b733e4
Научим создавать свои игры, сайты и приложения
Начать учиться

Что такое жесткий диск

Что такое жесткий диск
9.2K

Многие знают об HDD только то, что он хранит данные и сложно устроен. Мы же поговорим о нём немного конкретнее и поможем разобраться, как на самом деле работает жёсткий диск в компьютере. А в конце ответим на ваши вопросы о нём.

Что такое жёсткий диск

Жёсткий диск, или HDD (Hard Disk Drive), или винчестер — это особое запоминающее устройство внутри ПК. Благодаря ему у компьютера есть память, на которой вы можете хранить личные данные, а сам ПК — системные файлы, необходимые для работы.

Память нужна в любом компьютере. В стандартных сборках именно HDD берёт на себя всю нагрузку, но иногда он работает в паре с SSD. Тогда винчестер хранит только пользовательские данные и программы, а SSD — файлы ОС. Такой тандем позволяет компьютеру работать быстрее за счёт большого объёма свободного места.

При этом жёсткий диск в компьютере отвечает за постоянную память. В отличие от ОЗУ, которая хранит данные временно, HDD записывает их надолго, пока пользователь сам не решит удалить их с носителя. Поэтому загруженные фотографии, игры и программы остаются на компьютере даже после того, как вы его выключите.

Из чего состоит жёсткий диск

Если вы когда-либо разбирали компьютер или хотя бы заглядывали внутрь системного блока, то знаете, что HDD представляет собой круглую металлическую пластину внутри прямоугольного корпуса. А если не заглядывали, то картинка ниже поможет понять, как выглядит жёсткий диск.

Внешний вид жёсткого диска

UnImages/Shutterstock.com

Внимательный читатель заметит, что кроме корпуса и пластины в устройстве есть и другие, более мелкие детали. И все они важны, чтобы понять, как именно работает HDD.

Давайте подробнее разберёмся в строении жёсткого диска. Итак, вот из чего состоит HDD:

  • корпус с крышкой — гермоблок, внутри него «живёт» основная часть запчастей винчестера;

  • магнитные пластины — их несколько, и все расположены друг над другом;

  • центральный шпиндель — электродвигатель, который заставляет пластины вращаться;

  • магнитная головка — маленький магнит на конце коромысла, который «бегает» по диску и отвечает за запись/чтение информации на нём;

  • коромысло — металлическая «рука», которая направляет считывающую головку в нужное место диска;

  • привод — особый магнитный блок с катушкой и маленьким шпинделем, которые приводят коромысло в движение;

  • контроллер — плата на обратной стороне корпуса, которая поддерживает постоянную скорость раскрутки дисков, отвечает за синхронизацию с компьютером и за много чего ещё. Это мозг HDD.

Строение жёсткого диска

Конструкция из привода, коромысла и головок — это и есть то, что может считывать и записывать информацию. С платой контроллера их соединяет гибкий шлейф. Именно по нему информация переходит в «мозг» устройства. Там оно обрабатывает все изменения, а потом отражает их в компьютере, на вашем экране.

Получи больше пользы от Skysmart:

Как работает жёсткий диск

Теперь, когда мы поняли, что есть внутри жёсткого магнитного диска, давайте попробуем разобраться в принципе его работы.

Вы уже могли догадаться, что именно на дисках — магнитных пластинах — и хранится вся информация, которую мы записываем на HDD. Их может быть несколько, от их количества зависит объём памяти диска. На каждой из них есть особые круговые пути — дорожки. А в них — более мелкие ячейки, которые называют секторами. Именно в них и записываются данные.

Когда диску нужно считать или записать информацию, шпиндель раскручивает её до 7 200 оборотов в минуту. Магнитная головка движется по дорожке диска и намагничивает или размагничивает его сектора. Так она вносит на них информацию в виде 0 и 1. В идеале данные распределяются по соседним секторам, которые потом будет проще найти.

Но бывает так, что сектора рядом заняты, и поэтому головке приходится искать свободные ячейки в другом месте. Когда она записывает информацию для хранения, то ориентируется на что-то вроде карты: данные, которые показывают, какие ячейки свободны, а какие — заняты. Так головка «бегает» по поверхности диска, чтобы записать или считать информацию.

