Разбираем жесткий диск компьютера

Разбираем жесткий диск компьютера

Разбираем жесткий диск компьютера

Жесткий диск, он же винчестер, он же хард-диск, он же просто «винт» – основное запоминающее устройство компьютера или главное хранилище информации. Устройство это достаточно хрупкое и требующее бережного отношения, если вам дорога информация, хранящаяся на нем.

Рассмотрим, как устроен жесткий диск. Винчестер состоит из одной или нескольких магнитных пластин (дисков), насаженных на шпиндель. Пластины изготавливаются из алюминия или стекла, на которые нанесен ферро-магнитный слой, на который записывается информация.

Пластины приводятся в движение высокооборотистым, шпиндельным электродвигателем. Над нижней и верхней поверхностью пластин двигаются туда-сюда магнитные головки для записи и считывания информации.

В движение магнитные головки приводятся механизмом точного позиционирования, кстати, из этого механизма можно достать два мощных неодимовых магнита.

Неодимовые магниты из жесткого диска

Расположено все это хозяйство внутри алюминиевого корпуса, в гермоблоке. Для выравнивания воздушного давления имеется специальный лабиринт, закрытый фильтром. Внутри гермоблока должна быть стерильная чистота, так как даже малейшая пылинка может вывести диск из строя.

Дополнительно в лабиринте располагается мешочек с влагопоглащающим веществом, влага удаляется из воздуха поступающего снаружи. Внутренние механизмы жесткого диска управляются платой электроники закрепленной снаружи корпуса.

На плате электроники расположены SATA- интерфейс, центральный процессор диска, чип памяти (кэш диска), чип управления шпиндельным двигателем и механизмом позиционирования магнитных головок.

Устройство жесткого диска

Все данные на каждом из дисков разделены на дорожки (концентрические круги), а каждая дорожка разделена на сектора. При работе диск вращается, головки двигаются к заданной дорожке, останавливаются над ней и происходит чтение или запись данных.

На одном жестком диске может быть несколько разделов, которые на мониторе вашего компьютера будут выглядеть как совершенно самостоятельные диски, со своими названиями, файлами и папками. Сведения о таких разделах записываются в специальную область в начале диска – таблицу разделов.

Операционная система может параллельно работать с файлами и папками на разных разделах одного диска – из одного читать, в другой записывать, или наоборот. Но на самом деле работа происходит не параллельно, а поочередно. По-настоящему параллельно и без замедления могут работать только два, физически раздельных жестких диска.

В самом начале диска, на котором находится операционная система, еще до таблицы разделов находится область, в которой сохранена главная загрузочная запись (MBR – master boot record), при помощи нее происходит загрузка системы.

У раздела, может быть, своя загрузочная запись – boot sector, позволяющая загружаться с него.

Происходит это следующим образом: сначала загрузка идет из главной загрузочной записи, а потом передается конкретному разделу, это позволяет держать операционную систему на любом разделе жесткого диска. Вместо MBR может быть использован GPT.

GPT (GUID Partition Table) — новый стандарт размещения таблиц разделов на носителе информации.

Он является частью расширяемого микропрограммного интерфейса (Extensible Firmware Interface, EFI), разработанного компанией Intel, чтобы заменить BIOS.

В процессе наработок, новый тип прошивки стал называться Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Одной из главных целей UEFI — стало создание нового способа загрузки ОС, который отличается от обычного загрузочного кода MBR.

Структура данных на разделах винчестера определяется тем, какая файловая система используется. В Windows 95 использовалась файловая система FAT, в Windows 98 и Mе – более новая FAT32, сегодня такие файловые системы встречаются лишь на флэшках и переносных жестких дисках.

В современных операционных системах, таких как Windows 7, 8 используется файловая система NTFS (NT File System), хотя на данный момент есть и более современные файловые системы, например ReFS и т.д.

Ну вот вкратце и все.

Желаю Вам успеха! Ставьте лайк, если понравилась статья, а также подписывайтесь на канал, узнаете много нового!Посмотреть весь канал можноздесь!

Можете почитать:Запись на оптические CD, DVD, Blu-ray дискиКомпьютерный апгрейдСоздание надежных паролейУстранение проблем с изображением на компьютереМикропрограмма UEFI что это

Источник: https://zen.yandex.ru/media/umelye_ruki/razbiraem-jestkii-disk-kompiutera-5c6edb8aa961ae00ae4f5edc

Как разобрать жесткий диск так, чтобы он после сборки нормально работал? Спойлер: никак

Разбираем жесткий диск компьютера

С бодрым днём, друзья! Прочитав эту статью, вы несколько продвинетесь в области понимания процессов, происходящих с жестким диском при нарушении его геометрии.

