Накопители на жестких дисках

которые хорошими производителями помечаются цифрой "1". Как правило, первый

контакт интерфейсного кабеля на плате накопителя приходится на ту сторону

разъема, что ближе к разъему питания. Если интерфейсный шлейф подсоединить

неправильно, то, обычно, BIOS накопителя и интерфейса не могут стартовать и

зависают на начальной стадии тестирования дисковой системы, при этом ПК не

грузится и не отрабатывает процедура "Post". Шлейфы интерфейсов ATA и SCSI

подключаются аналогично, хотя многие SCSI контроллеры подключаются не

одним, а двумя шлейфами.

Кабель питания подключается аналогично на всех устройствах посредством 4-х

контактного стандартного разъема и четырехпроводного кабеля. Питание

практически невозможно подключить неправильно, т.к. разъем содержит

направляющие фаски, однако, в противном случае, накопитель сразу же выйдет

из строя.

Перемычки. При подключении первого ATA или SCSI накопителя вся процедура

выполняется аналогично, т.к. основные установки обычно устанавливаются на

заводе изготовителе для одиночного устройства (master или single). Однако,

при подключении второго накопителя ATA необходимо установить перемычки,

определяющие логический статус второго устройства, подключаемого либо к

тому же каналу контроллера, что и первый, либо - ко второму каналу. Если

устройство IDE подключается первым на канал, то на нем необходимо

установить перемычку выбора кабеля логического устройства в положение

master, (для одного единственного накопителя также может быть особое

положение перемычки - single). При подключении вторым устройством на том же

шлейфе - к тому же каналу, что и первое устройство, на втором накопителе

необходимо установить перемычку в положение slave или cable select.

Необходимо отметить, что два устройства на одном шлейфе (на одном канале),

подключенные неправильно, опознаваться и работать не будут, а master

устройство является загрузочным и ведущим, в то время как, slave устройство

является ведомым и работает несколько медленнее. Необходимо также

подчеркнуть, что производительность двух ATA накопителей на одном канале

несколько ниже, чем одиночного, чего нельзя сказать о нескольких SCSI

накопителях, подключенных к одному контроллеру SCSI.

Рекомендуется не подключать к одному и тому же каналу накопитель на ЖД и CD-

ROM, т.к. такое подключение снижает производительность накопителя с

интерфейсом ATA.

Единственный и последний накопитель SCSI, подключенные к одному

контроллеру, должны содержать плату резисторной сборки или нагрузочную

резисторную сборку, или перемычку ее включающую (устанавливается на заводе)

и иметь каждый свое положение перемычек, определяющих логический номер

устройства. Необходимо отметить возможную поддержку накопителем и адаптером

SCSI стандарта SCAM (SCSI Configuration AutoMatically), позволяющий

программным путем автоматически установить требуемые идентификаторы

логических номеров подключенных к адаптеру SCSI-устройств. А практически

все выпущенные в последнее время накопители и адаптеры, как правило,

поддерживают этот стандарт.

Раскладка перемычек к накопителям, как правило, приводится на верхней

крышке устройства и/или в руководстве пользователя.

Многие накопители содержат разъем для подключения индикатора состояния

накопителя, расположенного на передней панели корпуса ПК. Однако,

большинство интегрированных и внешних интерфейсных карт, также имеют такой

разъем, поэтому, целесообразнее будет подключаться именно к нему, т.к. при

смене накопителя не будет необходимости в таком подключении.

