Dyski_Twarde_T.Kwiatkowski_Licencjat.pdf

AKADEMIA BYDGOSKA im. KAZIMIERZA WIELKIEGO

WYDZIAŁ MATEMATYKI TECHNIKI I NAUK PRZYRODNICZYCH

KATEDRA FIZYKI

Tomasz Kwiatkowski

Budowa i obsługa dysku twardego.

Praca licencjacka

napisana pod kierunkiem

dr Karola Grudzińskiego

Bydgoszcz 2005

Pragnę podziękować:

mojemu promotorowi dr. Karolowi Grudzińskiemu, za cenne uwagi dyskusje i

pomoc na wszystkich etapach powstawania pracy,

przyjaciołom, kolegom – wszystkim, którzy w jakikolwiek sposób przyczynili się

do powstania tej pracy.

Spis Treści

1. Wstęp ...............................................................................................4

2. Budowa dysku twardego..................................................................5

2.1 Krótka historia dysku twardego...............................................................5

2.2 Budowa dysku twardego...........................................................................6

2.3 Głowice magnetorezystywne.....................................................................7

2.4 Budowa kontrolera....................................................................................9

2.5 System kodowania....................................................................................10

2.6 Fizyczna organizacja danych...................................................................11

3. Najważniejsze parametry dysków twardych................................12

3.1 Charakterystyka parametrów................................................................13

3.2 Oznaczenia dysków...................................................................................14

3.3 Jak dbać o dysk.........................................................................................15

4. Interfejs............................................................................................16

4.1 Dyski z interfejsem IDE............................................................................17

4.2 Dyski z interfejsem SCSI..........................................................................18

4.3 Dylemat SCSI, czy IDE.............................................................................19

5. Obsługa dysku twardego................................................................22

5.1 Formatowanie i partycje..........................................................................22

5.2 Wzrost pojemności dysków......................................................................22

5.3 Ograniczenia wnoszone przez BIOS.......................................................23

5.4 Ograniczenia wnoszone przez systemy operacyjne................................25

5.5 Wykorzystanie powierzchni dyskowej....................................................27

5.6 SMART......................................................................................................28

6. Macierze dyskowe...........................................................................29

6.1 Poziomy RAID............................................................................................30

7. Podsumowanie................................................................................33

Literatura........................................................................................35

1. Wstęp.

Dysk twardy można uznać w dzisiejszych czasach za niezbędny element

każdego komputera, a jego udział w pracy całego systemu jest niewiele mniejszy od

wkładu, jaki wnosi sam procesor. Wynika to z rozmiarów dzisiejszego oprogramowania

i zapotrzebowania systemów operacyjnych. Postęp jaki nastąpił od pierwszego

powstałego 1957 roku dysku twardego, którego objętość wynosiła 5MB do dzisiejszego

kilkuset gigabajtowego HDD jest ogromny. Każdy z nas wie jak wygląda dysk twardy

nie każdy wie jednak jak wygląda w środku i jak jest zbudowany. Można powiedzieć,że

dysk twardy ma w uproszczeniu budowę bardzo podobną do dyskietki jednak

pojemność, prędkości obrotowe, szybkości odczytu i zapisu są o wiele większe.

Różnica polega na tym, że w dyskach elastycznych głowica odczytu i zapisu danych

jest przykładana bezpośrednio do wirującego dysku, co uniemożliwia osiąganie

ogromnych prędkości odczytu i zapisu. Dysk twardy zbudowany jest z kilku

nałożonych na siebie wirujących talerzy i na tych właśnie talerzach zapisywane są dane.

Dyski twarde posiadają sztywną hermetyczną obudowę, odpowiedni zespół napędowy

zawierający układy sterowania zapisu, odczytu oraz inne układy sterujące i kontrolne

zespołu. Pozwala to na umieszczenie głowicy odczytu i zapisu w odległości rzędu 1000

części milimetra (mniejszej niż 1μm) na poduszce powietrznej powstającej podczas

obracania się talerzy. Prędkość zapisu i odczytu jest bardzo duża nawet do

kilkudziesięciu MB/s. Dzięki możliwości dokładnego wycentrowania talerzy możliwe

jest osiągnięcie dużej liczby ścieżek a co za tym idzie dużą pojemność nawet do 40GB

na stronę talerza.

2. Budowa dysku twardego.

2.1 Krótka historia dysku twardego

Pierwszy w historii twardy dysk pojawił się w 1957 roku i został

wyprodukowany przez IBM. RAMAC 350, taką nazwę nosił złożony z pięćdziesięciu

24-calowych dysków dysk twardy o pojemności 5 MB.

Rys1. RAMAC350 - pierwszy dysk twardy o pojemności 5MB.

W tamtych czasach komputery zajmowały wielkie klimatyzowane pomieszczenia.

Proste operacje arytmetyczne przeprowadzane były w czasach rzędu milisekund.

Wykorzystywane były głównie przy projektach naukowo-badawczych oraz przez rząd

Stanów Zjednoczonych. W roku 1979 pojawił się pierwszy dysk 5,25 cala, następnie w

1982 wprowadzono dysk o pojemności 127,5MB, który działał z szybkością 655KB/s.

Pierwszy dysk, którego talerze obracały się z prędkością 10 000 obrotów na minutę,

powstał w roku 1996. Dostępne dla domowych użytkowników były dyski z rodziny

Barracuda wprowadzone w roku 1998 przez firmę, Seagate. W przeciągu 50lat

pojemność dysków wzrosła 1000-krotnie. Postęp technologii powodował ciągły wzrost

pojemności i szybkości urządzeń, przy jednoczesnym spadku zapotrzebowania na

energię, coraz mniejszej hałaśliwości i większej niezawodności. Wyniki tego wyścigu

obserwujemy, na co dzień.

2.2 Budowa dysku.

Każdy dysk twardy posiada hermetyczną pyłoszczelną obudowę. Wszystkie

dyski składane są w pomieszczeniach, w których klasa czystości wynosi 1000. Oznacza

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: