მყარი დისკი

მყარი დისკი HDD (Hard Disk Drive) დაამზადა პირველად ფირმა IBM ქალაქ ვინჩესტერში და მეტსახელიც ამ ქალაქის პატივსაცემად მიიღო. პირველი თაობის ვინჩესტერში მოთავსებული დისკის დიამეტრი 61 სმ იყო და მხოლოდ 5 MB ინფორმაციას იტევდა. შედარებისთვის: დღევანდელი დისკები 3,5 დუიმია (1 დუიმი – 2,54 სმ). ნოუთბუქებში 2,5 დუიმიანი დისკები გამოიყენება, ხოლო ტევადობამ  4 TB-ს გადააჭარბა.

     დისკი წარმოადგენს თხელ (≈ 1 მმ) ფირფიტას. მყარი დისკში ტევადობის გაზრდის მიზნით აყენებენ 2, 3, 4 და უფრო მეტ დისკს და ითვისებენ მათ ორივე ზედაპირს. ეს დისკები დამზადებულია სპეციალური მეტალებისაგან, ზედაპირები დამუშავებულია ნანომეტრული სიზუსტით და დაფარულია თხელი ქიმიური მაგნიტური ფენით. ამ ნივთიერებას აქვს ასეთი თვისება, თუ დავამაგნიტებთ მის რომელიმე წერტილს, იგი ამ მაგნიტობას არ კარგავს და ინახავს დიდი ხნის განმავლობაში. დისკი დამაგრებულია პატარა ზომის ელექტრო ძრავზე, რომელიც მას დიდი სისწრაფით აბრუნებს (დისკის ბრუნვის სიჩქარეები სხვადასხვაა მყარ დისკებში; 5400 ბრუნი/წუთში, 7200 ბრუნი/წუთში, SCSI მყარ დისკებს აქვს 10000 და  15000 ბრუნი/წუთში). დისკის ზედაპირის გასწვრივ მოძრაობს ლითონის პატარა ღერო, რომლის ბოლოში დამაგრებულია ელექტრომაგნიტური თავაკი. თავაკს აქვს მიკროსკოპული გულა, რომელიც დენის მიწოდებისას მაგნიტდება. გულა დისკის ზედაპირთან ძალიან ახლოს იმყოფება (მაგრამ არ ეხება), იგი დისკის მაგნიტურ ფენაზე წარმოქმნის სხვადასხვა პოლარობის მაგნიტურ წერტილებს. ვინაიდან დისკი, თავაკის ქვეშ ბრუნავს გულა დაამაგნიტებს ერთ წრეს, გადაინაცვლებს მეორე წრეზე და ახლა მის წერტილებს დაამაგნიტებს, შემდეგ მესამეს, მეოთხეს და ა.შ.

        თუ თავაკს დენი არ მიეწოდება. ამ შემთხვევაში მის ქვეშ მბრუნავი დისკის დამაგნიტებული წერტილები პირიქით დაამაგნიტებენ გულას და თავაკის კოჭაში აღიძვრება ძაბვა. იმისდა მიხედვით, თუ როგორი პოლარობის წერტილი გაივლის გულას ქვეშ, კოჭაში აღიძვრება დადებითი ან უარყოფითი მუხტი (+ ან - ძაბვა). ძაბვას კონტროლერი გარდაქმნის 0 ან 1 და შლეიფის საშუალებით გადაეწოდება დედაპლატას.

       წრეხაზს, რომელსაც თავაკი ამაგნიტებს ბილიკი ეწოდება. ბილიკები ჩაკეტილი ფორმისაა, ანუ სპირალურად არ არის დახვეული. ბილიკების სიგანე მიკრომეტრული განზიმილებებია და ზედაპირზე 40.000-ზე მეტი ბილიკი ეტევა. ბილიკი  დაყოფილია  სექტორებად  (Sector). მასში განთავსებულია 512 ბაიტი, ანუ 4096 ბიტი, ანუ თავაკის მიერ დამაგნიტებული 4096 წერტილი. ერთ ბილიკზე შეიძლება იყოს 300-დან 700-მდე სექტორი. რეალურად სექტორის ზომა არის 571 ბაიტი, აქედან 512 ბაიტი მონაცემებია, ანუ ის მონაცემები, რომლებიც ჩვენ ვიყენებთ. დანარჩენი 59 ბაიტი წარმოადგენს ე.წ. სექტორის სუფიქსს და პრეფიქსს.

