Предварительное знакомство с технологией жёсткого диска.

 Мало кому доводилось видеть жесткий диск как таковой. В отличие от гибких дисков легко ранимые жесткие диски должны быть постоянно заключены в защитную алюминиевую оболочку.Все,что мы видим-это дисковод жесткого диска-металлический ящик с кое-какой электроникой на нем.Нет простого способа проникнуть внутрь ящика и посмотреть на вращающийся диск. Дисководы можно открывать только в гермозонах,где рабочие носят хирургическую одежду и из воздуха отфильтрована вся пыль. Некоторые типы дисков заключены в съемные пакеты и вставляются в дисковод,но большинство дисков-несъемные.Небольшие дисководы с несъемными дисками изобретены фирмой IBM и прозваны винчестерскими дисками(из-за совпадения кодового номера дисковода с номером модели знаменитого винчестерского ружья).

 Дорожки,секторы и головки. Несмотря на свои внушительные доспехи,жесткий диск не является чем-то драматически отличающимся от скромного гибкого диска.Данные запоминаются в виде намагниченных областей,записываемых на окружностях вокруг центра диска.Каждая из концентрических окружностей представляет собой дорожку,а каждая дорожка делится на равные сегменты,называемые секторами.Головка чтения-записи движется от внешнего края диска к центру,останавливаясь над дорожкой,которая содержит информацию,необходимую компьютеру.Оказавшись в нужном положении,головка ждет,когда нужный сектор окажется под ней при вращении диска,а потом читает или пишет данные по мере прохождения сектора.

 Разница между гибкими и жесткими дисками. Жесткие диски выгодно отличаются от гибких высокой плотностью записи данных на поверхности диска и высокой скоростью работы.В то время как стандартный 360-Кбайт гибкий диск имеет 40 дорожек,жесткие диски того же диаметра могут иметь их более 1000.И они могут упаковывать вчетверо больше данных на одну дорожку.Для таких высоких плотностей данных требуется очень маленькая головка чтения-записи,расположенная очень близко к поверхности диска.Гибкость диска приводила бы к колебаниям поверхности и ударам по головке чтения-записи.Так что диски делаются жесткими,из твердых алюминиевых пластин,покрытых магнитным материалом.

 Жесткие диски славятся также своей скоростью.В то время как гибкий диск в дисководе вращается со скоростьюот 300 до 360 об/мин,скорость большинства жестких дисков равна 3600 об/мин.Кроме того,дисководы жестких дисков перемещают головку чтения-записи от дорожки к дорожке в несколько раз быстрее,чем дисководы гибких дисков.

 Пластины. Для увеличения емкости большинство дисководов жестких дисков на самом деле имеют два или более диска.Диски,которые часто называют пластинами,смонтированы на оси,называемой шпинделем. Все пластины вращаются вместе.Мотор,вращающий пластины,может быть встроен в шпиндель или располагаться под шпинделем.

 Обе стороны пластины содержат данные.Поскольку было бы неразумно обслуживать обе стороны пластины одной головкой чтения-записи, каждая сторона имеет свою головку.Головки смонтированы на каретке в виде гребешка и двигаются вместе.Точность этого механизма поражает.Пластины и головки должны точно перемежаться на каждой дорожке,при этом каждая головка расположена всего в 1/100000 дюйма от поверхности пластины.Эта точная геометрия выдерживается при быстром сновании легких головок над быстро вращающимися пластинами.

 Головки могут находится так близко к пластинам,не касаясь их, поскольку они на самом деле парят над поверхностью на воздушной подушке,образованной вращением диска.Головки медленно набирают высоту при включении дисковода и совершают мягкую посадку при отключении питания и замедлении вращения пластин.При отключенном питании головки лежат на поверхности диска.

 Контроллеры дисков. В комплект большинства дисководов входит плата контроллера,которая вставляется в один из свободных разъемов в компьютере.Когда данные считываются с поверхности диска,они поступают с головок через электронику дисковода в электронику платы контроллера.Как мы увидим позже,не всем жестким дискам необходим отдельный контроллер для посредничества между дисководом и компьютером.Но все дисководы,работающие в IBM PC,AT и некоторых PS/2,требуют наличия какого-либо адаптера,занимающего место на системной плате.

 Данные,посылаемые с поверхности диска на плату контроллера,попадают в буфер-небольшой кусочек памяти,выполняющего роль временного хранилища данных.Когда данные попадают в буфер,плата контроллера посылает сигнал центральному процессору.Сигнал говорит ЦП,что можно начинать пересылку данных в микросхемы оперативной памяти компьютера.

 ПДП. Данные пересылаются одним из двух способов.В компьютерах IBM AT и PS/2 всю работу выполняет непосредственно ЦП.Однако в IBM PC и XT используется прямой доступ к памяти(ПДП).ПДП реализуется специальной микросхемой,которая переносит данные из контроллера в память За один шаг в отличие от двухступенчатой процедуры передачи их сначала в ЦП,а затем в память.PC и XT используют ПДП, поскольку их ЦП не успевает за скоростью передачи данных жестким диском.

 Буферы DOS. Данные попадают в специальные области оперативной памяти(ОП),зарезервированные в качестве буферов DOS.Как мы увидим позже,число буферов может быть установлено пользователем.В каждом буфере размещается один дисковый сектор,который в DOS содержит часть файла размером 512 байт.Как правило,компьютеры,имеющие жесткий диск,работают с 20 буферами.По мере чтения файла его секторы заполняют буферы;когда все буферы оказываются заполненными,очередной сектор передается в буфер,к которому программа обращалась раньше всех остальных,переписывая его содержимое.На заключительном этапе DOS извлекает данные из буферов и раскладывает их по конкретным адресам памяти,запрошенным прикладной программой.

 Запись данных. Когда компьютер пишет данные на диск,все происходит наоборот.Прикладная программа говорит DOS,где в памяти можно найти данные.DOS перемещает их в свои буферы,а затем передает в буфер контроллера жесткого диска.Затем дисковый контроллер начинает запись,указывая сектор,дорожку и сторону пластины,где должны быть помещены данные,и посылая дисководу команды,позиционирующие головку чтения-записи.Затем вступает в дело электроника дисковода,которая внимательно следит за дисковой поверхностью в ожида правидьного момента начала записи.В этот момент головка генерирует поток магнитных импульсов,кодирующих данные вдоль линии на поверхности диска.