Размещение информации на ЖМД. Цилиндр. Дорожка. Сектор

Накопители на жестких магнитных дисках

Накопители на жестких магнитных дисках (еще они называются винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: операционных систем, редакторов документов и т.д. Винчестеры обеспечивают быстрый доступ к данным.

Основными характеристиками жестких дисков являются:

• емкость, т.е. сколько информации помещается на диске (Обычная емкость диска на данный момент –1-2 Тb, первый жесткий диск имел емкость – 5 Mb);
• быстродействие, т.е. время доступа к информации (ее поиск) и скоростью чтения и записи информации (Сильно зависит от скорости вращения диска, максимальная скорость вращения – 15000 об/мин, минимальная – 4800 об/мин. У нас наиболее распространена скорость вращения – 7200 об/мин);
• интерфейсом, т.е. типом контроллера, к которому должен подсоединяться винчестер (EIDE или SCSI, SCSI быстрее, но зато дороже).

Перед употреблением жесткий диск, как и флэшку, необходимо отформатировать.

Каждый диск имеет одну или несколько кольцеобразных магнитных поверхностей, на которые может записываться информация. При наружном осмотре жесткого диска его поверхность увидеть нельзя, так как жесткий диск заключен в непрозрачный герметический корпус.

На поверхность дисков винчестера наносится металлическое покрытие путем напыления паров металла в вакууме.

Жесткий диск постоянно вращается в отличие от дискет, которые вращаются только при записи или чтении информации. Обычная скорость вращения диска от 5400 - 7200 об/мин.

Для каждой стороны диска имеется своя головка чтения-записи. У жестких дисков головки чтения записи располагаются на очень малом расстоянии – в тысячные доли миллиметра – от поверхности диска (они парят над поверхностью диска на воздушной подушке, которая возникает при вращении диска).

Чтение и запись на диск производятся только при определенных фиксированных положениях головки чтения-записи, и поэтому информация на диске располагается в кольцевых путях на магнитной поверхности диска, которые называются дорожки. Совокупность дорожек, расположенных на одинаковом расстоянии от оси диска, называется цилиндром. Количество цилиндров на жестком диске зависит от модели диска (порядка нескольких тысяч).

Информация на каждой дорожке диска записывается в блоках фиксированной длины, которые называются секторами. При операциях ввода/вывода сектор считывается или записывается целиком. На каждой дорожке содержится одинаковое количество секторов, независимо от расстояния до оси диска.

Таким образом, расположение каждого сектора на диске однозначно определяется тремя числами: номерами поверхности диска, цилиндра и сектора на дорожке. Обычно поверхности и цилиндры нумеруются с нуля, а секторы на дорожке – с единицы.

Загрузочная запись. Таблица размещения файлов

Начальный сектор каждого диска называется загрузочной записью. Этот сектор содержит таблицу с параметрами диска. Кроме того, на логическом диске, с которого загружается операционная система, расположен загрузчик операционной системы. В жестком диске можно выделить несколько областей, которые будут рассматриваться операционной системой как разные диски, такие диски называются логическими. Т.е., если у вас один жесткий диск объемом 2 Тb, вы можете разбить его на два (или больше) диска объемом, например, 500 Gb и 1500 Gb.

После загрузочной записи на логическом диске располагается таблица размещения файлов (FAT). Эта таблица определяет, какие участки логического диска относятся к каждому файлу на диске. Для большей надежности таблица размещения файлов хранится в двух экземплярах, записанных подряд.