накопитель на жестком диске плотность записи Способы кодирования данных Частотная модуляция Форматирование дисков Зонная запись Форматирование высокого уровня Температурная нестабильность Характеристики накопителей Парковка головок Интерфейсы накопителей на жестких дисках Кабели питания

Average Linear Read/Write Speed — средняя скорость линейного чтения/за­писи данных. При диагностике обычно приходится иметь дело со скоростью чтения, так как проверка при записи зачастую приводит к потере информа­ции на диске. Этот параметр является важнейшей характеристикой жесткого диска.

Способы кодирования данных

Запись и воспроизведение данных с магнитного носителя, в принципе, являются аналоговыми процессами. Правда, при низкой плотности упаковки битов вдоль дорожки записи можно без особого ущерба пользоваться "цифровым приближением", т.е. участки с постоянной остаточной намагниченностью считать достаточно протяженными, а зоны смены знака — пренебрежимо узкими. По мере увеличения плотности записи размеры зон смены знака и участков с постоянной намагниченностью становятся сопоставимыми друг с другом, и выходной сигнал с головки записи/воспроизведения делается, если можно так выразиться, все более и более "аналоговым" (собственно говоря, он всегда таковым и является, но при низкой плотности записи над этим можно было не задумываться). Длительности выбросов и участков "плато" сигнала воспроизведения делаются соизмеримыми, и отличить их друг от друга становится довольно сложно.

Чтобы оптимальным образом расположить импульсы в сигнале записи, используются специальные устройства — шифраторы, которые преобразуют последовательность двоичных данных в электрические сигналы, оптимизированные с точки зрения размещения зон смены знака на дорожке записи. Обычно эти устройства бывают двунаправленными, т.е. в процессе считывания выполняют функцию восстановления двоичной последовательности из сигнала, поступившего с усилителя воспроизведения. За прошедшие годы было разработано несколько методов кодирования данных, и главной целью их разработчиков было достижение максимальной эффективности и надежности записи и считывания информации.

При любом способе обмена двоичной информацией особое значение имеет синхронизация приемника и передатчика. В данном случае это относится к процессу считывания, когда в качестве передатчика выступает магнитный носитель, а приемника — последующие устройства. Для достоверного воспроизведения данных перепады выходного сигнала усилителя воспроизведения должны быть строго привязаны к некоторой синхронизирующей последовательности импульсов, в противном случае неизбежны потери и искажение информации. Когда такая проблема возникает, возможны два пути ее решения. Во-первых, синхронизировать работу двух устройств можно путем передачи специального сигнала синхронизации по отдельной линии связи. Применительно к дисководам это означает, что, наряду с информационным, на носитель должен быть записан отдельный синхронизирующий сигнал, который при считывании должен воспроизводиться отдельной головкой. По такому пути пошли при разработке магнитооптических дисков — правда, сигнал синхронизации записан на диске постоянно, и не магнитным, а оптическим способом. Считы-вается он с помощью лазерных датчиков (см. гл. 16). Во-вторых, можно объединить сигнал синхронизации с полезным сигналом и передавать их вместе по одной линии. Именно в этом и заключается идея большинства способов кодирования данных.

Если данные и синхросигнал передаются по одному каналу, то можно осуществить их взаимную временную привязку при передаче между любыми двумя устройствами. Простейший способ сделать это — взять каждый бит передаваемой информации "в скобки", т.е. перед передачей ячейки данных посылать в линию связи синхронизирующий сигнал. Применительно к магнитным носителям это означает, что, например, ячейка, содержащая один бит информации, должна начинаться с зоны смены знака, которая выполняет роль заголовка. Затем следует (или не следует) переход — в зависимости от значения "полезного" бита. Заканчивается рассматриваемая ячейка еще одной зоной смены знака, которая одновременно является стартовой для следующей ячейки (в данном случае автором описан так называемый код Manchester II, а точнее — его классический вариант). Достоинством этого метода является то, что синхронизация не нарушается даже при воспроизведении длинных цепочек нулей (или единиц). Беда лишь в том, что дополнительные зоны смены знака, которые нужны только для синхронизации, занимают место на диске, которое могло бы быть использовано для записи данных.

Так как количество зон смены знака, которое можно записать на диске, ограничено возможностями технологий производства носителей и головок, инженеры при разработке дисковых накопителей стараются изобрести такие способы кодирования данных, с помощью которых можно было бы "втиснуть" наибольшее количество битов данных в минимальное количество зон смены знака. При этом приходится учитывать то неизбежное обстоятельство, что часть из них все равно будет использована только для синхронизации.

Хотя самых разнообразных методов было изобретено великое множество, на сегодняшний день реально используются только три из них:частотная модуляция (FM — Frequency Modulation), mfm и RLL.

Современный жесткий диск занимает исключительное положение в составе компьютера. Любой другой элемент ПК, ноутбука или сервера можено безболезненно заменить без существенного нарушения работоспособности и состояния системы. Выход со строя HDD влечет за собой потерю информации, необходимость переустановки ОС и всего программного обеспечения, что по своей значимости часто превосходит потерю самого жесткого диска как устройства.

Расчет характеристик надежности Надежность информационных систем Типовые примеры и их решения Контроллеры и накопители на жестких дисках