Кравчук С.О., Шонін В.О., Основи компютерної техніки

Подождите немного. Документ загружается.

спеціальною мікросхемою - буферною пам'яттю, яка зберігає дані, що надійшли від-

носно швидко. Це сприяє більш швидкому доступу до пам'яті. Такі модулі зазвичай

містять у своїй назві слово Registered, оскільки буферна пам'ять реалізується як регі-

строва пам'ять. Модулі, що не мають буферної пам'яті, іноді позначають як Unbuffered.

Слід зазначити, що Registered DIMM переважно несумісні зі звичайними DIMM, тому

ці два типи DIMM мають різне положення ключів.

Сучасні мікросхеми і модулі пам'яті мають напругу електроживлення (voltage) 3,3

чи 5 Б (останні поки що більш поширені). Деякі модулі пам'яті (SODIMM і SORIMM)

використовують напругу 2,5 В. Напруга електроживлення модулів пам'яті визначаєть-

ся використовуваною материнською платою і її не можна змінювати.

3.5. Зовнішня пам'ять

3.5.1. Класифікація пристроїв зовнішньої пам'яті

Зовнішня пам'ять чи зовнішні запам'ятовувальні пристрої використовуються

для довгострокового зберігання інформації. Обсяги даних, збережені в таких при-

строях, в 100 чи 1000 разів перевищують ємність оперативної (внутрішньої) пам'яті

комп'ютера.

Зовнішні запам'ятовувальні пристрої можна класифікувати за такими ознаками:

- способом зберігання і доступу до даних (магнітоелектричні чи магнітні, магнітооп-

тичні, оптичні, електричні);

- видом носія даних (дискета, жорсткий диск, магнітна стрічка, магнітооптичний

диск, компакт-диск, DVD-диск і Flash-пам'ять);

- режимом доступу до пам'яті (пам'ять з довільним доступом RAM (дискета, усі види

дисків і Flash-пам'ять, пам'ять з послідовним доступом - SAM (магнітна стрічка));

- типом носіїв даних - знімними носіями (дискета, компакт-диск, DVD-диск, знімні

жорсткі диски, магнітна стрічка), незнімними носіями (жорсткий диск, магнітооп-

тичний диск);

- можливістю перезаписування даних на перезаписувані носії (дискета, жорсткий

і магнітооптичний диски, диски CD-RW, DVD-RW, DVD-RAM і DVD-i-RW, магніт-

на стрічка і Flash-пам'ять), носії з однократним записом («тільки для зчитування»)

(диски CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, DVD-R і DVD+R);

- типом пристрою зберігання даних: внутрішні (вбудовуються в системний блок) і зо-

внішні (підключаються до системного блоку через один з портів чи за допомогою

плати розширення).

Кожному виду носія даних відповідає свій пристрій зчитування чи зчитування-за-

писування, однак бувають і винятки. Так, деякі дисководи для дискет великої ємності

можуть зчитувати і записувати дані зі звичайних дискет.

Пристрої зовнішньої пам'яті поділяють на такі основні групи:

- дисководи гнучких магнітних дисків (FDD - Floppy Disk Drives) ;

- дисководи жорстких дисків (HDD - Hard Disk Drives) ;

- пристрої зчитування-записування на магнітну стрічку;

- магнітооптичні дисководи (magneto-optical drives);

- оптичні дисководи (optical drives);

- пристрої зовнішньої Flash-пам'яті.

111

3.5.2. Магнітні пристрої

Зберігання, зчитування і записування даних. Для зберігання даних на магнітних

пристроях використовують феромагнетики - речовини, що намагнічуються за допомо-

гою постійного магніту чи електромагніту і зберігають стан намагніченості після вида-

лення магніту. Шар магнітного матеріалу наносять на немагнітну основу, яку для маг-

нітних стрічок і гнучких дисків виготовляють з різних пластмас, а для жорстких дисків

використовують круглі алюмінієві пластини. Спочатку як магнітний матеріал викорис-

товували оксид заліза, а тепер - мікропорошкові магнітні матеріали, які наносять на

основу дуже тонкою плівкою (товщина якої кілька мікрометрів) за допомогою гальва-

нопластики або напилювання. Поверх магнітного матеріалу наносять тонкий захисний

шар та мастильний шар.