После завершения физического подключения необходимо произвести программное

распознавание и подключение накопителя. Для устройств с интерфейсом ATA

(IDE, EIDE) необходимо выставить процедурой BIOS Standard CMOS Setup или

аналогичной такие параметры накопителей как число цилиндров (cyls), головок

(head) и секторов (sector), а также режим использования (normal, large или

LBA), используя для этого пользовательский тип накопителя (type) - номер

47. Однако, для облегчения данной задачи, особенно, если такие параметры

неизвестны или труднодоступны, все современные BIOSы материнских плат

содержат процедуру автоматического распознавания накопителей на ЖД с

интерфейсом ATA (IDE, EIDE) - IDE HDD Autodetection. Это более необходимо

еще и по причине представления несоответствия физического и логического

числа цилиндров, головок и секторов для накопителей с числом цилиндров

более 1024 и объемом более 540 Мб. В настоящее время, для таких накопителей

производители обеспечивают три различных режима работы BIOS с накопителем

на жестких дисках – Normal, Large и LBA (Large Block Access) и,

соответственно, три различных режима работы интерфейса. Причины

возникновения этих режимов кроются в совместимости низкоуровневого ПО для

серии клонов IBM-PC. Ранее, задолго до появления накопителей на жестких

магнитных дисках большого объема, программисты, создающие низкоуровневое

ПО, работающее с аппаратурой ПК, к которому обращается операционная система

и прикладные программы, определили интерфейс работы программного кода с

процедурами BIOS и не позаботились о том, чтобы можно было сообщить номер

читаемого или записываемого цилиндра больший 1024. В настоящее время,

большинство накопителей большого объема (более 540Мб) имеют число цилиндров

гораздо большее 1024. Использование такого накопителя в обычном режиме

normal давало бы возможность использовать только часть объема устройства

(приблизительно 540 Мб). Данные ограничения и проблемы ни в коей мере не

касаются ОС не использующих процедуры BIOS и выполняющих все операции

управления интерфейсами дисковых накопителей самостоятельно, а также

накопителей с интерфейсом SCSI. Такими системами традиционно являются UNIX-

ориентированные ОС и Windows NT. Режимы Large и LBA дают возможность обойти

эти ограничения для ОС типа MS-DOS путем специального пересчета и

уменьшения числа цилиндров за счет программного виртуального увеличения

числа секторов и головок. Наиболее предпочтительным является режим LBA,

допускающий большую совместимость и позволяющий использовать накопители

большего объема (до 8.4 Гб, против 1Гб - для режима Large). Необходимо

помнить, что если накопитель был отформатирован ОС на высоком уровне в

режиме LBA, то в других режимах он будет работать ненормально и может

испортиться, то же касается и остальных параметров, неправильная установка

которых может привести к частичной или полной неработоспособности и даже к

поломке накопителя.

Для накопителей с интерфейсом SCSI, контроллер которых снабжен собственной

BIOS и процедурой setup, необходимо вызвать данную процедуру во время

загрузки ПК путем нажатия соответствующей комбинации клавиш (такие

комбинации различны у адаптеров различных производителей, а указание на них

приводится в строках инициализации интерфейса, возникающих на экране

монитора после включения ПК). Так как процедуры setup существенно

различаются, то общей рекомендацией будет найти и выполнить программу

тестирования или определения устройств и их логических номеров,

подключенных к интерфейсу. Часто, такая процедура выполняется автоматически

и входит в состав тестирующих процедур для PnP BIOSов.

Физическое положение, в котором работают современные ЖД, не играет большой

роли. Большинство накопителей может работать и горизонтально, и

вертикально, и на боку, и в наклонном положении, однако, встречаются

накопители, в руководстве к использованию которых не рекомендуется

располагать устройство, например, платой электроники вверх или иначе,

поэтому, перед установкой внимательно познакомьтесь с руководством

пользователя. Главное, во время работы не подвергать накопитель резким

толчкам и сильной вибрации, т.к. при этом создается максимальная угроза

повреждения поверхностей дисков головками чтения/записи. В выключенном

состоянии головки запаркованы и небольшая вибрация и толчки не могут

повредить накопитель.

Работа накопителя

Теперь рассмотрим процесс работы накопителя от запуска до остановки. При

подаче питающих напряжений начинает работать микропроцессор контроллера.

