Počítače X - HDD Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T.G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí

Počítače X – HDD FAT je zkratka anglického názvu File Allocation Table. Jedná se o tabulku obsahující informace o obsazení disku v souborovém systému vytvořeným pro DOS. Zároveň se tak označuje zmíněný souborový systém. FAT je jednoduchý souborový systém, proto je podporován prakticky všemi operačními systémy. Určitě ho podporují MS-DOS, FreeDOS, OS/2, Linux, FreeBSD a BeOS. Kvůli jednoduchosti a rozšíření je velmi často používán na výměnných médiích, jako je disketa (zde se používá verze FAT12), USB flash disk nebo IOMEGA ZIP disk (pozor, na CD se nepoužívá). FAT16 V roce 1983 Microsoft vydal další verzi s podporou podadresářů a používající 16 bitů na adresaci clusteru. Cluster mohl být tvořen jedním nebo více sektory (pouze mocniny dvou), maximálně ovšem 64 (velikost 32 KiB). Při jednosektorovém clusteru tak byla maximální možná velikost logického disku 32 MiB, při maximálním 2 GiB (Dodatečné rozšíření u Windows NT/2000/XP a EDR-DOSu: 64 KiB velikost clusteru, logického disku až 4 GiB). Tato verze se obvykle nazývá FAT16 s tím, že verzi s 12 bity (ovšem s doplněnou podporou podadresářů) se říká FAT12.

Počítače X – HDD FAT32 V roce 1997 vyšla verze nazývaná FAT32. Přináší 32bitové adresy clusterů, kde číslo alokační jednotky využívá 28 bitů. Tím se zvyšuje limit velikosti diskového oddílu na 8 TiB pro 32 kiB cluster (228×32 kiB) a velikost souborů na 4 GiB (přesně 232−1 bajtů), takže není vhodný pro ukládání velkých souborů, jako jsou obrazy DVD, velké soubory s videem a podobně. Limitem jsou však i další omezení, která je nutno vzít v úvahu. Systém DOS využívá pro čtení disku BIOS, takže jejich limitem je adresace CHS s hranicí 32 GiB (uplatňuje se v prostředí DOSu nebo při startu Windows 95 a 98). Omezení LBA adresace je až do specifikace ATA 66 omezeno hranicí 128 GiB (tj. možností komunikace přes starší verzi IDE rozhraní s PATA kabelem). Vadný nástroj scandisk ve Windows 95 a 98 nepracuje s oddíly většími než 128 GiB a tyto verze Windows obsahují též vadný nástroj fdisk, který nepracuje správně s oddíly většími, než 64 GiB. Opravený nástroj fdisk je k dispozi, avšak neumožňuje vytvářet oddíly větší než 512 GiB. Nativní podpora pro 32bitové systémy je obsažena ve Windows 2000 a novějších (včetně Windows XP), které tak umožňují číst a zapisovat na libovolně velký oddíl s FAT32. Záměrně však obsahují nástroj, který umožňuje naformátovat pouze oddíl s maximální velikostí 32 GiB (stejný limit uplatňuje také instalační program), protože Microsoft považuje tak velké souborové systémy FAT za pomalé a neefektivní. Větší existující oddíly však mohou být bez problému naformátovány jinými programy.

Počítače X – HDD NTFS (New Technology File System) Vlastnosti: je souborový systém vyvinutý společnostmi IBM a Microsoft, který jej poprvé zavedl ve svém operačním systému Windows NT. Vlastnosti: NTFS byl navržen jako nativní souborový systém pro Windows NT a (zejména oproti zastaralému file systému FAT) obsahoval spoustu novinek: * žurnálování – všechny zápisy na disk se zároveň zaznamenávají do speciálního souboru, tzv. žurnálu. Pokud uprostřed zápisu systém havaruje, je následně možné podle záznamů všechny rozpracované operace dokončit nebo anulovat a tím systém souborů opět uvést do konzistentního stavu. * access control list – podpora pro přidělování práv k souborům * kompresi na úrovni souborového systému * šifrování (EFS - Encrypting File System) umožňuje chránit data uživatele na úrovni souborového systému a je transparentní. * diskové kvóty umožňují nastavit maximálně využitelné místo na diskovém oddíle, pro konkrétního uživatele. Do diskové kvóty se nezapočítávají komprimované soubory, ale jejich reálná velikost. * dlouhá jména souborů (ve FAT původně nebyla a ve Windows 95 je bylo třeba doplňovat značně komplikovaným způsobem) * pevné a symbolické linky – odkazy na soubory na úrovni filesystémů, známé z operačních systému UNIX. Windows pro editaci tohoto typu odkazů nemají standardní uživatelské rozhraní, ale umí je interpretovat a také je používají (Distribuovaný systém souborů na Windows server 2003 apod.).

