Instruktor: W
tej lekcji porozmawiamy o dyskach
twardych, zwanych również HDD.
Obecnie dyski twarde są formą urządzeń pamięci masowej, a urządzenia
pamięci masowej to po prostu
wszelkiego rodzaju nieulotne urządzenia pamięci masowej,
które mogą przechowywać dane, gdy system jest wyłączony,
na dużą skalę.
Dlatego nazywamy go urządzeniem pamięci masowej.
Ogólnie rzecz biorąc, będą one mierzone nie w megabajtach,
ale w gigabajtach lub terabajtach.
Jeśli chodzi o urządzenia pamięci
masowej, są one ogólnie podzielone na dwa różne typy:
wewnętrzne i zewnętrzne.
Jeśli mamy do czynienia z urządzeniem wewnętrznym,
jest to urządzenie, które zostanie
umieszczone wewnątrz obudowy komputera lub wieży.
Ogólnie rzecz biorąc, będzie to obejmować
takie rzeczy, jak dyski twarde, urządzenia półprzewodnikowe,
napędy optyczne, napędy taśmowe do tworzenia kopii
zapasowych i oldschoolowe napędy dyskietek.
Z drugiej strony mamy
również urządzenia pamięci masowej,
które są uważane za urządzenia zewnętrzne.
Są to rzeczy, które będą
znajdować się poza obudową komputera
i będą podłączone do zewnętrznego
portu w tej obudowie.
Na przykład, możesz mieć zewnętrzny dysk twardy USB
lub dysk eSATA, który możesz
podłączyć i uzyskać dostęp do danych za
pomocą portu na zewnątrz komputera.
Jeśli chodzi o urządzenia pamięci masowej,
generalnie istnieją trzy rozmiary urządzeń.
Mamy 2. 5 cala, dysk 3. 5 cala i
napęd 5. 25-calowy napęd.
2. 5 cala i dysk 3. 5-calowe dyski są zwykle zarezerwowane
dla wewnętrznych dysków twardych i urządzeń półprzewodnikowych, podczas gdy 5-calowe dyski twarde
są zwykle zarezerwowane dla wewnętrznych dysków twardych i urządzeń
półprzewodnikowych. 25-calowa wnęka na dyski
będzie zarezerwowana dla napędów optycznych,
taśmowych napędów kopii
zapasowych i starych napędów dyskietek.
Teraz, w zależności od obudowy,
będziesz mieć określoną liczbę różnych zatok
w różnych rozmiarach.
Jeśli nie masz wystarczającej liczby mniejszych
zatok, zawsze możesz użyć adaptera,
aby umieścić mniejsze urządzenie w większej zatoce.
Na przykład, można zamontować 2. 5 cala na dysk
3. 5 cali, a następnie
umieść go w 3. 5 cali.
W porządku, teraz, gdy rozumiemy
podstawy urządzeń pamięci
masowej, skupmy się na dyskach twardych w pozostałej
części tej lekcji.
Dysk twardy to urządzenie, które przechowuje dane na metalowym
lub szklanym talerzu zakodowanym
za pomocą substancji magnetycznej.
Ta substancja magnetyczna może być następnie
ładowana różnymi prądami elektrycznymi,
aby móc tworzyć na nich dane poprzez przechowywanie
1 i 0 na tej substancji magnetycznej.
Teraz będzie to wykonywane na tych talerzach,
a dostęp do nich będzie uzyskiwany
za pomocą głowicy odczytu/zapisu.
W rzeczywistości jest
on poruszany przez tak zwany mechanizm siłownika.
Jeśli więc myślisz o oldschoolowym odtwarzaczu
płyt, działa on podobnie.
Talerz będzie się obracać,
a gdy chcesz odczytać informacje z tego talerza, musisz
ustawić ramię siłownika w pozycji zapisu, aby podczas przesuwania
się do przodu i do tyłu po talerzu głowica odczytu i zapisu mogła odczytać
różne części dysku.
Z tego powodu, jeśli
dane są przechowywane wewnątrz lub na zewnątrz
dysku, czas wyszukiwania
będzie różny w zależności od
tego, jak daleko siłownik musi
się poruszać i jak bardzo głowica odczytu/zapisu
musi poruszać się w górę i w dół samego
siłownika.
Teraz, gdy spojrzysz
na ten talerz, będzie on logicznie
podzielony na tak zwane ścieżki i sektory.
Ścieżki są zasadniczo jednym okręgiem biegnącym wokół talerza,
a sektory będą fragmentem tej
konkretnej ścieżki.
Teraz każdy z sektorów będzie miał szerokość
około 512 bitów, a każda ze ścieżek będzie miała
inny rozmiar w oparciu o geometrię dysku, która
została utworzona podczas formatowania
niskiego poziomu przeprowadzonego
przez producenta dysku.
