Приветствую всех читателей блога . Многих интересует вопрос - как устроен жесткий диск компьютера. Поэтому я решил посвятить этому сегодняшнюю статью.

Жесткий диск компьютера (HDD или винчестер) нужен для хранения информации после выключения компьютера, в отличие от ОЗУ () - которая хранит информацию до момента прекращения подачи питания (до выключения компьютера).

Жесткий диск, по-праву, можно назвать настоящим произведением искусства, только инженерным. Да-да, именно так. Настолько сложно там внутри все устроено. На данный момент во всем мире жесткий диск - это самое популярное устройство для хранения информации, он стоит в одном ряду с такими устройствами, как: флеш-память (флешки), SSD. Многие наслышаны о сложности устройства жесткого диска и недоумевают, как в нем помещается так много информации, а поэтому хотели бы узнать, как устроен или из чего состоит жесткий диск компьютера. Сегодня будет такая возможность).

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них - интегральная схема , которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть - электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть - коромысло , которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска. Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением - становится невероятно тяжелым. Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть - сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска - это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют "гермозоной". Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там - вакуум. Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету - а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ - азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух - его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск . Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.

Сама поверхность диска - гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто. Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами. Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам. Да, звучит впечатляюще, однако в действительности - такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Принцип работы жесткого диска

Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.

Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу - это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него , электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной "парковочной зоне". Вот как это выглядит.

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.

Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск "простаивает", т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.

Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про - это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.

Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах

Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта - очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!

Мы, пользователи персонального компьютера, часто сталкиваемся с аббревиатурой HDD. И оправдано желание узнать, что такое HDD, где это и для чего нужно.

HDD расшифровывается как «hard disk drive». Проще говоря, это жесткий диск. Понемногу уходя в прошлое, они вытесняются SSD, но свою нишу на рынке HDD будут занимать еще долгое время.

Почему диск «жесткий»

HDD в компьютере как только не называют. Жесткий диск, хард, винчестер, винт - лишь малый список его имен. Почему все-таки «hard disk drive»?

В отличие от «гибких» дисков (дискет), данные на HDD записываются на жёсткие пластины, а они, в свою очередь, покрыты слоем ферромагнитного материала. Называют их не иначе как «магнитные диски». В жестком диске используют одну или несколько пластин на одной оси. Считывающие устройства (головки) в работе не прикасаются к поверхности пластин. Объясняется это просто: при быстром вращении пластин образуется прослойка набегающего потока воздуха. Расстояние между считывающим устройством и рабочей поверхностью очень мало - всего несколько нанометров, а прослойка воздуха, исключающая механический контакт, обеспечивает долгий срок службы. Если пластины не вращаются с должной скоростью, то головки находятся в так называемой «парковочной» зоне - вне границ пластин.

Отличительным свойством HDD в компьютере является то, что носитель информации совмещен с приводом, а также с блоком необходимой электроники в одном корпусе.

Основные характеристики HDD

Как и любое техническое устройство, жесткий диск обладает рядом характеристик, исходя из которых, можно сделать выводы о его актуальности.

• Ёмкость - одна из самых значимых величин. Характеризует количество данных, которые могут храниться накопителем.
• Габариты (форм-фактор). Самые распространенные вариации - 3.5 и 2.5 дюйма. Определяет ширину устройства.
• Скорость вращения оси, шпинделя. Количество его оборотов в минуту. Параметр значительно влияет на скорость доступа к данным и непосредственно на скорость их передачи. Самые распространенные варианты: 4200, 5400, 7200, 10 000 оборотов/минуту.
• Число операций ввода-вывода в секунду. У современных дисков это число приближается к 50 (при произвольном доступе к данным), при последовательном доступе, соответственно, выше - около 100.
• Энергопотребление - немаловажный параметр для портативных устройств (речь о ноутбуках/нетбуках).
• Размер буфера. Буфер - промежуточная память. Её предназначение - сглаживание различий скорости чтения/записи. В современных HDD обычно располагается в диапазоне от 8 до 64 мегабайт.

Надеюсь, мы смогли разобраться в том, что такое HDD в компьютере, и даже немного расширить свой кругозор в мире компьютерного «железа».

Н акопитель на жестком диске является, чуть ли не одним из самых важных элементов современного компьютера. Так как он предназначен в первую очередь для долгосрочного хранения ваших данных, это могут быть игры, фильмы и другие объемные файлы, хранящиеся у вас на вашем ПК. И было бы очень жалко если он мог бы неожиданно сломаться, в результате чего вы можете потерять все свои данные, которые бывает очень сложно восстановить. И чтобы правильно эксплуатировать и заменять этот элемент, необходимо понимать как он работает и что из себя представляет – жесткий диск.

Из этой статьи вы узнаете о работе жесткого диска, его компонентах и технических характеристиках.

Обычно главными элементами жесткого диска являются несколько круглых пластин из алюминия. В отличие от гибких дисков(забытых дискеток) их сложно согнуть, поэтому и появилось название жесткий диск. В некоторых устройствах они устанавливаются несъемные, и называются фиксированными (fixeddisk). Но в обычных стационарных компьютерах и даже некоторых моделей ноутбуков и планшетов их можно без проблем заменить.

Рисунок: Жесткий диск без верхней крышки

Заметка!

Почему жесткие диски иногда называют – винчестер и какое отношение они имеют к огнестрельному оружию. Когда то в 1960-х годах компания IBMвыпустила скоростной на тот момент жесткий диск с номером разработки 30-30. Что совпало с обозначением известного нарезного оружия Winchester, и поэтому этот термин вскоре закрепился в компьютерном жаргонном сленге. А на самом же деле жесткие диски не имеют ничего общего с настоящими винчестерами.

Как работает накопитель на жестких дисках

Запись и считывание информации, находящейся на концентрических окружностях жесткого диска, разбитых на секторы, производится посредствам универсальных головок записи/чтения.

Все стороны диска предусматривают свою собственную дорожку для записи и чтения, однако головки располагаются на общем для всех дисков приводе. По этой причине головки перемещаются синхронно.

Видео YouTube: Работа открытого жесткого диска

Нормальная работа накопителя не допускает касаний между головками и магнитной поверхностью диска. Однако в случае отсутствия электроэнергии и остановки устройства головки все же опускаются на магнитную поверхность.

Во время работы жесткого диска между поверхностью вращающейся пластины и головкой образуется незначительный воздушный промежуток. Если в этот промежуток проникает пылинка или устройство подвергается встряске, велика вероятность того, что головка столкнется с вращающейся поверхностью. Сильный удар может стать причиной выхода из строя головки. Результатом этого выхода может быть повреждение нескольких байтов или же полная неработоспособность устройства. По этой причине во многих устройствах магнитная поверхность легируется, после чего на нее наносится специальная смазка, позволяющая справляться с периодической встряской головок.

Некоторые современные диски используют механизм загрузки/разгрузки, который не позволяет головкам касаться магнитной поверхности даже в случае отключения электропитания.

Форматирование высокого и низкого уровня

Использование форматирования высокого уровня позволяет операционной системе создавать структуры, упрощающую работу с хранящимися на жестком диске файлами и данными. Все имеющиеся разделы (логические диски) снабжаются загрузочным сектором тома, двумя копиями таблицы размещения файлов и корневым каталогом. Посредствам вышеуказанных структур, операционной системе удается производить распределение дискового пространства, отслеживание расположения файлов, а также обход поврежденных участков на диске.

Другими словами, форматирования высокого уровня сводится к созданию оглавлений диска и файловой системы (FAT, NTFS и т.п.). К «настоящему» форматированию можно отнести лишь форматирование низкого уровня, во время которого происходит деление диска по дорожкам и секторам. Посредствам DOS-команды FORMAT гибкий диск подвергается сразу обоим типам форматирования, тогда как жесткий - лишь форматированию высокого уровня.

Для того, что бы произвести низкоуровневое форматирование на жестком диске, необходимо использование специальной программы, чаще всего предоставляемой компанией-производителем диска. Форматирование гибких дисков посредствам FORMAT подразумевает выполнение обеих операций, тогда как в случае с жесткими дисками вышеуказанные операции следует выполнять по раздельности. Более того, жесткий диск подвергается и третьей операции - созданию разделов, которые являются необходимым условием для использования на одном ПК более одной операционной системы.

Организация нескольких разделов предоставляет возможность устанавливать на каждый из них свою операционную инфраструктуру с отдельным томом и логическими дисками. Каждый том или логический диск имеет своё буквенное обозначение(например диск C,D или E).

Из чего состоит жесткий диск

Практически каждый современный винчестер включает один и тот же набор компонентов:

диски (их количество чаще всего доходит до 5 штук);

головки чтения/записи (их количество чаще всего доходит до 10 штук);

механизм привода головок (данный механизм устанавливает головки в необходимое положение);

двигатель привода дисков (устройство, приводящее во вращение диски);

воздушный фильтр (фильтры, расположенные внутри корпуса накопителя);

печатную плату со схемами управления (посредствам этого компонента производится управление накопителем и контроллером);

кабели и разъемы (электронные компоненты HDD).

В качестве корпуса для дисков, головок, механизма привода головок и двигателя привода дисков чаще всего используется герметичный короб — HDA. Обычно данный короб является единым узлом, который практически никогда не вскрывается. Иные компоненты, не входящие в HDA, к числу которых можно отнести элементы конфигурации, печатную плату и лицевую панель, — съемные.

Автоматическая парковка головок и система контроля

На случай отключения питания предусмотрена контактная парковочная система, задача которой сводится к тому, чтобы опустить штангу с головками на сами диски. Независимо от того, что накопитель выдерживает десятки тысяч подъемов и спусков считывающих головок, происходить это все должно на специально отведенных для этих действий участках.

Во время постоянных подъемов и спусков происходит неизбежная абразия магнитного слоя. Если после износа накопитель подвергнется встряске, то вероятней всего произойдет повреждение диска или головок. Для предотвращения вышеуказанных неприятностей, современные накопители снабжаются специальным механизмом загрузки/разгрузки, представляющим собой пластину, которая помещается на внешнюю поверхность жестких дисков. Эта мера позволяет предотвратить касание головки и магнитной поверхности даже в случае отключения питания. При отключении напряжения накопитель самостоятельно «паркует» головки на поверхности наклонной пластины.

Немного о воздушных фильтрах и воздухе

Практически все жесткие диски снабжены двумя воздушными фильтрами: барометрическим и фильтром рециркуляции. Отличает вышеуказанные фильтры от сменяемых моделей, используемых в накопителях старшего поколения, то, что они помещены внутрь корпуса и их замена не предусматривается до конца эксплуатационного срока.

Старые диски использовали технологию постоянной перегонки воздуха внутрь корпуса и обратно, используя при этом фильтр, который нуждался в периодической смене.

Разработчикам современных накопителей от этой схемы пришлось отказаться, а потому фильтр рециркуляции, который расположен в герметичном корпусе HDA, применяется лишь для фильтрации находящегося внутри короба воздуха от мельчайших частиц, оказавшихся внутри корпуса. Независимо от всех предпринятых мер предосторожности, мелкие частицы все же образуются после многократных «посадок» и «взлетов» головок. С учетом того, что корпус накопителя отличается своей герметичностью и в нем происходит перекачка воздуха, он продолжает функционировать даже в условиях сильно загрязненной окружающей среды.

Интерфейсные разъемы и соединения

Многие современные накопители на жестких дисках снабжены несколькими интерфейсными разъемами, предназначенными для подключения к источнику питания и к системе в целом. Как правило, накопитель содержит минимум три разновидности разъемов:

интерфейсные разъемы;

разъем для подачи питания;

разъем для заземления.

Отдельного внимания заслуживают интерфейсные разъемы, поскольку они предназначены для получения/передачи накопителем команд и данных. Многие стандарты не исключают возможность подключения нескольких накопителей к одной шине.

Как уже упоминалось выше, накопители на HDD могут быть снабжены несколькими интерфейсными разъемами:

MFM и ESDI - вымершие разъемы, использовавшиеся на первых винчестерах;

IDE/ATA - разъем для подключения накопителей, который долгое время был самым распространённым по причине своей невысокой стоимости. Технически этот интерфейс схож с 16-разрядной шиной ISA. Последующее развитие стандартов IDE поспособствовало росту скорости обмена данными, а также появлению возможности напрямую обратиться к памяти посредствам DMA технологии;

Serial ATA - разъем, заменивший собой IDE, который физически является однонаправленной линией, используемой для последовательной передачи данных. Будучи в режиме совместимости схож с IDE интерфейсом, однако, наличие «родного» режима позволяет воспользоваться дополнительным набором возможностей.

SCSI - универсальный интерфейс, который активно применялся на серверах для подключения HDD и иного рода устройств. Несмотря на хорошие технические показатели, не стал таким распространенным как IDE по причине своей дороговизны.

SAS - последовательный аналог SCSI.

USB - интерфейс, который необходим для подключения внешних винчестеров. Обмен информацией в данном случае происходит посредствам протокола USB Mass Storage.

FireWire - разъем аналогичный USB, необходим для подключения внешнего HDD.

Fibre Channel -интерфейс, используемый системами высокого класса за счет высокой скорости передачи данных.

Показатели качества жестких дисков

Емкость — объем информации, вмещаемый накопителем. Этот показатель в современных винчестерах может достигать до 4 терабайт(4000 гигабайт);

Быстродействие . Данный параметр оказывает непосредственное влияние на время отклика и среднюю скорость передачи информации;

Надежность – показатель, определяемый средним временем наработки на отказ.

