refik.in.ua 1

группа 6


1 Загальий розділ

1.1 Призначення портативного вінчестера

Комп’ютерна пам’ять забезпечує підтримку однієї з найважливіших функцій сучасного комп’ютера, - здатність тривалого зберігання інформації центральним процесором і пристрій, що запам'ятовує, є ключовими ланками так званої архітектури фон Неймана, — принципу закладеного в основу більшості сучасних комп'ютерів загального призначення.

Перші комп'ютери використовували пристрої, що запам'ятовують, виключно для зберігання оброблюваних даних. Їхні програми реалізовувалися на апаратному рівні у вигляді жорстких заданих виконуваних послідовностей. Будь-яке перепрограмування вимагало величезного обсягу ручної роботи з підготовки нової документації, перекомутації, перебудови блоків і пристроїв і т. п. Використання архітектури фон Неймана, що передбачає зберігання комп'ютерних програм і даних в загальній пам'яті, корінним чином змінило ситуацію.

Система зберігання інформації в сучасному цифровому комп'ютері заснована на двійковій системі числення, числа, текстова інформація, зображення, звук, відео та інші форми даних представляються у вигляді послідовностей бітових рядків або бінарних чисел, кожне з яких складається зі значень 0 і 1. Це дозволяє комп'ютеру легко маніпулювати ними за умови достатньої ємності системи зберігання. Наприклад, для зберігання невеликої розповіді досить мати пристрій пам'яті загальним обсягом всього лише близько 8 мільйонів бітів (приблизно 1 Мегабайт).

До тепер створено безліч різноманітних пристроїв, призначених для зберігання даних, багато з яких засновано на використанні різноманітних фізичних ефектів.

Універсального рішення не існує, кожне має ті або інші недоліки. Тому комп'ютерні системи зазвичай мають кілька видів систем зберігання, основні властивості яких обумовлюють їх використання і призначення.

Жорсткий диск у комп’ютерному сленгу – «вінчестер», постійний запам’ятовуючий пристрій ЕОМ. Епітет «постійний» означає, що жорсткий диск, на відміну від оперативної пам’яті, продовжує зберігати дані після вимкнення струму.

На відміну від «гнучкого» диску (дискети), інформація в жорсткий дисках записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, покриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокисом хрому – магнітні диски. В жорсткий дисках використовується одна або декілька пластин на одній осі. Зчитувані головки в працюючому режимі не торкаються поверхності пластин завдяки шару потоку повітря, яке створюється біль поверхності при швидкому обертанні. Відстань між головкою та диском становить декілька нанометрів, а відсутність механічного контакту забезпечує довгий строк служби пристрою. При відсутності обертання дисків головки знаходяться біля шпенделя або за межами диска в безпечній зоні, де неможливий їхній нештатний контакт з поверхністю дисків.

Також, на відміну від гнучкого диску, носій інформації зазвичай поєднують з накопичувачем, проводом та блоком електроніки. Також жорсткі диски часто використовують як незнімний носій інформації.

Портативний жорсткий диск (зовнішній жорсткий диск, переносний жорсткий диск) — жорсткий диск, який використовується як додатковий накопичувач (в більшості випадків) і що підключається по зовнішніх інтерфейсах (USB, Firewire, інколи SaТА або SCSI). Схожий на жорсткий диск компактного розміру (формату 2,5; 1,8 дюймів і менше) і спеціальний контроллер, захищені пластмасовим або металевим корпусом.

Живлення здійснюється або через порт (така можливість є в USB і Firewire), або через спеціальний адаптер живлення, що вставляється в побутову мережу. Ємкість дисків складає від 40 Гбайт до 1 Тбайта.

Вага таких пристроїв, наприклад, з 100-гігабайтним 2,5-дюймовим диском, складає близько 150 грам. Крім того, є контейнери, які дозволяють перетворити 3,5-дюймовий (стандартний для настільних систем) або 2,5-дюймовий (стандартний для ноутбуків) жорсткий диск на зовнішній накопичувач тієї ж ємності з інтерфейсом USB (рідше Firewire). Більшість сучасних систем не лише не вимагають жодних драйверів до зовнішніх жорстких дисків з інтерфейсом USB, але і дозволяють використовувати їх як завантажувальні Такі накопичувачі не лише дозволяють з легкістю переносити значні об'єми інформації, але і використовувати записану на них операційну систему на різних комп'ютерах. Існує багато компаній, які займаються виготовленням портативних жорстких дисків.



