Жестким диском является устройство для хранения информации, которое для этой цели использует магнитную запись.

Благодаря магнитной записи появляется возможность перезаписывать информацию на носитель многократно. Винчестер является главным накопителем данных в подавляющем большинстве компьютеров. В отличии от «гибкого» диска (дискеты), данные в винчестере записываются на жесткие (алюминиевые или стеклянные) пластины.

Есть несколько версий о возникновении названия винчестер. Самая известная из них гласит, что в 1973 году вышел жесткий диск 3340 от IBM, у которого при разработке было кодовое название 30-30 (в конструкции присутствовали две пластины, каждая по тридцать мегабайт). Это название совпадало с маркировкой винтовочного патрона «Winchester 30-30» (диаметром 0.3 дюйма, зарядом пороха - 30 гран, примерно 2 грамма). Есть также версия, что это название появилось только из-за названия патрона, который был первым боеприпасом, созданным в США для гражданского оружия на бездымном порохе, который был лучше, чем старые патроны по всем показателям и очень быстро получил широкую известность.

В США и Европе название «винчестер» не употребляется уже давно, а в странах СНГ оно прижилось и получило полуофициальный статус, а в компьютерном сленге уменьшилось до слова «винт».

Как устроен жесткий диск

Жесткий диск состоит из нескольких дисковых пластин, нанизанных на вращающуюся ось, которая называется шпиндель.

Пластины покрыты ферромагнитным сплавом, который при понижении температуры до определенного значения приобретает магнитные свойства.

Информацию считывают так называемые считывающие головки. Они не должны касаться поверхности дисков, что увеличивает срок службы винчестера. Если вращение отсутствует, то головки убираются за границу диска, во избежание контакта с его поверхностью. В каждом жестком диске существует так называемая парковочная зона. Это место где останавливаются головки в те моменты, когда винчестер выключен, или находится в режиме низкого энергопотребления.

Диски с головками находятся в герметической области с очищенным от пыли воздухом. Кроме того, в устройстве также находится плата управления и шпиндельный привод.

При работе винчестера, сначала включается привод, который запускает шпиндель. Когда пластины достигают определенной скорости, около них образуется плотный воздушный поток. Потом опускаются считывающие головки, которые считывают данные на дистанции в несколько микрон от поверхности диска, что достигается благодаря воздушному потоку. Если вращение остановлено, головки снова подымаются и отводятся в сторону.

Помимо привода и герметичного блока, в жестком диске находится блок электроники. В его состав входит интерфейсный блок, буферная память, система управления, ПЗУ и декодирующий блок.

Все данные, поступающие к винчестеру, попадают в интерфейсный блок. Он обеспечивает связь диска с компьютером.

Поскольку скорость интерфейсной части и накопителя различаются, то для выравнивания их скоростей применяется специальный буфер, который состоит из модулей быстродействующей памяти.

Все составляющие жесткого диска регулируются системой управления. Она получает, обрабатывает и отсылает сигналы на датчики, отслеживает позицию считывающих головок и выполняет много других операций, необходимых для точной и безотказной работы.

Все служебные данные винчестера, а также всевозможные программы для системы управления и для системы обработки сигнала находятся в ПЗУ.

Сигнал, считанный с диска, подается в аналоговой форме. Для преобразования в цифровой вид используется блок декодирования. Он также устраняет помехи в исходном сигнале, что улучшает качество обработки.

Логическое представление жесткого диска

Любые записываемые или считываемые с жесткого диска данные имеют адрес на жестком диске, необходимый для их поиска.

Чтобы создать адресное пространство, необходима операция форматирования, которая также подразумевает немедленное удаление всего содержимого жесткого диска.

В каждом жестком диске есть кольцевые области на поверхности диска, называемые дорожками. Сами дорожки разделяются на сектора. Каждый сектор каждой дорожки имеет одинаковый размер.

В случае, когда винчестер состоит из нескольких пластин, то вводится понятие цилиндра. Цилиндр - это набор дорожек на поверхности пластин, которые находятся на одинаковом расстоянии от центра.

В жестком диске с одной пластиной адресация происходит по номеру дорожки и сектора. Требуемая область образуется их пересечением. Если же в винчестере находится множество пластин, то адрес задается по номеру цилиндра, который определяет дорожки, номер считывающей головки, определяющий необходимую пластину и номер сектора.

Основные параметры жестких дисков

Главными параметрами сегодняшних жестких дисков есть их размер, емкость, разъем, скорость вращения, энергопотребление, размер буфера, время произвольного доступа, скорость передачи информации, уровень шума, сопротивляемость ударам.

Среди этих характеристик, основной является объем накопителя . Эта величина определяет количество информации, которую можно на нем хранить. Сейчас популярными являются диски на 500 гигабайт и один терабайт для настольных компьютеров, а также 320 и 500 - гигабайтные винчестеры для ноутбуков.