Магнітний шар диска має доменну структуру. Кожний домен - це макроскопічна

однорідна намагнічена ділянка феромагнетика, відокремлена від сусідніх ділянок тон-

кими перехідними шарами (доменними межами). Отже, кожний домен може бути маг-

нітом, що має одну з двох можливих орієнтацій полюсів. Одній з цих орієнтацій можна

зіставити значення 1, другій - 0.

Якщо на магнітний домен впливати зовнішнім магнітним полем, то власне магнітне

поле домену орієнтується відповідно до напряму зовнішніх магнітних силових ліній.

Ця орієнтація зберігається після припинення впливу зовнішнього поля. Для збіль-

шення опору розмагнічуванню і зменшення розмірів доменів використовують нову

технологію покриття з антиферомагнітний зв'язком Л^С (AntiFerromagnetic Coupled).

Покриття AFC складається з двох магнітних шарів, між якими розміщено прошарок па-

рамагнітного матеріалу (матеріалу зі слабкими магнітними властивостями) товщиною

всього три атоми, причому домени магнітних шарів утворюють пари з протилежними

орієнтаціями полюсів.

Для зчитування даних використовують головки зчитування, а для записування - за-

писувальні головки. Для зчитування і записування даних на дискети і магнітні стрічки

(і на старі магнітні диски) використовують загальну феритову головку зчитування-за-

писування, що являє собою залізне осердя з намотаним на нього дротом, тобто електро-

магніт. Під час зчитування даних намагнічений домен, виявившись у зоні чутливості

феритової головки, наводить у ній електричний струм, напрям якого залежить від орі-

єнтації магніту в домені (рис. 3.14, а і б). Для записування даних у феритову головку

подається електричний струм, що намагнічує домен і орієнтує його залежно від напря-

му електричного струму (рис. 3.14, віг).

Рис. 3.14. Зчитування і записування даних з використанням феритової головки

зчитування-записування: о - зчитування значення 0; б - зчитування значення 1;

в - записування значення 0; г - записування значення 1

112

Для сучасних жорстких дисків використовують магніторезистивні (magneto-

resistive) головки чи MR-головки. їх виробляють зі спеціальних провідних матеріа-

лів, що змінюють свій опір залежно від орієнтації магнітного поля. Ці головки мають

значно менші розміри і набагато більшу чутливість, ніж феритові, що дозволяє істотно

збільшувати обсяг даних на дисках (до ЗО Гбайт). Ще більшу чутливість забезпечують

гігантські магніторезистивні (giant magnetoresistive) головки чи GMR-головки. Гігант-

ськими головками їх назвали не через розмір (насправді вони менші за MR-головки),

а зважаючи на гігантський магніторезистивний ефект, зумовлений дуже сильним змі-

нюванням опору деяких матеріалів, спричиненим зміною орієнтації магнітного поля.

Ці головки використовують у жорстких дисках ємністю 100 Гбайт і більше. Слід зазна-

чити, що й у MR-головках, і в GMR-головках використовують окремі головки для зчи-

тування і записування.

На відміну від внутрішньої пам'яті дані на магнітний диск не записуються по бітах,

а певним чином кодуються. Це пов'язано з тим, що під час зчитування даних визнача-

ється не напрям струму, а зміна цього напряму, що дозволяє більш надійно визначати

значення даних, особливо за великої щільності даних на диску. Це приводить до по-

треби якось розрізняти нулі та одиниці, що йдуть підряд, тобто до синхронізації даних.

Оскільки магнітне поле адитивне, то нулі чи одиниці, які надходять підряд, будуть ство-

рювати сильне магнітне поле певної орієнтації, що призведе до помилок під час зчиту-

вання даних у сусідньому домені.

Перший метод кодування (тепер не використовують) - частотна модуляція (FM -

Frequency Modulation). За цим способом кожний біт починався зі зміни напряму орієн-

тації (а, отже, і напряму струму) відносно попереднього біта, а потім під час зчитування

одиниці напрям орієнтації ще раз змінювався, а під час зчитування нуля залишався не-

змінним (рис. 3.15, а). Отже, для зберігання одного біта потрібно два біти, один з яких

відігравав би роль біта синхронізації. Це істотно зменшувало щільність записування

даних на магнітному носії. Тому був розроблений більш економний метод - модифіко-

вану FM - MFM (Modified FM). Замість змінювання напряму орієнтації перед кожним

бітом його змінюють тільки перед послідовними нулями (рис. 3.15, б).

1 0 0 0 1 1 1 1

••:тхіііххіхпхп

1 0 0 0 1 1 1 1

[ГІПЖПШІІП

10 0 0 1111

І ПТІ І І І І

І І І І

111

і і

І...•

Рис. 3.15. Подання байта з двійковим значенням 10001111 за різних кодувань:

о -

FM;

б -

MFM;

в - RLL (2,7)

113

Подальшим розвитком цього методу став метод записування з груповим кодуванням

RLL (Run Limited Length), уперше використаний для записування дискретних даних на

магнітну стрічку. Метод, як випливає з його назви, кодує не окремі біти, а групи бітів.

Існують кілька варіантів кодування RLL, обумовлені значеннями двох параметрів: мі-

німальним і максимальним проміжками між змінами орієнтації. Найчастіше для коду-

вання даних на жорстких дисках використовують метод RLL (2, 7), де 2 і 7 - значення

відповідно мінімального і максимального проміжків, тобто послідовності бітів кодують-

ся таким чином, щоб між двома змінами орієнтації було не менше двох і не більше семи

тактів. Дані розбиваються на такі послідовності бітів: 11, 10, 011, 010, 000, 0010 і 0011,

кожна з яких має свій код, підібраний таким чином, щоб за будь-якої послідовності

бітів у даних між двома змінами орієнтації було не менше двох і не більше семи тактів.

Так двійкове число 1000111 розбивається на послідовність 10-0011-11, яка подається

кодом, показаним на рис. 3.15, в.

Зі збільшенням щільності записування на диску магнітне поле слабшає, і зміни на-

пряму орієнтації слідують одна за одною настільки часто, що їх стає дедалі складніше

відокремлювати. Тому в сучасних дисководах жорстких дисків застосовують метод,

що ґрунтується на алгоритмі часткового спрацьовування за максимальної імовірнос-

ті - PRML (Partial Response, Maximum Likelihood). Цей метод використовує складний

алгоритм дискретизації й оброблення даних на диску, розглядуваних як аналогові дані.

Для декодування застосовують набір зразків, з якими порівнюють сигнал, що зчиту-

ється, і за результат беруть той зразок, на який найбільше схожий сигнал. Більш удо-

сконалений варіант цього методу - розширений PRML - EPRML (Extended PRML),

що дозволяє збільшити щільність записування на жорсткому диску через застосування

поліпшеного алгоритму розпізнавання даних.

Дисководи гнучких магнітних дисків. Нині випускають такі види дисководів гнуч-

ких дисків, як FDD, ZIP, LS-120, HiFD.

Дисководи FDD (Floppy Disk Drives - дисководи гнучких магнітних дисків) викорис-

товують дискети розміром 3,5 дюйма (часто використовується запис 3,5", де символ "

означає дюйм). Гнучкий магнітний диск ємністю 1,44 Мбайт поміщено у жорсткий

пластмасовий корпус (рис. 3.16). Виріз у корпусі для доступу до дискети у звичайному

стані закритий пересувною металевою чи пластмасовою шторкою. Для заборони запи-

сування на дискету передбачено вікно захисту (у закритому стані записування на дис-

кету блокується). Отвір у правому верхньому куті служить ознакою того, що дискета

має ємність 1,44 Мбайт. Перші дискети 3,5" ємністю 720 кбайт не мають отвору (ці дис-

кети уже не використовують, оскільки їх давно не випускають). Дискети ємністю

1,44 Мбайт іноді позначають як дискети високої щільності HD (High Density) на відмі-

ну від дискет ємністю 720 кбайт, які позначають як дискети подвійної щільності - DD

(Double Density). Дисководи для дискет надвисокої щільності ED (Extra high Density)

ємністю 2,88 Мбайт не одержали поширення.

Дані на гнучкому диску розміщуються на концентричних доріжках (рис. 3.17).

