turaţii mari; forţa centrifugă face ca

materialul să curgă dinspre centru spre margine, creând un strat uniform de

material pe disc. Această suprafaţă este apoi uscată şi lustruită. În final, este

adăugat şi lustruit un strat de material pentru protejarea şi ungerea suprafeţei.

Stratul de oxid este de obicei gros de aproximativ 30 de milionimi de inci. Dacă aţi

putea privi în interiorul unei unităţi cu platane acoperite cu oxid, aţi vedea că

platanele sunt brune sau de culoarea chihlimbarului.

Suportul pelicular este mai subţire, mai dur şi mai lipsit de defecte decât

suportul cu oxizi. Mediul pelicular a fost creat ca suport de înaltă performanţă, care

a permis noii generaţii de unităţi să aibă înălţimi de plutire a capului mai mici,

care, la rândul lor, au făcut posibile creşteri ale densităţilor acestor unităţi.

La început, suportul pelicular era utilizat numai în unităţi de mare capacitate

sau de calitate superioară, dar în prezent, aproape toate unităţile folosesc suportul

pelicular.

Suportul pelicular îşi merită numele. Stratul acoperitor este mult mai subţire decât

se poate obţine prin metoda acoperirii cu oxizi. Suportul pelicular mai este

cunoscut drept suport placat, sau pulverizat, datorită diverselor proceduri utilizate

pentru depunerea filmului pe platane.

Cap IV.3 - Capetele de citire/scriere.

O unitate de hard-disc are de obicei câte un cap de citire/scriere pentru

fiecare faţă de platan (adică fiecare platan are două seturi de capete de

citire/scriere, unul pentru faţa superioară şi unul pentru faţa inferioară a platanului).

11

Page 12: 4 Atestat HDD

Aceste capete sunt conectate, sau solidare, pe acelaşi mecanism de deplasare.

Astfel, capetele se deplasează împreună pe deasupra platanelor.

Din punct de vedere mecanic, capetele de citire/scriere sunt simple. Fiecare

cap se află pe un braţ al dispozitivului de acţionare, braţ acţionat de un resort

pentru a presa capul în contact cu un platan. Puţini realizează că fiecare platan este

„strâns" între capetele de deasupra şi de sub el. Dacă aţi putea să deschideţi o

unitate în condiţii de siguranţă şi să ridicaţi capul de deasupra cu degetele, când i-

aţi da drumul, ei ar scăpa înapoi pe platan.

Când unitatea nu funcţionează, capetele sunt împinse în contact , direct cu

platanele de către tensiunea din resorturi, dar când unitatea funcţionează la turaţie

normală, apare o presiune a aerului sub capete, care le ridică de pe suprafaţa

platanelor. La o unitate funcţionând la turaţie normală, distanţa dintre cap şi

platane poate să fie între 3 şi 20 μ inci sau mai mult.

Cap IV.4 - Modele de capete de citire/scriere:

De-a lungul anilor, în unităţile de hard-disc au fost utilizate patru modele de

capete:

Cu ferită

Peliculare (Thin Film—TF)

Cu întrefier metalizat (MIG— Metal-In-Gap)

Magneto-rezistive (MR)

Cu ferită: capetele cu ferită au un miez de oxid de fier înfăşurat în bobine

electromagnetice. Unitatea produce un câmp electromagnetic alimentând bobinele

12

Page 13: 4 Atestat HDD

sau trecând un câmp magnetic pe lângă ele, aceasta conferă capului capacitatea

integrală de scriere şi citire. Capetele cu ferită nu pot scrie pe suportul cu

coercitivitate magnetică ridicată şi au un răspuns de frecvenţă slab la nivelul de

zgomot mai mari. Principalul avantaj al capetelor cu ferită este faptul că sunt tipul

cel mai ieftin disponibil (vezi figura 3).