Исследуя вопрос, я просмотрел набор роликов на ютюбе, который выдался по запросу «как работает жестких диск». Автор перебрал, где-то, первые 50 роликов и, в некоторых из них, встретил объяснения одного явления. А именно: почему после того, как мы открывали диск через какое-то время работы, он «покрывается бэдами». Объясняли это пылью.

Пыль — это, бесспорно, зло для диска, но, если внимательнее присмотреться, то бэды возникают не в случайных местах, а в строго определенных. Есть еще одна из самых частых неисправностей данного вида — жесткий диск не трогали, а он перестал работать.

То есть, он, как и в первом, описанном случае, «покрылся бэдами» не абы где, а строго по определенной схеме: частично перестали читаться области, которые чаще всего записываются, при этом на всём остальном пространстве диска — ни одного дефекта! А если такой диск попробовать «починить» тотальной записью поверхности, то он практически весь будет в бэдах. Такую ситуацию попаданием пыли и, как следствие, возникновением царапины, объяснить нельзя.

Подумалось, было бы хорошо, поставить подробные опыты, показывающие связь изменения поведения жесткого диска до и после внесения механического нарушения, то есть снятия/установки крышки. В недалеком будущем автор уже запланировал серию таких опытов, но а пока опишу судьбу героя в общих чертах — без лабораторных экспериментальных обоснований.

Так что же происходит, когда мы отпускаем/затягиваем винты крепления блока головок (коромысла)? Происходит смещение оси вращения. Такое смещение влечет за собой появление биения трека. Давайте попробуем нарисовать геометрию полученной ситуации.

Рис. 1. Смещение осей HDD

На старых дисках скорость вычислений в программе слежения за треком была низкой и при биении больше какого-то значения не успевала реагировать на убегающий из-под головки трек и диск начинал стучать.

Но! Жесткий диск у нас не в плоскости, а в объеме! Еще происходит наклон оси поворота.

Рис. 2. Наклон оси HDD

Следовательно, для одних головок смещение получается меньше, от изначального положения, а у других больше. А еще нижняя головка будет прижиматься сильнее, а верхняя слабее.

Как следствие, у нижней высота полета над магнитной поверхностью уменьшится, а у верхней увеличится. Это все равно что мы привыкли читать текст на одном расстоянии, а теперь расстояние увеличилось, следовательно нужно изменить фокусировку, чтобы снова хорошо читать текст.

А что если фокус уже выкрутили на максимум, а текст все ровно не читается? Получаем BAD-сектора!

Следующий вопрос, которым задастся пытливый читатель — это почему, собственно, смещение положения оси вращения вообще на что-то влияет? Дело в том, что разметка дорожек (тут можно много рассказать про разницу между физическим и логическим форматированием, но оставим этот рассказ на будущее) производится уже на полностью собранном диске. Поэтому, взаимное расположение окружностей-дорожек и центров вращения как бы фиксируются и треки из-под головки не «убегают» . Если мы изменим расстояние между осями, то как было показано выше (рисунок 1) появятся биения.

Раньше программа управления жестким диском не умела учитывать смещение оси вращения, потому как сумма биений подшипника на коромысле и подшипника шпиндельного двигателя для неповрежденного диска была меньше размера дорожки. Как только сумма биений стала больше, то потребовалась уже реализация программного предсказания биения и его компенсации путем смещения головки звуковой катушкой в сторону, противоположную уходу головки с трека.

Бывает еще ситуация, когда система предсказания биений ломается, это приводит к тому, что диск перестает читаться… Но об этом как-нибудь в другой раз, так как в большинстве дисков помрачение гадалок с астрологами приводит к замедлению скорости чтения и еще большему замедлению скорости записи, а не полной утрате способности читать.

Все было замечательно, пока данные записывались одной и той же головкой. Но, начиная примерно с дисков в 1 Гигабайт на одну поверхность стали применять раздельные головки для чтения и для записи. И у нас появилось уже две дуги!

Рис. 3. Оси и элементы чтения и записи HDD

По одной дуге идет головка чтения, а по другой головка записи. При смещении между центрами вращения головка записи перестанет попадать на тот трек, на который она попадала раньше.

Другими словами, программа думает, что она пишет дорожку номер 10, а в реальности идет запись дорожки номер 9! А, так как данные на соседних дорожках немного повернуты друг относительно друга и/или в расчете контрольной суммы сектора используется его номер, то диск такой сектор признать исправным уже не сможет.

Получаем вывод: в результате изменения расстояния между осями вращения запись данных приводит к тому, что в местах, куда данные должны быть записаны, они остаются старыми, а соседние данные повреждаются!

