Dysk twardy

Dysk twardy

Dysk twardy to rodzaj pamięci masowej, wykorzystujący nośnik magnetyczny do przechowywania danych.
Użycie sztywnych talerzy i uszczelnienie jednostki umożliwia większą precyzję zapisu niż na dyskietce,
w wyniku czego dysk twardy może zgromadzić o wiele więcej danych niż dyskietka.
Ma również krótszy czas dostępu do danych i szybszy transfer.
Kilka dysków twardych można połączyć w macierz dyskową (przez co można
zwiększyć szybkość odczytu zapisu,
zwiększyć przestrzeń oraz niezawodność przechowywania danych).Istnieje podział na dyski zewnętrzne i wewnętrzne.

Dla dysków twardych najważniejsze są następujące parametry:

  •  pojemność,
  •  szybkość transmisji danych,
  •  czas dostępu do danych,
  •  prędkość obrotowa dysków magnetycznych(obr/min.)
  •  średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF).

Pojemność dysków wynosi:

  • od 5 MB (przez 10 MB, 20 MB i 40 MB – dyski MFM w komputerach klasy XT 808x i 286)
  • do 10 TB (w laptopach 20-2000 GB).

Opracowano również miniaturowe dyski twarde typu Microdrive, o pojemnościach od kilkuset MB
do kilkuset GB, przeznaczone dla cyfrowych aparatów fotograficznych i innych urządzeń przenośnych.

„Dysk twardy składa się z zamkniętego w obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy,
wykonanych najczęściej z warstwy szkła pokrytej cienką warstwą metalu, o wypolerowanej powierzchni,
oraz nośnikiem magnetycznym o grubości kilku mikrometrów, głowic elektromagnetycznych umożliwiających
zapis i odczyt danych.
Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej głowicy odczytu i zapisu. Głowice
są umieszczone na ruchomych ramionach i w stanie spoczynku stykają się z talerzem blisko jego osi. W czasie pracy unoszą
się, a ich odległość nad talerzem jest stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej powstałej w wyniku szybkich
obrotów talerza. Jest to najpopularniejsze obecnie rozwiązanie (są też inne sposoby prowadzenia głowic nad talerzami).
Ramię głowicy dysku ustawia głowice w odpowiedniej odległości od osi obrotu talerza w celu odczytu lub zapisu
danych na odpowiednim cylindrze. Pierwsze konstrukcje (do ok. 200MB) były wyposażone w silnik krokowy,
stosowany uprzednio w stacjach dyskietek.
Wzrost liczby cylindrów na dysku oraz konieczność zwiększenia
szybkości dysków wymusił wprowadzenie innych rozwiązań. Najpopularniejszym obecnie jest tzw. voice coil
czyli cewka, wzorowana na układzie magnetodynamicznym stosowanym w głośnikach. Umieszczona w silnym polu
magnetycznym cewka porusza się i zajmuje położenie zgodnie z przepływającym przez nią prądem, ustawiając
ramię w odpowiedniej pozycji. Dzięki temu czas przejścia między kolejnymi ścieżkami jest nawet krótszy niż
1 milisekunda, a przy większych odległościach nie przekracza kilkudziesięciu milisekund. Układ regulujący prądem
zmienia natężenie prądu, tak by głowica ustabilizowała jak najszybciej swe położenia w zadanej odległości
od środka talerza (nad wyznaczonym cylindrem).
Informacja jest zapisywana na dysk przez przesyłanie strumienia elektromagnetycznego przez antenę albo głowicę
zapisującą, która jest bardzo blisko magnetycznie polaryzowalnego materiału, zmieniającego swoją polaryzacją magnetyczną
wraz ze strumieniem indukcji magnetycznej, informacja może być z powrotem odczytana w odwrotny sposób, gdyż zmienne pole
magnetyczne powoduje indukowanie napięcia elektrycznego w cewce głowicy lub zmianę oporu w głowicy magnetyczno-oporowej.
Ramiona połączone są zworą i poruszają się razem. Zwora kieruje głowicami promieniowo po talerzach a w miarę rotacji talerzy,
daje każdej głowicy dostęp do całości jej talerza.
Zintegrowana elektronika kontroluje ruch zwory, obroty dysku, oraz przygotowuje odczyty i zapisy na rozkaz od kontrolera dysku.
Nowoczesne układy elektroniczne są zdolne do skutecznego szeregowania odczytów i zapisów na przestrzeni dysku oraz do
zastępowania uszkodzonych sektorów zapasowymi.”