Cu întrefier metalizat. Capetele cu întrefier metalizat (M1G—Metal-In-

Gap) sunt versiuni cu îmbunătăţiri speciale ale capetelor cu ferită compozită. În

capetele MIG, pe întrefierul de înregistrare al capului se aplică o substanţă

metalică. Există două variante de capete MIG: cu o faţă şi cu două feţe. Capetele

MIG cu o singură faţă sunt realizate cu un strat de aliaj magnetic aplicat pe

marginea din urmă a întrefierului. Capetele MIG cu două feţe au acest strat aplicat

pe ambele laturi ale întrefierului. Acest aliaj metalic este aplicat printr-un proces de

depunere în vid numit pulverizare, care a fost discutat în secţiunea precedentă

despre suporturile de înregistrare.

Peliculare. Capetele peliculare (TF—thin film) sunt fabricate în manieră

asemănătoare cipurilor semiconductoare, adică printr-un proces fotolitografic.

Acest proces creează multe mii de capete pe o singură foiţă circulară, rezultând un

produs foarte mic şi de bună calitate.

Capetele TF au un întrefier extrem de îngust şi precis dimensionat, care este creat

prin pulverizarea unui material solid pe bază de aluminiu. Pentru că materialul

închide complet întrefierul, zona este protejată foarte bine, reducând la minimum

şansele de defectare prin contact cu discul în rotaţie. Miezul este o combinaţie de

fier şi aliaj de nichel care are o putere magnetică de două până Ia patru ori mai

mare decât miezul unui cap cu ferită.

13

Page 14: 4 Atestat HDD

Magneto-rezistive. Capetele magneto-rezistive (MR) reprezintă cea mai nouă

tehnologie

Capetele MR se bazează pe faptul că rezistenţa unui conductor scade puţin în

prezenţa unui câmp magnetic extern. în loc de a detecta tranziţiile de flux emiţând

o tensiune, ca un cap obişnuit, capul MR detectează schimbarea de flux şi schimbă

rezistenţa. Acest model dă un semnal de ieşire la citire de trei sau patru ori mai

puternic decât un cap TF. Practic, capetele MR sunt capete cititoare de putere,

comportându-se mai degrabă ca senzori decât ca generatoare.

Cap IV.5 - Dispozitivul de acţionare a capului.

Acest mecanism deplasează capetele pe deasupra discului şi le poziţionează

cu precizie deasupra cilindrului dorit. Întâlnim 2 categorii de bază :

Dispozitive de acţionare cu motor pas cu pas

Dispozitive de acţionare cu magnet permanent.

Dispozitivul de acţionare a capului este cea mai importantă caracteristică a

unei unităţi, iar tipul de dispozitiv de acţionare a capului al unei unităţi spune

foarte mult despre caracteristicile de performanţă şi fiabilitate ale unităţii.

Dispozitive de acţionare cu motor pas cu pas. Un motor pas cu pas este un

motor electric care se mişcă în „paşi”, adică sare de la o poziţie la alta, cu detente

mecanice sau poziţii de declic.Motoarele pas cu pas nu se pot fixa între poziţiile

paşilor, se pot opri numai la poziţiile de tentă predeterminate. Aceste motoare sunt

mici , între 1 şi 3 inci, şi pot fi pătrate cilindrice sau plate.Motoarele pas cu pas

14

Page 15: 4 Atestat HDD

sunt situate în afara ansamblului HDA sigilat, deşi axul motorului pătrunde în

ansamblul HDA printr-un orificiu etanşeizat.

Dispozitivele de acţionare cu bobină şi magnet permanent. Aceste

dispozitive folosesc un semnal de feedback de la unitate pentru a determina cu

precizie poziţia capetelor şi pentru a o ajusta. Un dispozitiv de acţionare cu bobină

şi magnet permanent funcţionează numai pe bază de forţe electromagnetice.

Construcţia mecanismului este similară unui difuzor obişnuit, de unde şi termenul

de bobină voce. Un dispozitiv de acţionare cu bobină şi magnet permanent nu are

poziţii de declic sau de detentă, în schimb un sistem special de ghidare (numit

servo) opreşte cadrul capului deasupra unui anumit cilindru. Un dispozitiv de

acţionare cu bobină şi magnet permanent , cu servocontrol nu este afectat de

schimbările de temperatură , cum este afectat un motor pas cu pas. Cele 2 tipuri

principale de mecanisme de poziţionare cu bobină şi magnet permanent sunt:

Dispozitive de acţionare cu bobină şi magnet permanent liniare

Dispozitive de acţionare cu bobină şi magnet permanent pivotante

Cele 2 tipuri diferă doar ca aranjament fizic al magneţilor şi bobinelor.

Un dispozitiv de acţionare liniar (vezi figura 4) deplasează capetele pe

deasupra platanelor, spre interior şi spre interior, în linie dreaptă. Bobina se

deplasează spre interior şi spre exterior pe un traseu înconjurat de magneţi ficşi. Un

sistem de acţionare liniar nu roteşte capul în cursul deplasării de la un cilindru la

altul , eliminând astfel problema. Deşi dispozitivul de acţionare liniar pare un

model bun, are un viciu fatal:dispozitivele sunt mult prea grele (cu cât mecanismul

este mai uşor cu atât poate accelera şi decelera mai repede de la un cilindru la

altul).

15

Page 16: 4 Atestat HDD

Dispozitive de acţionare pivotantă. Folosesc de asemenea magneţi ficşi şi o

bobină mobilă , dar bobina este ataşată la capătul unui braţ a dispozitivului de

acţionare. Când bobina se deplasează faţă de magnetul fix, ea roteşte braţele

capetelor spre interior şi spre exterior pe deasupra suprafeţei discului. Principalul

avantaj al acestiu mecanism este greutatea redusă care permite capetelor să

accelereze şi să decelereze foarte rapid, rezultând timp mediu de căutare foarte

mici.

Cap. V – Mecanisme servo

De-a lungul anilor au fost folosite 3 modele de mecanisme servo pentru a controla sistemele de poziţionare cu bobină şi magnet permanent

Servo tip pană

Servo inclus

16

Page 17: 4 Atestat HDD

Servo dedicat

Cele 3 modele diferă oarecum, dar indeplinesc aceeaşi sarcină de bază: ele

permit sistemului de poziţionare a capului sa-şi ajusteze continuu poziţia pentru a

se menţine cu precizie deasupra unui cilindru dat de pe disc.

Cap V.1 - Servo tip pană

Unele din primele unităţi cu servocontrol foloseau o tehnică numită servo tip

pană (Wedge). În aceste unităţi , informaţia de ghidare în cod Gray este într-o

porţiune din disc ca o „pană”, în fiecare cilindru , chiar înaintea marcajului de

index. Marcajul de index indică începutul fiecărei piste, deci informaţia de servo

era scrisă în câmpul PREINDEX-GAP, care se găseşte la sfârşitul fiecărei piste.

Această zonă este destinată compensării abaterilor de viteză şi în mod normal nu

este utilizată de către controller. Figura 5 prezintă informaţia servo tip frână pe o

unitate.

Cap V.2 - Servo inclus

Un servo inclus este o dezvoltare a modelului servo de tip pană. În loc de a

plasa codul servo înaintea începutului fiecărui cilindru, modelul servo inclus scrie

informaţia servo înaintea începutului fiecărui sector. Acest aranjament permite

circuitelor mecanismului de poziţionare să primească informaţie de feedback de

mai multe ori în cursul unei singure rotaţii, făcând poziţionarea capetelor mult mai

rapidă şi mai precisă. Ca şi în modelul servo de tip pană , informaţia de servo

17

Page 18: 4 Atestat HDD

inclusă este protejată de circuitele unităţii şi orice operaţie de scriere este blocată

ori de câte ori capetele se găsesc deasupra informaţiei de servo (vezi figura 6).