Однако, справедливости ради, этот вывод слишком идеален. В реальности данные пишутся зигзагами, поэтому будут повреждены обе дорожки, одна, которую мы пишем, а другая соседняя. Но и читаются они тоже зигзагом (от биения обоих/двух подшипников), поэтому получается картина: многократные повторы чтения позволяют вычитать часть секторов.

Но на дисках с объемами более 250 гигабайт на одну поверхность ситуация еще более усложнилась в связи с появлением системы контроля высоты полета головки путем нагрева пружины резистором, которая измеряет эту высоту по качеству сигнала с поверхности.

Так вот, когда у нас некоторые места ориентирования повреждены, то высота полета вычисляется неверно и вся головка либо впиливается в поверхность, либо летит слишком высоко и не видит данных (выше приводил пример с фокусным расстоянием и чтением текста)!

А нонче, не то, что давеча: еще и пьезо позиционеры добавились со своими особенностями поведения в случае смещения осей — мрак!

Думаю, пытливый читатель уже понял, как всё сложно взаимосвязано и, что на жесткий диск лучше не дышать… Нет, дышать всё-таки можно, на закрытый диск!:) В любом случае, мы осуществили скромную попытку интеграции экспериментального опыта, изучения патентов и т. п. В будущем, автор попробует поставить хорошо доказательные опыты на разных дисках, подтверждающие и дополняющие выводы этой заметки.

ссылкой на пост в соц. сетях

Источник: https://blog.rlab.ru/kak-razobrat-zhestkiy-disk-tak-chtobi-on-posle-sborki-normalno-rabotal-spoyler-nikak-462.html

Как работает жесткий диск и основы диагностики на примере HDDScan

Разбираем жесткий диск компьютера

Низкая производительность компьютера не всегда исчисляется возрастом процессора или видеокарты. На мощность сборки могут влиять и другие комплектующие. Например, отзывчивость компьютера сильно зависит от качества дисков.

Пусть в нем будет хоть дюжина ядер — если диск не может «прокормить» столько ртов, то комфортной работы в таких условиях не добиться.

Эту проблему полностью решили с помощью твердотельных накопителей с высокими скоростями, но основной сегмент объемных накопителей все еще населяют старые добрые винчестеры. Их особенность такова, что со временем они начинают «сыпаться» и значительно снижают производительность.

Чтобы отловить подлеца и вернуть свежесть рабочей лошадке, положимся на специальный софт. В нашем примере это утилита HDDScan. Заодно посмотрим, что она умеет делать с SSD.

Скорость работы диска прямо пропорционально влияет на производительность компьютера. Все потому, что на диске хранятся не только фотографии и музыка, но и тысячи мелких системных файлов, к которым бесконечно обращается процессор во время работы. Соответственно, чем быстрее он получает необходимые данные, тем счастливее пользователь.

Вообще, специфику доставки файлов с диска можно сравнить с работой курьера. Если дорога ровная, пустая и без пробок, то товар доберется до покупателя мгновенно. Когда курьер каждый раз попадает на красный сигнал светофора или просто физически не может ехать быстрее из-за ям и кочек, доставка пиццы или видеокарты затягивается.

Так и со скоростью работы диска: чем меньше препятствий найдется на пути к оперативной памяти и процессору, тем быстрее работает компьютер. Только вместо светофоров и дорог здесь свои нюансы, а такое примитивное сравнение помогает легко разобраться в том, как работают накопители, и для чего нужно проверять диски на битые секторы. Начнем с классики.

Обойдем дебри радиоэлектроники стороной и поверхностно рассмотрим конструкцию жесткого диска. Обычный винчестер состоит из четырех основных деталей:

  • Плата с управляющей электроникой
  • Двигатель
  • Магнитные диски (пластины)
  • Считывающие головки

На пластинах содержится информация в виде намагниченных секторов. Каждый сектор может содержать от 512 байт данных. Он находится в связке с другими на треке. Треков у пластины тоже несколько, их количество зависит от плотности. Для чтения информации используются магнитные «головки», которые молниеносно двигаются по всей поверхности пластины и считывают сектор за сектором.

В идеальных условиях головка должна последовательно считывать каждый сектор в одном треке и плавно переезжать на следующий по мере чтения информации, как это происходит при проигрывании виниловых пластинок. Но дело в том, что информация на диске раскидана по всей поверхности, что значительно усложняет скорость доступа к определенным секторам.

Представим, что нужно собрать 100 яблок. В саду растет 100 деревьев и между ними расстояние 100 метров. Условие такое: один человек собирает яблоки только с одного дерева, другой собирает только по одному с каждого. Конечно, первый наберет нужное количество в несколько раз быстрее, потому что не будет затрачивать время на беготню между деревьями.

