Введение в архитектуру персонального компьютера. Соппа И.В. - 58 стр.

           Глава 3 Дисковая система персональных компьютеров

                             3.1. Технология магнитного диска

       Практически все современные компьютеры в качестве внешних устройств хранения
информации используют накопители на магнитных дисках. Их количество и тип, в принципе, не
регламентируются и определяются фирмой-изготовителем или конфигурацией ПК. По типу
используемого носителя информации различают жесткие (HDD) и гибкие (FDD) магнитные диски.
Жесткий диск или "винчестер", является стационарной частью системы и предназначен для
долговременного хранения информации в ПК, в то время как гибкие диски или дискеты
специально предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой или для
создания архивных копий.
       Современные дискеты представляют собой магнитный диск из эластичного пружинящего
материала или алюминиевой пластины размером соответственно 5,25 или 3,5 дюйма. Обе стороны
диска покрыты тонким слоем ферромагнитного материала, а сам диск размещается в специальном
защитном конверте. В накопителе на жестком диске корпус полностью герметичен и защищает
поверхность диска от любого проникновения на нее даже мельчайших частичек пыли. Все
механизмы дисковода – диски, головки и двигатели также находятся внутри этого корпуса. Диск
представляет собой круглую алюминиевую пластину с идеально ровной поверхностью. Обе
стороны пластины покрыты тонким слоем магнитного носителя. Существуют две разновидности
покрытия: оксидное и металлизированное. Оксидное – представляет собой ровный слой оксида
железа, который в виде ферролака наносится на рабочую поверхность диска. Наличие
связывающего вещества (лака) делает такое покрытие достаточно толстым с низкой упаковкой
ферромагнитного материала.
       Металлизированное покрытие формируют нанесением чистого на алюминиевую основу
методом напыления. В современных моделях накопителей применяют диски покрытые слоем
кобальта толщиной около десяти микрон. Благодаря металлизированным поверхностям диски с
напыленным покрытием более долговечны, обладают большей информационной емкостью и
обеспечивают более надежное хранение информации. Накопители с оксидным покрытием,
напротив, имеют тенденцию к выкрашиванию ферромагнитных частичек в процессе работы.
       Дисководы жестких дисков имеют скорость вращения круглых пластин около 3600 об/мин,
в результате этого головки парят над его поверхностью благодаря воздушной подушке,
образованной быстрым вращением диска. Головки медленно набирают высоту при включении
дисковода и совершают мягкую посадку при его выключении.
       Для увеличения информационной емкости дисковода на жестких дисках имеют не один, а
два и более дисков (пластин), которые смонтированы на единой оси (шпинделе) и вращаются
совместно. Каждая сторона пластины имеет свою магнитную головку, которые смонтированы на
единой каретке в форме гребешка и передвигаются синхронно. Пластины, стороны и головки
нумеруются в порядке возрастания, начиная с нуля.
       Физически ровная поверхность диска (как жесткого, так и гибкого) логически разбивается
на сектора и дорожки. Каждая из концентрических окружностей представляет собой дорожку, а
каждая дорожка делится на равные сегменты, называемых секторами. Совокупность одноименных
дорожек на всех пластинах дисковода образует цилиндр.
       При первом после включения компьютера обращении к диску головки записи/чтения
движутся от внешнего края диска к центру, т.е. в порядке возрастания номера дорожки. Этим
движением управляют позиционеры с шаговым двигателем или соленоидальные позиционеры с
линейным двигателем. Позиционеры с шаговым двигателем преобразуют угловые шаги вращения
двигателя в линейные перемещения головки с помощью шаговой ленты. Каждый шаг механизма
перемещает головку на одну дорожку.
       Соленоидальные позиционеры с линейным двигателем используют соленоид
(электромагнит с движущимся якорем) для "втягивания" головок к центру диска. Головки
смонтированы на пружинном шарнире, с помощью которого осуществляется возвращение головок
в исходное положение. Позиционирование головок на поверхности диска осуществляется