Лидер, Кеннет Хотон, обнаружил в знаменитой винтовке 30-30 постоянство. А именно, патроны для этой винтовки имели маркировку 30-30, где первая цифра указывала на размер калибра в дюймах (0,30 — 7,62 см), а вторая — на вес пороха в зернах (не опечатка, а указание веса), которым был заряжен патрон (30 зерен — это примерно 1,94 грамма).
Что такое жесткий диск — устройство и характеристики
Был открыт жесткий диск
Жесткие диски, также называемые HDD (Hard Disk Drive) или винчестерами, существуют уже более 60 лет и используются в персональных компьютерах с середины 1980-х годов (хотя в последние годы во многих продуктах их заменила флэш-память). Жесткий диск — это устройство, которое обеспечивает огромную емкость информации и позволяет хранить файлы, фильмы, фотографии, музыку и текстовые документы. Здесь также устанавливаются операционная система и программное обеспечение компьютера. Итак, как работает жесткий диск и что он делает? Давайте посмотрим поближе!
Содержание
Как хранить информацию с помощью магнетизма
Наука о магнетизме сложна. Но если вы когда-нибудь играли с магнитом и гвоздями, вы знаете, что технология — наука на практике — очень проста. Железные гвозди на самом деле не магнитятся, но если потереть их магнитом туда-сюда, можно сделать их магнитными, чтобы они слипались. Магнетизм имеет несколько простых практических применений. На складах металлолома, например, электромагниты (огромные магниты, которые можно включать и выключать с помощью электричества) используются для сбора и перемещения куч металлолома.
У магнетизма есть еще одно очень важное применение. Предположим, вы хотите оставить сообщение для друга, и все, что у вас есть, это магнит и немагнитный железный гвоздь. Предположим, что сообщение очень простое: либо вы встречаетесь со своим другом в конце дня, либо нет. Вы можете договориться со своим другом, что положите гвоздь в его почтовый ящик. Если он намагничен, вы увидите их позже; если гвоздь не намагничен, вы их не увидите. Ваш друг приходит домой из школы и находит гвоздь на коврике. Он берет его на кухонный стол и дотрагивается до скрепки. Если гвоздь намагничен, он прилипнет к нему. Это довольно странный способ оставить сообщение, но он показывает нечто очень важное: магнетизм может быть использован для хранения информации.
Если в вашем компьютере установлен жесткий диск емкостью 20 гигабайт (Гб), это все равно что ящик с 160 миллиардами маленьких железных гвоздей, каждый из которых может хранить крошечный фрагмент информации, называемый битом. Бит — это двоичная цифра — либо ноль, либо единица. В компьютерах числа хранятся не как десятичные числа (основание 10), а как схемы двоичных цифр. Например, десятичное число 382 хранится как двоичное число 101111110. Буквы и другие символы также могут храниться в виде двоичных чисел. Например, компьютеры хранят заглавную букву A как десятичное число 65 или как двоичное число 1000001. Предположим, вы хотите хранить в компьютере число 1000001 в этом большом ящике с железными гвоздями. Вам нужно найти набор из семи неиспользуемых гвоздей. Вы намагничиваете первый (чтобы сохранить 1), следующие пять оставляете ненамагниченными (чтобы сохранить пять нулей) и намагничиваете последний (чтобы сохранить 1).
Как работает жесткий диск
Магнитный диск жесткого диска
В жестком диске вашего компьютера нет железных гвоздей. Есть только большой блестящий круглый «диск» магнитного материала, разделенный на миллиарды крошечных областей. Каждая из этих областей может быть независимо намагничена (для хранения 1) или размагничена (для хранения 0). Магнетизм используется в компьютерных хранилищах данных, поскольку он сохраняет информацию даже при отключении электричества. Если вы намагнитите ручку, она останется намагниченной до тех пор, пока вы ее не размагнитите. Аналогичным образом, электронная информация (или данные), хранящаяся на жестком диске компьютера, остается намагниченной даже при выключении питания.
Что входит в состав жесткого диска?
Жесткий диск состоит из нескольких основных частей. Имеется одна или несколько блестящих серебряных тарелок или «блинов», на которых магнитно хранится информация. Имеется устройство размещения (актуатор), которое перемещает крошечный магнит, называемый головкой чтения-записи, вперед-назад по пластинам для записи или чтения информации. Существует электронная схема, которая управляет всем и действует как связующее звено между жестким диском и остальной частью компьютера.
Конструкция жесткого диска
- Привод, который перемещает рычаг чтения-записи. В старых жестких дисках приводами служили шаговые двигатели. В отличие от них, в большинстве современных жестких дисков используются простые электромагниты. Они позиционируют манипулятор для чтения-записи быстрее, точнее и надежнее, чем шаговые двигатели, и менее чувствительны к таким проблемам, как колебания температуры.
- Привод поворачивает головку взад и вперед на диске.
- Центральный вал заставляет «блины» вращаться с высокой скоростью.
- Магнитный диск хранит информацию в двоичном формате.
- Разъемы соединяют жесткий диск с платой компьютера.
- Головка чтения-записи представляет собой небольшой магнит на конце держателя.
- Печатная схема в нижней части управляет потоком данных, поступающих на карту.
- Гибкий разъем передает данные с печатной платы на головку и на магнитный диск.
- Небольшой вал позволяет позиционеру перемещаться вдоль доски.
Пластины — самые важные части жесткого диска. Как следует из названия, это диски из твердого материала, такого как керамика или алюминий, покрытые тонким слоем металла, который может намагничиваться или размагничиваться. Маленький жесткий диск обычно имеет только один диск, но каждая сторона имеет магнитное покрытие. Большие диски имеют несколько пластин, установленных на центральной оси с небольшим зазором между ними. Жесткие диски вращаются со скоростью до 15 000 оборотов в минуту (об/мин), поэтому головки чтения и записи могут получить доступ к любой части диска.
Каждая пластина имеет две головки, одна для чтения сверху и одна для чтения снизу, поэтому для жесткого диска с пятью пластинами (например) потребуется десять отдельных головок. Головки прикреплены к рычагу с электрическим управлением, который перемещается от центра диска к внешнему краю и обратно. Для уменьшения износа они не касаются диска, а парят над ним. При запуске сначала вращаются шпиндель и диск, и только после создания потока воздуха, необходимого для левитации, головки начинают двигаться.
Жесткие диски состоят из намагниченных металлических или стеклянных пластин, которые вращаются со скоростью от 5 400 до 15 000 оборотов в минуту. Чем быстрее вращается магнитный диск, тем быстрее компьютер получает доступ к информации на нем.
Теория происхождения названия «Винчестер»
Я уже слышу вопрос: «Тогда почему они называют его жестким диском? Это пистолет!» Что общего между носителем информации и ружьем? Дело в том, что печально известная компания IBM выпустила жесткий диск, модель 3340, в 1973 году, но он был назван «30-30», что означало два диска по 30 мегабайт каждый.
Лидер, Кеннет Хотон, обнаружил в знаменитой винтовке 30-30 постоянство. А именно, патроны для этой винтовки имели маркировку 30-30, где первая цифра указывала на размер калибра в дюймах (0,30 — 7,62 см), а вторая — на вес пороха в зернах (не опечатка, а указание веса), которым был заряжен патрон (30 зерен — это примерно 1,94 грамма).
Для простоты было решено использовать это название в качестве сленгового. Правда, американцы больше не используют этот сленг, да и у нас он не вышел из моды, хотя вы можете чаще слышать его в сокращении «screw».
Устройство жесткого диска
Снаружи устройство выглядит как небольшая прямоугольная коробка, но внутри находится несколько магнитных дисков на одном шпинделе, похожем на CD. И, конечно, есть некая считывающая головка, которая проходит по этим магнитным дискам и считывает всю информацию. Конечно, есть и другие компоненты, но я думаю, что важны именно детали.
А принцип его работы похож на пикап, за исключением того, что считывающее устройство не имеет иглы и не касается магнитных дисков, хотя расстояние между ними ничтожно мало.
Основные арактеристики жесткого диска
Объем
Объем жесткого диска определяет, сколько информации вы можете на нем хранить. Со временем объем памяти на новых жестких дисках увеличивается, потому что в этом есть реальная потребность. Если на моем первом компьютере было 40 ГБ, и мне этого было достаточно, то теперь на моем компьютере 2000 ГБ, и половина из них заполнена. Конечно, некоторые из них можно удалить без слез).
Но есть одна хитрость. Производители указывают объем, например, 500 ГБ, но когда вы подключаете жесткий диск к компьютеру, вы видите гораздо меньшую емкость, около 476 ГБ. Куда же делись лишние 24 ГБ? Ну, это довольно просто.
Производитель округляет значения в большую сторону, например, 1 ГБ равен 1000 МБ, 1 МБ равен 1000 КБ и так далее. Итак, они продают вам жесткий диск объемом 500 миллионов байт, и если вы разделите это на 1000, а затем еще на 1000, то получите 500 ГБ.
Но в конечном итоге 1 ГБ содержит не 1000, а 1024 МБ, так же как 1 МБ содержит не 1000, а 1024 КБ. В итоге у вас есть 500 миллионов, разделенные на 1024, затем еще 1024, и у вас есть 476 ГБ и одна копейка. На жестком диске емкостью 2 терабайта сжирается около 140 ГБ. Неплохо, правда? В любом случае, теперь вы знаете.
Скорость вращения
Производительность жесткого диска также зависит от скорости вращения шпинделя. И чем выше скорость, тем быстрее диск, но тем больше энергии он требует и тем больше вероятность его выхода из строя.
В ноутбуках и внешних жестких дисках обычно используется скорость 5400 об/мин, так как для этих устройств она действительно имеет больше смысла. Скорость передачи данных ниже, но вероятность сбоя ниже.
В большинстве настольных компьютеров установлены жесткие диски с частотой вращения 7200 оборотов в минуту. Это реальное преимущество, поскольку настольные компьютеры обычно имеют более мощное оборудование, способное развивать такую скорость. Кроме того, компьютер всегда подключен к сети, поэтому недостатка в электроэнергии нет.
Есть и другие скорости, даже 15000, но я не буду их здесь перечислять.
Интерфейс подключения
И, конечно, жесткие диски постоянно совершенствуются, и даже их слоты меняются. Давайте посмотрим на соединения.
IDE (ATA/PATA) — это так называемый параллельный интерфейс со скоростью передачи данных до 133 МБ/с. Однако сегодня этот интерфейс устарел, и жесткие диски с таким подключением больше не производятся.
SATA — последовательный, более современный интерфейс, пришедший на смену IDE. В настоящее время стандарт имеет три версии с разной скоростью передачи данных: SATA 1 до 150 МБ/с, SATA 2 до 300 МБ/с, SATA 3 до 600 МБ/с.
USB — этот стандарт относится к внешним портативным жестким дискам, которые могут быть подключены к компьютеру через USB и работать без проблем. Он хорош тем, что его можно отключить в любой момент, не выключая компьютер.
Ударопрочность — это способность жесткого диска выдерживать сильные удары и резкие изменения давления. Он измеряется в единицах сопротивления перегрузке и анализируется, когда привод включен или выключен. Чем выше ударопрочность, тем лучше. Это особенно актуально для ноутбуков и портативных жестких дисков.