То же самое происходит и в жестком диске — только вместо людей там магнитные головки, вместо яблок — секторы, а за стометровку принят трек. Впрочем, работу диска лучше посмотреть вживую:

Так работает подвижная часть устройства, которая управляется материнской платой. На ней расположены основные элементы:

  • Процессор
  • Оперативная память
  • Чип с прошивкой
  • Контроллер управления двигателем

Система управления диском работает подобно настоящему компьютеру: чем мощнее процессор и больше оперативной памяти у диска, тем быстрее он обрабатывает данные с магнитных пластин. Соответственно, у таких устройств бывают сбои и проблемы аппаратного характера.

Бить нельзя ронять

Конечно, физически сломать диск пополам не так просто, а вот повредить некоторые детали во время работы можно легко. Первое, чего боится винчестер, это удар или падение во время работы. Считывающая головка находится прямо над магнитной пластиной и при резком ударе обязательно коснется ее поверхности, потому что зазор между ними меньше, чем отпечаток пальца человека:

А пластина в это время вращается со скоростью 7200 об/мин. После такого «касания» диск можно выкидывать:

Чтобы исключить случаи с «запилами» на пластинах, производители научили головки парковаться. Теперь считывающее устройство при отсутствии задания на чтение и запись отъезжает в безопасное место и не «нависает» над вращающимся диском. И тогда бей, пинай — диску все равно (шутка).

Количество включений и заклинивание шпинделя

На продолжительность безотказной работы диска также влияет количество раскручиваний шпинделя, который вращает магнитные пластины. При включении двигатель потребляет повышенные токи по сравнению с рабочим состоянием, поэтому драйвер, который управляет его скоростью, может запросто вылететь от перегрузки.

Это вряд ли грозит новому диску, но легко может подкосить пожилой накопитель. Поэтому для «послуживших» рекомендуют отключать функции энергосбережения и сна, чтобы не провоцировать технику повышенным потреблением.

Обратная сторона такого подхода — нагрев. Если не следить за рабочими температурами винчестера, можно довести его до ручки и перегреть. Из-за этого уменьшается тепловой зазор в движущихся частях двигателя и, как следствие, выдавливается смазка. Работа без масла и охлаждения приводит к заклиниванию шпинделя.

«Посыпался»

Диск рассыпается, конечно, не в прямом смысле, просто выходят из строя секторы с данными. Те, которые содержат по 512 байт информации и располагаются в треках.

Причиной повреждения секторов может быть физическое воздействие на пластины — запилы от головок или попадание и растаскивание грязи по дискам.

Также на целостность магнитной поверхности влияет температурный режим накопителя и просто количество часов наработки.

При считывании информации каждому сектору необходимо время, чтобы намагнититься или размагнититься. Свежие и шустрые секторы (блоки) делают это очень быстро, поэтому новый диск всегда работает заметно шустрее. Когда реакция блоков на изменения состояния снижается, то время, которое необходимо для полного считывания информации из сектора, увеличивается. А за ним снижается и скорость.

Модифицируем наш пример с яблоками. фрукты, висящие на нижних ветках, собирать легче и быстрее, а те, которые поспели на верхушке, достать тяжело. Соответственно, чем быстрее достает до яблока сборщик, тем быстрее наберется нужное количество. А тот, кто полезет за фруктом на вершину, будет тормозить весь процесс.

Если блоки не отвечают на запросы считывающих головок, их считают битыми или бэдами (сокращение от bad block — «плохой блок»). Такие блоки появляются на всех винчестерах без исключения и даже попадаются на новых дисках с завода.

Это издержки технологии производства магнитных накопителей. Тем не менее, это и единственная частая поломка, которую можно найти самостоятельно в домашних условиях.

Для этого существуют специальные утилиты, к одной из которых мы и обратимся за помощью.

Для поиска «плохишей» на поверхности магнитных пластин используется разный софт. Некоторые программы работают только в системе DOS, другие можно запустить в Windows. Одна из таких утилит HDDScan.

Это очень простая программа и она заточена под быстрый прогон дисков и поиск битых секторов, чем мы и займемся. Для этого нам нужны добровольцы — это винчестер 3.5 для настольных компьютеров и старый ноутбучный 2.5 диск.

Посмотрим, у кого из них завелись «плохиши».

S.M.A.R.T

При первом запуске программы необходимо выбрать, над каким устройством будем ставить эксперименты.

Затем можно перейти во вкладку SMART, чтобы узнать о состоянии диска, которое мониторится с помощью программы самотестирования в прошивке диска. Для этого щелкаем первую кнопку в программе и смотрим на вывод.