Рисунок. 1.1 – Портативний жорсткий диск


1.2 Технічні характеристики

Інтерфейс — набір, що складається з ліній зв'язку, сигналів, що посилають по цих лініях, технічних засобів, що підтримують ці лінії, і правил обміну. Сучасні накопичувачі можуть мати інтерфейси АТА (AT Attachment, він же IDE — Integrated Drive Electronic, він же Parallel ATA), (EIDE), Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), SASFireWireUSBSDIO і Fibre Channel.

Ємність  — кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроїв досягає 3072 Гб. На відміну від прийнятої в інформатиці (випадково) системі префіксів, що позначають кратну 1024 величину, виробниками у процесі позначування ємності жорстких дисків використовуються кратні 1000 величини. Так, наприклад , ємність жорсткого диска, маркованого як «200 Гб», насправді становить 186,2 Гб.

Фізичний розмір (форм-фактор) — майже всі сучасні накопичувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір або 3,5, або 2,5 дюйма. Останні частіше застосовують у ноутбуках. Інші поширені формати — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма і 0,85 дюйма.


Час доступу — від 3 до 15 мс, як правило, мінімальним часом відрізняються серверні диски (наприклад, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), максимальним із актуальних — диски для портативних пристроїв (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5).

Швидкість обертання диска — кількість обертів шпинделя за хвилину. Від цього параметра у значній мірі залежать час доступу й швидкість передавання даних. В наш час випускаються вінчестери з такими стандартними швидкостями обертання: 4200, 5400 (ноутбуки), 7200 (персональні комп'ютери), 10 000 і 15 000 об./хв. (сервери і високопродуктивні робочі станції).

Надійність — визначається як середній час наробітку на відмову (Mean Time Between Failures, MTBF). Див. також Технологія SMART. (S.M.A.R.T. (англ.Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технологія оцінки стану жорсткого диска вбудованими апаратурами самодіагностики, а також механізм оцінки часу виходу його з ладу.)

Кількість операцій введення-виведення за секунду — у сучасних дисків це близько 50 оп./сек при довільному доступі до накопичувача й близько 100 оп./сек при послідовному доступі.

Рівень шуму — шум, що відтворює механіка накопичувача під час його роботи. Вказується в децибелах. Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 дб і нижче.

Опірність ударам — опірність накопичувача різким перепадам тиску або ударам вимірюється в одиницях припустимого перевантаження g в увімкненому чи вимкненому стані.

Швидкість передавання даних:

  • Внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с


  • Зовнішня зона диска: від 74,0 до 111,4 Мб/с

Шум складається з шуму обертання шпинделя (в тому числі аеродинамічного) і шуму позиціонування.

Для зниження шуму від твердих дисків застосовують такі методи:

  • Програмний, за допомогою системи, вбудованої в більшість сучасних дисків. Перемикання твердого диска у малошумний режим призводить до зниження продуктивності в середньому на 5-25 %, але робить шум під час роботи практично нечутним.

  • Використання шумопоглинальних пристроїв, закріплення дисків на гумових або силіконових шайбах або навіть повна заміна кріплення на гнучку підвіску.



  • GoFlex Satellite - це насамперед мобільний медіа-бібліотека для користувачів планшетів і смартфонів. У другу, але не в останню чергу - це зовнішній жорсткий диск для комп'ютерів і ноутбуків з швидкодіючим інтерфейсом USB 3.0. На даний момент пристрій випускається тільки ємністю 500 ГБ.

Якщо вам потрібен бездротовий накопичувач для домашньої WiFi-мережі, краще вибрати не Satellite, а щось інше - наприклад, GoFlex Net або GoFlex Home. Або доведеться зануритися в прикладне вивчення Linux і видаленої конфігурації сервісів бездротових мереж. А це явно шлях не для всіх. А от для тих, хто хотів би, їдучи у відрядження або у відпустку, залишити комп'ютер вдома і обходитися тільки планшетом, але при цьому не відчувати себе позбавленим улюбленої музики, фотографій, книг, відеозаписів та кінофільмів, GoFlex Satellite підійде ідеально. Якщо обсяг пам'яті на вашому планшеті або смартфоні не дозволяє взяти з собою все необхідне, а розширення за допомогою карт пам'яті або USB-інтерфейсу виробник не передбачив.За допомогою GoFlex Satellite це проблему можна вирішити легко і елегантно. Не забувайте, що наявність вбудованого акумулятора дозволить цьому жорсткого диску працювати автомномно майже стільки ж, скільки і планшету або смартфону. А все інше час його можна використовувати спільно з комп'ютером або ноутбуком як зручний і швидкодіючий зовнішній HDD.