Доріжки нумерують від зовнішнього краю, починаючи з нуля. У свою чергу, кож-

на з доріжок розбивається на рівні ділянки - сектори. Секторам на доріжці також

привласнюють номери, починаючи з нуля. Сектор з нульовим номером на кожній

доріжці резервується для ідентифікації записуваної інформації, а не для зберігання

даних.

114

Рис. 3.16. Дискета 3,5" ємністю 1,44 Мбайт: Рис. 3.17. Структура гнучкого

І - вікно захисту від записування; 2 - отвір магнітного диска: 1 - сектор; 2 - доріжка

на дискеті 1,44 Мбайт; З - отвір для доступу

до магнітного диска; 4 - ковзна шторка;

5 - пристосування для затиску

під час обертання дискети

Найменшу ділянку диска, з якою працює операційна система, називають класте-

ром. Кластер складається з одного або декількох секторів (зазвичай двох і більше).

Часто, розглядаючи організацію дискової пам'яті, використовують термін циліндр.

Під циліндром розуміють сукупність доріжок з однаковими номерами на різних по-

верхнях магнітних носіїв. Оскільки для зчитування і записування даних на дискету

застосовують обидві поверхні магнітного диска, циліндр у дискеті складається з двох

доріжок.

Поверхня гнучкого диска являє собою послідовність точкових позицій (dot positions),

кожна з яких асоціюється з бітом інформації. Оскільки розміщення цих позицій ви-

значається неточно, то для записування заздалегідь наносяться мітки, що допомагають

знаходити потрібні позиції. Щоб нанести такі синхронізувальні мітки, диски відформа-

товують (тобто у логічній послідовності диск розбивають на доріжки і сектори).

Дисковод гнучких дисків містить такі основні компоненти (рис. 3.18):

- робочі головки зчитування-записування;

- робочий двигун;

- кроковий двигун;

- керувальні електронні елементи;

- рознім інтерфейсу;

- рознім електроживлення.

Коли дискету вставляють у дисковод (виріз у правому нижньому куті дискети дозво-

ляє вставити її тільки у визначеному положенні), шторка відсувається, а отвір у шторці

збігається з отвором у корпусі, тобто поверхня магнітного диска стає доступною для зчи-

тування-записування. Крім цього, вісь двигуна потрапляє в центральний отвір дискети

і спряжені феритові робочі головки зчитування-записування притискаються до ниж-

ньої і верхньої поверхонь магнітного диска. Зверху і знизу робочих головок розміщено

115

тунельні стиральні головки {tunnel-erase heads). Ці головки стирають дані, розміщені

поза доріжкою, для чіткого розділення доріжок на гнучкому магнітному диску.

Рис. 3.18. Основні компоненти дисковода FDD: 1 - дискета; 2 - інтерфейс контролера;

З - рознім інтерфейсу; 4 - кроковий двигун; 5 - рознім електроживлення;

6 - головка зчитування-записування; 7 - магнітний диск

Робочий двигун вмикається тільки тоді, коли до дисковода виконується звернення.

При цьому бічний штирок потрапляє в пристосування для затискання на дискеті, і маг-

нітний диск починає обертатися. Потім головка зчитування-записування встановлю-

ється в ту ділянку, на якій записано дані про файли диска. Після визначення фізичних

координат місцезнаходження шуканого файлу головка переміщується в потрібне місце

і зчитує чи записує дані. Для запуску двигуна треба близько 400 мс. Швидкість обертан-

ня дисковода FDD дорівнює 300 об/хв.

Рух і позиціювання головок виконуються за допомогою крокового двигуна. Кроковий

двигун - це електродвигун, рухома частина якого (ротор) може повертатися східчасто,

щораз на строго визначений кут. Ротор двигуна механічно зв'язаний із блоком головок

за допомогою сталевої стрічки, намотаної на його вісь, або зубчастої рейки і шестерні.

Зазвичай кожному кроку ротора (повороту на фіксований кут) відповідає переміщен-

ня головок на одну доріжку. Магнітна головка зчитування-записування, розміщена на

спеціальному кронштейні, може пересуватися за допомогою крокових двигунів по ра-

діусу диска на відстань близько 3,5 см.