Зеленые точки — все классно. Желтые восклицательные знаки обращают внимание на недочеты в работе. Именно в этом диске система SMART говорит о превышении переназначенных секторов и множественных ошибках чтения информации. Коды ошибок — 005, 197 и 198.

Что такое переназначенный сектор — это область, которая выпала из магнитной пластины и была переназначена на дополнительное место, где для таких случаев производитель оставляет некоторое количество запасных секторов. Их запас ограничен, поэтому при исчерпании лимита диск ругается на превышение.

Так выглядит SMART исправного винчестера:

Тест поверхности диска

Отлавливать плохие блоки интересно, но очень долго. Причем длительность проверки поверхности будет зависеть от объема жесткого диска. Хорошо, что для тестов к нам в руки попали модели с небольшим объемом, а один диск — еще и битый до чертиков. Другими словами, то, что нужно для наглядного тестирования. Итак, выбираем нужный накопитель в программе и щелкаем по кнопке «Tests».

Программа предложит четыре варианта тестирования:

  • Verify — диск будет считывать блоки и записывать информацию к себе в буфер (та самая ОЗУ на плате диска);
  • Read — то же самое, только информация о блоках будет передаваться через SATA в компьютер;
  • Butterfly — аналогично тесту Read, но блоки считываются попарно: первый блок участка и последний, и так пока не будут проверены все секторы на треке;
  • Erase — название говорит само за себя: при тестировании блоки будут перезаписаны нулями (это нужно для полного форматирования диска без возможности восстановления данных).

Для наших экспериментов достаточно Verify. Щелкаем и запасаемся терпением: спим, гуляем, работаем, играем.

Во время теста программа будет рисовать квадраты. Это блоки. Каждый заполняется определенным цветом исходя из скорости отклика: чем быстрее блок, тем меньше времени ему нужно на отклик.

Время отзыва измеряется в миллисекундах и указывается справа в окне программы. Там же указано общее количество блоков. Этот диск исправен и блоки в нем довольно отзывчивые, основная часть из них работает быстрее 10 миллисекунд.

Три — самые быстрые и еще три отзываются за 20 мс. Такой диск посыпаться не должен.

Теперь проверим другой накопитель, который был снят с ноутбука из-за низкой производительности. Включаем тот же тест:

Вот они, «плохиши». Буквально с самого запуска посыпались бэды. А еще кучка разноцветных блоков. Это самые ленивые точки на поверхности диска, которые очень долго реагируют на команды и скоро превратятся в Bads — блоки, которые вышли из строя полностью и являются фактически пробоинами на поверхности пластин.

Для сравнения, вот что показывает пятилетний SSD в этом же тесте:

Почти все блоки отвечают за 5 мс и меньше. Это не удивительно, ведь SSD-диски твердотельные и не имеют намагниченных пластин. Они менее склонны к деградации от физических воздействий и не реагируют на попадание грязи.

Зато у них есть микросхемы памяти, которые непременно начнут терять «банки» после преодоления заводского лимита на перезапись. Для каких-то дисков это 100 терабайт, для каких-то — больше.

Этот SSD сыпется из-за большого пробега:

Прочие возможности

Программа умеет показывать температуру накопителей. При тестировании винчестеры работают на износ и ощутимо нагреваются, поэтому необходимо обязательно следить за температурой и создавать хорошие условия для охлаждения дисков:

В разделе Tools -> Features есть несколько функций для тонкой настройки:

  • Automatic Acoustic Management — позволяет установить скорость передвижения головок, чтобы уменьшить шум ценой снижения производительности.
  • Advanced Power Management — то же самое, только регулирует скорость шпинделя.
  • Power Management — время, через которое диск уйдет в сон.
  • Spindle Control — принудительное управление шпинделем (двигателем).

Поддержка этих функций зависит от накопителя, поэтому некоторые из них могут быть недоступны для регулировки.

Программа позволяет быстро проверить состояние накопителей, причем не только HDD, но и современных SSD. Это пока доступно не всем утилитам, а HDDScan в этом плане удобна и интуитивна. Тем более, что утилита запускается из под работающей системы и не требует создания загрузочного диска.

Очевидный вопрос читателя — как понять, что диск скоро начнет сыпаться и когда начинать поиск замены. Для этого ориентируемся на количество разноцветных блоков:

Видно, что диск еще не теряет секторы, но несколько цветных блоков портят картину и указывают на то, что поверхность пластин уже изнашивается.

При интенсивном использовании этого накопителя красные и зеленые блоки превратятся в бэды. Эти блоки, между прочим, очень заметны в играх и проявляют себя как фризы или даже вылеты.

Так диск начинает сыпаться. Крайне не рекомендуется хранить на нем важную информацию.