Скорость передачи информации и скорость вращения шпинделя , также очень важные параметры. Эти характеристики оказывают влияние на скорость передачи данных между системой и накопителем. Скорость шпинделя отображает количество оборотов диска в секунду. Чем больше скорость, тем быстрее будут считываться данные с поверхности. Скорость передачи данных отображает скорость обмена данными между винчестером и компьютером. В этом случае можно улучшить быстродействие за счет увеличения скорости интерфейса подключения винчестера.

Энергопотребление - очень важная характеристика для нетбуков и ноутбуков. Она позволяет экономить заряд батареи, позволяя устройствам работать дольше.

Интерфейс подключения - это связь, которая передает сигналы между винчестером и системой, а также протоколы (правило обмена между ними). Есть несколько основных видов интерфейсов подключения - SATA 2, IDE, SATA и так далее.

Время произвольного доступа - время, которое необходимо для выполнения винчестером операции чтения-записи на любом участке магнитного диска.

Уровень шума - звук, который создается винчестером при его работе. Этот звук состоит из шума при вращения шпинделя и шума при позиционировании. Тихим считается винчестер с уровнем шума 26 децибел и ниже.

Сопротивляемость ударам - сопротивляемость винчестера скачкам давления или ударам.

Особенности винчестеров для ноутбуков

Ноутбук является компьютером, следовательно, компоненты у ноутбука и компьютера идентичны. Но из-за меньших размеров, а также экономии энергии и уменьшения тепловыделения, винчестеры для ноутбуков имеют некоторые особенности.

У ноутбука сильно ограничено пространство для устройств внутри корпуса, из-за этого оборудование для ноутбуков меньшего размера, чем для настольных компьютеров. Например, жесткие диски в 3.5 дюйма используются для настольных систем, для ноутбуков, в свою очередь, диаметр жесткого диска составляет 2.5 дюйма и меньше. Такое уменьшение сказывается и на объеме, пластины 3.5 дюйма вмещают больше данных, чем 2.5 - дюймовые.

Типичным разъемом подключения накопителей 1.8 дюйма является IDE, хотя уже начали появляться жесткие диски на базе SATA, как у настольных компьютеров.

Чтобы экономить энергию и повысить стабильность работы используются накопители с меньшим числом оборотов. Винчестеры также выключатся по истечению некоторого времени. Все это делает жесткие диски для ноутбуков более экономными, но и более медленными.

В подавляющем большинстве ноутбуков, в отличии от стационарных систем, можно установить только один винчестер, но сейчас этот недостаток легко устраняется приобретением внешнего накопителя - винчестера, подключаемого через интерфейс USB. Компании производители винчестеров для ноутбуков: Samsung, Western Digital, Seagate, Toshiba и другие.

Внешние жесткие диски

Сегодня существует несколько методов подключения внешних устройств. Есть жесткие диски, которые подключаются к USB порту, который используются в основном для обмена информацией с камерами и другими мобильными устройствами. Из-за невысокой пропускной способности данной шины, подобные диски не смогут сравниться в скорости обмена данными и производительности с внутренними устройствами.

Профилактика и устранение неисправностей жестких дисков

Все поломки жестких дисков можно разделить на произошедшие по вине пользователя или производителя. К первым относятся такие неисправности, которые возникли из-за небрежной и неправильной эксплуатации: различные поломки в следствии падений ноутбука, скачивания и устанавливания вредоносного программного обеспечения, попадания насекомых внутрь, проливания жидкости и других нарушений правил использования жестких дисков. При возникновении таких проблем нужно обратиться в сервисный центр. Если у вас нет опыта работы с винчестерами, то лучше поручить это дело профессионалам, это убережет вас от потери личных данных.

В случае попадания жидкости или при сбоях в работе после удара, то лучше сразу отдать ноутбук в сервисный центр на диагностику, потому что последствия таких повреждений могут непредсказуемо отразиться на работе вашего устройства.

Вторую категорию составляют поломки аппаратной или логической структуры дисков. Такие повреждения можно разделить на физические, в следствии внешних факторов, повреждения поверхности диска, сбои в работе электроники, ошибок чтения и записи. В большинстве случаев после этих повреждений диск уже нельзя отремонтировать, поскольку после удара происходит поломка двигателя или поломка других критических частей конструкции устройства. Лучше всего отнести такое устройство в сервисный центр на диагностику.

Попадание пыли, и перегрев обычно приводит к повреждениям поверхности диска. Такой диск не будет виден системой, при его работе можно будет слышать характерный стук головок. В такой ситуации возможен ремонт в сервисном центре. Он происходит путем отключения головок, которые считывают дефектные поверхности и переносом всей необходимой информации на новый диск. Весь процесс довольно сложен и должен проводиться опытными специалистами с использованием специального оборудования, настоятельно не рекомендуется разбирать винчестер в домашних условиях, если вы не обладаете достаточными для этого знаниями.

Порой повреждения поверхности приводят к выходу головок из строя. Такая проблема может также возникнуть сама по себе. Признаком ее является стук головок при работе винчестера, который особо заметен во время выполнения операции чтения-записи. Также винчестер может не определяться компьютером. Такие проблемы возникают в результате перегрева жесткого диска или механических ударов. Ремонт в таком случае полностью аналогичен ремонту поврежденной поверхности.

