Аппаратное обеспечение

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1.Основное назначение жесткого диска 2.Устройство. Принцип действия 3.Дорожки. Сектора 4.Основные характеристики винчестера (емкость, время доступа к данным, пропускная способность ввода/вывода) 5.Основные правила пользования винчестером 6.Прайс-лист о винчестерах любой фирмы, которая работает на компьютерном рынке Украины 7.Личный вывод о выборе винчестера согласно его характеристик и цены 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14 ЛИТЕРАТУРА 15 ВВЕДЕНИЕ Целью работы является приобретение и усвоение теоретических знаний об устройстве и принципах работы аппаратного обеспечения. Программой работы является разработка определенной темы и решение задач. Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих

средств и методы управления ими. Средством вычислительной техники является персональный компьютер, который включает в себя аппаратное обеспечение. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. ОСНОВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ЖЕСТКОГО ДИСКА Жесткий диск (винчестер, HDD) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера: операционной системы, документов, игр и т.д. Для современного домашнего компьютера необходим жесткий диск объёмом

не менее 10 Гб. [1, С.71] Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты. [2] 2.

УСТРОЙСТВО. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Устройство винчестера очень похоже на обыкновенный проигрыватель грампластинок. Только под корпусом может быть несколько пластин, насаженных на общую ось, и головки могут считывать информацию сразу с обеих сторон каждой пластины. Скорость вращения пластин постоянна и является одной из основных характеристик. Головка перемещается вдоль пластины на некотором фиксированном расстоянии

от поверхности. Чем меньше это расстояние, тем больше точность считывания информации, и тем больше может быть плотность записи информации. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы. Механизмы - это сами диски, на которых хранится информация, головки, которые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение. Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже - из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Во многих накопителях используется слой оксида железа

(которым покрывается обычная магнитная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи, в общем, схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку,

а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". [2] 3. ДОРОЖКИ, СЕКТОРА Данные на жестких дисках хранятся на тонких концентрических круговых зонах, называемых дорожками (tracks). На жестком диске размером 3,5 дюйма может быть более тысячи дорожек. Дорожки представляют собой скорее логическую, чем физическую структуру и устанавливаются при низкоуровневом форматировании жесткого диска. Нумерация дорожек начинается с 0, и дорожка 0, как

правило, является ближайшей к внешнему краю диска. Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами (sectors), причем все дорожки на диске имеют одинаковое количество секторов. Сектор представляет собой минимальную физическую единицу хранения информации на диске. Каждая дорожка имеет одно и то же количество секторов. Это говорит о том, что на дорожках, расположенных ближе к центру диска, секторы упакованы гораздо плотнее.

Когда файл записывается на диск, файловая система выделяет соответствующее количество кластеров для хранения данных файла. Например, если каждый кластер равен 512 байт, а размер сохраняемого файла составляет 800 байт, то для его хранения будут выделены два кластера. Впоследствии, если вы модифицируете файл таким образом, что он увеличится в размерах, скажем, до 1600 байт, для его сохранения будут дополнительно выделены еще два кластера. [2] 4.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИНЧЕСТЕРА (ЕМКОСТЬ, ВРЕМЯ ДОСТУПА К ДАННЫМ, ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВВОДА/ВЫВОДА) Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее время доступа, размер кэш-памяти. Основными задачами производителей всегда было увеличение объема хранящейся на дисках информации и скорости

работы с этой информацией. Как увеличить объем диска? Наиболее очевидным решением является увеличение количества пластин в корпусе жесткого диска. Подобным образом обычно различаются модели в пределах одного модельного ряда. Этот способ является наиболее простым и позволяет на одной и той же элементной базе получать диски различной емкости. Но у этого способа существуют естественные ограничения: количество дисков не может

быть бесконечным. Увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, вероятность брака растет пропорционально количеству пластин, а значит, труднее обеспечить надежность. Технологически более сложный (и более перспективный) метод увеличения объема - увеличение плотности записи информации. Тут возникает целый ряд технологических проблем. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели

IBM). Магнитное покрытие имеет сложную многослойную структуру и покрыто сверху специальным защитным слоем. Размеры частиц магнитного покрытия уменьшаются, а чувствительность их возрастает. Помимо улучшения параметров самих пластин, существенным усовершенствованиям должна подвергнуться система считывания информации. Необходимо уменьшить зазор между головкой и поверхностью пластины, повысить чувствительность головки. Но и тут законы физики накладывают свои естественные ограничения на предел применения подобных

технологий. Ведь размеры магнитных частиц не могут уменьшаться бесконечно. Самый простой способ увеличить скорость считывания - увеличить скорость вращения пластин. По этому пути и пошли конструкторы. Если пластины вращаются с большей скоростью, то за единицу времени под считывающей головкой проходит больше информации. На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации.

