[ Pobierz całość w formacie 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
1
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.
2
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
8.
Literatura........................................................................................35
3
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.
4
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
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]