More Related Content
What's hot (20)
Similar to Hdd (20)
Hdd
- 1. Hard Disk Drive (HDD) Todorovi Marko III5e
- 2. Uvod Hard disk je memorijski medijum koji slu転i za skladi邸tenje podataka. Mo転e biti interni i eksterni, s tim 邸to je interni rasprostranjeniji i ima mnogo veu primenu.
- 3. Uvod Osnovne karakteristike hard diska su: 1) Direktan pristup podacima; 2) Omoguava veliku brzinu pristupa podacima; 3) Ima veliki kapacitet memorisanja; 4) Ima prihvatljivu cenu za prosenog korisnika; 5) Ima male dimenzije u odnosu na kapacitet; 6) Ima veliku pouzdanost.
- 4. Uvod Na osnovu interfejsa za povezivanje sa matinom ploom, hard diskove mo転emo podeliti na: 1) ATA (Advanced Technology Attachment) 2) SATA (Serial ATA) 3) SCSI (Small Computer System Interface) (SCUZZY) 4) USB (Universal Serial Bus) (za eksterne hard diskove)
- 5. Istorija hard diska Prvi hard diskovi, nastali kao rezultat mnogobrojnih eksperimenata, bili su glomazni i te邸ki za proizvodnju. Zbog toga su istra転ivai, posebno u IBM-u, radili na velikom broju tehnologija i koncepata da bi razvili hard disk koji bi bio upotrebljiv za komercijalnu upotrebu. Hard disk: pre i danas
- 7. Istorija hard diska Prvi pravi hard diskovi su imali glave za itanje i upis koje su bile u kontaktu sa povr邸inom diska, da bi tada dostupna elektronika mogla bolje da oita magnetno polje na povr邸ini diska. Zbog toga su se glave brzo tro邸ile i uz to grebale povr邸inu diska, 邸to je ugro転avalo sigurnost podataka. Kljuni tehnolo邸ki proboj koji je omoguio nastanak modernih hard diskova dogodio se 50-ih godina 20. veka. IBM-ovi in転injeri su itkrili da bi, uz odgovarajui dizajn, glave mogle da se postave iznad povr邸ine diska (da lebde) i da itaju podatke sa diska dok oni prolaze ispod njih. To je re邸ilo poetne probleme i postavilo temelje dana邸nje tehnologije.
- 8. Istorija hard diska Prvi komercijalno dostupan disk, IBM 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control), napravljen je 13. septembra 1956. godine, imao je kapacitet od 5 miliona karaktera (otprilike 5MB, ali sa karakterom du転ine 7, a ne 8 bita) i sastojao se od 50 ploa prenika 24 ina. Gustina zapisa podataka bila je oko 2000 bita po kvadratnom inu, a brzina prenosa podataka je bila tada impresivnih 8800 bajta u sekundi. A danas:
- 9. Karakteristike hard diska U karakteristike hard diska spadaju: 1) Pouzdanost; 2) Performanse diska; 3) Vreme tra転enja (seek time); 4) Latencija (latency); 5) Interna brzina prenosa podataka; 6) Brzina rotacije ploa; 7) Cena.
- 10. Karakteristike hard diska Pouzdanost : Pouzdanost je karakteristika hard diska koja pokazuje koliko e vremena proi do otkazivanja diska, odnosno, koliko e vremena proi izmeu gre邸aka. Meri se u MTBF (mean time between failures srednje vreme izmeu gre邸aka). Izra転ava se jo邸 i preko broja paljenja/ga邸enja (start/stop cycles) koje disk mo転e da izdr転i. Performanse diska: Performanse diska su faktor brzine rada diska. Zavise od brzine rotacije diskova, gustine zapisa podataka i brzine pomeranja glava, kao i elektronika diska i fajl sistem. Na performanse diska najvi邸e utiu vreme pozicioniranja i brzina prenosa podataka.
- 11. Karakteristike hard diska Vreme tra転enja (seek time): Vreme tra転enja je najva転nija od karakteristika pozicioniranja. Predstavlja proseno vreme koje je potrebno da bi se glave pomerile izmeu dve trake na sluajnoj udaljenosti. Latencija (latency): Latencija predstavlja vreme koje je potrebno ploi diska da se glava koja se ve nalazi na odgovarajuoj traci postavi iznad tra転enog sektora. Izra転ava se u milisekundama. Interna brzina prenosa podataka (data transfer rate): Interna brzina prenosa podataka predstavlja brzinu kojom dosk mo転e da 邸alje podatke sa diska ka sistemu. Izra転ava se u MB/s (megabajt u sekundi).
- 12. Karakteristike hard diska Brzina rotacije ploa: Brzina rotacije ploa pokazuje koliko krugova jedna ploa napravi u jedinici vremena. Meri se u RPM (Revolutions Per Minute) Cene hard diskova: Cena hard diska najvi邸e zavisi od interfejsa, tako da su IDE/ATA diskovi dosta jeftiniji od SCSI diskova. U grupi diskova sa istim interfejsom skuplji su oni koji imaju veu brzinu rotacije i samim tim bolje performanse. to se tie cene po megabajtu ona je povoljnija kd diskova veeg kapaciteta.
