Informatika 1 - primjer

Primjer: 

Građeni su od okruglih ploča od magnetski inertnog materijala poput stakla ili legure aluminija koje su premazane feromagnetskim materijalom (1) (Slika 1). Povrh svega je stavljen zaštitni sloj ugljika. Ploče su nataknute na zajedničku osovinu (2) (Slike 1 i 2) oko koje rotiraju velikim brzinama. Najčešće brzine današnjih diskova su 5400 okretaja/min kod većine prijenosnih računala, te 7200 okretaja/min kod većine stolnih računala. Naravno postoje i brži diskovi koji rotiraju brzinama od 10000 okretaja/min i više. Za svaku ploču postoji aktuatorska ruka (3) koju kontrolira mehanizam čvrstog diska (4). Na kraju aktuatorske ruke nalazi se glava za čitanje i pisanje (5) koja pušta odnosno ne pušta el. struju. Aktuatorska ruka zapravo drži glave za ĉitanje i pisanje, te ih pomiče naprijed i natrag do određenog podatka. To može učiniti do 60 puta u sekundi. Kao što smo već naveli, broj glava za ĉitanje i pisanje je dvostruko veći od broja ploča u disku jer svaka ploča ima gornji i donji sloj na koji se zapisuju podaci. Npr. ukoliko disk ima dvije ploče jasno je da će imati četiri glave. Glave zapravo uopće ne dodiruju ploče, već lebde na zračnom jastuku kojeg stvaraju ploče svojom vrtnjom. S obzirom da su ploĉe presvučene tankim slojem feromagnetskog materijala, glava magnetizira mikroskopske dijelove ploča i tako zapisuje binarnu nulu ili jedinicu. Propuštanjem struje kroz zavojnicu elektromagneta se inducira magnetsko polje koje orijentira česticu feromagnetskog materijala u određenom smjeru – zapis binarne nule ili jedinice.

Slika 1. Građa čvrstog diska

Slika 2. Izgled diskova na osovini

Kako bi se na čvrsti disk mogli zapisati podaci, te da bi s njima mogli nešto raditi, postoji potreba za podjelom površine diskova na manja područja koja će se moći adresirati. Drugim riječima, svaki magnetski disk je prije prve upotrebe potrebno formatirati. Formatiranjem diska stvara se datotečni sustav koji dijeli disk na logičke staze (6) (koncentrične kružnice). Jedna ploča diska sadrži preko 400 000 staza na jednoj strani. Više staza istog promjera na različitim pločama nazivamo cilindar. Svaka staza je podijeljena na sektore (7). Sektor je najmanja adresibilna jedinica magnetskog diska, odnosno najmanja jedinica na koju se može zapisati podatak. No, podaci se obično ne zapisuju u sektore nego u tzv. klastere (8) (engl. clusters) odnosno blokove. Klaster čine dva ili više sektora u istoj logičkoj traci i to je minimalna jedinica koju operacijski sustav koristi kako bi zapisao podatak. Veličina klastera ovisi o veličini diska i odabranom datotečnom sustavu. Datotečni sustav je dakle odgovoran za organizaciju podataka na disku.

Osim područja rezerviranog za podatke, na svakoj ploči postoji još jedan dio, tzv. područje slijetanja (9) (engl. landing area) koje služi za tzv. parkiranje glava kada nisu aktivne. O tome kako je zapravo kompleksna operacija zapisivanja ili čitanja podatka s diska govori činjenica da u tom procesu sudjeluje korisnička programska potpora, operacijski sustav koji je usko povezan s datotečnim sustavom, upravljački programi, BIOS, te naposljetku sam mehanizam čvrstog diska koji radnju mora obaviti. Sve naredbe koje disk odnosno aktuatorska ruka mora obaviti dolaze kroz sučelje (10) (engl. interface) i softver čvrstog diska (engl. firmware).

Dobra svojstva magnetskog diska jesu velik kapacitet, postojanost podataka i brzina pristupa, dok su neka od loših svojstava osjetljivost na elektromagnetsko polje i prašinu. Naime, kučište diska u kojem se nalaze ploče, glave za čitanje i pisanje kao i sva druga potrebna elektronika i mehanika je hermetički zatvoreno. O šteti koju bi nanio ulaz prašine dovoljno govori činjenica da je udaljenost glave za čitanje i pisanje od ploče 5000 puta manja od veličine ljudske vlasi (slika 3). Izlaganje elektromagnetskom zračenju može uzrokovati promjenu orijentacija čestica, te samim time gubitak podataka.

Slika 3. Usporedba udaljenosti glave za čitanje i pisanje od ploče