Поломки платы управления или другой электроники возникают из-за короткого замыкания, скачков напряжения или пролитой жидкости. При таких неисправностях жесткий диск не издает никаких звуков и не определяется системой. Тут решающую роль может сыграть везение. При некоторых неисправностях следует сразу менять устройство, в лучшем случае можно восстановить часть информации. Порой будет достаточно заменить недорогую плату.

Проблемы чтения-записи самые распространенные. Они проявляются в возникновении поврежденных блоков на винчестере, которые не считываются, нарушают целостность данных и могут привести к их потере. Обычно такие ошибки возникают из-за неполадок с поверхностью диска, правда могут возникать и в следствии проблем с элементами управления. Диагностику ошибок можно провести также и в домашних условиях с использованием специального программного обеспечения, но восстановление данных лучше произвести в сервисном центре.

Если диск не определяется системой, или неправильно определяется объем, то, скорее всего, повреждена служебная информация на поверхности диска или в ПЗУ. Если неполадки произошли в ПЗУ, то правильнее будет немедленно обратиться в сервисный центр и провести прошивку или замену микросхемы ПЗУ. В случае потери данных из-за повреждения поверхности, то служебные данные просто перезаписывается на другие не поврежденные участки.

Неполадки самого привода или заклинивание шпинделя возникает вследствие удара. Диск начинает тихонько жужжать, или постукивать. При таких повреждениях ремонт невозможен.

Как правильно пользоваться винчестером

Чтобы ваш накопитель служил вам долго и надежно необходимо придерживаться таких правил:

1. Осторожно обращаться с ноутбуков, избегать падений и прочих повреждений.
2. Постоянно обновляйте ваши . Не посещайте сомнительные сайты и не запускайте сомнительные программы.
3. Проводите дефрагментацию и проверку вашего жесткого диска ежемесячно.
4. Все важные данные храните в виде резервных копий на внешних носителях, потому что затраты на создание какого-нибудь документа могут значительно превышать стоимость покупки нового винчестера.
5. Не нужно заполнять жесткий диск полностью, всегда оставляйте определенное количество свободного пространства.
6. Не делайте частое полное форматирование винчестера, форматирование рассчитано на предельное число раз.
7. Нельзя резко менять положение работающего винчестера в пространстве.

Эти советы помогут уберечь ваш жесткий диск от поломок и позволят сохранить ваши время и деньги.

Жесткий диск: зачем нужны разделы? Часто люди задают мне вопрос: зачем нужны два, три и более разделов и исходя из чего нужно выбирать их количество и размер? Универсального ответа на этот вопрос, наверное, нет, но некоторые рекомендации дать можно. Рассмотрим два варианта:
Вариант 1. Существует один логический раздел под все.
Плюсы:
- Свободное пространство используется максимально эффективно (сильно распухающими таблицами FAT можно пренебречь).
- Если к вам придет друг со своим винчестером, то после подключения его первый раздел не будет "влазить" между вашим C и D, меняя ваш D на E, E на F..., создавая проблемы программному обеспечению на всех логических дисках, кроме первого.
Минусы:
- Крайне проблематичным становится восстановление удаленных файлов (главная проблема - ОС и, особенно, ее файл подкачки), т.к. Windows постоянно меняет размер файла подкачки, создает и удаляет временные файлы, что приводит к тому, что сектора, занимаемые удаленным файлом, физически перезаписываются.
- Очень быстро (особенно благодаря ОС или нескольким ОС) файлы и папки становятся крайне фрагментированными.

Рассмотрим пример-задачу: Нужно определить, во сколько раз (обозначим k) падает скорость чтения, если файл фрагментирован. Решение: Есть логический раздел с размером кластера 32 Кб и файлом в 20 Мб с фрагментированностью 20%.
Предположим также, что скорость последовательного чтения равна 20 Мб/с, а время позиционирования 10 мс (на самом деле это время гораздо больше, что увеличивает k, однако это время удобно для расчетов). Соответственно, файл занимает 640 кластеров, из них 128 - фрагментированы и для их прочтения нужно тратить время на позиционирование: 1280 мс в сумме.
Получается, что на чтение такого файла будет потрачено 1+1,28 секунды (время последовательного чтения + время позиционирования), что в 2,28 раза больше, чем при чтении нефрагментированного файла.

На заметку(!):
- При размере кластера 16 или 8 Кб суммарное время поиска увеличивается в 2 или 4 раза соответственно (за счет увеличения количества секторов, в том числе и тех, для доступа к которым необходимо позиционирование).
- С увеличением скорости линейного чтения, коэффициент потери производительности увеличивается (при переходе от нефрагментированного чтения к фрагментированному), хотя суммарная производительность растет.
Другими словами, чем выше скорость линейного чтения, тем больше вы можете выиграть от нефрагментированного чтения.
- При фрагментации 40(10)% суммарное время поиска увеличивается (уменьшается) в 2 раза.
- Вообще при оценке скоростных параметров в разумных пределах можно пользоваться следующей формулой:

k - коэффициент уменьшения скорости чтения/записи фрагментированного файла по сравнению с нефрагментированным.
Вариант 2. Существует несколько логических дисков.
Минусы:
При неправильном разбиении и использовании логических дисков вы в лучшем случае ничего не выигрываете по сравнению с вариантом 1.
Становится сложнее полностью использовать все свободное пространство.