Это интересно
Может показаться, что головка касается поверхности диска, когда «бегает» по дорожкам. Но на самом деле между ними есть микроскопический зазор. И он гораздо меньше толщины нашего волоса!

Предположим, вы хотите сохранить на компьютере новую игру. Давайте узнаем, как при этом действует HDD.

  1. Вы нажимаете кнопку «Установить» на ПК.

  2. Компьютер отправляет запрос контроллеру винчестера о том, что ему нужно записать информацию.

  3. Плата принимает данные и обрабатывает их.

  4. Диск ищет свободные сектора на пластинах, а привод направляет коромысло и головку к нужным местам.

  5. Головка намагничивает и размагничивает ячейки, чтобы записать информацию в виде двоичного кода.

  6. Диск обновляет свою карту о свободных и занятых секторах.

  7. Плата фиксирует конец записи и сообщает об этом компьютеру.

  8. Вы видите на экране уведомление «Установлено».

На самом деле всё это — сильно упрощённое описание всех процессов при записи. Но наша цель — объяснить их простыми словами, а большего для понимания работы HDD и не нужно.

23.3K

Как устроен компьютерЧитать →

Какие есть виды жёстких магнитных дисков

Мы уже говорили о том, что в HDD может быть разное количество пластин, и от этого зависит память устройства. Так, вы могли догадаться, сами винчестеры бывают разные, и отличаются они по разным критериям. Например, по назначению. Давайте разберём их в таблице ниже.

Виды HDD по назначению

Вид

Чем отличается

Для ноутбуков

У диска небольшой размер, что позволяет ему помещаться на малой площади внутри ноутбука. Формфактор: 2,5 дюйма.

Для ПК

Диск стандартного размера для персональных компьютеров, также используется для систем наблюдения. Формфактор: 3,5 дюйма.

Для серверов

Диски с высокой производительностью и другим типом подключения. Формфактор: 3,5 дюйма.

Внешние жёсткие диски

Накопители, которые подключаются к компьютеру или ноутбуку через внешние порты.

Но это ещё не всё. HDD отличаются и по характеристикам. Например:

  • по объёму памяти: от 300 Гб до 20 Тб;

  • по скорости вращения дисков, т. е. по производительности: от 5 400 до 15 000 оборотов в минуту;

  • по типу подключения: USB (для внешних), SAS, SATA;

  • по объёму памяти для временного хранения данных: от 8 до 512 Мб.

Ответы на частые вопросы

Теперь предлагаем разобраться в том, что пользователям чаще всего интересно узнать о жёстких дисках.

В чём отличие жёсткого диска от других типов хранения данных, таких как флеш-накопители или облачные сервисы?

Само собой, никакой другой накопитель не может заменить внутренний HDD. Но если речь о внешнем жёстком диске, то с ним уже могут конкурировать флеш-карты и облачные хранилища. Давайте сравним их все по разным критериям.

Сравнение накопителей для ПК и ноутбуков

Хранилище

Внешний HDD

Флеш-карта

Облако

Синхронизация с ПК

Есть

Нет

Есть

Зависимость от интернета

Нет

Нет

Есть

Объём памяти

До 20 Тб

До 4 Тб

До 3 Тб для физических лиц

Срок службы

10 лет

10 лет

Бесконечен, если сервис продолжает работать

Лимит на перезапись информации

Нет

До 100 000 000

Нет

Энергопотребление

Больше, чем у флеш-карты

Малое

Нет

Как выбрать подходящий жёсткий диск для своего компьютера или ноутбука?

Итак, вам нужен новый HDD. Чтобы не промахнуться с выбором, заранее определитесь с его характеристиками. Вот на что нужно обратить внимание:

  • Формфактор. Выше мы уже писали: 3,5″ — для ПК, 2,5″ — для ноутбуков.

  • Объём памяти. Стандартный офисный вариант — 1 Тб. Лучше — больше, но без фанатизма. 8 Тб и выше брать невыгодно, если только ваш HDD не для сервера.