Вначале он, как и компьютер, выполняет самотестирование и в случае его

успеха запускает схему управления двигателем вращения шпинделя. Диски

начинают раскручиваться, увлекая за собой прилегающие к поверхностям слои

воздуха, и при достижении некоторой скорости давление набегающего на

головки потока воздуха преодолевает силу пружин, прижимающих их к дискам, и

головки "всплывают", поднимаясь над дисками на доли микрона. С этого

момента, вплоть до остановки дисков, головки не касаются дисков и "парят"

над поверхностями, поэтому ни диски, ни сами головки практически не

изнашиваются. Тем временем, двигатель шпинделя продолжает раскручивать

поверхности. Его скорость постепенно приближается к номинальной (тысячи

оборотов в минуту). В это время накопитель потребляет максимум питающего

напряжения и создает предельную нагрузку на блок питания компьютера по

напряжению 12 Вольт. Поскольку в любой зоне дисков присутствует

серворазметка, то сервоимпульсы начинают поступать с головок сразу же после

начала вращения, и по их частоте контроллер судит о скорости вращения

дисков. Система стабилизации вращения следит за потоком сервоимпульсов, и

при достижении номинальной скорости происходит так называемый "захват", при

котором любое отклонение скорости вращения сразу же корректируется

изменением тока в обмотках двигателя. После достижения шпинделем

номинальной скорости вращения освобождается фиксатор позиционера головок

чтения/записи, и система его управления проверяет способность

поворачиваться и удерживаться на выбранной дорожке путем выборочного

произвольного позиционирования. При этом делается серия быстрых поворотов в

разные стороны, что на слух выглядит как характерное "тарахтение", слышимое

через несколько секунд после старта. Во время перемещения позиционера

головок происходит слежение за поступающими с головок серво-импульсами, и

система управления всегда "знает", над сколькими дорожками прошли головки.

Аналогично происходит и удержание головок над выбранной дорожкой - при

отклонении от центра дорожки изменяется во времени величина и форма серво-

импульсов. Система управления может ликвидировать отклонение, изменяя ток в

обмотках двигателя позиционера головок. Во время тестирования привода

головок заодно делается и его калибровка - подбор параметров управляющих

сигналов для наиболее быстрого и точного перемещения позиционера при

минимальном количестве "промахов". Здесь нужно сказать, что микрокомпьютер

ЖД, как и компьютер, имеет ПЗУ, в котором записана BIOS накопителя - набор

программ для начального запуска и управления во время работы, и ОЗУ, в

которое после раскрутки механической системы загружаются остальные части

управляющих программ. Кроме всего прочего, в ОЗУ загружается так называемая

карта переназначения дефектных секторов, в которой отмечены дефектные

секторы, выявленные при заводской разметке дисков. Эти секторы исключаются

из работы и иногда подменяются резервными, которые имеются на каждой

дорожке и в специальных резервных зонах каждого диска. Таким образом, даже

если диски и имеют дефекты (а при современной плотности записи и массовом

производстве поверхностей носителей они имеют их всегда), для пользователя

создается впечатление "чистого" диска, свободного от сбойных секторов.

Более того - на каждом диске накопителя имеется некоторый запас резервных

секторов, которыми можно подменить и появляющиеся впоследствии дефекты. Для

одних накопителей это возможно сделать под управлением специальных

программ, для других - автоматически в процессе работы. Хранение подобной

служебной информации на дисках, кроме очевидной выгоды, имеет и свои

недостатки - при ее порче микрокомпьютер не сможет правильно запуститься,

и, даже, если все информационные секторы не повреждены, восстановить их

можно будет только на специальном заводском стенде.

После начальной настройки электроники и механики микрокомпьютер ЖД

переходит в режим ожидания команд контроллера, расположенного на системной

плате или интерфейсной карте, который в свою очередь программируется

процедурами собственной BIOS или BIOS компьютера под управлением ОС.

Получив команду, он позиционирует на нужный цилиндр, по сервоимпульсам

отыскивает нужную дорожку, дожидается, пока до головки дойдет нужный

сектор, и выполняет считывание или запись информации. Если контроллер

запросил чтение/запись не одного сектора, а нескольких - накопитель может

работать в блочном режиме, используя ОЗУ в качестве буфера и совмещая

чтение/запись нескольких секторов с передачей информации к контроллеру или

от него.