Jak więc widać, musimy obrócić
ten talerz, aby móc przesunąć siłownik
i głowicę odczytu/zapisu we właściwe miejsce
w celu odczytania danych.
Nazywa się to wyszukiwaniem lub pobieraniem danych.
Z tego powodu im szybciej
można obracać dyskiem twardym, tym
szybciej można uzyskać dostęp do przechowywanych
na nim danych.
Dlatego też przy zakupie dysku
twardego należy wziąć pod uwagę
jego prędkość mierzoną w obrotach na minutę (RPM), ponieważ
wyższa prędkość zapewni
lepszą wydajność dysku.
Patrząc na dysk twardy,
można zauważyć cztery podstawowe typy
prędkości.
Pierwszy z nich to 5400 obr.
Jest to najwolniejszy model dysków twardych, który
można znaleźć w budżetowych lub
low-endowych stacjach roboczych i komputerach PC.
Drugi z nich znany jest jako 7200 RPM.
Zapewnia nam to szybszą wydajność, a jednocześnie
nie wiąże się z wyjątkowo wysokimi kosztami.
Jest to dobra równowaga
i jest stosowana w większości nowoczesnych komputerów,
gdy kupujesz jeden z dyskiem twardym.
Trzeci z nich znany jest jako 10 000 RPM i tutaj zaczynamy
wchodzić w dyski
o wysokiej wydajności.
Ogólnie rzecz biorąc, będą one
kosztować więcej niż dyski 7200 RPM,
ale zapewniają zwiększoną wydajność
i są często używane w komputerach do
gier, wydajnych komputerach i serwerach.
Na koniec mamy 15 000 obrotów na minutę.
15 000 obrotów na minutę to jedna z najwyższych prędkości obrotowych,
z jakimi można spotkać się w dyskach twardych.
Z tego powodu
ma bardzo wysoką cenę, ale zapewnia
doskonałą wydajność.
Ogólnie rzecz biorąc, nie spotyka się wielu dysków
twardych o prędkości obrotowej 15 000 RPM, a powodem jest to, że zanim
zaczniesz osiągać ten poziom dysku twardego,
możesz kupić urządzenie półprzewodnikowe,
które eliminuje wiele z tych problemów związanych
z czasem wyszukiwania, ponieważ dyski SSD nie mają
ruchomych części, takich jak tradycyjne dyski twarde.
Być może zastanawiasz się,
dlaczego ludzie wolą używać dysków twardych
zamiast urządzeń półprzewodnikowych.
Cóż, głównie sprowadza się to do kosztów, a nie wydajności.
Jeśli chodzi o wydajność,
urządzenia półprzewodnikowe będą o wiele szybsze
niż tradycyjne dyski twarde, ale
dysk twardy jest o wiele tańszy w produkcji.
W ten sposób można uzyskać dysk twardy o znacznie większej pojemności za
tę samą cenę, co urządzenie półprzewodnikowe o bardzo niskiej pojemności.
Na przykład niedawno zainstalowałem urządzenie półprzewodnikowe
w nowym komputerze.
To urządzenie półprzewodnikowe miało rozmiar
2 terabajtów i kosztowało mnie około 250 USD.
Teraz, gdybym zamiast tego użył dysku twardego 7200 RPM, mógłbym
uzyskać dysk o pojemności 12 terabajtów za te same 250 USD, co dałoby mi
sześć razy więcej miejsca na dane.
Wciąż jest więc miejsce dla dysków twardych.
W wielu systemach ludzie umieszczają
oba te elementy i tak właśnie
zrobiłem z moim komputerem.
Zainstalowałem urządzenie półprzewodnikowe, które jest znacznie
szybsze, dla mojego głównego systemu operacyjnego i plików aplikacji, a następnie
zainstalowałem dysk twardy, który był dyskiem
o bardzo dużej pojemności, aby móc przechowywać wszystkie
nadmiarowe pliki, takie jak filmy, które tworzę
na potrzeby takich rzeczy, jak ten kurs, ponieważ są to pliki o
ogromnych rozmiarach i ich przechowywanie zajmuje
dużo miejsca na dysku, a gdybym używał urządzeń półprzewodnikowych do wszystkiego, byłoby to niezwykle
kosztowne.
Przy wyborze dysku twardego
należy więc wziąć pod uwagę rozmiar bufora.
Rozmiar bufora będzie wewnętrznym buforem lub pamięcią podręczną
na dysku twardym, która będzie w
stanie buforować wiele danych w celu zwiększenia
wydajności.
Typowy rozmiar bufora
będzie wynosił od 8 megabajtów do 256 megabajtów, w zależności
od zakupionego dysku.