Скорость
Разница в скорости между SSD и HDD огромна. Даже недорогой твердотельный накопитель может читать со скоростью до 500 МБ/с и записывать со скоростью до 250 МБ/с. У жестких дисков премиум-класса производительность такая же — не более 125 МБ/с, что в 2-4 раза медленнее. Разница еще больше для твердотельных накопителей среднего класса. Игровой твердотельный накопитель ADATA Gammix S5 записывает данные со скоростью 1 400 МБ/с, что в 11,2 раза больше, чем у накопителя из нашего примера. Он гораздо лучше использует преимущества мощного аппаратного обеспечения ПК, передавая информацию в оперативную память и центральный процессор для более быстрой обработки. Модели премиум-класса записывают со скоростью до 3 000 МБ/с, что в 24 раза больше информации.
На практике вы можете определить разницу в скорости между SSD и HDD без установки диагностического приложения типа SSD Scope или Acronis. Операционная система загружается в 15-20 раз быстрее, за 5-10 секунд вместо полутора минут. Приложения и игры загружаются примерно в 5 раз быстрее, а копирование и передача файлов занимает гораздо меньше времени.
Надёжность
Разница между SSD и HDD заметна при непрерывной работе в течение нескольких часов при высокой нагрузке, например, при анализе баз данных, круглосуточной видеозаписи или хостинге веб-сайтов. Жесткие диски не имеют ограничений по объему записываемых данных — теоретически они могут работать бесконечно долго. На практике все зависит от срока службы механических частей: от 5 до 10 лет для потребительских моделей, от 10 до 25 лет для профессиональных моделей. Хорошим примером является жесткий диск SkyHawk Surveillance компании Seagate, который специально разработан для систем наблюдения. Она служит годами и круглосуточно считывает данные с 64 HD-камер одновременно.
Что касается твердотельных накопителей, то разница между жестким диском и SSD не в пользу последнего. Они имеют очень ограниченный срок службы — вы можете перезаписать информацию до 200-500 раз. Если вы используете компьютер максимально интенсивно каждый день, твердотельный накопитель следует заменить через 2-3 года. При небольшом использовании диск может прослужить до 10-15 лет. Существуют также профессиональные твердотельные накопители, рассчитанные на 10 000-50 000 полных циклов записи. Они используются для самых требовательных приложений, таких как хранение баз данных с тысячами одновременных пользователей. Но эти модели стоят в десятки и сотни раз дороже.
Экономичность
Разница между SSD и HDD также становится очевидной при установке накопителя в ноутбук. По сравнению с жесткими дисками модели SSD потребляют в 5-10 раз меньше энергии, всего 0,1-0,5 Вт против 3-5 Вт. Это увеличивает время автономной работы в среднем на 1-1,5 часа. Твердотельный накопитель Transcend MTS820 автоматически переходит в режим ожидания, если он не используется более 2 минут. В этом режиме он в 100 раз экономичнее жесткого диска — вы можете работать с ноутбуком целый день, не ища розетку. И каждый раз, когда вы что-то делаете, он включается в течение 0,5 секунды.
Когда вы работаете над важными проектами, разница между жестким диском и твердотельным накопителем может сыграть решающую роль. Случайно удаленные данные оставляют след на магнитном слое жесткого диска. Если он обнаружен в течение 1-2 дней, его можно восстановить в 70-80% случаев. Как только транзисторы твердотельного накопителя умирают, данные безвозвратно теряются — восстановить их невозможно.
Что это такое? Что он делает? Как он выглядит и где его можно найти на системном диске? Как вы его выбираете? Видите интересный вопрос выше? Усаживайтесь поудобнее, сейчас вы получите ответы на все вопросы!
Что такое внешний жесткий диск?
Внешний жесткий диск — это жесткий диск, который не встроен в компьютер. Это портативное устройство, которое можно подключить к любому компьютеру для доступа к хранящимся на нем данным. Если внутренние жесткие диски подключаются непосредственно к материнской плате компьютера и хранят данные операционной системы, программные платформы, драйверы, используемые вами программы и ваши файлы, то внешние жесткие диски используются в основном для хранения личных файлов.