1.3 Порівняльний аналіз аналогічних пристроїв


Рисунок 1.2 GoFlex Satellite

Технічні характеристики:


  • Інтерфейс USB 3.0, Wi-Fi

  • Ємність накопичувача 500 ГБ

  • Код виробника STBF500200

  • Тип жорсткого диска Зовнішній

  • Форм-фактор 2.5 "

  • Об'єм буфера 8 МБ

  • Швидкість обертання шпинделя 5400 об / хв

  • Тип коннектора живлення USB

  • Фізичні розміри, вага 120 x 90 x 22 мм, 267 г

  • Бездротова потокова передача мультимедійних даних

Поклавши в рюкзак GoFlex Satellite, можна організувати потокову передачу всіх фільмів HD якості на iPad - і все це без поплутаних шнурів і кабелів.

Wi-Fi 802.11 b / g / n забезпечує надійну і стабільну потокову передачу

Захист за допомогою WPA. Діапазон Wi-Fi (до 46 метрів)

Три різних фільми якості HD. Три різних пристрої - все це одночасно

Кожен член сім'ї може отримати бездротовий доступ до сотень фільмів, завантажених у пристрій GoFlex Satellite.

Передача потокового практично на будь-який пристрій з підтримкою Wi-Fi за допомогою веб-браузера або безкоштовних додатків, оптимізованих для пристроїв iPad і Android.

Використовуйте безкоштовний додаток або веб-браузер пристрої для легкого доступу та потокової передачі бібліотеки мультимедійних даних у будь-якій точці.

Передача потокового практично на будь-який пристрій, що підтримує підключення по Wi-Fi і має веб-браузер, в тому числі переносні ПК, більшість смартфонів і планшетних ПК.


Спочатку завантажте бібліотеку мультимедійних даних на мобільний бездротовий пристрій зберігання GoFlex Satellite. Потім зарядіть його за допомогою поставляється в комплекті зарядного пристрою для настінного розетки або автомобіля. Тепер все готово для бездротової потокової передачі мультимедійного вмісту на пристрої з підтримкою Wi-Fi.

Мобільний бездротовий пристрій зберігання даних GoFlex Satellite входить в систему зберігання Seagate GoFlex. Ця інноваційна система дозволяє неймовірно легко модернізувати або змінити інтерфейс пристрою GoFlex Satellite, завдяки чому завжди можна домогтися оптимальної швидкості передачі під час завантаження і синхронізації мультимедійних даних.

Доступно підключення по USB 3.0 для швидкої передачі даних (повна сумісність з USB 2.0)
Інші доступні інтерфейси включають FireWire 800 і eSATA з передачею живлення (продаються окремо)

Захист даних за рахунок повернення внтурішні диска в неробочий стан в разі падіння, завдяки чому пристрій є ідеальним для використання в мобільному середовищі.


Рисунок 1.3 Verbatim 2.5'' Portable Hard Drive USB 2.0 500 GB


  • Ємність: 500 Гб

  • Інтерфейс: USB 2.0

  • Розміри: 135 x 85 x 25 мм

  • Вага виробу: 170 г

  • Об'єм буфера 6 МБ

  • Швидкість обертання шпинделя 5400 об / хв

  • Тип коннектора живлення USB

  • Фізичні розміри, вага 120 x 90 x 22 мм, 267 г

Жорсткий диск Executive є функція USB Turbo Speed, що дозволяє записувати і зчитувати дані на 25% швидше в порівнянні із звичайним інтерфейсом USB 2.0. Завдяки цьому швидкість передачі даних підвищується, а час очікування помітно знижується.


Жорсткий диск поставляється з програмним забезпеченням Verbatim для синхронізації даних, що дозволяє працювати на будь-якому комп'ютері в будь-якій точці світу. Чудово підходить для зберігання даних Microsoft Outlook і Пошти Windows, а також контактів, календарів, файлів, фотографій і відеозаписів, доступ до яких можна отримати в будь-який момент.

Поставляється в комплекті програма Nero BACKITUP 4 Essentials допоможе виконати резервне копіювання даних з жорсткого диска переносного або настільного комп'ютера. Крім того, за допомогою неї можна синхронізувати файли на ПК і виконувати резервне копіювання даних з використанням функцій захисту паролем і шифрування, які забезпечують максимальний захист.

Переносний жорсткий диск з інтерфейсом USB 2.0 вміщається на долоні, а також легкий і зручний у перенесенні. При вазі всього 170 грамів він об'єднує в собі такі якості, як портативність і велика ємність. Жорсткий диск має м'яку прогумовану поверхню чорного кольору і поставляється разом із захисною сумочкою.