Cap V.3 - Servo dedicat

Un servo dedicat este un model în care informaţia servo este scrisă fără

întreruperi de-a lungul întregii piste, in loc să fie scrisă o dată pe fiecare pistă sau

la începutul fiecărui sector. Din păcate, dacă acest procedeu ar fi folosit pentru

întreaga unitate, nu ar mai rămâne loc pentru date. Din acest motiv, un servo

dedicat foloseşte o faţă a unui singur platan exclusiv pentru informaţia servo de

poziţionare. Termenul dedicat vine de la faptul că această faţă de platan este

dedicată în întregime informaţiei de servo şi nu poate conţine date.

Parcarea automată a capului. Când deconectaţi o unitate de hard-disc,

tensiunea resorturilor din fiecare braţ al capului împinge capetele în contact cu

platanele. Unitatea este proiectată să reziste la mii de decolări şi aterizări ale

capului, dar este o bună măsură de prevedere să ne asigurăm că aterizarea se

produce într-un loc de pe platan care nu conţine date. în timpul proceselor de

aterizare şi decolare, are loc un uşor proces abraziv, îndepărtând doar „o adiere"

din suportul magnetic; dar dacă unitatea este bruscată în timpul aterizării sau

decolării capului, pot apărea defecţiuni serioase.

Cap. V.4 - Parcarea automată a capurilor

Când deconectaţi o unitate de hard-disc , tensiunea resorturilor din fiecare

braţ al capului împinge capetele în contact cu platanele. Unitatea este proiectată să

reziste la mii de decolări şi aterizări ale capului , dar este o bună măsură de

18

Page 19: 4 Atestat HDD

prevedere să ne asigurăm că aterizarea se produce într-un loc de pe platan care nu

conţine date.

Un avantaj al utilizării dispozitivului de acţionare cu bobină şi magnet

permanent este parcarea automată a capului. Într-o unitate care are un dispozitiv de

acţionare cu bobină şi magnet permanent, capetele sunt poziţionate şi susţinute de

forţa magnetică. Atunci când alimentarea unităţii este întreruptă, dispare câmpul

magnetic care menţine capetele imobilizate deasupra unui anumit cilindru,

permiţând ramei capetelor să alunece pe suprafaţa discului, riscând să producă

defecţiuni.

În modelul cu bobină şi magnet permanent , cadrul capetelor este legat de un

arc slab la un capăt şi de un opritor la celălalt capăt. Când sistemul este pornit,

arcul este împins de forţa magnetică a mecanismului de poziţionare, în schimb,

când unitatea este oprită , arcul trage încet cadrul capetelor pe o poziţie de parcare

şi blocare , înainte ca unitatea să încetinească şi capetele să aterizeze. Într-o unitate

cu dispozitiv de acţionare cu bobină şi magnet permanent , închizând calculatorul

veţi activa mecanismul de parcare; nu e nevoie să rulaţi un program pentru a parca

sau retrage capetele.

Cap. VI – Filtre de aer

Cap. VI.1 – Filtre de aer

Aproape toate unităţile de hard-disc au două filtre de aer. Un filtru este

numit filtru de recirculare, iar celălalt filtru, barometric, sau de ventilare. Aceste

filtre sunt sigilate în interiorul unităţii şi sunt proiectate pentru a nu fi înlocuite

19

Page 20: 4 Atestat HDD

niciodată pe întreaga durată de serviciu a unităţii. La un hard-disc dintr-un sistem

PC, aerul nu circulă dinspre interiorul spre exteriorul ansamblului HDA sau

viceversa. Filtrul de recirculare care este montat permanent în interiorul

ansamblului HDA este destinat să filtreze numai micile particule răzuite de pe

platane în timpul decolării şi aterizării capetelor. Pentru că unităţile de hard-disc

pentru PC-uri sunt permanent sigilate şi nu recirculă aer din exterior, ele pot

funcţiona în medii foarte impure. (Vezi figura 8)

Ansamblul HDA este aerat printr-un filtru barometric, sau de ventilare,

element care permite egalizarea presiunii (ventilare) între interiorul şi exteriorul

unităţii. Deşi aerul pătrunde în interior printr-un ventil, contaminarea nu pune

probleme , deoarece filtrul barometric de pe acest ventil este proiectat să oprească

orice particulă mai mare de 0,3 microni (aproximativ 12 inci), pentru a satisface

specificaţiile de mediu steril.