- 13. Delovi hard diska Delovi hard diska su: 1) Ploe; 2) Magnetne glave; 3) Motor diska; 4) Ruica aktuatora; 5) Osovina aktuatora; 6) Aktuator.
- 14. Delovi hard diska Ploe: Svaki hard disk ima jednu ili vi邸e ploa koje se koriste za sme邸tanje podataka. One se sastoje od dva glavna materijala: supstrata (predstavlja osnovu ploe(nalazi se unutra i daje vrstinu ploi)) i magnetskog medija koji se nalazi spolja i koji se koristi za skladi邸tenje magnetskih impulsa, koji predstavljaju podatke. Materijal za izradu supstrata je naje邸e aluminijumska legura. Meutim, napretkom tehnologije smanjuje se razmak izmeu glava i ploe, a brzina rotacije poveava, pa ploe treba da budu jako glatke, ravne i izdr転ljive. Zbog toga poinju da se koriste i drugi materijali kao 邸to su: stalko, stakleni kompoziti i magnezijumske legure.
- 15. Delovi hard diska Ploe su podeljene na sektore i staze, radi lak邸eg upisivanja i itanja podataka.
- 17. Delovi hard diska Magnetne glave: Glave za itanje i upis predstavljaju interfejs izmeu magnetskog medijuma diska na kome su upisani podaci i elektronskih komponenata koje sainjavaju ostatak hard diska. Zbog toga predstavljaju veoma kritinu komponentu u odreivanju ukupnih performansi diska i predstavljaju jedan od najskupljih delova diska. Konceptualno, hard disk glave su konvertori energije: transformi邸u elektrine signale u magnetske signale i obrnuto. Svaki bit podatka koji treba da se upi邸e je snimljen na ovr邸inu hard diska koristei specijalne metode kodiranja koje prevode nule i jedinice u razne oblike magnetnog fluksa.
- 18. Delovi hard diska Starije, konvencionalne glave rade koristei dva osnovna principa elektromagnetike. Prvi, koji se koristi pri upisu na disk je da se propu邸tanjem elektrine struje kroz namotaje stvara magnetno polje iji smer zavisi od smera proticanja struje kroz namotaje. Drugi, suprotan, princip, koji se koristi za itanje sa diska ka転e da e kroz namotaj u magnetnom polju tei struja odgovarajueg intenziteta i smera. Tehnologija koja se danas koristi predstavlja radikalnu promenu u radu glava hard diska. Novije glave koriste princip magnetorezistivnosti upotrebom specijalnih materijala koji menjaju svoju otpornost kada se podvrgnu razliitim magnetnim poljima.
- 19. Delovi hard diska Upotrebom tih novijih glava omoguene su mnogo vee gustine zapisa jer su mnogo osetljivije, pa se dozvoljavaju slabiji signali 邸to znai da se bitovi podataka mogu postaviti bli転e jedan drugom. Druga velika promena je 邸to se umesto jedne glave sada koriste dve odvojene, jedna za itanje, a druga za upis.
- 20. Delovi hard diska Motor diska: Motor diska slu転i za okretanje podloge na koju su privr邸ene ploe. Akutator: Akutator je elektroniki ureaj koji slu転i za pomeranje ruica glava hard diska.
- 21. Princip rada hard diska Hard disk koristi kru転ne ravne diskove zvane ploe (platters) koji su sa obe strane presvueni specijalnim materijalom (media) dizajniranim da skladi邸ti informacije u magnetskoj formi. Ploe se okreu velikom brzinom pomou specijalnog motora (spindle motor) koji slu転i da okree nosa za koji su privr邸ene ploe. Specijalni elektromagnetni ureaji za itanje i upis koji se zovu glave (heads) postavljene su na klizae (sliders) i slu転e za upisivanje na disk ili itanje sa njega.
- 22. Princip rada hard diska Svi klizai su montirani na nosae (actuator arms) koji su mehaniki spojeni (zajedno se pomeraju) i pozicionirani iznad povr邸ine diska pomou ureaja koji se zove aktuator (actuator). tampana ploa, tj. kontrolerska logika na njoj, kontroli邸e aktivnosti svih komponenata diska i komunicira sa ostatkom raunara. Unutra邸njost diska je izolovana od spolja邸njeg sveta da se ne bi dopustilo da pra邸ina i ostali vidovi kontaminacije dospeju na povr邸inu ploa, jer to mo転e dovesti do trajnog o邸teenja glava ili same povr邸ine diska i time dovesti do gubitka podataka.