Поэтому стоит подумать о замене старого доброго винчестера на новый или переехать на современный твердотельный диск с высокой скоростью. К слову, последние все чаще становятся доступны даже для сборки бюджетных систем.

Источник: https://club.dns-shop.ru/blog/t-107-jestkie-diski/41222-kak-rabotaet-jestkii-disk-i-osnovyi-diagnostiki-na-primere-hddsca/

Жёсткий диск: взгляд изнутри. Ковыряем «хард»

Разбираем жесткий диск компьютера

Доброго всем времечка! Эта статья посвящена теме устройства жёсткого диска HDD, работающего через интерфейс SATA и носит ознакомительный характер! Мы с Вами наглядно посмотрим как разобрать жёсткий диск. Будем просто его разбирать и наглядно изучать его устройство.

Поэтому сразу

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: нельзя разбирать жёсткий диск компьютера! Никогда и ни в коем случае не делайте со своим «хардом» то, что описано в этой статье! Далее Вы увидите и поймёте, почему нельзя разбирать «рабочий» жёсткий диск. Мы же с Вами в этой статье будем разбирать совершенно неисправный HDD, который уже не подлежит восстановлению.

Начнём с внешнего осмотра. Лицевая сторона с металлической крышкой и наклейкой выглядит вполне приятно. Обращаю Ваше внимание на то, что эта крышка крепится специальными винтами под «звезду». Впрочем, такими винтами крепятся абсолютно все узлы жёсткого диска.

А вот то, что мы с Вами видим с обратной стороны (днище) повергнет в шок любого радиолюбителя, да и любого человека, который хоть какое-то отношение имеет к электронике. Отчетливо видны глубокие царапины на плате управления, а также отсутствие шлейфа от контроллера управления двигателем.

Так что вывод однозначный: наш «хард» побывал в руках вандала или, скорее всего, маленького ребёнка и является не рабочим с вероятностью 100%.

И второй вывод: жёсткий диск — штука хрупкая и требует особого обращения. Поэтому нельзя его ронять, кидать, швырять, разбирать и, уж тем более, оставлять наедине с маленькими детьми.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как подключить жёсткий диск через USB?

Итак, вооружившись отверткой «под звезду», откручиваем все винты крышки. Она почему-то сниматься не хочет! Оказывается, под заводской наклейкой скрывается еще один винтик. Откручиваем его, снимаем крышку и любуемся красотой этого инженерного чуда. Красиво, не правда ли? Похоже на какой-то дорогой проигрыватель. Хотя, в общем, по сути оно так и есть.

Основу нашего «харда» составляют два алюминиевых диска, покрытых ферромагнитным слоем (диски могут быть из любого другого немагнитного материала, например из прочного стекла, значение имеет только покрытие). Второй важнейшей частью является подвижная штанга с головкой записи/чтения.

Принцип действия схож с обычным проигрывателем виниловых дисков: диски вращаются, а головка движется вдоль дисков, считывая намагниченные области.

Запись происходит точно так же, только головка при этом сама намагничивает/размагничивает определенные области.

Однако, если в проигрывателе головка снабжена иголочкой для считывания звука с пластинки и как бы ползёт по ней, царапая, то в жёстком диске головка не касается поверхности дисков — всё происходит электромагнитным путём.

Вращением дисков заведует небольшой двигатель, управляемый контроллером на плате (шлейф от которого в нашем случае оборван). Движение штанги с головкой осуществляется по принципу электромагнита. В задней части она имеет катушку, на которую подается электрический ток.

Сама же катушка расположена между двух постоянных магнитов. В зависимости от силы тока меняется напряжённости электромагнитного поля и штанга отклоняется на определённый угол. Этим механизмом управляет отдельный контроллер.

Видите на снимке выше справа от штанги шлейф? Именно через него происходит управление, а так же обмен данными между головкой и платой (мозгом жёсткого диска).

Как мы уже отметили, в конструкции «харда» имеется два диска, надетых на шпиндель двигателя и разделённых втулками и специальной переборкой. Поскольку дисков два, то и головок тоже должно быть две. Ан-нет! На самом деле головок четыре, поскольку запись/чтение происходит с обеих сторон каждого диска.

Плату, к сожалению, аккуратно снять не удалось, поскольку «звёзды», которыми она крепится гораздо меньшего размера. Поэтому я её просто максимально аккуратно выломал.

