Pevný disk – fyzická struktura 1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, 272 01 Kladno, www.1kspa.cz Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0292 Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_HWD-12-09 Tematický celek (sada): Hardware Téma (název) materiálu: Pevný disk – fyzická struktura Předmět: Ročník / Obor studia: První a druhý / Informační technologie Autor / datum vytvoření: Kateřina Ipserová, DiS. / 22.07.2012 Anotace: Materiál slouží k výkladnu nové látky na téma: Pevný disk – fyzická struktura Metodický pokyn: Materiál slouží k prezentaci popřípadě samostudiu Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Pevný disk – fyzická struktura Magnetická paměť Uchování dat s nimiž CPU momentálně nepracuje, ale může si je načíst Při vypnutí PC jsou data uložena v paměti Části disku: Médium pro uložení dat Magnetické hlavy (čtení a zápis) Mechanika pro pohyb raménka s hlavou Motorek točící diskem Elektronika řídící práci disku Rozhraní disku pro připojení k základní desce

Fyzická struktura disku Rozdělení na stopy, sektory a cylindry. Řadič čísluje stopy a sektory Hlavy zapisují a čtou data. Proces magnetické dělení disku = fyzické formátování Umístění hlav je na jednom rameni (stejná stopa na každém povrchu - cylindr). Sektor – nejmenší adresovatelná jednotka disku (512 B) Adresa sektoru – číslo stopy (cylindru) + číslo povrchu + číslo sektoru. sektor stopy

Rychlost disku Přístupová doba Rychlost na vyhledání dat Součet dvou časů: doby vystavení a doba čekání Doba vystavení Pohyb hlavy nad určitou stopou Zápis a čtení po cylindrech nikoli po stopách Doba čekání Dotočení správného sektoru pod hlavu Technická hodnota je ½ otáčky disku Čím větší otáčky tím větší nutnost chlazení Cache paměť Vyrovnávací paměť Načítání dat z disku a přenesení na sběrnici

Rychlost otáček Plotny se rychle otáčí (počet otáček za minutu) V běžných discích plotny rotují rychlostí 7200 ot./min. Vyšší třída disků 10 000 ot./min. Serverové disky i 15 000 ot./min. Zelené disky – je přednější nižší spotřeba, nižší teplota, nižší hluk na úkon výkonu je počet otáček jen 5 400 za min. (HTPC)

Kapacita a kódování dat Je nejdůležitějším kritériem disku První počítače pevný disk vůbec neměly Spodní hranice kapacity 80 GB horní kapacita disků až TB Kapacita disků roste velkou rychlostí Kódování dat Při čtení dipóly (přestavující jednotlivé bity) rotují pod magnetickou hlavou a vyvolávají v ní elektrické napětí Algoritmy úspěšného zápisu na disk: MFM RLL PRML

Spolehlivost disku MTBF (Mean Time Between Failures) Vystižení poruchovosti disku Je výsledkem simulovaného stárnutí Doba v hodinách Např. 1 000 000 hod = 117 let S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) Umožňující předvídat selhání disku Každá vlastnost má definovaný rozsah hodnot SW upozorní uživatele

Řadič pevných disků Řídící centrum disku Úkoly řadiče: Správné vystavení hlav (proto dělení na stopy a sektory) Organizace vlastního zápisu a čtení Spolu se sběrnicí zajišťuje přenos dat mezi diskem a CPU Typy řadičů EIDE (ATA) SATA SCSI

EIDE Inovace staršího typu IDE. Dlouho nejrozšířenější řadič (paralelní rozhraní). Řadič součástí disku. Na desce dva konektory EIDE (na každý lze připojit 2 zařízení). Spojení datovým kabelem. EIDE nahrazováno SATA pro DVD Pro CD mechaniky zůstává standard IEDE

Připojení disku EIDE k desce Na desce dva konektory Primární Sekundární Lze připojit na každý kanál dvě zařízení (HD, CD, DVD) Master (rychlejší) Slave (pomalejší) Jumperuje se propojkami

SATA Jednodušší pouze připojení datového a napájecího kabelu bez propojek Běžná výbava dnešních PC (sériové rozhraní) Jeden výstup k jednomu zařízení Délka datového kabelu max. 1 m Při instalaci nutný externí ovládač (Windows neznají) Dle rychlosti 1 (1.5 Gb/s) 2 (3 Gb/s) 3 (6 Gb/s)

SCSI Přezdívka „skazi“ Rychlejší řešení než EIDE Řetězení příkazů (více zařízení pracuje současně) Do sběrnicového slotu - přídavná karta = hostitelský adapter Od adaptéru vede datový kabel propojující jednotlivá SCSI zařízení Možná instalace interních a externích zařízení (HD, skenery, tiskárny) Každé SCSI zařízení je identifikováno originálním čísle (ID) Hostitelský adaptér mívá ID 7 Lze připojit 7 nebo 15 zařízení

SSD disky Solid-state drive Datové médium, které na rozdíl od magnetických disků neobsahuje pohyblivé mechanické části a má mnohem menší spotřebu elektrické energie SSD disky byly a jsou vyráběny s perspektivou, že postupně nahradí pevné disky Používají stejné rozhraní SATA, pro vyšší přenosové rychlosti PCI Express, popřípadě ATA v rozhraní ExpressCard, apod. (tj. stejný konektor i typ komunikace). Výhody - lehčí, nižší spotřeba, nižší čas na alokaci dat, dosahují vyšší přenosovou rychlost, nevydávají hluk atd. Nevýhody - Flash pamět mají omezenou životnost maximálním počtem zápisů do stejného místa,který je výrazně nižší, než u klasických pevných disků

Použité zdroje RJT. Wikipedie.cz [online]. 13.11.2004 [cit. 22.07.2012]. Dostupný pod licencí Creative commons na WWW http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/49/Hdd_od_srodka.jpg?uselang=cs RJT. maturita.cz [online]. [cit. 22.07.2012]. Dostupný pod licencí neuvedena na WWW http://matura.cz/pocitace/pevne_disky.htm EN:USER:BERKUT. wikipedie.cz [online]. 12.10.2005 [cit. 22.07.2012]. Dostupný pod licencí Free Software Foundation na WWW http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/SATA_ports.jpg?uselang=cs USER SMIAL ON DE.WIKIPEDIA. wikipedie.cz [online]. 09.08.2006 [cit. 22.07.2012]. Dostupný pod licencí Free Software Foundation na WWW http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Adapter_scsi-sca_%28smial%29.jpg?uselang=cs HORÁK, Jaroslav. Hardware učebnice pro pokročilé. Brno: Computer Press, a.s., 2007, ISBN 978-80-251-1741-5. Pokud není uvedena citace, jsou obrázky vlastní tvorby Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu.