Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №76»

Реферат

«И как же там всё помещается?»

Выполнил

ученик 2 «а» класса

Кузнецов С.А.

Руководители:

учитель начальных классов

Мирошина Н.Г.

Саратов 2017

Оглавление

Введение        3

Устройство жесткого диска        4

Принцип записи информации        6

Работа жесткого диска на практике        7

Заключение        8

Список литературы        9

Приложение        10

Введение

Однажды, когда мы были у бабушки, я увидел у неё в шкафу видеокассеты, также там было много фотоальбомов и книг, и папа сказал мне что сейчас всё это хранится в компьютере, а для хранения информации в компьютере используются жесткие диски.  И мне стало интересно как же там всё помещается?

Устройство жесткого диска

Жесткий диск — это устройство, на котором в компьютере хранится вся информация, в том числе книги, игры, видео и фотографии. (Рис.1)

Вся информация расположена на пластинах, покрытых магнитным материалом, а сами пластины чаще всего выполнены из алюминия. Рабочими являются обе поверхности каждой пластины. (Рис.2)

Этих пластин в одном диске может быть до 9шт. Все они соединены шпинделем и вращаются с большой скоростью (5400-15000 об/мин). В нашем диске она всего одна и вращается со скоростью 7200 об/мин.

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности пластин. Каждая из дорожек разделена на секторы. Информацию с них считывают и записывают головки чтения/записи. Для лучшего понимания можно представить пластинку граммофона, там используется схожий принцип действия. (Рис.3)

Считывающая головка во время работы диска не касается пластины, а зависает над ней на расстоянии всего около 10 нм. Для сравнения толщина волоса составляет около 100 мкм, что в 10 000 раз больше!

Из-за того, что головка не касается поверхности исключается ее механический износ, а происходит это потому, что при вращении шпинделя создается воздушный поток, который приподнимает считывающую головку над поверхностью пластины и заставляет ее как бы парить.

У вас может возникнуть вопрос — если в рабочем положении головки не касаются поверхности пластин и приподнимаются они только во время работы, то почему они не повреждают магнитную поверхность в момент запуска диска? Дело в том, что пока диск не разогнался до нужной скорости блок головок находится в так называемом парковочном положении. (Рис.4)

Теперь представьте, что будет, если на такой скорости между считывающей головкой и пластиной попадет микроскопическая пылинка. Это приведет к тому, что головка подпрыгнет и ударит диск, что неминуемо приведет к повреждению магнитной поверхности пластины, а значит и информации на ней записанной. (Рис.5)

Для предотвращения попадания чего-либо внутрь, жесткий диск изготавливают в виде герметичного бокса, в который ничего не может попасть из вне. Таким образом электромеханическая часть находится внутри этого бокса, а электроника снаружи.

Электронная плата, которую вы можете видеть в нижней части диска, называется платой контроллера и именно она осуществляет полное управление над механической частью. В ней же находится вся информация о секторах и дорожках. (Рис.6)

Принцип записи информации

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. Записывающая головка намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: 0 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.

Работа жесткого диска на практике

Прочитав про жесткие диски в интернете мне захотелось самому посмотреть, как он работает, и я разобрал жесткий диск (Рис.7)

Внутри все оказалось так, как и было описано в интернете, но мне хотелось посмотреть, как он будет работать и тогда я подключил его к компьютеру и запустил копирование файла с одного раздела жесткого диска на другой. Головка начала бегать по поверхности пластины с огромной скоростью, а когда копирование закончилось она остановилась.

Также мне хотелось убедится, что головка встает в парковочное положение даже при резком отключении питания. Для этого во время работы диска мы выдернули кабель питания из розетки, и головка моментально переместилась в парковочное положение.

Заключение

1. Я узнал, как устроен жесткий диск.
2. На практике увидел его работу в различных задачах (копирование файлов, парковка головки при отключении питания и т.д.) и убедился в правильности прочитанных мной статей.
3. Понял каким образом на диске умещается такой объем информации.

Список литературы

1. http://pc-information-guide.ru/zhestkij-disk/kak-ustroen-zhestkij-disk-kompyutera-hdd.html
2. http://studyport.ru/referaty/tehnika/6373-zhestkie-diski-hdd
3. http://pcsecrets.ru/other/ustrojstvo-i-rabota-pk/video-1-ustrojstvo-zhestkogo-diska.html