На плате находятся:

  • чип, наподобие BIOS, в котором записан производитель, модель, ёмкость и другие заводские параметры
  • несколько контроллеров управления механическими частями
  • кэш (небольшая оперативная память) для обмена данными
  • непосредственно модуль передачи данных, в том числе и по интерфейсу SATA (внизу на плате видны от него контакты)
  • микропроцессор, который управляет и синхронизирует работу всех модулей
  • прочие вспомогательные микросхемы

ПОЛЕЗНОЕ: 15 советов компьютерной безопасности на разные случаи

Подводя итог, хотелось бы сказать две вещи.

Во-первых, статья носит чисто ознакомительный характер. Она просто наглядно демонстрирует то, как можно теоретически разобрать жесткий диск и демонстрирует его внутреннее устройство. Разбирать рабочий, нормальный жёсткий диск нельзя.

Второй момент связан с первым.

Мне бы очень хотелось, чтобы читатель, теперь уже зная об устройстве жёсткого диска и посмотрев наглядно из каких частей он состоит, в  очередной раз, пытаясь подключить свой диск к другому компьютеру (не важно каким способом) или при производстве профилактики системного блока, понимал, что жёсткий диск — устройство электронное и в тоже время электромеханическое. В нём множество мелких и хрупких деталей, открытая плата, много движущихся механических деталей. Вместе с тем данный «девайс» не из дешёвых. Поэтому, друзья мои, будьте со своим «хардом» помягче, любите его)))

А если серьёзно, то будьте предельно аккуратны при подключении и транспортировке жёстких дисков, дабы срок их службы продлился как можно дольше.

Искренне Ваш, Сергей Н.

P.S. полный фотоотчёт о том, как происходила разборка этого жёсткого диска Вы можете посмотреть здесь.

Пожалуйста, оцените материал[Всего оценок: 0 Средняя оценка: 0]

Источник: https://Remontnik-PK.ru/1726/

Немного о смерти жестких дисков и их кишочках. — Сообщество «Сделай Сам» на DRIVE2

Разбираем жесткий диск компьютера

Бывает интересно, что внутри всяких технологически продвинутых устройств. Практически у всех в компьютерах и ноутбуках стоят или стояли накопители на основе жестких дисков HDD, они же в простонародье винчестеры или винты. Вот их я сейчас и “сделаю” в этот обзоре, и немного прокомментирую их устройство, так сказать для общего развития.

Все жесткие диски, в этом обзоре, умерли своей смертью :), рабочая поверхность покрылись сбойными секторами, что привело к потере данных. У серверных, возможно, сработала предварительная диагностика, порекомендовавшая заменить их до возможного выхода из строя.

Сейчас уже используются и более дорогие твердотельные SDD, но речь не о них, так как их “кишочки” не так красивы и интересны 🙂

Я препарирую 3 жестких диска, обычный для домашнего или офисного компьютера размера 3,5 дюйма, серверный размера 2,5 дюйма и серверный 3,5 дюйма.

Еще на заре персональных компьютеров x86, были диски 5,25 дюймов, но мне таких не удалось подержать в руках, это были жутко редкие монстры. Так же в некоторых особо компактных ноутбуках были диски размером 1,8 дюйма, а для профессиональных фотоаппаратов были жесткие диски в формате карт памяти Campact Flash. Эти атавизмы тоже прошли мимо моих рук.

Вот мои “трупы”:

Первый имеет старый интерфейс подключения IDE, второй имеет современный скоростной SAS, третий скоростной но старый SCSI. По этикеткам видно что их объемы 40, 146 и 70 Гигабайт, а скорости вращения у обычного 7200, а у серверных по 15000 оборотов в минуту.

Высокая скорость вращения позволяет записывать и читать данные с более высокой скоростью, но и накладывает значительно большие требования к аппаратной составляющей дисков, подшипникам, качеству “блинов”, свойствам головок, геометрии гермоблоков.

Емкость серверных жестких дисков всегда ниже чем у домашних и офисных. И далее мы поймем почему.

Далее вскрываем крышки гермоблоков:

Сразу скажу что жесткие диски не герметичны! Более того в них тот же воздух и под тем же давлением что и снаружи. Они “дышат”, т.е. при нагревании часть воздуха расширяясь выходит их корпуса, при охлаждении обратно засасывается! Единственно что отделят внутренний воздух от внешнего это фильтры тончайшей очистки.Видно, что внутренности у всех примерно одинаковы.

Круглое, это и есть “блин” с данными. Он бывает из алюминия или из стекла. На него нанесено магнитное покрытие которое хранит все ваши данные, диск С, возможно D, E, операционную систему, всякие фотки, документы, фильмы, музыку и тд и тп. Далее видим коромысло с магнитными головками, которые эти данные читают и пишут.

В левом нижнем углу магнитную систему для приведения этого коромысла в движение. Далее на первом диске в левом верхнем, на втором там же и чуть правее середины, на третьем справа от блина видим белые подушки, это внутренние фильтры через которые проходят потоки воздух при вращении блинов.