Керувальні електронні елементи дисковода розміщуються на його нижній части-

ні. Вони виконують функції передавання сигналів до контролера, тобто відповідають

за перетворення даних, які зчитують чи записують головки.

З тильного боку до дисковода розніму інтерфейсу і розніму електроживлення під-

ключаються два кабелі: кабель інтерфейсу і кабель електроживлення.

Перші дисководи Zip появилися в 1995 р. і були розраховані на дискети ємністю

100 Мбайт. Нові дисководи зчитують і записують дискети ємністю 250 і 750 Мбайт,

але підтримують також і старий формат - 100 Мбайт. Швидкість обертання диска в дис-

ководі Zip становить 3000 об/хв.

116

Структура дисковода Zip майже така сама, як і дисковода FDD. Великі ємності дис-

кети досягаються за рахунок збільшення щільності записування і використання більш

точної системи позиціювання головок зчитування-записування.

Наприкінці 1996 р. фірми Compaq і ЗМ розробили дисководи LS-120 ємністю

120 Мбайт. Дискети LS-120, названі також дискетами SuperDisk, мають спеціальні

синхронізувальні доріжки, що під час виготовлення були записані лазерним про-

менем на носій. Дисководи на гнучких магнітних дисках LS-120 використовують

лазерний промінь для зчитування інформації із синхронізувальної доріжки і таким

чином забезпечують точне позиціювання магнітної головки зчитування-записуван-

ня (звідси назва дисковода, оскільки скорочення LS означає laser servo - лазерна

сервосистема). Висока щільність досягається застосуванням технології подвійного

покриття дискети високощільним магнітним пігментом. Швидкість обертання диска

в дисководі LS-120 - 720 об/хв.

Дисковод HiFD {High Capacity Floppy Disk - гнучкий диск високої ємності) з'явив-

ся в 1998 р. Ємність його гнучких дисків становить 200 Мбайт, а швидкість обертан-

ня - 3600 об/хв. Висока щільність записування і точне позиціювання в дисководі HiFD

досягається такими технологіями, як і в дисководах жорстких дисків.

Основні характеристики дисководів гнучких дисків:

- ємнісні характеристики;

- середній час доступу;

- швидкість передавання даних;

- тип підключення;

- інтерфейс;

- сумісність;

- надійність;

- форм-фактор.

Характеристикою, тісно пов'язаною з ємністю дискети, є щільність записування -

обсяг інформації, яку можна розмістити на одиниці площі поверхні носія. Так, напри-

клад, щільність записування для дискет FDD становить 135 доріжок/дюйм, а для дис-

ководів HiFD - 2 822 доріжок/дюйм.

Допоміжні ємнісні характеристики дискети такі: кількість доріжок на одному боці

дискети, кількість секторів на доріжці, кількість байтів у секторі. Добуток значень

цих характеристик, помножений на кількість сторін дискети (2), і дає основну харак-

теристику дискети - її ємність. Розрізняють неформатовану чи реальну ємність і фор-

матовану ємність дискети. Реальна ємність диска трохи більша, оскільки операційна

система використовує частину диска для зберігання інформації про кількість секторів

і доріжок, інформації для коректування помилок та іншої системної інформації. Зазви-

чай виготовлювачі указують форматовану ємність або кількість байтів у секторі після

форматування, однак іноді (здебільшого з метою реклами) наводять і реальну ємність.

Так, для дискети HD FDD, що має 80 доріжок і 18 секторів на доріжці, у кожному

з яких міститься 512 байт даних, розрахована ємність дорівнює:

80-18-512-2= 1474560 байт.

Реальна ємність для дискети HD FDD становить 2 Мбайт.

Форматовані ємності для дискет Zip, LS-120 і HiFD наведено вище.

117

Швидкодія гнучкого диска визначається часом доступу до даних і швидкістю пере-

давання даних.

Час доступу до даних є сумою часу поиіуку потрібної доріжки і часу обертання, тоб-

то часу підведення потрібного сектора під головку.

Час доступу до даних для дисковода FDD становить 350 мс, для дисковода Zip -

ЗО мс, для дисковода LS-120 - 70 мс, а для дисковода HiFD - 49 мс.

Швидкість передавання даних - це інтегральна характеристика для оцінювання за-

гальної продуктивності комп'ютера (реальну швидкість визначають використовуваним

інтерфейсом).