Jeśli chodzi o rozmiar bufora,
to im większy bufor, tym lepsza wydajność, dlatego
też warto wybrać dysk twardy,
który ma duży rozmiar bufora, jeśli wydajność jest dla
Ciebie głównym zmartwieniem.
Jeśli chodzi o instalację dysku twardego, będziesz
musiał podłączyć go do płyty głównej za
pomocą pewnego rodzaju kabla,
a będzie to zależeć
od formatu płyty głównej, a także wybranego
dysku twardego.
W większości nowoczesnych
systemów do podłączenia dysku
twardego do płyty głównej używany jest
kabel SATA, który może być w wersji
SATA 1, SATA 2 lub SATA 3.
W przypadku korzystania ze złącza
SATA będą używane dwa kable, jeden
z nich to 7-pinowe złącze danych, które jest
kablem w kształcie litery L,
a drugi to 15-pinowy kabel zasilający, który również
jest złączem w kształcie litery L.
Jeśli chodzi o SATA w wersji
1, maksymalna prędkość
wynosi 1. 5 gigabitów na sekundę,
co daje około 150 megabajtów na sekundę przepustowości, lub
można użyć SATA w wersji 2, która ma maksymalną
prędkość 3 gigabitów na sekundę, co przekłada się w przybliżeniu
na około 300 megabajtów na sekundę przepustowości, lub SATA w wersji 3, która jest najnowocześniejszą
i najszybszą wersją SATA, która ma prędkość 6 gigabitów
na sekundę lub około 600 megabajtów na sekundę
przepustowości.
Jeśli pracujesz na starszym
systemie, możesz napotkać interfejs IDE lub
PATA zamiast interfejsu SATA.
W przypadku tych urządzeń należy użyć 40-żyłowego kabla do
transmisji danych, który jest
płaskim kablem taśmowym, aby móc podłączyć
płytę główną do dysku, a następnie
użyć 4-pinowego złącza Molex, aby móc zasilać
ten dysk, lub można użyć 80-żyłowego kabla,
który łączy dane i zasilanie w jednym kablu, jeśli płyta
główna to obsługuje.
Jak już wspomniałem, jest to raczej starszy element,
więc raczej nie zobaczysz go w większości nowoczesnych komputerów,
ale jeśli pracujesz w środowisku
korporacyjnym lub korporacyjnym
i mają jakieś starsze systemy, takie jak krytyczne
serwery lub stacje robocze SCADA, możesz natknąć się
na tego typu interfejs.
Trzecim typem interfejsu, który można
znaleźć na dysku twardym,
jest interfejs SCSI, czyli interfejs małych systemów komputerowych.
Teraz, gdy używasz kabla SCSI, może
on obsługiwać 7 lub 15 urządzeń w łańcuchu kaskadowym, w zależności
od tego, czy używasz wąskiego SCSI, czy szerokiego
SCSI, a każde urządzenie wymaga identyfikatora urządzenia, który jest
ustawiony tak, aby na tym kablu każde urządzenie
wiedziało, jaki jest jego numer od 1 do 7 lub od 1 do 15.
Aby skonfigurować urządzenie
tak, aby wiedziało, jaki numer zostanie
mu przypisany, należy ustawić to za pomocą
zworki lub przełączników
z tyłu urządzenia.
W nowoczesnych systemach
SCSI jest uważane za interfejs o niskiej prędkości, ponieważ
wąskie SCSI może działać
tylko z prędkością 40 megabitów na sekundę, a szerokie SCSI
może działać tylko z prędkością 320 megabitów na sekundę.
Dlatego SATA jest znacznie bardziej popularny
ze względu na wyższe prędkości
i jest używany znacznie częściej niż SCSI w nowoczesnych systemach.
Jak więc widać, dyski
twarde wciąż żyją i mają się dobrze w większości
nowoczesnych komputerów,
ale będą one wykorzystywać SATA
zamiast IDE, PATA lub SCSI.
Kiedy próbujesz
zdecydować, czy użyć urządzenia
półprzewodnikowego, czy
dysku twardego, zwykle sprowadza się to do
trzech czynników: kosztu, wydajności i pojemności.
Wynika to z faktu, że dyski twarde kosztują znacznie mniej
niż urządzenia półprzewodnikowe,
ale mają również mniejszą wydajność niż urządzenia
półprzewodnikowe.
Dużą zaletą korzystania z dysków
twardych w porównaniu z urządzeniami
półprzewodnikowymi jest fakt, że mają one większą pojemność
i zwykle można uzyskać 5, 10, a nawet 15 razy więcej pamięci na dysku twardym
za tę samą cenę, co w przypadku równoważnego
urządzenia półprzewodnikowego.