Opisz znane ci standardy dysków twardych.

      
      

Fizyczna zasada zapisu na nośniku magnetycznym

       Zasada zapisu informacji na nośnikach magnetycznych stosowanych w dyskietkach i dyskach twardych jest zbliżona do zapisu stosowanego w magnetofonach.
Wykorzystywane jest tu zjawisko powstawania pola magnetycznego wokół przewodnika, przez który płynie prąd oraz właściwości pewnych materiałów zwanych materiałami magnetycznymi twardymi. Materiały te pod wpływem pola magnetycznego ulegają trwałemu magnesowaniu, i "zapamiętują" pole magnetyczne.
      Magnetowód wykonany z materiału magnetycznie miękkiego prowadzi w swoim wnętrzu linie sił pola magnetycznego wytworzone przez przewodnik, przez który płynie prąd. Szczelina w magnetowodzie powoduje powstanie "bąbelka" lini sił pola magnetycznego, które wnika w znajdujący się pod spodem nośnik magnetyczny (materiał magnetycznie twardy), powodując jego stałe namagnesowanie (zaznaczone jako NS) . Zmiana kierunku prądu (zwanym prądem magnesującym) w przewodniku powoduje magnesowanie nośnika w kierunku przeciwnym
(-SN.) Zjawisko wykorzystywane przy
odczycie to powstawanie siły elektromotorycznej w przewodniku znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym.
       Nośnik przesuwający się pod głowicą został namagnesowany prądem zmieniającym kierunek tak, jak to opisaliśmy w poprzednim przykładzie. W momencie zmiany kierunku prądu także pole magnetyczne zmieniło kierunek, pomiędzy zmianami pozostając bez zmian. Jeżeli pod głowicą przesuwa się fragment nośnika, na którym nastąpiła zmiana pola, przewodnik nawinięty na magnetowodzie znajduje się w zmiennym polu magnetycznym, co powoduje wyindukowanie w nim impulsu prądu. Impulsy te wytwarzane są przy każdej zmianie pola, przy czym kierunek impulsów zależy od kierunku zmian pola.
       Dyski Twarde są obecnie prawdopodobnie najczęściej używanym typem pamięci masowych. Charakteryzują się dużymi pojemnościami (do kilkudziesięciu GB) i szybkim transferem informacji. Własności te w znacznej mierze zawdzięczają swojej konstrukcji mechanicznej.

 

Budowa mechaniczna dysku twardego

       Podstawowymi elementami dysku są: pozycjoner, ramiona, na których umieszczone są głowice zapisująco - odczytujące, układy elektroniczne sterujące i interfejsu, silnik napędu talerzy i wreszcie
same talerze pokryte nośnikiem magnetycznym. Jedną z zasadniczych różnic pomiędzy dyskami twardymi i elastycznymi dotyczy właśnie budowy talerzy. W dysku twardym są one wykonane ze sztywnego materiału pokrytego warstwą nośnika magnetycznego (stąd nazwa dysk twardy) .Sztywność i precyzja wykonania zapewniają, że dysk może wirować z dużą szybkością (obecnie do rzędu 7,2 tysięcy obrotów na minutę) a głowica odczytująco - zapisująca może być umieszczona bardzo blisko powierzchni dysku (jest unoszona nad powierzchnią dysku przez poduszkę powietrzną powstającą w związku z szybkimi obrotami dysku). Wymienione czynniki oraz bardzo dobra jakość nośnika zapewniają bardzo dużą gęstość zapisu (niewielka odległość pomiędzy głowicą a dyskim zapewnia mniejszą szerokość ścieżek, a z atem większy parametr TPI). Duża szybkość wirowania zapewnia z kolei dużą częstotliwość zapisywania oraz odczytu informacji, a co za tym idzie duży transfer informacji.

 

Master Boot Record i tablica partycji

       Dyski twarde są nośnikami o dużych pojemnościach, stąd założono, że mogą być na nich instalowane systemy operacyjne. Instalacja kilku systemów operacyjnych wymaga zwykle (choć nie zawsze) umieszczenia ich na wydzielonym obszarze dysku zwaną Partycją. Partycje są logicznie niezależnymi strukturami na dysku. Między innymi różne partycje mogą obsługiwać różne systemy plików (jest to jeden z ważniejszych powodów podziału dysku na partycje). Informacja o tym, w jaki sposób dysk twardy został podzielony na partycje, znajduje się w specjalnej strukturze umieszczonej na ukrytej stronie dysku. Struktura ta nosi nazwę tablicy partycji (ang. Data Partition Table) i jest często oznaczana skrótem DBT. Tablica partycji jest częścią innej ważnej struktury zwanej Master Boot Record (główny rekord ładujący). Polskim odpowiednikiem tego terminu, oznaczonego często skrótem MBR, jest główny rekord ładujący. Adres fizyczny (CHS) głównego rekordu ładującego wynosi 001. Zajmuje on więc pierwszy sektor ścieżki zerowej strony ukrytej dysku twardego. W głównym rekordzie ładującym umieszczony jest program, którego zadaniem jest przeglądnięcie tablicy partycji w celu tak zwanej partycji aktywnej i dalszej kolejności załadowanie z tej partycji umieszczonego tam programu ładującego system operacyjny (program taki znajdował się na dyskietce w obszarze zwanym Boot Record). Tylko jedna partycja może być partycją aktywną.

 

Interfejsy dysków twardych

       Zgodnie z wcześniejszymi wyjaśnieniami, wiemy że napęd dyskowy (a generalnie każde urządzenie peryferyjne) jest podłączony do systemu za pośrednictwem określonego układu WE/WY, często wówczas zwanego jego interfejsem. Dla twardych dysków istnieją dwa konkurujące ze sobą interfejsy: EIDE i SCSI. Pierwszy z nich występuje prawie wyłącznie w PC-tach i obsługuje dyski twarde i CD-ROM-y. Jest też wolniejszy (choć ostatnia różnica pomiędzy nim a SCSI nieco się zmniejszyła), ale za to tańszy. Interfejs SCSI jest w zasadzie magistralą. Jest to interfejs szybki i uniwersalny, pozwalający na podłączenie różnorodnych urządzeń. Niestety jego wadą jest cena.

 

Podstawy działania interfejsu IDE

      Skrót IDE pochodzi od angielskiej nazwy Integrated Drive Electronics lub Imteligent Drive Electronics. Poprzednik interfejsu IDE, interfejs ST506 (którego tu nie przedstawiamy, gdyż ma jedynie znaczenie historyczne), wymagał obecności w kontrolerze dysku (HDC) wielu różnorodnych układów, podczas gdy elektronika samego napędu (HDD) była stosunkowo uboga. Powodowało to, że kontrolery standardu ST506 były duże (dodatkowo stopień scalenia stosowanych układów scalonych był niższy) i wymagały do połączenia z napędem dyskowym dwóch pasm, jednego transmitującego dane, a drugiego sygnały sterujące pracą napędu. Koncepcja IDE jest odmienna. Założono, że możliwie dużo układów sterujących pracą napędu należy umieścić na płytce zamontowanej w napędzie dysku twardego (HDC). Zadanie to zostało w pełni zrealizowane. Zachowano natomiast zgodność z większością rejestrów oraz operacjami (typu odczytaj sektor) występującymi w interfejsie ST506. Interfejs IDE umożliwia podłączenie do systemu dwóch dysków twardych. Sposób podłączenia dysków twardych do kontrolera oraz sygnały pasma (pasmem nazywamy płaski wielożyłowy kabel) pomiędzy dyskami i kontrolerem.

 

---