Современные накопители (как ATA, так и SCSI) поддерживают развитую систему

команд управления устройством среди которых имеются и такие, которые

позволяют остановить вращение шпинделя и перевести накопитель в ждущий

режим. Данный режим используется ПО ОС и BIOSов ПК для обеспечения

стандартов сохранения энергии и работы процедур системы сохранения энергии,

отключающих накопитель через некоторое время после ожидания его

использования. Необходимо отметить, что не следует злоупотреблять частой

остановкой и включением накопителя, т.к. именно во время разгона накопитель

работает в форсированном режиме и изнашивается сильнее, нежели при

нормальной эксплуатации в полностью рабочем активном состоянии.

Использовать возможности сохранения энергии процедур BIOS и ОС следует лишь

на машинах-серверах, работающих круглосуточно, дисковые операции на которых

могут не выполняться по нескольку часов, в то время как, вся система должна

находиться в состоянии полной готовности.

При выключении питания двигатель шпинделя работает в режиме генератора,

обеспечивая питание плат электроники на время, необходимое для корректного

завершения работы. Прежде всего, блокируется подача тока записи в магнитные

головки, чтобы они не испортили информацию на поверхностях, а остаток

энергии подается в обмотки привода головок, толкая их к центру дисков (в

этом движении головкам помогает и естественная скатывающая сила,

возникающая при вращении дисков). Как правило, для того чтобы запарковать

головки достаточно одной скатывающей силы. Дойдя до посадочной зоны, привод

головок защелкивается магнитным или механическим фиксатором еще до того,

как головки успеют коснуться поверхности в результате падения скорости

вращения дисков. В этом и состоит суть "автопарковки" - любой исправный

накопитель всегда запаркует головки, как бы внезапно не было выключено

питание, однако, если в этот момент происходила запись информации, то для

пользователя последствия могут быть весьма печальными из-за недописанных

или необновленных, как областей данных, так и управляющих структур файловой

системы ПК, независимо от типа и вида установленной ОС.

Как выбрать жесткий диск

Несомненно, что при обилии предложения такой высокотехнологичной продукции

как накопители на жестких дисках неквалифицированному пользователю бывает

трудно сделать свой выбор. Это усугубляется еще и тем, что неправильный

выбор комплектующих в другой части ПК, например видеокарты, или даже

материнской платы, в худшем случае, будет выражаться в потраченных зря

средствах, суммой равной стоимости комплектующих. В случае же внезапного

отказа жесткого диска, потери предприятия или частного пользователя, как

правило, заключаются не только в сумме, необходимой для приобретения нового

накопителя, или ремонта старого. Часто это лишь крохи по сравнению со

стоимостью восстановления данных и программ, хранившихся на устройстве.

Поэтому, к выбору накопителя на ЖД следует относиться с особой

внимательностью и ответственностью и ни в коем случае не следует экономить

на таком оборудовании.

Итак, вы решили приобрести первый накопитель, дополнительный или сменить

уже существующий на устройство большего объема. В качестве первой

рекомендации можно посоветовать не покупать диск, бывший в употреблении.

Сэкономленные деньги могут стоить вам потерянной информации, так как

вероятность выхода из строя такого диска значительно выше, да и на хороший

гарантийный срок рассчитывать не приходится. Кроме того, покупая устаревшую

модель накопителя, вы обрекаете ПК на то, что спустя короткий промежуток

времени, например, через год, вопрос о необходимости покупки нового диска

станет снова. Также, лучше при установке нового диска убрать старый, что

позволит избежать проблем с несовместимостью и заниженной

производительностью.

Какой же диск можно в настоящий момент назвать современным? Современный

накопитель на ЖД должен иметь достаточный объем для установки любой ОС

персонального ПК и соответствовать стандартам, появившимся в течение

последних трех лет. Так, к примеру, сейчас объем должен быть не ниже 1-3

Гбайт (накопители с меньшей емкостью, как правило, относятся к устаревшим

сериям и моделям). Среднее время доступа к данным - менее 13 мс (у лучших -

менее 8!). Скорость вращения дисков (шпинделя) - более 4500 об/мин (для

быстрых - 5400, а для самых последних моделей - 7200 и 10000). Интерфейс -

EIDE или SCSI-3 (у самых современных - Ultra ATA или Ultra Wide SCSI

соответственно). Скорость передачи данных - более 10 Мбайт/с (а для быстрых

накопителей последних моделей - до 40 Мбайт/с). Форм-фактор (диаметр дисков

и требуемый размер отсека под установку) - 3,5 дюйма.

