KarbosGuide.dk. Modul 4b2.

Harddiske


  • Harddiskens fysik
  • Diskens plader
  • Næste side
  • Forrige side

  • Harddiskens fysik

    Top

    Lidt om harddiskens fysiske opbygning.

    Læse/skrive-hoveder

    Alle harddiske består af tynde magnetplader, der roterer ret hurtigt i en lufttæt metalkasse. Data skrives og læses aflæse/skrive-hoveder , der opsamler bits fra magnetbelægningen, der suser forbi under dem. På tegningen herunder ses en harddisk med tre plader. Den har seks læsehoveder, som alle følges ad i en synkron bevægelse.

    Actuators

    Armene, der fører læse/skrivehoverne bevæger sig altså ind og ud som pickup-armen på en gammeldags grammofon. Typisk vil der være måske 6 arme (actuatorser det engelske udtryk for dem) med hver sit læse/skrivehoved, som det også er tegnet herunder. Harddisken kan kun læse fra ét af hovederne ad gangen, og alle 6 arme følges ad i bevægelserne ind og ud over skiverne.

    Selve læse/skrivehovedet består af en lille magnetstang, der er omviklet en spole. Magneten ender i et C-formet hoved, som befinder sig over harddiskpladens spor, som roterer nedenunder det. Hovedets udformning sikrer, at det svæver på en lille luftpude henover magnetpladen.

    Når pladen bevæger sig under læse/skrivehovedet, kan det enten læse eksisterende data eller skrive ny:

  • Hvis der sendes strøm ind i spolen, vil der dannes magnetisme i hovedet, og denne magnetisme vil ordne de små magneter i sporet. I så fald skrives der data.

  • Hvis hovedet bevæges henover sporet (uden strømtilførsel), vil det opsamle den magnetiske kraft fra pladen. Denne magnetisme vil inducere en strøm i spolen, og denne "strøm" indeholder sporets data.

    Læse/skrivehovederne er langt den dyreste del af harddisken. De er utroligt små, og svæver kun en milliontedel af en centimeter over pladen! Når harddisken slukkes, parkeres hovederne i et bestemt område, så de ikke beskadiges ved transport.


    Domæner

    Top

    Selve bitsene ligger gemt i mikroskopisk små magnetlommer (kaldet domæner) i pladen. De skrives efter følgende princip:

  • Når polariteten vender, er der tale om et 1-tal.

  • Når polariteten er uændret, betyder det tallet 0.

    Det giver følgende eksempel, hvis vi ser magneterne fra højre mod venstre:


    Magnetpladerne

    Magnetpladerne er typisk lavet af aluminium, men fra år 2000 af har IBM anvendt der glasplader. Glas kan blive glattere end aluminium, og på den måde kan læse/skrivehovederne komme tættere på overfladen.

    Oven på pladen er der en ultrafin folie af magnetisk belægning. Belægningen bliver mere og mere tæt pakket med magneter. Det gæler om at mase tusindvis af spor (ringe) ned pr. tomme plade. På en diskette er der 135. Jo mindre sporene bliver, jo mere kapacitet, kan der være på pladerne. Men samtidig bliver de signaler, som læse/skrivehovedet skal arbejde med svagere og svagere. Derfor prøver man at få læse/skrivehovedet endnu tættere på pladen, som så skal være endnu mere glat osv.

    En anden finesse er, at sporene yderst på disken kan indeholde meget mere data end i de inderste. De er jo meget længere. Før i tiden lod man alle spor indeholde lige mange sektorer, selvom det ikke var særligt effektivt. I moderne diske bruges en teknologi kaldet Multiple Zone Recording, som gør at der typisk er dobbelt så mange sektorer (120) i pladens yderste spor som i det inderste.

    Der skrives i lag

    Da harddisken typisk rummer tre plader med i alt 6 læse/skrive-hoveder, arbejder man med begrebetcylindre . Læse/skrive-hovederne følges jo ad, og derfor skrives data opad og nedad, fra plade til plade. Én fil kan altså sagtens ligge spredt ud på alle seks pladesider. Lad os antage, at skrivningen starter i spor 112 på den første plade. Det skrives ud, hvorefter skrivningen fortsætter i spor 112 - bare fra læse/skrivehoved nummer 2. Så fortsættes til nummer 3, 4, 5 og 6. Først derefter rykkes der videre til spor 113.

    En cylinder består i dette tilfælde af seks spor. Fx består cylinder nummer 114 af spor nummer 114 på alle seks pladesider.


  • Næste side
  • Forrige side


    Videre studier...

    Top

    Læs om harddiskopsætning i modul 5b.

    Læs også om Modul 4d om MO-drev.

    Læs Modul 4e om tapestreamers (som ikke er drev).

    Læs Modul 5b om EIDE mv.

    Læs Modul 5c om SCSI.

    Læs Modul 6a om filsystemer.


    Copyright (c) 1996-2011 by Michael B. Karbo.