Дорожки. Сектора. Данные на жестких дисках хранятся на тонких концентрических круговых зонах, называемых дорожками (tracks). На жестком диске размером 3,5 дюйма может быть более тысячи дорожек.
Дорожки представляют собой скорее логическую, чем физическую структуру и устанавливаются при низкоуровневом форматировании жесткого диска. Нумерация дорожек начинается с 0, и дорожка 0, как правило, является ближайшей к внешнему краю диска.
Каждая дорожка разбивается на фрагменты, называемые секторами (sectors), причем все дорожки на диске имеют одинаковое количество секторов. Сектор представляет собой минимальную физическую единицу хранения информации на диске. Каждая дорожка имеет одно и то же количество секторов. Это говорит о том, что на дорожках, расположенных ближе к центру диска, секторы упакованы гораздо плотнее. Когда файл записывается на диск, файловая система выделяет соответствующее количество кластеров для хранения данных файла.
Например, если каждый кластер равен 512 байт, а размер сохраняемого файла составляет 800 байт, то для его хранения будут выделены два кластера. Впоследствии, если вы модифицируете файл таким образом, что он увеличится в размерах, скажем, до 1600 байт, для его сохранения будут дополнительно выделены еще два кластера. [2] 4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИНЧЕСТЕРА (ЕМКОСТЬ, ВРЕМЯ ДОСТУПА К ДАННЫМ, ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВВОДА/ВЫВОДА) Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее время доступа, размер кэш-памяти.
Основными задачами производителей всегда было увеличение объема хранящейся на дисках информации и скорости работы с этой информацией. Как увеличить объем диска? Наиболее очевидным решением является увеличение количества пластин в корпусе жесткого диска. Подобным образом обычно различаются модели в пределах одного модельного ряда. Этот способ является наиболее простым и позволяет на одной и той же элементной базе получать диски различной емкости.
Но у этого способа существуют естественные ограничения: количество дисков не может быть бесконечным. Увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, вероятность брака растет пропорционально количеству пластин, а значит, труднее обеспечить надежность. Технологически более сложный (и более перспективный) метод увеличения объема - увеличение плотности записи информации.
Тут возникает целый ряд технологических проблем. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели IBM). Магнитное покрытие имеет сложную многослойную структуру и покрыто сверху специальным защитным слоем. Размеры частиц магнитного покрытия уменьшаются, а чувствительность их возрастает. Помимо улучшения параметров самих пластин, существенным усовершенствованиям должна подвергнуться система считывания информации. Необходимо уменьшить зазор между головкой и поверхностью пластины, повысить чувствительность головки.
Но и тут законы физики накладывают свои естественные ограничения на предел применения подобных технологий. Ведь размеры магнитных частиц не могут уменьшаться бесконечно. Самый простой способ увеличить скорость считывания - увеличить скорость вращения пластин. По этому пути и пошли конструкторы. Если пластины вращаются с большей скоростью, то за единицу времени под считывающей головкой проходит больше информации. На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации. Именно по этой причине SCSI диски, как правило, обладают большей скоростью вращения.
Так как головка при поиске информации перемещается только поперек диска, она вынуждена "ждать", пока диск повернется и сектор с запрашиваемыми данными окажется доступным для чтения. Это время зависит только от скорости вращения диска и называется временем ожидания информации. Но необходимо понимать, что общее время доступа к информации определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки.
Увеличение скорости вращения диска уменьшает лишь последнее значение. Для уменьшения времени поиска нужной дорожки совершенствуют привод считывающей головки и уменьшают диаметр пластин диска. Почти все современные винчестеры выпускаются с пластинами диаметром 2,5 дюйма. [2] 5.