Cap. VI.2 - Acomodarea la temperatură a hard-discurilor.

Pentru că unităţile de hard-disc au un orificiu cu filtru pentru trecerea aerului

în sau din ansamblul HDA , umezeala poate pătrunde în unitate şi poate fi o

problemă serioasă dacă sunt condiţii să condenseze.

Cei mai mulţi producători de hard discuri specifică metode anume de aclimatizare

a unităţii la un ambient nou, cu condiţii diferite de temperatură şi umiditate şi în

special pentru aducerea unităţii într-un ambient mai cald , când se poate forma

20

Page 21: 4 Atestat HDD

condens. Înainte de a porni o unitate care a fost depozitată într-un mediu mai rece,

aceasta trebuie lăsată în mediul normal de lucru pentru o anumită perioadă de timp,

pentru a-i permite să se aclimatizeze.

Cap. VI.3 - Motoare de antrenare.

Motorul care roteşte platanele este numit motor de antrenare, pentru că este

conectat la axul în jurul căruia se roţesc'plâtanele. Motoarele de antrenare din hard-

discuri sunt totdeauna conectate direct; nu există curele sau roţi dinţate ,

intermediare. Motorul trebuie să fie lipsit de zgomot şi vibraţii, altfel poate

transmite ,vibraţii în platane, care pot perturba operaţiile de citire şi scriere.

Motorul de antrenare trebuie să aibă, de asemenea, viteza precis controlată.

Platanele din unităţile de hard-disc se rotesc cu viteze între 3.600 şi 10.000 rot/min

sau mai mult, iar motorul are un circuit de control cu o buclă de feedback pentru a

urmări şi a controla precis această viteză. Deoarece controlul vitezei trebuie să fie

automat, unităţile de hard-disc nu au un reglaj al vitezei motorului. Unele

programe pretind că măsoară viteza de rotaţie în unitatea de hard-disc, dar tot ce

fac aceste programe este să estimeze viteza de rotaţie după momentele la care

sectoarele trec pe sub capete. Nu există de fapt nici o cale prin care un program să

măsoare viteza de rotaţie în unitatea de hard-disc; această măsurătoare poate fi

efectuată numai cu echipament de testare sofisticat. Nu vă alarmaţi dacă vreun

program de diagnosticare vă spune că unitatea are o viteză de rotaţie incorectă;

probabil că programul greşeşte, nu unitatea.

21

Page 22: 4 Atestat HDD

Cap. VII – Plăcile Logice

Plăcile logice conţin circuite electronice care controlează sistemul de

antrenare al unităţii şi dispozitivul de acţionare al capului şi care pun la dispoziţia

contollerului date, într-o formă convenită.

Cap. VII.1 - Cabluri şi conectoare

Unităţile de hard-disc au de obicei mai multe conectoare , pentru interfaţa cu

calculatorul, alimentarea cu tensiune şi uneori pentru conectarea la masă la şasiul

sistemului. Majoritatea unităţilor au cel puţin aceste 3 tipuri de conectoare :

Conectoare de interfaţă

Conectoare de alimentare

22

Page 23: 4 Atestat HDD

Conector opţional de legare la masă

Conectoarele de interfaţă sunt cele mai importante, pentru că ele transmit

semnalele de date şi de comandă între sistem şi unitate. În majoritatea cazurilor,

cablurile de interfaţă ale unităţii pot fi conectate în configuraţie de tip cascadă sau

tip magistrală. Majoritatea interfeţelor acceptă cel puţin 2 dispozitive , iar cele

SCSI pot accepta până la 7 dispozitive în cascadă, pe lângă adaptorul gazdă.

Conectorul de alimentare este de obicei cu 4 pini , acelaşi tip care se

foloseşte şi la unităţile de dischetă, şi la el se conectează acelaşi conector de

alimentare al sursei. Majoritatea unităţilor de hard-disc folosesc atât tensiune de 5

volţi cât si de 12 volţi. Tensiunea de 12 volţi alimentează motorul de antrenare şi

dispozitivul de acţionare a capului , iar tensiunea de 5 volţi alimentează circuitele

electronice.

