Накопители на жестких магнитных дисках

Общие сведения

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД или HDD — Hard Disk Drive) предназначен для долговременного хранения данных (операционной системы, пользовательских программ, созданных документов и др.), необходимых при работе с компьютером. В нем используются жесткие (алюминиевые) диски с магнитным покрытием. К одним из первых моделей НЖМД относятся накопители, содержащие два диска емкостью по 30 Мбайт. Их результирующая емкость обозначалась подобно калибру охотничьего ружья «винчестер» цифрами 30/30. Поэтому НЖМД стали называть винчестерами.

В подсистему памяти на НЖМД входят:

• • собственно накопитель;
• • контроллер (Controller), представляющее собой устройство управления НЖМД в режимах записи/считывания;
• • многожильный кабель, предназначенный для подключения винчестера к контроллеру.

Особенности конструкции винчестеров

Основными конструктивными элементами винчестеров являются:

• • набор дисков с двусторонним магнитным покрытием, представляющий собой собственно накопитель информации. Диски изготовлены из жесткого материала, расположены друг под другом и закреплены на оси вращения. Емкость памяти винчестера определяется количеством дисков накопителя;
• • шпиндельный двигатель механически связанный с осью, на которой закреплены диски. Двигатель обеспечивает вращение дисков со скоростью 3600, 5400 или 7200 об/мин;
• • блок магнитные головок чтения/записи. Каждый диск обслуживается парой магнитных головок. Все головки расположены «гребнем». Благодаря воздушной подушке, образующейся при вращении дисков, магнитные головки не соприкасаются с поверхностью дисков. Расстояние между диском и головкой составляет 0,05−0,1 мкм;
• • устройство позиционирования, предназначенное для одновременного перемещения всех головок блока в радиальном направлении. В качестве такого устройства используются шаговые двигатели или подвижные катушки с магнитом. Данное устройство позиционирования позволяет выбрать требуемый цилиндр, представляющий собой совокупность всех дорожек, равноудаленных от центра дисков;
• • фильтры. В корпусе винчестера имеется щель, снабженная микрофильтром для защиты от пыли и предназначенная для выравнивания давления воздуха между дисководом и окружающей средой. Другой фильтр служит для удаления частиц, образующихся при взаимодействии механических частей диска;
• • механизм автопарковки, предназначенный для установки магнитных головок на последний цилиндр и блокировки их перемещения после выключения питания. Автопарковка устраняет возможные повреждения головки и самого диска. При запуске компьютера происходит разблокирование головок;
• • печатная плата, на которой размещены электронные схемы управления шпиндельным двигателем и устройством позиционирования, узлы трактов записи/чтения, схемы интерфейса и др.;
• • корпус винчестера, в котором размещаются все перечисленные выше элементы.