Для дисководів FDD швидкість передавання даних становить 500 кбайт/с, а для

дисководів Zip, LS-120 і HiFD - відповідно 1,4, 4 і 3,6 Мбайт/с.

За типом підключення дисководи гнучких дисків поділяють на внутрішні і зовнішні.

Зовнішні дисководи FDD призначено для підключення до портативних комп'ютерів.

Інтерфейс дисковода визначають за типом його підключення: внутрішні дисково-

ди FDD підключають до інтерфейсу Floppy disk чи SCSI, а внутрішні дисководи Zip,

LS-120 і HiFD - або до інтерфейсу IDE (ATA), або до інтерфейсу SCSI. Усі зовнішні

дисководи гнучких дисків підключають до комп'ютера по інтерфейсу USB (старі мо-

делі зовнішніх дисководів Zip, LS-120 і HiFD підключали до комп'ютера через пара-

лельний порт).

Здатність дисковода гнучких дисків зчитувати-записувати дискети інших форматів

називається сумісністю. Так, дисковод FDD може використовувати дискети формату

HD і формату DD. Дисководи Zip для дискет ємністю 750 Мбайт дозволяють зчитува-

ти дискети ємністю 100 і 250 Мбайт, а дисководи LS-120 і HiFD - зчитувати не тільки

«свої» дискети, але й звичайні дискети FDD (HD і DD).

Як параметр надійності в описах пристроїв указують середньостатистичний час між

збоями MTBF {Mean Time Between Failures), що характеризує надійність пристрою. Зна-

чення цього параметра коливається від 20 000 до 500 000 год. Так, для дисковода FDD

фірми Sony MTBF він становить 30 000 год чи приблизно 3,5 року (за невпинної робо-

ти). Непрямий показник надійності - час обслуговування, тобто період часу, протягом

якого буде виконуватися сервісне обслуговування дисковода (безкоштовна заміна про-

тягом гарантійного терміну, платний ремонт і заміна після цього терміну). Цей термін

для дисководів гнучких дисків - з - 5 років. Надійність дискети визначається техноло-

гією її виготовлення. Оскільки головки зчитування-записування торкаються дискети,

її поверхня поступово стирається. Щоб запобігти цьому, останнім часом дискети стали

покривати тефлоном. На дискету шкідливо впливають магнітні поля і пряме сонячне

освітлення, а також механічні напруження (падіння чи вигин). Тому правильне вико-

ристання дискети істотно підвищує її термін служби і надійність зберігання даних.

Усі дисководи гнучких дисків мають форм-фактор 3,5 дюйма. Дисководи, форм-

фактор яких 5,25 дюйма, ємність 360 кбайт і 1,2 Мбайт, що використовувалися для пер-

ших ПК, давно не випускаються і збереглися тільки в дуже старих комп'ютерах.

Як видно з характеристик дисководів гнучких дисків, дисковод FDD має найгірші

показники ємності, середнього часу доступу і швидкості передавання даних. Проте май-

же кожний настільний комп'ютер (за винятком потужних серверів) оснащується дис-

ководом FDD. Жоден з дисководів Zip, LS-120 чи HiFD не зміг замінити дисковод FFD

як стандартний пристрій комплектації настільного комп'ютера і не набув належного

118

поширення. Це зумовлено не тільки вищою вартістю дисководів і дискет, але й деда-

лі більшою популярністю записувальних дисководів CD і DVD, а також зовнішньої

Flash-пам'яті.

Дисководи жорстких магнітних дисків. Сьогодні випускаються декілька десятків

типів дисководів жорстких дисків - HDD {Hard Disk Drives), які називають також він-

честерними дисками чи просто вінчестерами. Однак принципи функціонування біль-

шості дисководів однакові. Основні елементи конструкції типового дисковода жорстких

дисків (рис. 3.19):

- магнітні диски;

- головки зчитування-записування;

- механізм приводу головок;

- двигун приводу дисків;

- гермоблок;

- друкована плата з електронною схемою керування;

- розніми.