Рассмотрим пример. Есть 4 логических диска и на каждом свободно 180 Мб. В сумме есть 720 Мб, а записать фильм объемом 650 Мб невозможно.
Плюсы: (при правильном разбиении и использовании!)
- Невысокая скорость фрагментации системы и, как следствие, максимальная производительность HDD сохраняется гораздо дольше, чем в случае единственного раздела.
- Высокая скорость дефрагментации(!) системы. Дефрагментация системы может быть разделена на несколько частей.
- Становится возможным корректно использовать программы восстановления удаленных файлов. Т.е. файл отката (и вариант восстановленного файла) записывать на другой раздел. Программа, которая не смогла восстановить файл, по крайней мере, не ухудшит ситуацию. Вероятность восстановления приближается к 100%.
- Каждая операционная система может (и должна) быть установлена на отдельный раздел.
Итак, рассмотрение плюсов и минусов закончено.
Приведу возможный вариант разбиения на логические диски, который каждый может переделать "под себя".

Disk C: Раздел под 1-ю операционную систему. Если это Windows 98, то 1 Гб - это более чем достаточно, даже если выставить минимальный размер файла подкачки 256 Мб. При объеме оперативной памяти 128 Мб крайне трудно представить ситуацию, когда Swap (файл подкачки) станет больше, чем 256 Мб. Полезно (и крайне желательно) дефрагментировать его и разместить в начале диска С.
Система будет быстрее, если перейти от FAT32 к FAT (FAT16).
При использовании FAT на разделе 1 Гб вы полнее сможете использовать дисковое пространство, если установите размер кластера 16 Кб, для чего необходимо установить размер диска С чуть менее 1 Гб, например 988 Мб.

Disk D: Даже если вы не собираетесь устанавливать 2-ю операционную систему, желательно предусмотреть для нее место сразу, т.к. потом придется очень много возиться с Partition Magic. Если второй раздел не отдавать под Windows XP, то 1 Гб будет вполне достаточно даже для Windows 2000.
Естественно, что это с условием размещения ее файла подкачки на другом разделе.
Крайне полезно совместить его с файлом подкачки Windows 98, для чего необходимо выставить такой же минимальный размер и переименовать (D:\)pagefile.sys (Swap Windows 2000) в (C:\)Win386.Swp (Swap Windows 98).
Сделать это можно с помощью Regedit.exe в Windows 2000. О технологии работы с реестром я рассказывать не буду, скажу лишь, что переименовывать нужно будет в 4-х местах реестра, если это делается сразу после установки Windows 2000, и в 6-ти местах, если эта операция будет осуществляться потом.
Как и в случае с диском С, можно сделать размер диска 988 Мб и использовать FAT.

Disk E: Если двух операционных систем вам достаточно, то диск E можно использовать под различные программы, которыми вы пользуетесь. Надо подчеркнуть, что размеры системных дисков выбирались исходя из того, что вы не будете устанавливать на них ничего, кроме самих ОС.
Т.к. дополнительные программы будут установлены на отдельном разделе, то при сносе Windows и последующей переустановке всех программ все они будут уже дефрагментированы (если, конечно, перед сносом они в таком состоянии находились). Более того, многие (но не все) программы не нужно будет держать в двух экземплярах: для Windows 2000 и Windows 98.
Некоторые программы будут работать и без переустановки. При таком подходе наиболее употребительные программы умещаются в 1 Гб + специфические для вас программы.
Если игры сюда не ставить, то можно добавить не более 1–1.5 Гб. Если двух операционных систем недостаточно, то Disk E, F... отводится для требуемых систем, а сказанное о Disk E будет относиться к следующему разделу (т.е. за всеми системными).

Disk F,G... далее можно сделать диск для игр и для фильмов. Диск для игр будет содержать среднее количество файлов, поэтому нежелательно делать там кластера размером 16 или 32 Кб. На разделе же для фильмов (и музыки), напротив, желательно принудительно выставить размер кластера 32 Кб.
Если взять жесткий диск объемом 20 Гб, то после создания перечисленных выше разделов у вас на эти два раздела останется около 16–17 Гб. Вряд ли вы одновременно играете в такое количество игр, которое не умещается в 1–3 Гб.
Поэтому под фильмы можно отвести 14-16 Гб. Дефрагментация всех созданных разделов, при практически любой степени фрагментации, будет занимать около 10-15 минут, за исключением самого большого раздела, однако если хранить там только большие файлы (а к этому все и шло), то дефрагментация там если и потребуется, то очень не скоро.
К тому же на ее осуществление нужно будет не более часа.
В принципе, можно и не создавать отдельные разделы для игр и фильмов (больших файлов), но все-таки, частенько, меняя игры, было бы неплохо иметь возможность быстро произвести дефрагментацию.
Последним можно создать раздел под большое количество очень маленьких файлов, которые к тому же часто меняют свой размер (например, под документы или программы). Вряд ли вам под эти нужды понадобится более чем 100–120 Мб.
При использовании FAT размер кластера можно выставить равным 2 Кб, а при использовании FAT32 - 512 Байт (для более полного использования дискового пространства). Преимуществом размещения этого раздела последним в данной конфигурации является то, что в любой момент можно крайне быстро увеличить размер этого раздела.
- Помните, что для восстановления FAT существует гораздо больше утилит, чем для восстановления FAT32.
- Оценить потери дискового пространства из-за того, что размер файла не кратен размеру кластера, можно по формуле:

- Уже при использовании диска на 6-15 Гб эффективность приведенного выше варианта разбиения становится существенно менее эффективной.
При использовании жестких дисков емкостью 30, 40 и более Гб ситуация обратная. Дополнительную емкость можно потратить на увеличение раздела под большие файлы.
На дисках таких объемов иметь один раздел крайне неэффективно (т.к. ОС держит в памяти FAT XX тех разделов, с которыми работает, в случае одного большого раздела сильно "распухшая" FAT32 будет постоянно присутствовать в памяти).

Об утилитах для манипуляций с разделами. Можно использовать DOS программу FDisk.Exe, которую можно найти в каталоге C:\Windows\Command или Partition Magic (минимально известная мне версия 5.0, сейчас есть версия 7.0).
Для использования второй программы нужно установить Windows.

Как действовать этими утилитами. Те, кому приходилось разбивать на разделы и форматировать диски от 20 Гб, знают, насколько это быстрее делает Partition Magic с отключенной проверкой плохих секторов (для уравнивания условий работы с FDisk).
Далее, FDisk работает с полной потерей всех данных, а Partition Magic позволяет не потерять ничего (все зависит от ваших рук).
Поэтому если у вас уже есть какие-либо разделы, используйте Partition Magic. Если винчестер "новенький", то сначала нужно создать один большой раздел с помощью FDisk.Exe.
Отформатировать его c помощью Format.com, установить Windows 9X/Me/NT/2000 (не все их, конечно же, а выбранную вами) и Partition Magic и буквально мгновенно создавать разделы в Windows, т.к. чем меньше данных, которые нельзя терять, тем быстрее работает Partition Magic.
В заключение хотелось бы сказать, что главная цель статьи - предложить вариант разбиения жесткого диска на разделы и показать, зачем это нужно и что дает.
Именно поэтому вопросам "как" это сделать, в отличие от вопросов "что" и "чем" сделать, я уделил значительно меньше внимания, т.к. это уже тема отдельной статьи.

Вадим Шутько,

Любимые фильмы, музыка, семейные фотографии, видео с важных жизненных событий, электронные книги, рабочие документы - и это далеко не все, что хранится на компьютере современного человека. Приходит момент, когда информации становится слишком много, и встроенная память ПК уже не может принять ни одного мегабайта. Именно тогда, чаще всего возникает необходимость в приобретении внешнего накопителя. написано в специальной статье на нашем блоге.

Для чего нужен жесткий диск?

Но перегруженность памяти персонального компьютера далеко не единственная причина приобретения жесткого диска. Внешний жесткий диск нужен и во многих других случаях. В каких именно - узнаем дальше.

• Для разгрузки компьютера. Любите сохранять все понравившиеся фильмы? Если на Вашем ПК уже не осталось места, то самое время подобрать внешний накопитель. Он позволит разгрузить встроенную память компьютера. Особенно это важно, если жесткий диск ПК полностью загружен информацией. Не секрет, что в этом случае компьютер теряет свою производительность. Игроманы могут использовать внешний жесткий диск для игр - установок, сохранок и т.д.
• Для хранения важной информации. Многим пользователям знакома ситуация, когда на компьютере сломался винчестер и вся информация, которая была на ПК, исчезала без возможности восстановления. От поломок не застрахована никакая техника, поэтому важно обезопасить себя от подобного риска. Для этого стоит перенести всю ценную информацию на внешний накопитель.
• Для мобильности информации. Если у Вас есть необходимость постоянно иметь доступ к большому количеству информации с разных компьютеров, то внешний накопитель - это идеальный вариант. Особенно полезным внешний накопитель будет для работы. На диске могут храниться архивы документов, позволяя Вам всегда иметь быстрый доступ к ним.

Преимущества использования жестких дисков

Некоторые пользователи могут удивиться, зачем современному человеку нужен внешний накопитель, если существуют облачные хранилища. Но все же внешний накопитель имеет свои преимущества перед «облаками»:

1. Доступ к информации на жестком диске у Вас будет всегда независимо от наличия Интернета.
2. Скорость работы с информацией с диска значительно выше, чем с облачными ресурсами. Современные жесткие диски позволяют записывать большие объемы данных с невероятно большой скоростью.
3. Диск гарантирует надежную защиту личных данных. Всегда существует риск взлома аккаунта и утечки личной информации. Если Вы не хотите, чтобы какая-то информация оказалась в сети, то лучше хранить ее на внешнем накопителе. Но не забудьте также позаботится о защите жесткого диска от нежелательного доступа.