После рассмотрения основных технико-эксплуатационных характеристик

необходимо определиться с типом интерфейса. Так как большинство материнских

плат для персональных компьютеров имеют встроенный интегрированный

интерфейс Ultra ATA IDE, производительность и другие характеристики

накопителей с этим интерфейсом постоянно улучшаются, а стоимость (по

сравнению с аналогичными моделями SCSI включая стоимость интерфейсной

карты) остается достаточно низкой, можно смело рекомендовать для настольной

офисной, домашней или учебной системы накопитель с интерфейсом Ultra ATA

IDE. И только в случае комплектации мощных серверов распределенных баз

данных и сетевых многопользовательских систем с большим числом

пользователей необходимо ориентироваться на систему с SCSI интерфейсом,

стоимость которого будет выше аналогичной или более производительной Ultra

ATA приблизительно на 250 у.д.е - т.е. на стоимость интерфейсной карты

SCSI. Если же, система уже оснащена интегрированным или внешним

интерфейсным адаптером SCSI (причем, желательно, чтобы это не был адаптер

сканера, т.к. для сканирующих устройств SCSI интерфейсы, как правило,

упрощены и малопроизводительны), то, конечно же, следует установить SCSI

накопитель. Приобретая SCSI-адаптер желательно остановиться на модели,

отвечающей спецификации Plug&Play. Исходя из имеющихся средств,

постарайтесь приобрести адаптер одного из последних стандартов SCSI, т.к.

он не будет ограничивать скорость передачи данных, но позволит установить

диски предыдущих стандартов SCSI. При наличии в компьютере свободных слотов

расширения PCI, предпочтительнее покупать адаптер для этой более

производительной шины. В общем случае можно порекомендовать адаптеры фирмы

Adaptec (http://www.adaptec.com), отличающиеся простотой установки и

конфигурации.

Конечно, к основной рекомендации можно отнести принцип - покупайте

продукцию только известных фирм, имеющую длительную гарантию (1-3 года и

дольше) и устойчивую репутацию. Какие же компании в настоящее время

являются лидерами на рынке производителей накопителей на жестких магнитных

дисках? Ниже приводится перечень крупнейших компаний и краткое описание их

продукции.

Seagate Technology, Inc.. Корпорация, стоявшая у истоков разработки

накопителей на жестких дисках для первых моделей IBM-PC. Еще и сейчас на

многих ископаемых но работающих ХТ и 286-х машинах можно встретить живые

накопители этой фирмы объемом 20 мегабайт, проработавшие почти 20 лет и не

имеющие ни единого "бед" блока. Компания выпускает EIDE и SCSI диски с

высоким быстродействием, по самым передовым технологиям. Известна сериями

дисков Medalist и Barracuda. В тестах журнала PC World эти накопители

неоднократно отмечались как одни из самых быстрых и малошумных ("Best Buy"

журнала PC World). Расположение и маркировка перемычек удобны и понятны.

Корпус Seagate Medalist имеет хорошую защиту электронных компонентов от

механических повреждений. В комплекте стандартной поставки идет утилита для

Windows - DiscWizard, наиболее полно обеспечивающая установку и разметку.

SCSI диски Seagate серии Barracuda соответствуют самым современным

стандартам, включая Ultra SCSI. Фирма предоставляет длительную (до 5 лет)

гарантию на свои изделия. Необходимо отметить, что для дисков Seagate

некоторыми российскими фирмами установлена, пожалуй, самая длительная

гарантия - 4 года.

Quantum Corporation. Одна из лидирующих компаний по выпуску как SCSI, так и

EIDE дисков. Наиболее распространены диски серий Pioneer и Fireball. Эти

диски сертифицированы для использования с Windows 95 и Windows NT и

используют, так же, как и Western Digital, технологию S.M.A.R.T. для

предупреждения о возможных сбоях. В серии Fireball выпускаются EIDE и SCSI

модификации, при этом диски EIDE имеют одни из самых лучших показателей

быстродействия. Компания является разработчиком нового стандарта для дисков

EIDE - Ultra ATA, обеспечивающего скорости передачи данных до 33,3 Мбайт/с

и более высокую надежность обмена данными. Однако, продукция Quantum имеет

довольно средние показатели ударозащищенности, к тому же конструкция дисков

содержит много открытых элементов, т. е. велика опасность физических

повреждений и выхода из строя из-за воздействия статического электричества.

Стандартный гарантийный срок фирмы - 3-5 лет.

Samsung Electronics. Бурно развивающийся компьютерный гигант, который еще

недавно практически не мог конкурировать с ведущими производителями

накопителей всех видов, в настоящее время планирует занять до 9% рынка в

области производства дисковых магнитных и оптических накопителей.

Производство жестких дисков организуется по новейшим технологиям.

Соответственно, можно ожидать высокого уровня надежности продукции, что не

относится к старым моделям. Существенным стимулом для покупки диска Samsung

может быть его невысокая стоимость.

Fujitsu. Японская компания, известная прежде всего демпинговыми ценами

своей продукции на мировом компьютерном рынке. В дисках этой фирмы также

использованы передовые технологии, такие, как S.M.A.R.T., и собственная

технология энергосбережения Intelligent Power Management. Диски имеют

невысокий уровень шума и, в целом, средние значения показателей

быстродействия. В качестве недостатков можно упомянуть нестандартные

расположение и маркировку перемычек; специфическую, не содержащую полной

жесткой станины, конструкцию корпуса; достаточно средние характеристики

удароустойчивости и большое количество открытых элементов, незащищенных от

механических повреждений. Также, существенным стимулом для покупки дисков

Fujitsu является их невысокая стоимость.

IBM PC Company. Один из старейших производителей не только PC, но и жестких

дисков. Производит как SCSI так и EIDE накопители. К наиболее известным

относится серия Deskstar. Диски имеют отличную производительность и

быстродействие. Однако, маркировка и расположение перемычек нестандартны.

Фирма гарантирует совместимость с Windows 95, Windows NT и OS/2. Гарантия

на диски - до 3 лет. В комплект поставки входит утилита Disk Manager,

обеспечивающая быструю установку и разметку. Накопители IBM также

достаточно дешевы и могут быть рекомендованы в качестве надежной

альтернативы накопителям Seagate.

Western Digital Corporation несомненно относится к ведущим производителям

жестких дисков. Компания является разработчиком первой спецификации IDE.

Наиболее известна именно дисками EIDE, занимающими львиную долю западного и

российского рынка HDD. Ее накопители можно охарактеризовать как имеющие

высокие скоростные характеристики. Накопители просты в установке (имеют

удобное расположение и понятную маркировку перемычек. Современная серия

EIDE дисков носит название Caviar и использует технологию S.M.A.R.T.. Диск

Western Digital Caviar 22100 получил высшую оценку ("Best Buy") журнала PC

World среди IDE дисков. EIDE диски WD имеют высокие показатели

ударозащищенности. В настоящее время компания выпускает SCSI диски серии

Enterprise, поддерживающие наиболее современные спецификации Ultra SCSI,

имеющие высокие характеристики и длительную гарантию (до 5 лет). Все

накопители сертифицированы на совместимость с Novell, Windows 95 и Windows

NT. В комплект поставки входит утилита EZ Drive, облегчающая разбиение и

форматирование дисков. К сожалению, необходимо отметить, что в 1997 году

фирмой были отмечены некоторые серьезные недостатки для очень небольшого

числа выпущенных накопителей, которые были впоследствии исправлены.

Поэтому, приобретая диски этой фирмы, необходимо удостовериться по

маркировке, что они выпущены не в 1997 году. Кроме того, необходимо

обратить внимание на совместимость с платами AsusTek. С подробностями о

контроле качества компанией Western Digital, исправленными ошибками и о

новом ПО можно ознакомиться на узле WD в Интернет.

Страницы: 1, 2, 3, 4