Рис. 3.19. Основні елементи дисковода жорстких дисків: 1 - рознім інтерфейсу;

2 - кожух магніту; З - магніт; 4 - рухома котушка; 5 - двигун дисків; 6 - головка

зчитування-записування; 7 - диски; S - корпус; 9 - важіль головки; 10 - шина контролера;

11 - вісь обертання; 12 - рознім електроживлення

Спочатку основу магнітних дисків виготовляли з алюмінієвого сплаву (з невеликим

додаванням магнію). У міру зростання вимог до ємності і розмірів дисководів як основ-

ний матеріал для дискових пластин стали використовувати композиційний матеріал

зі скла і кераміки. Дисковод жорстких дисків містить один або декілька дисків - плас-

тин. Диск має таку саму структуру, що й дискета, але оскільки довжина сектора біля

краю диска значно більша, ніж біля центра, на жорсткі диски записують біти по зо-

нах - ZBR {Zoned Bit Recording), причому для кожної зони задається своя кількість сек-

торів на доріжку, що дозволяє ефективніше використовувати поверхню диска.

119

у дисководах на жорстких дисках для кожної сторони диска передбачено свою

головку зчитування-записування. Усі головки змонтовано на загальному рухомому

каркасі і тому вони переміщуються одночасно.

Коли дисковод вимкнено, головки торкаються дисків. Під час розкручування дисків

зростає аеродинамічний тиск на головки, внаслідок чого вони відриваються від робочих

поверхонь (на відміну від дисководів FDD, у яких головки торкаються поверхні диска).

У перших дисководах на жорстких дисках діапазон просвіту становив 5...8 мкм, а в су-

часних нагромаджувачах на жорстких дисках - 0,03...0,12 мкм і завдяки застосуванню

перспективних технологій продовжує знижуватися. За допомогою механізму приводу

головки переміщуються від центра дисків до їх країв і встановлюються на заданий ци-

ліндр. Спочатку для дисководів жорстких дисків, як і для дисководів гнучких дисків,

використовували крокові двигуни. Для сучасних дисководів застосовують більш швид-

кодіючі механізми з рухомою котушкою.

Рухома котушка жорстко з'єднана з блоком головок і розміщена в полі постійного

магніту. Електричний імпульс, надходячи на котушку, зумовлює її зсув відносно жор-

стко закріпленого постійного магніту, у результаті чого блок головок переміщується.

Особливістю приводів з рухомою котушкою є спеціальна електронна система наведен-

ня головок, названа сервоприводом. В основі цієї системи лежить використання сигналу

зворотного зв'язку, що несе інформацію про реальне взаємне розміщення доріжок і го-

ловок. Для цього на диск (під час його виготовлення) записується спеціальна технічна

інформація - сервокоди.

Сучасні дисководи на жорстких дисках мають функцію автоматичного паркуван-

ня магнітних головок, тобто, коли вимикають комп'ютер, головки встановлюються

на визначений, найчастіше останній, циліндр. Ця паркувальна позиція позначається

в CMOS Setup як Landing Zone, чи скорочено L-Zone.

Двигун приводу дисків, що обертає магнітні диски, з'єднаний з пакетом дисків без-

посередньо (без передатних шестерень чи шківів). Швидкість обертання двигуна су-

часних дисководів коливається від З 600 до 7 200 об/хв, а в деяких моделях досягає

10 000 об/хв і більше.

У гермоблоці розміщено всі механічні частини дисковода. Насправді корпус диско-

вода не цілком герметичний, а має щілину, яку закрито мікрофільтром з метою захисту

матеріалу дисків від пилу і частинок бруду. Через цю щілину вирівнюється також тиск

повітря усередині дисковода і зовні. Ще один фільтр видаляє частинки, що утворюють-

ся в результаті роботи механічних частин диска.

На друкованій платі монтуються електронні контролери двигуна і приводу голо-

вок, схема оброблення команд дисковода, схема для обміну даними з інтерфейсом. Крім

того, на друкованій платі сучасних дисководів розміщено кеш-пам'ять дисковода, яка

зберігає попереджувальні дані, що ймовірно знадобляться процесору.

На жорстких дисках більшості дисководів є кілька рознімів для підключення до сис-

теми подачі електроживлення та інтерфейсного кабелю.

Основні характеристики дисководів жорстких дисків:

- ємнісні характеристики;

- тип носія;

- тип підключення;

120