Un conector de legare la masă permite realizarea conexiunii între unitate şi

masa de potenţial pozitiv a şasiului sistemului. În majoritatea calculatoarelor

unitatea de hard-disc este montată direct pe şasiu cu şuruburi;aşa că firul de legare

la masă nu mai este necesar. În unele sisteme, unităţile sunt instalate pe şine de

plastic sau fibră de sticlă, care nu asigură o legare corespunzătoare la masă. Aceste

sisteme trebuie să pună la dispoziţie un fir de legare la masă, conectat la unitate

prin acest conector de legare la masă.

Cap. VII.2 - Elemente de configurare

Pentru a configura o unitate de hard-disc pentru instalarea într-un sistem, de obicei

trebuie să setaţi corespunzător câteva jumpere (şi, poate, câteva rezistoare finale).

Aceste elemente diferă de la o interfaţă la alta şi, adesea, şi de la o unitate la alta.

23

Page 24: 4 Atestat HDD

Cap. VII.3 - Placa frontală sau masca

Multe unităţi de hard-disc oferă ca opţiune o placă frontală sau mască.

Masca este de obicei ca un element opţional cu unitate, ca o componentă a carcasei

sistemului şi nu a unităţii. Unele măşti prezintă o diodă electroluminiscentă (led)

care clipeşte când hard-discul lucrează. Ledul este montat în mască sau este fixat

pe unitate , iar masca prezintă o fereastră permanentă sau colorată prin care se

poate observa ledul care clipeşte când unitatea este accesată. În sistemele în care

hard-discul este mascat de carcasa sistemului nu este nevoie de mască.

Cap. VIII - Caracteristici ale hard-discului

Pentru a face alegerea cea mai bună la cumpărarea unui hard-disc sau pentru

a înţelege în ce constau deosebirile dintre o marcă de hard-disc şi alta trebuie luate

în considerare numeroase caracteristici:

Fiabilitatea

Viteza

Protecţia la şocuri mecanice

Preţul

Cap. VIII.1 – Fiabilitatea

Când doriţi să alegeţi un hard-disc veţi observa între specificaţiile tehnice ale

hard-discurilor o valoare statistică numită durată medie între defecţiuni. Cifrele

24

Page 25: 4 Atestat HDD

pentru MTBF se încadrează de obicei între 20.000 de ore şi 500.000 de ore sau mai

mult.

Pentru a înţelege semnificaţia acestor numere este important de ştiut că cifrele

MTBF se referă la o populaţie de unităţi nu la o unitate individuală. Statisticile

MTBF nu sunt utile pentru a prezice defecţiunile unei unităţi individuale sau a unui

eşantion mic de unităţi. Această valoare a MTBF ar trebui numită de fapt durată

medie până la prima defecţiune.

Cap. VIII.2 - Performanţa

Una dintre cele mai importante caracteristici a unui hard disc este

performanţa (viteza) unităţii. Viteza unei unităţi de disc poate fi exprimată în două

moduri :

Timpul mediu de căutare

Rata de transfer

Timpul mediu de căutare măsurat în milisecunde (ms) este intervalul mediu

de timp pe care îl ia deplasarea capetelor de la un cilindru la alt cilindru , aflat la o

distanţă oarecare. O modalitate de a măsura această caracteristică este să execute

multe operaţii aleatoare de căutare de piste şi să împartă timpul obţinut la numărul

de căutări efectuate (timpul mediu de căutare depinde numai de unitatea propriu-

zisă). O caracteristică asemănătoare numită timp mediu de acces implică un alt

element numit latenţă. Latenţa este timpul mediu (în ms) necesar pentru ca un

sector să devină disponibil după ce capetele au ajuns pe o anumită pistă. Latenţa

25

Page 26: 4 Atestat HDD

este un factor în performanţele de citire şi scriere ale discului. Scăderea latenţei

înseamnă creşterea vitezei de acces la date şi fişiere şi poate fi obţinută numai

rotind platanele mai repede.