Именно по этой причине SCSI диски, как правило, обладают большей скоростью вращения. Так как головка при поиске информации перемещается только поперек диска, она вынуждена "ждать", пока диск повернется и сектор с запрашиваемыми данными окажется доступным для чтения. Это время зависит только от скорости вращения диска и называется временем ожидания информации. Но необходимо понимать, что общее время доступа к информации определяется временем поиска нужной дорожки

на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки. Увеличение скорости вращения диска уменьшает лишь последнее значение. Для уменьшения времени поиска нужной дорожки совершенствуют привод считывающей головки и уменьшают диаметр пластин диска. Почти все современные винчестеры выпускаются с пластинами диаметром 2,5 дюйма. [2] 5. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ ВИНЧЕСТЕРОМ  

Несмотря на бурный прогресс в области хранения данных на жестких дисках, надежность современных HDD, в общем, в нашем обыденном понимании оставляет желать лучшего. Более того, некоторые склонны утверждать, что в последнее время количество вылетающих винчестеров даже увеличилось. И теперь уже практически не осталось ни одной фирмы с абсолютно безупречной в этом отношении репутацией. Охлаждение HDD Все современные винчестеры греются.

Одни сильно, другие - очень сильно. Мало того, из-за того, что в компьютере сейчас стало существенно больше «горячих» комплектующих, среднестатистическая температура внутри среднестатистического корпуса стала выше. Потому проблема их охлаждения выходит на первый план. Отсюда первые логичные рекомендации - относительно корпуса и расположения в нем винчестера: Выбирайте просторный, продуманно сделанный корпус.

Обеспечьте хороший обдув винчестера. Радикальное средство – «модные» сейчас HDD - Cooler. Питание В компьютерном блоке питания (БП) стабилизируемое напряжение +5V. При нагрузке на процессор, в случае, если БП "не тянет", +5V "проседают". Система стабилизации блока питания отрабатывает это дело (повышая напряжение до номинального значения), но из-за отсутствия стабилизации по +12V (а нагрузка-то по ним не изменилась), оно (+12V) завышается.

В результате и так критичный к нагреву современный винчестер работает еще и при повышенном напряжении. Однако не стоит увлекаться и пытаться "заморозить" HDD: минимально рекомендуемое напряжение - +11.7V, а если оно будет меньше +11.5V, вообще, теоретически, но существует возможность повреждения винчестера уже из-за пониженного напряжения. Из-за крайне жесткой конкуренции производителям винчестеров приходится изворачиваться и сочетать в

своих изделиях высокую производительность при максимально низкой цене. В результате частенько бывает, что винчестер работает, так сказать, "на пределе", микросхемы контроллера серьезно греются, а в случае постоянной и непрекращающейся нагрузки при завышенном питании и не самом лучшем охлаждении запросто могут выйти из строя. [3]   6. ПРАЙС-ЛИСТ О ВИНЧЕСТЕРАХ Таблица 1 Прайс-лист по винчестерам [4] 7.

ЛИЧНЫЙ ВЫВОД О ВЫБОРЕ ВИНЧЕСТЕРА СОГЛАСНО ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК И ЦЕНЫ При одинаковом объеме большего внимание заслуживают модели с большей плотностью записи, по сравнению с моделями с большим количеством дисков, хотя бы потому, что у них выше линейная скорость чтения/записи (большие файлы читаются быстрее). Скорость доступа к информации напрямую зависит от скорости вращения пластин (быстрее работа с большим количеством мелких файлов).

Но увеличение скорости приводит к удорожанию изделий, а иногда приходится жертвовать и плотностью записи [3]. Используя весь изученный материал, можно сделать вывод, что выбирать винчестер нужно с большей плотностью записи, с большим количеством дисков и с оптимальной скоростью. Конечно, невозможно выбрать винчестер без каких-либо утрат (возможностей винчестера или материальных утрат). ЗАКЛЮЧЕНИЕ В процессе выполнения работы были усвоены теоретические и практически знания об устройстве

и принципах работы аппаратного обеспечения (в данном случае, жесткого диска). С помощью теоретического материала и дополнительных источников, было рассмотрено устройство, принцип действия, основное назначение, характеристики, правила пользования жесткого диска (винчестера). Были сделаны соответствующие выводы о выборе винчестера для собственного персонального компьютера. Была ознакомлена с правилами оформления индивидуальной работы.

ЛИТЕРАТУРА 1.Информатика. Базовый курс. 2-е издание/Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005. – 640с.: ил. 2.http://www.topreferats.ru/comp/6548.ht ml 3.http://www.comp-remont.ru/safe/kak_ube rech_vinchester.asp 4.http://epos.kiev.ua/prices/phdd.htm