Переносний жорсткий диск Verbatim з інтерфейсом USB 2.0 не вимагає зовнішнього джерела живлення. Просто підключіть його до комп'ютера, і він відразу буде готовий до роботи.

GoFlex Satellite має декілька переваг, першою перевагою є можливість передачі даних по wi-fi, другою перевагою є USB 3.0 передача інформації зі швидкістю до 4,8 Гбіт / c. У USB 2.0 була максимальна швидкість передачі на рівні 480 Мбіт / с. Так що потенційно швидкість зросла в 10 разів (при переході з версії 1.1 на 2.0 різниця в швидкості була в 40 разів). Також GoFlex Satellite має більший об’єм буфера.



1.4 Принцип роботи

Кожен жорсткий диск складається з трьох блоків:

  • Перший блок — На першому блоці зберігається вся інформація. 1-й блок являє собою один або декілька скляних або алюмінієвих дисків, вкритих з двох боків магнітним шаром, на який записується інформація.


  • Другий блок — механіка твердого диска. Другий блок забезпечує обертання першого блоку (тобто самих дисків) і точне позиціонування головок зчитування.

  • Третій блок— електронна логіка твердого диска.



Рисунок 1.4 — Конструкція жорсткого диску



Рисунок 1.5 — Конструкція портативного жорсткого диску



Рисунок 1.6 — Вигляд жорсткого диску
Портативні жорсткі диски мають великий об’єм і вони не знаходяться в системному блоці персонального комп’ютера, отже їх можно назвати переносними.

Диск обертається з високою швидкістю, а над магнітною поверхністю знаходиться магнітна голівка на повітряній подушці, яка записує та зчитує біти та байти даних. Корпус портативного жорсткого диску захищений кожухом, знімати який не можна, інакше мікрочастинки пилу які потрапили на елементи диску, можуть з часом вивести його з ладу.



Рисунок 1.7— Конструкція жорсткого диску (без герметичного кожуха)

Щоб дані можна було не тільки записувати на портативний жорсткий диск, а потім ще й прочитати, потрібно точно знати, що і куди було записано. У всіх даних повинна бути своя адреса.

Якщо запам’ятовувати окремо кожну адресу, в якій булі записані байти даних, то зберігати ці адреси стане важче, ніж самі дані. Кожен файл на диску має свою адресу. Якщо нам потрібна якась інформація, комп’ютер знаходить на диску потрібний файл, а потім байт за байтом зчитує із нього дані в оперативну пам’ять, поки він не дійде до кінця файлу.

Щоб у кожного файлу на диску була своя адреса, диск розбивають на доріжки, а доріжки, в свою чергу, розбивають на сектори. Розмір кожного сектору стандартній і рівний 512 байтам. Розбиття диску на доріжки називається форматуванням диску. Його виконують службові програми.


Найперша доріжка магнітного диску (нульова) вважається службовою – там зберігається службова інформація. Наприклад, на цій доріжці зберігається “Таблиця розміщення файлів (FAT - таблиця)”. В цій таблиці комп’ютер запам’ятовує адреси записаних файлів.

Коли нам потрібен якийсь файл, комп’ютер по його імені знаходить в цій таблиці номер доріжки та номер сектора, після чого магнітна голівка переводиться в потрібне положення, файл зчитується і прямує в оперативну пам’ять для обробки.

Якщо таблиця розміщення файлів буде пошкоджена то інформація, яка знаходиться на диску, може бути втрачена. Вона звісно ж залишиться, але до неї не можна буде звернутися. Тому таблиця розміщення файлів для надійності дублюється. У неї є копія, і при любих пошкодженнях комп’ютер сам відновлює цю таблицю. Завдяки цьому з комп’ютером можна працювати роками і не втрачати дані.



Рисунок 1.8— Вигляд доріжок та секторів
Жорсткі диски, як правило, складаються із декількох магнітних дисків. Поверхність кожного диску обслуговується різними голівками.

Чим більше диск та чим менші файли, тим більше їх поміститься. До не давніх пір так і вважали, але в останні роки, коли розміри жорстких дисків стали дуже великими, з розміщенням файлів, як не дивно, з’явились проблеми.

У кожного файлу є своя адреса. Ця адреса записана в таблицю розміщення файлів двобайтним числом, тобто, на запис цієї адреси пішло 16 біт. ЗА допомогою 16 біт можно виразити 216 (65536) різних значень.

Це означає, що файлам на жорсткому диску не може бути виділено більше, ніж 65536 різних адрес (і самих файлів не може бути більше ніж 65536)