Как выбрать внешний жесткий диск?

Сегодня на рынке можно найти жесткие диски от самых разных производителей с самыми разными характеристиками. Чтобы не ошибиться в выборе устройства, стоит обратить внимание на следующие его параметры:

• Объем памяти. Выбор объема зависит от цели, с которой Вы приобретаете устройство. Очевидно, что для хранения фильмов, фото и видеоматериалов стоит выбирать диски большого размера - от одного терабайта. Для хранения рабочих файлов может оказаться достаточно и 500 ГБ. При этом устройство с таким объемом памяти будет отличаться более компактными габаритами и меньшим весом, что делает его очень мобильным.
• Защищенность устройства. Если будет использоваться для хранения важной или даже конфиденциальной информации, то стоит выбирать устройства с повышенным уровнем безопасности. В рейтинг внешних жестких дисков по надежности входят устройства от таких производителей - Hitachi, Seagate, Toshiba, Fujitsu, Western Digita и другие.
• Размеры. Если у Вас часто возникает потребность носить жесткий диск с собой, то разумно будет остановить свой выбор на компактных моделях. Лучшие внешние жесткие диски 2017 года отличаются небольшими габаритами при достаточно большем объеме. Но стоит учесть, что стоимость таких устройств будет соответствующей.

В нашем интернет-магазине гаджетов GSM-ka Вы найдете надежные жесткие диски, полезные , многофункциональные смартфоны и планшеты. Выбирайте современные гаджеты и делайте свою жизнь проще!

Жесткий диск

Схема устройства накопителя на жёстких магнитных дисках.

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках , НЖМД , жёсткий диск , винче́стер (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD ; в просторечии винт , хард , харддиск ) - энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство . Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах .

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома . В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Название «Винчестер»

По одной из версий название «винчестер» накопитель получил благодаря фирме 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30» предложил назвать этот диск «винчестером» .

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension ) - почти все современные ( -2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма . Последние чаще применяются в ноутбуках . Так же получили распространение форматы - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторах 8 и 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа (англ. random access time ) - время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик от 2,5 до 16 мс , как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс ), самым большим из актуальных - диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5 ).

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed ) - количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Блок головок - пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика - окислов железа , марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения держатся в секрете. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с большим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин.

Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок.

Вопреки расхожему мнению, внутри гермозоны нет вакуума . Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом ; а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля , который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а так же при прогреве устройства во время работы.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр - пылеуловитель.

Низкоуровневое форматирование

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются - на них формируются дорожки и секторы.

Ранние «винчестеры» (подобно дискетам) содержали одинаковое количество секторов на всех дорожках. На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон. Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако, на каждой дорожке внешней зоны секторов больше, и чем зона ближе к центру, тем меньше секторов приходится на каждую дорожку зоны. Это позволяет добиться более равномерной плотности записи и, как следствие, увеличения ёмкости пластины без изменения технологии производства.

Границы зон и количество секторов на дорожку для каждой зоны хранятся в ПЗУ блока электроники.

Кроме того, в действительности на каждой дорожке есть дополнительные резервные секторы. Если в каком либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (англ. remaping ). Конечно, данные, хранившиеся в нём, скорее всего, будут потеряны, но ёмкость диска не уменьшится. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая в процессе эксплуатации.

Таблицы переназначения секторов также хранятся в ПЗУ блока электроники.

Во время операций обращения к «винчестеру» блок электроники самостоятельно определяет, к какому физическому сектору следует обращаться и где он находится (с учётом зон и переназначений). Поэтому со стороны внешнего интерфейса «винчестер» выглядит однородным.

В связи с вышеизложенным существует очень живучая легенда о том, что корректировка таблиц переназначения и зон может увеличить ёмкость жёсткого диска. Для этого существует масса утилит, но на практике оказывается, что если прироста и удаётся добиться, то незначительного. Современные диски настолько дёшевы, что подобная корректировка не стоит потраченных на это ни сил, ни времени.

Блок электроники

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала .

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления , принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнении принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

Технологии записи данных

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них, изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).

Метод параллельной записи

На данный момент это всё ещё самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей - доменов . Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.

Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.

Метод перпендикулярной записи

Метод перпендикулярной записи - это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов - 15-23 Гбит/см², в дальнейшем планируется довести плотность до 60-75 Гбит/см².

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR ) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». На рынке ЖД данного типа пока не представлены (на 2009 год), есть лишь экспериментальные образцы, но их плотность уже превышает 150 Гбит/см². Разработка HAMR-технологий ведется уже довольно давно, однако эксперты до сих пор расходятся в оценках максимальной плотности записи. Так, компания Hitachi называет предел в 2,3−3,1 Тбит/см², а представители Seagate Technology предполагают, что они смогут довести плотность записи HAMR-носители до 7,75 Тбит/см². Широкого распространения данной технологии следует ожидать после 2010 года.