Они предназначены для очистки внутреннего воздуха о возможного мусора образующегося при работе внутренних механизмов. Так же видно, что на серверных винтах есть абсорбционные подушки для поглощения влаги, на втором диске внизу справа на третьем внизу по середине.Так же есть некоторые конструктивные особенности.1) Различные размеры “блинов”, т.к.

скорость вращения на серверных винчестерах выше, то и центростремительная сила у них выше. Т.е. чем больше скорость и больше радиус диска тем больше возникает усилий на разрыв на его краях. Технологически дешевле сделать диски меньше, чем придумывать новые материалы и технологии, способные выдержать такие перегрузки. На меньший диск помещается соответственно и меньше данных.

2) В выключенном состоянии магнитные головки запаркованы по разному. В первом и втором диске они паркуются на “нулевой” дорожке которая ближе к центру, на третьем они паркуются за пределами блинов на специальной “парковке”, где сами головки не соприкасаются ни с чем.3) Вы этого не по фоткам не почувствуете, но третий серверный диск значительно тяжелее бытового.

Это видно по более толстым стенкам корпуса, а его крышка толще и снабжена дополнительной стальной пластиной.

Более толстый и тяжелый корпус лучше отводит тепло, образующееся во время работы двигателя, трения блинов об воздух, трения воздуха об стенки корпуса, и лучше поглощает вибрацию как самого диска так и передающуюся с корпуса сервера или дискового массива где может находится этот винчестер.

Кстати, скорость чтения и записи по всей поверхности блина различна, ближе к центру она ниже, а к внешней стороне выше. Это связано с тем что длинна окружности в центре меньше чем на краю, а значит и данных в ней помещается меньше.

Далее диски поближе:

Бытовой диск

Тут всего один блин и одна головка сверху него. Соответственно одна сторона и есть 40 Гб.

серверный диск SAS

Тут два блина и четыре головки, по две на каждый блин с обоих сторон, значит одна сторона 36,5 Гб а в сумме весь диск на 146

Старый серверный диск SCSI

Тут аж три блина, по 11,5 Гб на сторону, в сумме 70 Гб.

Так же видно что блины серверных жестких дисков значительно толще бытового.

В рабочем состоянии головки не касаются вращающихся блинов. Они парят над его поверхностью на воздушной подушке, образующейся за счет движения воздуха во время вращения блинов.

Далее вынимаем магнитные системы и сравниваем их. В качестве магнитов в жестких дисках используются искусственные неодимовые магниты. Это очень сильные магниты! Например, сейчас из этого материала делают модный магнитный конструктор НЕОКУБ, состоящий из большого числа магнитных шариков.
Пара таких магнитов могут запросто сильно прищемить пальцы неосторожному “потрошителю” жестких дисков.

Магниты

Как правило в бытовых жестких дисках используются небольшие, тонкие магниты, иногда только один. В серверных толстые и очень сильные. Если посмотреть на коромысло магнитных головок, можно увидеть в левом нижнем углу рамку-катушку из провода.

Вся система в сборе с коромыслом работает примерно как пример из уроков школьной физики, при прохождении через рамку электрического тока вокруг нее возникает магнитное поле которое отталкивает коромысло от магнитов.

В итоге в зависимости от приложенной силы тока меняется и угол поворота коромысла с магнитными головками.

Далее фотки из моей коллекции блинов. Видно что они бывают разных типоразмеров.

В моей коллекции 5 различный типов. Два верхних отличаются и внутренним диаметром оси двигателя.

Возможно это серверные блины, точно не помню.

На этом пожалуй все! Если есть что добавить или есть замечания, пишите.
И пусть вашего жесткого диска не коснется участь этих, и все же всем своевременных бэкапов!

доп инфа:
ссылка 1
ссылка 2
ссылка 3

Дополнение более технологичной инфы:1) емкость нельзя делить по кол-ву сторон/головок. Это не граммпластинка. В разных HDD применяются разные технологии, иногда нижняя сторона последнего диска в 2х и более “блинных” конструкциях не несет пользовательской информации.

2) скорость чтения в рассмотренных дисках выше на внешних дорожках не потому, что там данных больше, а потому, что там линейная скорость выше. А итерлив никто не отменял. А вот скорость доступа выше на внутренних.

Да и вообще, скорость чтения информации с диска зависит от многих факторов:— от оптимальности кэширования;— от емкости буфера;— от степени фрагментации данных;— от алгоритма коррекции ошибок;

— от того, сколько секторов подверглось “ремапу”… и т.д.

Источник: https://www.drive2.ru/c/1760139/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.