Ограничения физической емкости

Максимальный объем емкости, используемой жестким диском, зависит от целого ряда факторов, к числу которых можно отнести интерфейс, драйвера, операционную и файловую систему.

У первого накопителя АТА, выпущенного в 1986 году, имелось ограничение емкости, максимальное значение которого составляло 137 Гб.

Разные версии BIOS также способствовали уменьшению максимальной емкости жестких дисков, а потому системы, скомпонованные до 1998 г., имели емкость – до 8,4 Гб, а системы, выпущенные до 1994 г., - 528 Мб.

Даже после решения проблем с BIOS ограничение емкости накопителей с интерфейсом подключения АТА осталось, максимальное его значение составляло в 137 Гб. Это ограничение было преодолено посредствам стандарта ATA-6, выпущенного в 2001 г. Данный стандарт использовал расширенную схему адресации, что, в свою очередь, поспособствовало увеличению емкости накопителей до 144 Гб. Подобное решение позволило явить свету накопители с интерфейсами PATA и SATA, у которых объем вмещаемой информации — выше указанного ограничения в 137 Гб.

Ограничения ОС на максимальный объем

Практически все современные операционные системы не накладывают каких-либо ограничений на такой показатель как емкость жестких дисков, чего нельзя сказать о более ранних версиях операционных систем.

Так, например, DOS не распознавал жесткие диски, емкость которых превышала 8,4 Гб, поскольку доступ к накопителям в данном случае выполнялся посредствам LBA-адресации, при этом в DOS 6.x и более ранних версиях поддерживалась лишь CHS-адресация.

Ограничение емкости жесткого диска также имеется в случае установки ОС Windows 95. Максимальное значение этого ограничения — 32 Гб. Помимо этого, обновленными версиями Windows 95 поддерживается лишь файловая система FAT16, которая, в свою очередь, налагает ограничение в размере 2 Гб на размеры разделов. Из этого следует, что в случае использования жесткого диска на 30 Гб, его нужно поделить на 15 разделов.

Ограничения операционной системы Windows 98 допускают использование жестких дисков большего объема.

Характеристики и параметры

Каждый жёсткий диск обладает перечнем технических характеристик, согласно которым и устанавливается его иерархия использования.

Первым делом, на что следует обратить внимание, так это на тип используемого интерфейса. С недавних пор каждый компьютер в качестве усовершенствованного и более скоростного интерфейса начал использовать SATA .

Второй не менее важный момент — объём свободного места на жёстком диске. Минимальное его значение на сегодняшний день составляет лишь 80 Гб, при этом максимальное – 4 Тб.

Еще одной важной характеристикой в случае приобретения ноутбука является форм-фактор жесткого диска.

Наиболее востребованными в этом случае считаются модели, размер которых — 2,5 дюйма, при этом в настольных ПК размер составляет 3,5 дюйма.

Не стоит пренебрегать и скоростью вращения шпинделя, минимальные значения – 4200, максимальные – 15000 оборотов в минуту. Все вышеуказанные характеристики оказывают непосредственное влияние на скорость работы винчестера, которая выражается в Мб/С.

Скорость работы жесткого диска

Немаловажным значением обладают скоростные показатели жёсткого диска, которые определяются:

Скоростью вращения шпинделя , измерение которой проводится в оборотах в минуту. В ее задачу не входит непосредственное выявление реальной скорости обмена, она лишь позволяет отличить более скоростное устройство от менее скоростного устройства.

Временем доступа . Данный параметр вычисляет затрачиваемое винчестером время от получения команды до передачи информации по интерфейсу. Чаще всего фигурирую среднее и максимальное значения.

Временем позиционирования головок . Это значение указывает затрачиваемое головками время для перемещения и установки с одного трека на другой трек.

Пропускной способностью или производительностью диска во время последовательной передачи больших объёмов данных.

Внутренней скоростью передачи данных или скоростью передаваемой информации от контроллера к головкам.

Внешней скоростью передачи данных или скоростью передаваемой информации по внешнему интерфейсу.

Немного о S.M.A.R.T.

S.M.A.R.T. – утилита, предназначенная для самостоятельной проверки состояния современных винчестеров, поддерживающих интерфейс PATA и SATA, а также работающих в персональных компьютерах с операционной системой Windows (от NT до Vista).