როდესაც თავაკი კითხულობს სექტორს, მან იცის თუ რომელ სექტორში იმყოფება, რომელ ბილიკზე იმყოფება ეს სექტორი, სწორად ამოიკითხა თუ არა მონაცემები, შეცდომის შემთხვევაში იგი ვალდებულია გაასწოროს ეს შეცდომა, ანუ თავაკის სამუშაო კოდები არის განთავსებული სუფიქსსა და პრეფიქსში. სექტორები თავის მხრივ განთავსებულია ე.წ. კლასტერებში (cluster). კლასტერი შეიძლება შეიცავდეს 8, 16, 32, 64 და 128 სექტორს. სხვადასხვა დისკზე შეიძლება სხვადასხვა ზომის კლასტერი იყოს. კლასტერის იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ თავაკს არ გაუჭირდეს ამა თუ იმ სექტორის მოძებნა.

გასადიდებლად დააჭირეთ სურათს.

გასადიდებლად დააჭირეთ სურათს.

        ერთ ბილიკიზე შეიძლება იყოს 300-დან 700-მდე სექტორი (Sector). სექტორის რეალური ზომაა 571 ბაიტი. აქედან 512 ბაიტი, ანუ 4096 ბიტი გამოიყენება ინფორმაციის ჩასაწერად, ხოლო 59 ბაიტი შეადგენს ე.წ პრეფიქსა და სუფიქსს, სადაც ინახება თავაკის სამუშაო კოდები. რამდენიმე სექტორისგან შემდგარ ჯგუფს კლასტერი (Cluster) ეწოდება. კლასტერში შეიძლება გაერთიანებული იყოს 8, 16, 32, 64 და 128 სექტორი. ყველა კლასტერს და სექტორს აქვს თავისი ნომერი, რომელიც იწერება FAT-ში (File Allocation Table-ფაილთა განლაგების ცხრილი). კლასტერის სტანდარტული ზომა არის 4 - 32 KB.

       FAT-ი არსებობს ორი სახის; FAT 16 და FAT 32.

        FAT 16 შეუძლია დაამისამართოს შესაბამისი ათობითი რაოდენობის კლასტერი.

მაგ: თუ კლასტერის ზომაა 32 K B,  შეუძლია დაამისამართოს 65536 კლასტერი. ანუ დააფორმატიროს 2048 MB-ნი ვინჩესტერი.

                        მაგ: 4096•16=65536:32=2048

       FAT 32 შეუძლია დაამისამართოს შესაბამისი ათობითი რაოდენობის კლასტერი.

მაგ: თუ კლასტერის ზომაა 4 KB,  შეუძლია დაამისამართოს 131072 კლასტერი. ანუ დააფორმატიროს  32768  MB-ნი ვინჩესტერი

                          მაგ : 4096•32=131072:4=32768

MBR (Master Boot Record)-ჩამტვირთავი სექტორი, სადაც ინახება დისკის გაშვების კოდი.

NTFS (NT File Sistem)- ფალითა ელექტრონული ცხრილი რომელიც დისკის ფორმატირებისას იკავებს დისკის 12%.

Bad Blocks– ცუდი ბლოკები, რომელიც იქმნება ვინჩესტერის შიგნით მტვრის ნაწილაკის მოხვედრისას.

Soft Bad Blocks -გაფუჭებული ბლოკები, რომლებიც თავაკის შეცდომების შედეგად წარმოიქმნება.

Hard Bad Blocks -მექანიკურად დაზიანებული ბლოკები. ეს არის მაგნიტური ფენიდან ამომტვრეული უმცირესი ნაწილაკები, რომელიც თვითონ აზიანებს დისკის ზედაპირს.