  • Скорость. Традиционно считается, что выше скорость = больше производительность. Если у вас нет SSD — это важно. Если твердотельный накопитель есть, и ОС установлена на нём, то не особо.

  • Уровень шума. Критерий кажется незначительным, но, поверьте, лучше выбрать тот, что потише. Желательно до 35 дБ. Сэкономленные нервные клетки скажут вам спасибо.

  • Объём кеш-памяти. Тот же совет, что и для скорости.

  • Интерфейс подключения: SATA 3. SAS — только для серверных HDD.

О производителях — ниже.

Какие производители считаются лучшими в производстве жёстких дисков и почему?

Сегодня на рынке можно встретить диски разных производителей, но не стоит хватать первый попавшийся. У одних компаний продукт хорош, у других — откровенно плох, а у третьих — кот в мешке, как повезёт.

Поэтому советуем ориентироваться на отзывы и личный опыт. А мы расскажем о 3 хороших производителях в таблице ниже.

Лучшие производители HDD

Название

Описание

Western Digital

Однозначный лидер этого мини-топа. Это американский производитель, который специализируется на накопителях. Отзывы и тесты говорят о качестве их продуктов, но и цена у них соответствующая.

Toshiba

Японская компания, которая производит разные типы электроники, включая внутренние и внешние диски. Не догоняет WD по качеству, но и не пугает ценой. Золотая середина.

Hitachi

Ещё один японский производитель. Находится примерно на одном уровне с Toshiba по качеству, но не так популярен у пользователей.

Какие проблемы могут возникнуть при использовании жёсткого диска и как их можно решить?

Случается, что компьютер начинает работать медленнее. Например, дольше открывает программы, сохраняется и т. д. Тогда можно заподозрить фрагментацию данных. Мы уже касались этой темы, когда говорили о принципе работы жёсткого диска.

Напоминаем: магнитная головка ищет на диске не занятые информацией сегменты, когда хочет записать что-то новое. И не всегда эти сегменты находятся рядом друг с другом. Тогда головке приходится заносить данные хаотично. А когда вы захотите обратиться к ним в следующий раз, она будет искать их по разным частям пластины, потому что сегменты далеко друг от друга. И из-за этого компьютер медленнее считывает или записывает информацию.

Чтобы исправить это, важно провести дефрагментацию диска. Это можно сделать с помощью специальной программы, например, «Оптимизация дисков» в Windows. Она перераспределит информацию так, чтобы головке было удобно её считывать.

Но могут возникнуть и другие проблемы. Мы также писали, что головка не касается дорожки диска во время работы. Ей это и не нужно — она работает по принципам магнетизма. Но может случиться так, что головка всё же коснётся пластины. А так как диск крутится с большой скоростью, на его поверхности останется царапина — пропил. Это может произойти, например, если уронить компьютер. Тогда диск испортится.

Кроме того, HDD может сгореть, если резко отключить компьютер от электричества. Или просто выйти из строя из-за износа. Это нормально. В таком случае диск нужно будет поменять. И лучше следить за ним, чтобы сделать это заранее. Так вы успеете перенести данные на новый и не потеряете их.

13.8K

Что такое центральный процессорЧитать →

Сегодня мы поговорили о жёстких дисках: узнали их основное назначение, разобрали устройство и поняли, как всё это работает. Здорово, если эта статья помогла вам узнать нечто новое.

А если вас манит к технике, приложениям и сайтам, советуем не зарывать свой интерес, а вырастить из него будущую профессию. Например, на курсах программирования в Skysmart Pro. Попробуйте вводный урок, даже если пока не знаете, чем хотите заниматься. Мы поможем выбрать подходящий курс и найдём преподавателя, который докажет, что кодить — это увлекательно.

Открыть диалоговое окно с формой по клику
Бесплатный вебинар
Бесплатный вебинар
Бесплатный вебинар
Научиться разработке
Подготовиться к ОГЭ/ЕГЭ
Получите план развития в программировании
  • Поможем с выбором IT-профессии
  • Вместе сделаем первый проект
  • Расскажем, как проходят занятия
Шаг 1 из 2
Шаг 1 из 2
Шаг 2 из 2