S.M.A.R.T. производит подсчет и анализ состояния подключенных жестких дисков через равные отрезки времени, независимо от того запущена операционная система или нет. После того, как анализ был проведен, значок результата диагностики отображается в правом углу панели задач. Основываясь на результатах, полученных во время S.M.A.R.T. диагностики, значок может указывать:

На отличное состояние каждого подключенного к компьютеру винчестера, поддерживающего S.M.A.R.T. технологию;

На то, что один или несколько показателей состояния не соответствуют пороговому значению, при этом у параметров Pre-Failure / Advisory нулевое значение. Вышеуказанное состояние жесткого диска не считается предаварийным, однако если этот винчестер содержит важную информацию, рекомендуется как можно чаще сохранять ее на другом носителе или произвести замену HDD.

На то, что один или несколько показателей состояния не соответствуют пороговому значению, при этом у параметров Pre-Failure / Advisory активное значение. По мнению разработчиков жестких дисков, это состояние предаварийное, и хранить информацию на таком винчестере не стоит.

Фактор надежности

Такой показатель, как надежность хранения данных является одним из наиболее важных характеристик жесткого диска. Фактор отказа у винчестера — раз в сто лет, из чего можно сделать вывод, что HDD считается наиболее надежным источником хранения данных. При этом на надежность каждого диска непосредственное влияние оказывает условие эксплуатации и само устройство. Порой производители поставляют на рынок еще совсем «сырой» продукт, а потому пренебрегать резервным копированием и полностью полагаться на винчестер нельзя.

Стоимость и цена

С каждым днем стоимость HDD становится всё меньше. Так, например, сегодня цена жесткого диска ATA на 500 Гб составляет в среднем 120 долларов, к сравнению, в 1983 г. винчестер емкостью 10 Мб стоил 1800 долларов.

Из вышесказанного утверждения можно сделать вывод, что стоимость HDD будет продолжать падать, а потому в дальнейшем все желающие смогут приобрести довольно емкие диски по приемлемым ценам.

Жёсткий диск, HDD или винчестер – запоминающее устройство для постоянного хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. HDD расшифровывается как Hard Disk Drive , отсюда и название – жёсткий: внутри корпуса устройства находятся диски из металла или стекла, на которых нанесено магнитное напыление. Именно на этот слой и записываются данные.

Сегодня на рынке HDD формата 3.5 дюйма представлены очень широко, причём есть разнообразие не только в объёме винчестеров, но и в скорости их работы, внутреннем устройстве, типе. В этих параметрах стоит разобраться, чтобы понять, какой жёсткий диск лучше приобрести.

Устройство и типы жёстких дисков

Как было сказано выше, жёсткий диск предназначен для постоянного хранения информации, и отличие его памяти от ОЗУ в том, что она энергонезависима – то есть сохраняется на носителе при отключении питания. Жёсткий диск представляет собой электромеханическое устройство, то есть имеет движущиеся детали, и состоит из нескольких основных частей.

Это интегральная схема, которая управляет процессами записи/чтения и работой диска. Она устанавливается поверх основного корпуса диска. В самом же корпусе спрятано сердце винчестера, состоящее из шпинделя (электромотора), который вращает диск; считывающей головки (коромысла), которое подвижно и считывает информацию непосредственно с поверхности носителя, и самих магнитных дисков памяти (их может быть разное количество, располагаются они один над другим, слоями).

На рынке сейчас распространены три типа жёстких дисков:

Дорогие модели HDD могут отличаться от дешёвых при равном объёме именно скоростью передачи данных, она будет заметно выше, благодаря многим факторам: может быть лучше оптимизирована кэш-память, иначе организован электро-механический узел, разное количество магнитных дисков на равный объём. Также зачастую дорогие диски более надёжны и устойчивы к внешним воздействиям.

Скорость передачи данных – совокупный результат всех остальных параметров и применённых в диске технологий, поэтому, если ваш выбор зависит в основном от скорости диска, то удобно ориентироваться именно по нему. Чем более диск скоростной, тем он будет дороже.

Какой объём выбрать?

· 250 - 500 ГБ – стоит выбрать как бюджетный вариант, или в офисный пк, когда не требуется большого объёма для хранения медиа-файлов. Для установки программ и системы, впрочем, места вполне хватит. Также небольшой объём, в случае скоростной модели, можно использовать исключительно для установки операционной системы, а данные хранить на более медленно диске большего объёма.
· 1 Тб - 4 ТБ – такой объём подойдёт для домашнего компьютера, хватит для хранения большой коллекции фильмов в hd-разрешениях. Объём минимум в 1 ТБ сейчас является стандартным для рядового пользователя.
· 5 - 10 Тб – максимальный объём для жёстких магнитных дисков на сегодня. Обойдётся вам весьма дорого, и скорее необходим при работе с большими объёмами файлов, например, при профессиональном монтаже. Как вариант – создание RAID массива такого же объёма из дисков по 1-2 ТБ, что позволит увеличить скорость.

На что ещё обратить внимание?

· Оптимизация под RAID-массив . Понадобится, если вы хотите создать массив из нескольких дисков. Смысл в том, что вместо нескольких отдельных дисков система начинает видеть один объединённый, что в разных типах массива повышает скорость или надёжность. Однозначно стоит выбирать, если вам нужна максимальная надёжность или максимальная скорость в массиве.

Жесткий диск считается одним из основных компонентов компьютерной системы, так как без него система попросту не может работать. Он способен хранить большой объем данных, к которым можно получить доступ в любое время. Однако иногда вы рискуете потерять важные данные, например, если жёсткий диск каким-либо образом повредится. Винчестер может выйти из строя после накопления плохих секторов в течение длительного периода времени или внезапного сбоя. Постепенный отказ жесткого диска трудно обнаружить, так как его симптомы имитируют другие проблемы компьютера, такие как вирусы и вредоносное ПО. Эти симптомы обычно являются повреждением файлов и ухудшением скорости работы ПК.

Неисправности у жесткого диска обычно возникают из-за увеличения числа поврежденных секторов, которые накапливаются с течением времени. Сбой жесткого диска может быть внезапным, полным, постепенным или частичным по своей природе, и в большинстве случаев восстановление данных является единственным решением. Однако восстановление данных никогда нельзя гарантировать с полной уверенностью. В этой статье постараемся ответить на вопрос: возможен ли ремонт неисправного жесткого диска и насколько он целесообразен в различных ситуациях? Итак, при каких же неисправностях возможен ремонт «винчестера»?

Неисправность платы электроники

Обычно данная проблема возникает из-за перебоев с питанием, скачков напряжения и т.д. В 99% случаев можно диагностировать данную неисправность полным отсутствием отклика на подачу питания. HDD не должен раскручивать шпиндель, издавать каких-либо признаков работоспособности вообще, так же при коротком замыкании может сильно греться часть элементов на плате.

Ремонт HDD в данной ситуации возможен. Он может быть элементным, т.е. меняются отдельные элементы на плате электроники, а также плата может быть заменена на аналогичную. Однако, второй вариант ремонта предполагает только восстановление работоспособности диска, но не восстановление данных. Все дело в том, что процесс восстановления данных отличается от процесса ремонта тем, что при извлечении данных аналогичная плата электроники подгоняется по адаптивам к «пациентской банке», а в случае ремонта жесткого диска, наоборот, «банка» подгоняется под плату, соответственно создаются новая служебная информация и пользовательские данные более будут недоступны.

Наличие небольшого количества нечитаемых секторов в пользовательской зоне жесткого диска.

Ремонт жесткого диска в этом случае возможен только, если количество повреждений невелико и их можно скрыть в заводских дефект-листах, либо если нечитаемые сектора появились в определенной области и возможно отрезать часть пользовательской зоны, чтобы предотвратить появление ещё большего количества проблемных зон. Однако, такой ремонт мы считаем допустимым только если данный накопитель будет использоваться не для хранения важных данных. Дело в том, что появление бэд блоков обычно имеет лавинообразный характер и надолго вернуть жизнь «битому» диску очень маловероятно!

Поврежденная служебная зона жесткого диска

Эта проблема начала встречаться достаточно редко в последние годы и тем не менее, бывают случаи, когда создание новой служебной зоны (транслятора, дефект-листов и т.д., приводит к полному возвращению работоспособности накопителя). Иногда для этого требуется запуск полной проверки и создания новой «служебки», иногда лишь небольшие манипуляции, вроде очистки SMART, пересчета транслятора или сдвига служебных зон на небольшие величины. При механических повреждения восстановить работоспособность жесткого диска уже невозможно ни при каких обстоятельствах. Даже при вскрытии гермозоны винчестера в специальных условиях, добиться его нормальной работы практически всегда невозможно. Поэтому, если ваш диск подвергся любому физическому воздействию, с очень большой долей вероятности ремонту диск уже не подлежит, либо он совершенно нецелесообразен, поскольку не может гарантировать его хоть сколько-нибудь нормальной работы.

Поврежденные файлы

Повреждение системных файлов обычно возникает, когда система отключается внезапно, что делает невозможным доступ к вашему жесткому диску и, следовательно, к вашей системе. Некоторые из причин проявления повреждённых файлов включают скачки напряжения, использование вредоносных программ, случайное закрытие запущенной программы и неправильное выключение ПК. Решение, а точнее профилактика предотвращения этой проблемы заключается в том, чтобы закрыть все запущенные программы, прежде чем приступать к выключению компьютера. Кроме того, само выключение компьютера лучше всего производить стандартным способом, а не задерживать кнопку пуск или вообще вытаскивать сетевой кабель из розетки (хотя едва ли кто-то ещё так делает в наше время). В дополнение к этому, вам следует избегать установки вредоносных программ в целом и регулярно проводить проверки и чистить HDD, чтобы никакие нежелательные программы не оставались там надолго.

Вирусы и вредоносное ПО

Компьютерные вирусы и вредоносные программы являются следующим фактором, который может оказать крайне негативное воздействие на работоспособность жёсткого диска. Они заражают систему и повреждают системные файлы, хранящиеся на нём. Они обычно попадают в систему из внешнего источника, например, из Интернета или внешнего накопителя. Атаки этих вирусы и вредоносное ПО изначально направлены больше именно на жесткий диск, а в последствии могут и распространиться на другие компьютеры, если они связанны с заражённой машиной по локальной сети. Обновление операционной системы вашего компьютера является одним из решений подобной проблемы. Более того, еще одним возможным решением является установка и частое обновление качественной антивирусной программы. Этот антивирус будет защищать вашу систему и ваш жесткий диск и следить за тем, чтобы он оставался в безопасности от их угроз. Так что, если данные, хранящиеся на вашем винчестере, представляют для вас огромную ценность, то не стоит экономить на антивирусе.

Производственный брак

Как не странно, этот пункт также нельзя упускать из виду, если вы хотите, чтобы HDD прослужил вам максимально долго и эффективно. Жесткие диски, которые не были протестированы заранее, могут отказать даже после нескольких месяцев использования. Эта проблема встречается в основном у новых жестких дисков. Причина этого чаще всего кроется конечно же в производственном браке, который и приводит к сбою жесткого диска. Лучший способ предотвратить эту проблему – подойти к вопросу о покупке нового жесткого диска максимально внимательно и, при необходимости, прибегнуть к квалифицированной помощи. Крайне важно проверить новый жесткий диск перед его установкой в вашей компьютерной системе, если такая возможность, конечно, имеется. И всё же, никогда нельзя быть на все сто процентов уверенным, что с вашей покупкой такого не произойдёт. Так что, в подобном случае, единственным выходом из ситуации будет возврат и замена.

Перегрев

Перегрев также является одной из наиболее частых проблем, приводящих к неисправности жестких дисков. Если система перегружена, кулер может начать вращаться медленнее, вследствие чего система начинает нагреваться сразу после загрузки. Более того, есть большая вероятность услышать посторонние щелчки, что свидетельствует о перегреве жесткого диска. Причиной этого является отсутствие надлежащей вентиляции или неисправный процессорный кулер, который перегревает систему до такой степени, что жесткий диск начинает разрушаться. Решением проблемы отчасти является правильная установка кулера и обеспечение достаточного охлаждения для жесткого диска. Кроме того, вы можете установить специальную программу, которая будет уведомлять вас о температуре жесткого диска. Если он начнет превышать максимальный предел, выключите компьютер некоторое время и дайте ему остыть, прежде чем возобновлять работу, но в перспективе, естественно, проведите надлежащую диагностику.

Компьютер не может обнаружить жесткий диск или BIOS

Неспособность компьютера обнаруживать BIOS или жесткий диск является следствием нарушений в подаче питания, обеспечиваемым ИБП. Это приводит к тому, что жесткий диск не вращается должным образом, что заставляет ПК не обнаруживать ни BIOS, ни жесткий диск. Лучший способ решить эту проблему – обеспечить правильное функционирование источника питания для аппаратных компонентов ПК, в особенности для жесткого диска. Вы можете сделать это, просто заменив кабель, соединяющий ИБП с компьютером, а также заменить сам бесперебойник на модель более надёжной и проверенной компании.

Неожиданные сбои в работе компьютера

Когда жесткий диск становится слишком старым, он начинает проявлять всевозможные проблемы, которые могут привести к непредвиденным сбоям компьютера. Причина этого в основном заключается в накоплении плохих секторов в течение большого периода времени. По мере того как плохие сектора накапливаются, двигатель и головку чтения/записи винчерстера заклинивает. Если это произойдет, вы начнете слышать скрежет, а файлы и папки начнут внезапно исчезать. Вы можете избежать этого, периодически проводя различные проверки жесткого диска и (опять же) устанавливая антивирусные программы, которые защищают ваш жесткий диск от угрозы вирусов, что может привести к созданию плохих секторов. Более того, замена жесткого диска каждые 3-4 года также является хорошим способом решения этой проблемы.