- 23. Princip rada hard diska Sledi upro邸eni primer de邸avanja unutar hard diska kada sa njega treba da se oita neka informacija: 1) Pre samog pristupa disku odreuje se na kojoj poziciji na disku se nalazi tra転ena informacija; ovo je zadatak same aplikacije koja tra転i podatak, operativnog sistema, sistemskog BIOS-a i specijalnih drajvera za disk, ukoliko isti postoje 2) Dobijena pozicija iz kroz vi邸e koraka prevoenja prevodi u geometrijsku poziciju na disku izra転enu rednim brojem cilindra, glave i sektora ili apsolutnog rednog broja sektora od poetka diska koji aplikacija 転eli da proita; zahtev se 邸alje disku kroz interfejs hard diska
- 24. Princip rada hard diska 3) Kontrolerska logika hard diska prvo proverava da li je tra転ena informacija mo転da ve u internom baferu hard diska ili u njegovom ke邸u; ako jeste, kontrolerska logika odmah prosleuje informaciju preko hard disk interfejsa do odredi邸ta bez potrebe da ita sa povr邸ine diska; ako tra転eni podatak nije u baferu ili ke邸u, prelazi se na sledei korak 4) Kontroler diska aktivira spindle motor da dovede disk do operacione brzine (ploe diska se u veini sluajeva ve okreu, osim u sluaju kada npr. power management prenosnih raunara zaustavi rotaciju ploa diska kako bi se u邸tedela energija)
- 25. Princip rada hard diska 5) Kontrolerska logika diska interpretira primljenu adresu, analizira je i ako je potrebno sprovodi dodatne korekcije adrese uzev邸i u obzir fizike karakteristike konkretnog diska; broj cilindara odreuje koju stazu na povr邸ini ploe treba da nae i kontrolerska logika daje instrukcije aktuatoru da pomeri glave za itanje i pisanje na odgovarajui cilindar (stazu) 6) Kada glave dou tano do tra転ene pozicije kontrolerska logika aktivira odreenu glavu, koja poinje da oitava brojeve sektora sa tra転ene staze; glava eka dok se ispod nje ne nae odgovarajui sektor i kada se to dogodi proita sadr転aj tog sektora
- 26. Princip rada hard diska 7) Kontrolerska logika diska preusmerava tok informacija iz hard diska u privremeni bafer ili ke邸; kada se sve to zavr邸i, kontrolerska logika 邸alje informacije preko hard disk interfejsa do tra転enog odredi邸ta (naje邸e sistemske memorije) ime je operacija itanja zavr邸ena Proces upisa podataka na hard disk je obrnut.
- 27. Trendovi u industriji hard diskova U industriji hard diskova trendovi su se menjali vremenom i jo邸 uvek se menjaju. Kako je napredovala tehnologija, diskovi su postajali br転i, manji, jeftiniji... Trendovi koji su se menjali mogu se podeliti na: 1) Gustina zapisa; 2) Kapacitet; 3) Brzina rotacije; 4) Dimenzije; 5) Performanse; 6) Pouzdanost; 7) RAID 8) Interfejsi.
- 28. Trendovi u industriji hard diskova Gustina zapisa: Gustina zapisa po ploi hard diska nastavlja da se poveava neverovatnom brzinom i ak prelazi neka optimistika predvianja od pre nekoliko godina. U laboratorijama gustina zapisa po kvadratnom inu prevazilazi cifru od 35Gbit/in2 ,a komercijalno dostupni diskovi imaju kapacitet od 20GB po 3.5 ploi. Ovo predstavlja pobolj邸anje od oko 5 miliona puta od prvog diska! Kapacitet: Kapacitet hard diskova nastavljaju da rastu sve br転im tempom. Od 10MB u 1981. kapacitet je danas dostigao veliine terabajta za komercijalno dostupne hard diskove personalnih raunara.
- 29. Trendovi u industriji hard diskova Brzina rotacije: Brzina rotacije se poveavala i nastavlja da se poveava, a samim tim poveavaju se vreme sluajnog pristupa i brzina sekvencijalnog itanja i upisa. Trenutne brzine rotacije IDE/ATA diskova iznose 7200RPM, a za SCSI diskove 15000RPM! Dimenzije: Diskove velike kao proseno kui邸te zamenjuju diskovi veliine samo par ina, i nastavljaju da se smanjuju.
- 30. Trendovi u industriji hard diskova Performanse: Poveavaju se brzine transfera i pobolj邸ava preciznost pozicioniranja glava, koja omoguava i bolje performanse i vee kapacitete diskova. Pouzdanost: Pouzdanost hard diskova se poveava kako proizvoai usavr邸avaju proces proizvodnje i ugrauju nove tehnologije za pobolj邸anje pouzdanosti, ali se ipak mnogo sporije razvija od gorenavedenih karakteristika.
- 31. Trendovi u industriji hard diskova RAID: Nekada kori邸tena samo kod high-end servera, RAID tehnologija se sada esto sree i na desktop raunarima. Ova tehnologija koristi skladi邸tenje podataka na dva ili vi邸e hard diskova radi vi邸estrukog poveanja performansi i pouzdanosti. Predvia se da e u narednim godinama RAID biti jo邸 邸ire kori邸en ili da e ipak postati standard. Interfejsi: glavni interfejsi za hard diskove su IDE/ATA i SCSI. Oni se neprekidno pobolj邸avaju i prilagoavaju sve br転im diskovima, tako da su aktuelni UltraDMA/100 IDE/ATA interfejs i UltraSCSI/160 SCSI interfejs, a poee da se koristi i novi standard IEEE-1394 Firewire.
- 32. The end