Počítače X – HDD Oddíly NTFS pravidelně a poměrně často defragmentovat. Tuto skutečnost si mnoho uživatelů neuvědomuje a pak se jen diví, proč jsou u nich diskové operace nepříjemně pomalé!

Počítače X – HDD Rozhraní pevných disků Přenosové módy SATA ATA=IDE Pro připojení pevných disků k počítači jsou používána různá rozhraní. V osobních počítačích je dnes nejrozšířenější ATA (Advanced Technology Attachment, což je v podstatě synonymum názvu IDE Integrated Drive Electronics), které se někdy pro odlišení od SATA nazývá PATA - „paralelní ATA“. ATA rozhraní je relativně jednoduché, a tedy i levné. ATA rozhraní má max. teoretickou přenosovou rychlost okolo 1Gb/s = 133MB/s, což je při jednom připojeném disku dostačující, protože pevný disk obvykle dokáže vysílat data pouze rychlostí 640Mb/s = 80MB/s. Na jeden ATA kabel se ovšem dají připojit disky dva a pak se již přenosová rychlost ATA stává úzkým hrdlem. Přenosové módy SATA Přenosový mód Standard Přenosová rychlost SATA 1 SATA (SATA/150) 150 MB/s SATA 2 SATA II (SATA/300) 300 MB/s SATA 3 SATA III (SATA/600) 600 MB/s Pro dosažení vyššího výkonu (především počtu operací za sekundu) používá rozhraní SCSI (čti [skazi], zkratka Small Computer System Interface) především pro servrové stanice.

Počítače X – HDD ATA Advanced Technology Attachment (ATA) je standardní počítačová sběrnice pro připojování zařízení k uchovávání dat, jako jsou pevné disky nebo CD-ROM. Pro standard existuje řada synonym nebo téměř synonym jako IDE nebo ATAPI. Po zavedení standardu Serial ATA byl původní ATA přejmenován na Paralellel ATA(PATA). ATA se dále rozvíjelo až do podoby ATAPI7, kde koncové PI znamenné Packet Interface, což představuje přenos dat do HDD po blocích = Packetech. Poslední verze ATAPI, umožňuje až 133MB/s. Dnes již vytlačena SATA (sériové) připojením. ATA se někdy označuje taky jako PATA (paralelní).

Počítače X – HDD SATA eSATA (externí SATA) Serial ATA (SATA) je počítačová sběrnice využívaná převážně pro připojení pevných a optických disků. Propustnost sběrnice: · SATA 1.5 Gbit/s · SATA 3.0 Gbit/s · SATA 6.0 Gbit/s Zdědila po ATA řadiči PIO a DMA modul. Dosahuje vyšších rychlostí oproti ATA řadiči, protože přenos probíhá sériově na vysoké frekvenci (až 3000 MHz). Disky se připojují přímým a samostatným kabelem k řadiči a tím pádem se nemusí rozlišovat na Master, Slave a Cable Select. Oproti sběrnici ATA podporuje navíc odpojování a připojování zařízení za chodu počítače (Hot-plug) a také technologii NCQ. Díky sériové komunikaci není jako u IDE (PATA) potřeba 40/80 žílový kabel, ale podstatně menší. eSATA (externí SATA) Používá se pro připojení vnějších datových zařízení, nabízí stejnou rychlost a podporu technologií jako SATA. Její výhodou je vyšší přenosová rychlost, než nabízí běžnější sběrnice USB, ovšem nemá od výrobců základních desek a externích datových médií takovou podporu. SATA porty na základní desce Konektory SATA (vlevo) a eSATA (vpravo)

Počítače X – HDD Pevný disk Vnitřek disku. Ve spodní části je vidět čtecí a zápisová hlava s ramenem. Nahoře jsou pod sebou jednotlivé plotny a je vidět i osa motoru, který je roztáčí.

Počítače X – HDD Krokový motor

Počítače X – HDD Demontovaný starý disk. Všimněte si vychylovací mechaniky.

Počítače X – HDD Hlava staršího disku Vystavovací mechanismus moderního disku

Počítače X – HDD V současné době také sledujeme cache paměť, ta je okolo 64 MB (rok 2011) Výrobci HDD: Seagate řada Barracuda, Hitachi, WD (Western Digital) řada Caviar a další... HDD se dále můžou dělit: 1,8“ speciální 2,5“ notebooky 3,5“ stolní PC externí nejčastěji eSATA serverové nejčastěji zapojení více disků do diskových polí SSD bez mechanických částí (budoucnost)

Počítače X – HDD Ukázka interního disku 3,5“ (2008): HITACHI Ultrastar A7K1000 1TB SATA II, 32MB cache, 7200ot, 8.2ms Parametry specifikace: Typ disku: Formát: 3,5" Kapacita: 1 TB Rychlost otáčení: 7 200 otáček/min Vyrovnávací paměť: 32 MB Rozhraní: Serial ATA II 3 Gb/s Přenosová rychlost: Až 300 MB/s Přístupová doba: Průměrně: 8,2 ms Hluk: 2,9 Bel Rozměry: 26,1 x 101,6 x 147 mm Hmotnost: 700 g Provozní teplota: 5 - 60 °C

Počítače X – HDD Zacházení s HDD protože pevné disky obsahují pohyblivé mechanické součásti, jsou náchylnější k poruchám než jiné součásti počítače zvláště s běžícími disky je třeba zacházet velmi opatrně při mechanickém rázu (impulsu síly) se může čtecí hlava dotknout povrchu plotny, jejíž záznamová vrstva je velice citlivá na mechanické poškození, a proto se poškozená oblast stane nečitelnou a data či celý disk jsou zničena částečnou ochranou proti nárazu hlaviček do povrchu disku je tzv. parkování čtecích hlav při vypnutí disku se automaticky uloží hlavy mimo datovou oblast dnes se hlavy parkují na plastové ližiny, a tak díky tomu nedochází ke kontaktu s plotnou hlavně 2,5" disky umí zjistit, jestli nedošlo k rychlému pohybu (přes pohybové čidlo), a tak se snaží rychle posunout čtecí hlavy do parkovací polohy pro zvýšení bezpečnosti uložených dat se zejména v serverech používá technologie RAID pole nezávislých disků s redundancí) RAID umožňuje spojit několik fyzických disků v jeden logický disk, kde je jeden nebo více disků redundantních a data jsou stále dostupná i v případě, že jeden z disků v poli selže. existuje více typů RAIDu od zvýšení rychlosti a odezvy (spojení více HDD do jednoho) až k bezpečnosti / záloze dat (tady se zrcadlují disky nebo se dělají na přeskáčku mezi HDD kontrolní součty)

Počítače X – HDD RAIDY Existuje celkem šest typů polí, prakticky se používají tři typy (případně jejich kombinace): RAID 0, 1, 5 se používají nejvíce... RAID 0 Stripping rozdělování dat mezi disky, moc nepoužívat!!! Porucha jednoho z disků=data KO RAID 1 Mirroring zrcadlení RAID 3 Striping s redundancí - je použito N+1 stejných disků. Na N disků jsou ukládána data a na poslední disk je uložen exkluzivní OR - XOR (parita) těchto dat. Při výpadku paritního disku jsou data zachována, při výpadku libovolného jiného disku je možno z ostatních disků spolu s paritním diskem ztracená data zrekonstruovat. Výhodou je potřeba jen jednoho disku navíc, navíc se zkracuje doba odpovědi stejně jako u RAID 2. Nevýhoda je, že paritní disk je takzvaný bottle neck neboli problémové místo systému, a je vytížen při zápisu na jakýkoliv jiný disk. Proto lze očekávat i jeho vyšší opotřebení a tím i nižší spolehlivost. RAID 5 Striping s redundancí velmi podobné RAID 3, ale odstraňuje problém s přetíženým paritním diskem, neboť jsou paritní data uložena střídavě na všech discích a ne pouze na jednom. Výhodou je, že jen jeden disk (i když pokaždé jiný) obsahuje redundantní informace a opět se dá využít paralelního přístupu k diskům, čímž se zkrátí doba odpovědi. Nevýhodou RAID 5 je ale pomalejší zápis.

Počítače X – HDD Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T.G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí Použity materiály, obrázky a parametry o PC komponentách z www stránek: „svethardware.cz“ „pctuning.cz“ „mironet.cz“ „alza.cz“ „czechcomputer.cz“ „cs.wikipedia.org“