Человеческий фактор

Ошибки, сделанные пользователем, также оказывают влияние на возникновение неисправностей жёсткого диска. Например, неправильная установка операционной системы, внесение изменений в настройки системного реестра и изменение местоположения системных файлов – это всё весьма распространённые пользовательские ошибки, которые могут нанести необратимый ущерб жесткому диску. Избегайте внесения каких-либо ненужных изменений в параметры системного реестра или изменения расположения системных файлов. Кроме того, убедитесь, что вы правильно устанавливаете операционную систему.

Жесткие диски жизненно важны для правильной работы компьютерной системы. Однако они уязвимы к повреждениям и возникновению проблем, которые могут привести к потере данных, которые были сохранены на них. Однако, принимая необходимые меры предосторожности, вы можете избежать возможных неисправностей жесткого диска. Ниже приведены некоторые советы, которые необходимо запомнить, если вы не хотите потерять свои драгоценные данные:

• Установите хорошую антивирусную программу на свой компьютер и регулярно обновляйте ее.
• Всегда создавайте резервные копии своих данных в отдельном месте.
• Никогда не выключайте компьютер во время работы любой программы.

За помощь в подготовке материала мы благодарим экспертов лаборатории АЙКЭН.

Лучшие программы для диагностики винчестера

Если вы ничего не знаете о состоянии вашего жесткого диска, вы можете попросту не успеть сохранить свои данные, когда настанет критический момент. Вы должны понимать, что любая из возможных неисправностей жесткого диска может застать вас врасплох, и именно поэтому вам необходимо будет знать, когда наступит время для резервного копирования ваших данных. Чтобы следить за состоянием винчестера, особенно если видимых причин каких-либо неполадок не наблюдается, лучше всего установить качественное программное обеспечение для периодической диагностики его состояния. С некоторыми из наиболее популярных программ вы сможете ознакомиться ниже.

CrystalDiskInfo

Это удобная бесплатная программа, которая может контролировать S.M.A.R.T.-атрибуты, и будет отображать основную информация о диске и его температуре. Она поставляется в нескольких версиях, которые включают в себя больше тем и поддержку нескольких языков. Установщик может предложить и другое ПО, поэтому будьте осторожны, так как вы наверняка не захотите попутно установить пару-тройку ненужных программ. Программа использует простой интерфейс, который будет отображать информацию о состоянии S.M.A.R.T.-атрибутов вашего жесткого диска, аппаратных характеристик и температуры. В случае возникновения проблемы вы сможете легко найти ее в списке атрибутов.

HDDScan

HDDScan был создан для поддержки всех типов жестких дисков, независимо от того, кто их производит. Данная программа является портативной, и после загрузки вы сможете запускать её напрямую, не устанавливая. Она может проверять статус S.M.A.R.T.-атрибутов вашего жесткого диска, а помимо этого вы можете получить доступ к более широкому спектру тестов и функций. Она также поддерживает работу с RAID-массивами, что позволяет её проводить тест и для них. Эти тесты включают в себя запись, чтение и стирание информации на HDD. Все проведённые тесты будут добавлены в раздел Test Manager, и автоматически станут в очередь для запуска по завершении.

PassMark DiskCheckup

Это программное обеспечение для тестирования жестких дисков бесплатно для личного использования. Для начала вам нужно будет загрузить небольшой файл размером 2 Мб, и после просто установить программу. В соответствующей вкладке S.M.A.R.T. Info в программе вы увидите текущее состояние и значения атрибутов, такие как время раскрутки пакета дисков, частоту ошибок при чтении данных с диска, ошибки, которые не могли быть восстановлены, используя методы устранения ошибки аппаратными средствами, и другие параметры S.M.A.R.T. Помимо этого программа записывает историю характеристик, наблюдаемых DickCheckup , которые могут использоваться для сравнения в случае их выхода из-под контроля или сбоя. DiskCheckup также может запускать два типа тестов диска: короткий (5 минут) и расширенный (до 45 минут).

HDD Regenerator

HDD Regenerator может помочь обратить вспять некоторые из негативных эффектов, оказанных битыми секторами на ваш жесткий диск. В некоторых случаях он может восстанавливать проблемные области, поэтому в случае успеха вы сможете продолжить привычную работу за компьютером. В других случаях HDD Regenerator по крайней мере дает вам возможность достать важную информацию, прежде чем вам потребуется полностью заменить жесткий диск. Данная программа весьма полезна, поскольку она поддерживает множество различных типов жестких дисков. Разработчики утверждают, что она может восстановить примерно 60% жестких дисков. И хотя это не самый высокий шанс успеха, такой исход всё ещё лучше, чем ничего. Единственный субъективный недостаток заключается в том, что HDD Regenerator может быть немного более сложным для освоения начинающим пользователям.