Сравнение интерфейсов

Жесткий диск, или винчестер, является основной и очень важной частью компьютера. На нем хранится не только операционная система, которая управляет компьютером, но и вся информация клиента или нескольких клиентов. Зачастую бывает, что ценность информации во много раз превосходит не только стоимость самого жесткого диска, но и компьютера в целом. Поэтому безопасность информации во многом зависит от качества и надежности такого накопителя. Современный жесткий диск выглядит так, как показано на рисунке.

Что такое винчестер?

Итак, что же все-таки представляет собой накопитель, от работоспособности которого зависит благополучие и хорошее настроение его хозяина? На самом деле жесткий диск - это высокотехнологическое оборудование, которое занимается хранением цифровой информации даже в то время, когда компьютер выключен.

Если говорить точнее, то винчестер состоит из нескольких магнитных дисков, на которые с помощью магнитной головки наносится и считывается информация. Эти головки вместе с магнитными дисками находятся в вакууме, что позволяет накопителю работать без влияния внешней среды на процесс записи и считывания информации.

Какие типы винчестеров бывают?

Итак, мы выяснили, что жесткий диск - это накопитель информации для компьютера. Теперь давайте разберемся, какие типы HDD бывают. В первую очередь следует отметить, что винчестеры можно разделить на две категории:

• Внешние накопители, которые могут подключаться к любому компьютеру через USB-интерфейс. Чем-то они напоминают флешку, только больших размеров. Специального программного обеспечения таким винчестерам не нужно.
• Внутренние HDD накопители устанавливаются внутри компьютеров и имеют специфические разъемы как для питания, так и для передачи информации.

Внутренние HDD также делятся на несколько категорий. Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать жесткий диск. Это физический размер винчестера. Существует три типоразмера:

• 5,5 дюймов. Обычно винчестеры такого типоразмера используют в стационарных компьютерах, где свободного места достаточно много.
• 3,5 дюйма применяют в основном в ноутбуках, где место ограничено, а объем памяти необходим большой.
• 2,5 дюйма используются в ультрабуках, где место очень ограничено.

Еще одним признаком, по которому классифицируют накопители, является протокол обмена данными между винчестером и компьютером. Какие протоколы может использовать жесткий диск? Они бывают следующими:

• IDE - старая версия протокола, которая использовалась в основном на компьютерах и ноутбуках до 2000 года.
• SCSI - современник IDE, более скоростная версия управления накопителем, которая использовалась в основном в серверных машинах. Требовала специальных драйверов для пользования такими винчестерами.
• SATA - современная версия протокола, имеющая несколько вариантов и обладающая высокой скоростью записи и считывания информации. Используется практически во всех современных компьютерных системах.

Проблемы винчестеров

Одно из самых пугающих сообщений, которое можно увидеть на экране, говорит о том, что компьютер не видит жесткий диск. Почему это так пугает пользователей компьютеров? При такой неисправности устройство не загружает операционную систему, соответственно, практически никаких действий, предусмотренных этой системой, произвести невозможно.

Что может вызвать такую неисправность? Самой простой проблемой, приводящей к такому результату, является нарушение целостности шлейфов питания или интерфейса системы. Зачастую попадание пыли или грязи внутрь такого разъема приводит к появлению этой неисправности. И большинство опытных пользователей не особенно пугаются при появлении такого сообщения, а просто перестыковывают разъемы питания и интерфейса. Эта надпись может выглядеть примерно так, как показано на фото выше.

Не виден жесткий диск для BIOS

При возникновении такой неисправности, первое, что необходимо определить, - является ли данная проблема физической или программной. Как это выяснить? После появления сообщения о том, что компьютер не видит жесткий диск, необходимо перегрузить машину и войти в BIOS. Что такое BIOS? Это программа, которая записана в ПЗУ материнской платы компьютера. Она загружается еще до операционной системы и определяет периферийные устройства, с которыми будет работать материнская плата. Для загрузки BIOS необходимо нажать соответствующую клавишу на клавиатуре, обычно это кнопка DEL или F2. После входа в BIOS можно увидеть следующую картинку.

На этом фото видно, что BIOS не обнаружил на компьютере жестких дисков. В этом случае могла возникнуть проблема, описанная выше, и компьютер, будучи отсоединенным от шлейфа питания или интерфейса, невидим для BIOS. С другой стороны, любая неисправность в плате управления винчестером приведет к такой проблеме. При этом если и удастся решить эту проблему, то только в соответствующем сервисном центре. Самостоятельно в домашних условиях ее устранить практически невозможно.