Жесткий диск компьютера можно извлечь и обновить, но это непростая задача, поэтому многие люди используют внешние жесткие диски, когда на компьютере заканчивается место.
Сегодня внешние жесткие диски могут хранить до 20 ТБ данных — более чем в миллион раз больше, чем первый жесткий диск в 1956 г. Такая емкость в сочетании с портативностью и доступностью сделала внешние жесткие диски лучшим решением для расширения объема памяти компьютера до появления облачных хранилищ.
Недостатки внешних жестких дисков для хранения данных
По сравнению с использованием внутренней памяти компьютера внешние жесткие диски являются практичным решением, но они связаны с определенными рисками и ограничениями, которые необходимо учитывать.
Как внутренние, так и внешние жесткие диски подвержены риску потери данных. Это может быть вызвано нарушением безопасности из-за вредоносных программ или вирусов, а также повреждением и ухудшением состояния из-за физических причин, таких как чрезмерный солнечный свет или высокая температура, попадание жидкости, пыли или помех от других магнитных полей.
Множество сложных подвижных деталей, составляющих жесткий диск, делают его особенно уязвимым к повреждениям, особенно если вы носите его с собой. Если жесткий диск поврежден, возможно, удастся восстановить данные, хранящиеся на магнитных дисках, но это сложно и, скорее всего, недешево. Жесткий диск — один из самых уязвимых внутренних компонентов компьютера из-за его подвижных частей.
Кроме того, обычный жесткий диск не имеет пароля или шифрования, поэтому в случае его потери или кражи ваши личные данные могут оказаться под угрозой.
Многие внешние жесткие диски поддерживают только определенные операционные системы или только одну операционную систему одновременно. Если у вас есть MacBook и ПК с Windows, жесткий диск может не поддерживать чтение и запись на обоих устройствах, что может раздражать, если вы используете диск для передачи файлов с одного устройства на другое. Многие жесткие диски необходимо перенастраивать для записи в другую операционную систему, что приводит к потере всех данных.
Использование облачного хранилища вместо жестких дисков
Появление облачных хранилищ позволило не зависеть от ограничений и рисков, связанных с жесткими дисками. Облачные решения стали безопасной и экономически эффективной альтернативой другим формам хранения данных. Хранение файла в облаке означает, что он хранится в Интернете и не занимает места на вашем устройстве.
Dropbox предлагает хранение до 3 ТБ в личном аккаунте практически для всех типов файлов и неограниченное хранение для аккаунтов Dropbox Business Advanced и Enterprise.
Вместо того чтобы покупать дополнительные внешние диски, когда они заполняются, можно просто расширить облачное хранилище, которое не требует физического места для хранения. Когда вы храните файлы на разных внешних жестких дисках, нужный файл очень трудно найти. С облачным хранилищем вы можете хранить все свои файлы в одном месте. Вы можете легко искать их и получать к ним доступ с любого устройства, подключенного к сети. Внешние жесткие диски обычно подключаются к компьютеру через USB, поэтому их можно подключать только к определенным устройствам, в то время как доступ к облачному хранилищу можно получить не только с ПК и ноутбуков, но и с планшетов и смартфонов. Если вы хотите перенести содержимое, хранящееся на внешних дисках, в облако, используйте резервные копии внешних дисков — вы сможете получить доступ к своим файлам из любого места.
Dropbox использует серверы, размещенные в центрах обработки данных по всему миру. Вы не сможете случайно уронить облако и уничтожить находящиеся на нем файлы, как это можно сделать с внешним жестким диском, поскольку все данные оцифрованы и надежно защищены. В Dropbox файлы хранятся в зашифрованном, защищенном месте, откуда украсть информацию гораздо сложнее, чем с обычного жесткого диска.
Dropbox — это безопасное и гибкое решение для резервного копирования и хранения файлов, которое экономит место на вашем компьютере и позволяет избежать хлопот и рисков, связанных с хранением важных данных на внешних жестких дисках.