Rata de transfer este rata la care unitatea şi controllerul pot trimite date

sistemului. Rata de transfer depinde în primul rând de ansamblul HDA al unităţii şi

în al doilea rând de controller. Pentru a calcula rata de transfer reală a unei unităţi

trebuie să cunoaşteţi câteva specificaţii importante. Cele mai importante

specificaţii sunt turaţia reală a unităţii (în rot/min) şi numărul mediu de sectoare

fizice pe fiecare pistă (SPT). Rata de transfer la unităţile cu înregistrarea biţilor pe

zone este întotdeauna mai mare pe cilindrii exteriori , unde numărul de sectoare pe

piste este mai mare.

Cap. VIII.3 - Programe de cache şi controllere cu cache

La nivel soft programele de cache pentru disc, precum SMARTDRV (în

DOS) şi VCACHE (în Windows 9X) pot avea un efect major asupra

performanţelor unităţii de disc. Aceste programe de cache preiau controlul

întreruperii hard a BIOS-ului pentru unitatea de disc şi interceptează apelurile

pentru scriere şi citire, către BIOS-ul discului, de la programele de aplicaţie şi

driverele de dispozitive. Când un program de aplicaţie vra să citească date de pe

unitatea de disc, programul de cache interceptează cererea de citire, transmite

cererea de citire controllerului hard-discului în modul obişnuit, salvează datele

citite de pe disc în bufferul sau de memorie cache şi apoi transmite datele înapoi

programului de aplicaţie. În funcţie de mărimea bufferului de cache în el pot fi

citite şi salvate date de pe numeroase sectoare. Deşi cache-urile soft si hard pot

face o unitate mai rapidă pentru operaţiile de transfer obişnuite, un cache nu va

afecta rata maximă de transfer reală pe care o poate susţine o unitate.

26

Page 27: 4 Atestat HDD

Selecţia intercalării. Hard-discurile moderne IDE şi SCSI au controllere

integrate, pe deplin capabile să proceseze datele la viteza la care le poate trimite

unitatea. Toate unităţile IDE şi SCSI moderne sunt formatate fără intercalare.

Decalajul capetelor şi cilindrilor. Decalajul capetelor unei unităţi este

diferenţa în numerotarea logică între aceleaşi sectoare fizice de pe două piste care

se găsesc sub capete adiacente, pe acelaşi cilindru. Decalarea cilindrilor este

diferenţa în numerotarea logică între aceleaşi sectoare fizice de pe două piste

adiacente din doi cilindri adiacenţi.

Cap. VIII.4 - Montarea antişoc

Majoritatea producătorilor de hard-discuri folosesc pentru ansamblul HDA o

montare antişoc ceea ce înseamnă că există un strat de cauciuc aşezat între corpul

unităţii de disc şi şasiului de montare. Unele unităţi nu au ansamblul HDA protejat

contra şocurilor din motive fizice sau din reducere a costului.

Cap. VIII.5 - Capacitate

Sunt 4 cifre utilizate de obicei pentru popularizarea capacităţii unei unităţi :

Capacitatea neformatată, în milioane de octeţi

Capacitatea formatată, în milioane de octeţi

Capacitatea neformatată, în megaocteţi

Capacitatea formatată, în megaocteţi

Termenul „formatată”, în cazul acestor cifre, se referă la formatarea de nivel jos

(sau fizică) a unităţii. Majoritatea producătorilor de unităţi IDE şi SCSI din prezent

27

Page 28: 4 Atestat HDD

publică numai capacităţile formatate, pentru că aceste unităţi sunt livrate

preformatate.

Cap. VIII.6 - Preţ

Costul stocării pe hard-disc este în continuă scădere şi a ajuns aproximativ la

1ron pe Gb sau mai puţin. Costul unităţilor continuă să scadă şi datorită acestui

lucru în prezent nici nu se mai fabrică multe unităţi cu capacităţi sub 80G.

28