Windows 7 не видит винчестер

Но бывают случаи, когда жесткий диск видим для BIOS, а операционная система не загружается либо идет постоянная перезагрузка Windows. В каких случаях это происходит? Тогда, когда при работе с операционной системой произошло удаление одного из системных файлов или при перезаписи произошла ошибка, и файл читается неправильно. Также может произойти физическое повреждение винчестера, царапина или скол поверхности диска. Если в этом месте находился один из системных файлов, то операционная система не сможет его прочитать и выдаст, как говорят системные администраторы, синий экран смерти, который предлагает перезагрузить систему. Если ошибка повторится, то лучше обратиться к системному администратору. Иногда такие программные ошибки достаточно легко исправить без переустановки операционной системы. Но случается так, что они являются фатальными, и исправить их можно только с помощью полной переустановки системы. Для решения такого рода проблем обычно используют системные утилиты, которые занимаются восстановлением программных ошибок. Что это за программы?

Программные ошибки жестких дисков

Для восстановления программных ошибок существует достаточно много программ, которые можно разбить на две категории. К первой относятся утилиты, которые находятся внутри системы, и ими можно воспользоваться после полной загрузки операционной системы. Таковыми являются наборы программ по обслуживанию винчестеров.

К примеру, как обслужить жесткий диск Windows 7? Произвести обслуживание вашего накопителя можно прямо из программы. Для этого достаточно зайти в "Мой компьютер" и в нем выбрать диск, который хотим обслужить. Нажимаем на вкладку "Свойства" и видим следующую картинку, представленную на фото выше.

Программы по обслуживанию жестких дисков

Как видно на картинке, пользователю предлагается три утилиты:

• Проверка на наличие ошибок.
• Архивация диска.

Ошибки исправляет только первая программа, а остальные просто обслужат этот диск. Но существуют программы, которые работают без операционной системы. Преимущество таких утилит в том, что они могут обслужить диск даже тогда, когда операционная система не загружается. К примеру, одна из таких программ имеет название FDISK и разработана компанией Microsoft как утилита обслуживания дисков до установки операционной системы. Ее применяют опытные пользователи компьютерной техники Norton Disk Doctor, и таких программ на самом деле достаточно много, поэтому выбор во многом зависит от предпочтений конкретного человека. Перед установкой "Виндовс" с жесткого диска его желательно обслужить подобной программой и исправить возможные ошибки.

Восстановление винчестеров

Зачастую многие пользователи сталкиваются с проблемой восстановления данных на проблемном жестком диске. Как уже писалось выше, нередко информация, хранящаяся на нем, ценится гораздо больше, чем сам винчестер. Поэтому работа по восстановлению потерянных данных является не только ценной, но и высокооплачиваемой. Многое зависит от того, как исчезла информация. Важно помнить то, как "Виндовс" с жесткого диска удаляет информацию.

Операционная система не стирает информацию, которую хочет убрать пользователь. Она просто удаляет оглавление винчестера, которое позволяет найти данную информацию. Такое оглавление называется FAT-таблицей. И если после этого на тело жесткого диска Windows 10 другая информация не записывалась, то ее достаточно легко восстановить. Существует множество программ, способных выполнить эту работу. По отзывам многих пользователей, одной из лучших является Acronis Recovery Expert.

Резервное копирование жесткого диска

Как бы там ни было, быть постоянно под угрозой того, что ценная информация находится в опасности, не желает ни один пользователь. Поэтому прилагаются усилия для того, чтобы свести риски к минимуму. Что можно сделать? Резервное копирование полезной информации винчестера в целом или сектора жесткого диска помогает решить эту проблему.

Какие способы резервного копирования существуют?

• В ручном режиме. Пользователь самостоятельно выбирает, какую информацию и когда программа будет сохранять. Некоторые компании в собственных офисах предпочитают производить резервное копирование данных в конце рабочей смены. Но при этом существует опасность утери информации, которая накопилась в течение дня.
• Резервное копирование в автоматическом режиме. При этом в программу вкладывается то, как часто и что должно копироваться и сохраняться.
• Создание зеркального RAID-массива, который параллельно на другом жестком диске сохраняет всю информацию с основного винчестера. При выходе из строя последнего можно легко воспользоваться зеркалом.

Выбор жесткого диска

Уделяя большое внимание сохранности информации, не стоит забывать и о выборе компании-изготовителя жесткого диска, а также технических параметрах, характеризующих качество этого винчестера. Если говорить о бренде производителя накопителя, то стоит выбрать более известную компанию, хотя такой жесткий диск будет стоить немного дороже. Некоторые пользователи предпочитают фирму Seagate.

Если говорить о технических параметрах, то при всех равных условиях стоит обратить внимание на скорость чтения и записи информации. Иногда эти данные помогут сделать выбор в пользу того или иного винчестера.

Подведем итог

Итак, жесткий диск - это накопитель очень ценной и важной информации в компьютере. Поэтому необходимо приложить массу усилий для того, чтобы выбрать качественный винчестер. Также следует позаботиться о регулярном обслуживании вашего устройства. Кроме этого, важно обратить внимание на безопасность информации, если таковая есть на вашем компьютере. Если вы приложите все эти усилия, то ваш жесткий диск будет долго служить вам, а информация на нем будет в полной сохранности. Работа вашего устройства находится полностью в ваших руках, поэтому примите все меры для нормального его функционирования.