Аппаратные средства персональных компьютеров
все про компьютерное железо
|
Конструкция винчестера
За несколько десятилетий развития технологии жестких дисков основные принципы их работы практически не изменились. А почти все усилия разработчиков были направлены на повышение плотности записи информации и ускорение доступа к произвольным блокам данных на дисках. Поэтому, рассматривая изображения винчестеров в книгах прошлых лет, вы найдете весьма мало внешних отличий старых винчестеров от новых. Все новинки лежат в схемотехнике контроллеров, управляющих вращением дисков и перемещением головок, а также в совершенствовании ферромагнитного слоя и способов чтения/записи. На рис. показаны винчестеры со снятыми верхними защитными крышками. Почти весь объем в корпусе занимает пакет дисков, жестко закрепленный на валу ведущего двигателя. Сам же двигатель плоский, имеет высоту около сантиметра и крепится на дне корпуса. Количество дисков может быть от одного до десятка, но сегодня чаще всего используют 1, 2 или 3 диска. Заметим, что на одной поверхности диска (пластине) в современном винчестере можно записать от 10 до 80 Гбайт данных. Поэтому судить об объеме винчестера по количеству установленных в нем дисков нельзя. ![]() Для чтения и записи данных в винчестерах используют плавающие на воздушной подушке магнитные головки. Зазор между магнитным слоем и головкой составляет десятые доли микрон. Для перемещения головок используется электромагнит (ранее использовался шаговый двигатель), а для отслеживания местоположения применяется автоматическая система регулирования, которая по магнитным меткам на поверхности опорного диска позиционирует головки в нужном месте. Для синхронизации может использоваться как целая сторона одного диска (отсюда нечетное количество плоскостей в геометрии винчестера), так и метки между секторами на диске с пользовательскими данными. При остановке вращения дисков во время выключения компьютера или винчестера головки автоматически возвращаются ближе к центру диска (парковка головок, Landing Zone, L-Zone), где есть специально отведенное место для "мягкой посадки" головок, правда, в настоящее время головки опускаются не на поверхность дисков, а на специальный кронштейн. Обычно для автоматической парковки, например в случае аварийного выключения питания, используется пружина, которая возвращает головки в нейтральное положение, она же, вместе с электромагнитом, создает систему перемещения головок. ![]() Конструкция современных магнитных головок винчестеров мало похожа на головки магнитофонов и старых винчестеров. Для чтения данных используется магниторезистивный принцип, когда сопротивление полупроводниковой пленки, из которой сделана головка чтения, меняется в зависимости от напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнитного диска. А вот для записи данных используют старый принцип — несколько витков провода на магнитном сердечнике. Вся электроника, предназначенная для управления двигателем привода дисков и электромагнитом головок, а также для чтения и записи данных, располагается на небольшой печатной плате, укрепленной снаружи корпуса. С внутренними элементами она соединяется посредством одного или двух малогабаритных разъемов (часто используется плоский печатный кабель с несколькими десятками проводников различной ширины). ![]() Для применения стандартного винчестера в качестве внешнего применяют специальные боксы (Mobile Rack), внутрь которых устанавливается винчестер, а в 5-дюймовом отсеке компьютера монтируются переходные разъемы, укрепленные на специальных направляющих. Пример такого бокса показан на рис. 9.14. Но следует помнить, что при переноске винчестера даже со стола на стол он подвергается ударам и вибрации, которые могут привести к потере юстировки головок, что вызовет невозможность чтения данных, хранящихся на винчестере. Поэтому в качестве сменного винчестера лучше использовать специальные модели, тем более, что выпускаются внешние винчестеры с интерфейсом USB. ![]() Для крепления винчестера в корпусе компьютера используют либо 4 боковых отверстия с резьбой, либо аналогичные, но находящиеся на нижней части корпуса. При креплении винчестера следует применять укороченные винты, чтобы при их закручивании не задеть контактов на печатной плате контроллера или не вызвать ее смещение, т. к. одно или два боковых отверстия почти всегда находятся в плоскости крепления печатной платы. Следует помнить, что винчестер должен устанавливаться в корпусе компьютера горизонтально или вертикально по любой плоскости. Резкое перемещение работающего винчестера из-за возникающего при этом гироскопического эффекта может привести к разрушению внутренних механических узлов и повреждению магнитных головок и поверхности дисков. |
|