Was ist eine Festplatte für einen Computer? Was ist eine Festplatte oder Festplatte? Was ist eine Festplatte?

Anweisungen

Die Hauptelemente einer Festplatte sind Aluminiumplatten (manchmal auch Glas), die mit einer Schicht aus Spezialmaterial beschichtet sind, und Leseköpfe. Typischerweise werden mehrere Platten verwendet, die auf einer Achse angeordnet sind. Dadurch können Sie die Kapazität Ihrer Festplatte erhöhen. Typischerweise kommen die Leseköpfe nicht mit der Oberfläche dieser Platten in Kontakt. Dies gewährleistet eine lange Lebensdauer der Festplatte.

Festplatten werden nach Schnittstelle klassifiziert. Weit verbreitet sind Schnittstellen wie SATA, IDE und eSATA. Unter einer Schnittstelle versteht man das Vorhandensein bestimmter Kommunikationskanäle und technischer Mittel, die den Informationsaustausch zwischen der Festplatte und der Hauptplatine des Computers gewährleisten.

Die Kapazität der Festplatte hängt von der verwendeten Schnittstelle ab. Beispielsweise wurde für IDE-Festplatten eine Rekordspeichermenge von etwa 182 GB erreicht. Die Kapazität moderner Festplatten kann 4 Terabyte oder 4.000 Gigabyte überschreiten.

Ein weiteres Merkmal, durch das sich Festplatten unterscheiden, ist der Formfaktor. Damit eine Festplatte eines bestimmten Formfaktors in eine Standardsystemeinheit oder ein Standardgehäuse eingebaut werden kann, werden Festplatten einer bestimmten Größe erstellt. Dies gilt in der Regel nur für die Breite der Felge. Moderne Desktop-Computer verwenden 3,5 Zoll breite Festplatten. Laptops verfügen normalerweise über eine 2,5 Zoll breite Festplatte.

Natürlich gibt es noch viele weitere Indikatoren, anhand derer Festplatten klassifiziert werden können. Dazu gehören folgende Eigenschaften dieser Geräte: Stromverbrauch, Geräuschpegel, Datenschreib- und Lesegeschwindigkeiten. Es ist zu beachten, dass Festplattengehäuse in der Regel versiegelt sind. Dies gewährleistet ihre Zuverlässigkeit, indem verhindert wird, dass Feuchtigkeit oder schädliche Gase in das Innere eindringen.

Video zum Thema

Winchester – Festplatte (HDD – Hard Disk Drive) – der Ort, an dem alle Informationen auf dem Computer gespeichert sind – vom Betriebssystem über verschiedene Programme bis hin zu allen Arten von Daten. Die notwendigen Informationen werden vom Prozessor zum richtigen Zeitpunkt von der Festplatte gelesen, verarbeitet und können dann bei Bedarf auf die Festplatte geschrieben werden.

Anweisungen

Das Festplattendesign besteht aus einem Block aus Metallscheiben mit einer speziellen Beschichtung, die sich an die Auswirkungen eines Magnetfelds erinnern und diese speichern können. Moderne Designs bestehen aus 1-3 Scheiben, die perfekt ausbalanciert sind und eine perfekt ebene Oberfläche haben, da die Rotationsgeschwindigkeit recht hoch ist und von 7200 bis 10000 U/min reicht und die Positionierungsgenauigkeit der Köpfe hoch sein muss.

Zum Schreiben und Lesen von Informationen auf der Festplatte werden spezielle Magnetköpfe verwendet. Meistens zwei pro Festplatte – auf beiden Seiten. Wenn sie Stromimpulsen ausgesetzt werden, bilden die Köpfe ein Magnetfeld und magnetisieren einen Abschnitt der Platte mit einem magnetischen Moment einer bestimmten Richtung (logisch „Eins“ oder logisch „Null“). Der Aufnahmevorgang erfolgt durch Anlegen eines Stromimpulses zum gewünschten Zeitpunkt, der Magnetkopf wird an der richtigen Stelle positioniert. Beim Lesen von Informationen von einer Festplatte reagieren die Köpfe auf Änderungen im Magnetfeld, indem sie den Strom in ihnen anregen. Diese Art von analogem Signal wird gelesen und in ein digitales umgewandelt. In dieser Form wird es an das Computersystem übertragen.

Informationen auf einer Magnetplatte werden auf Spuren in Form konzentrierter Kreise platziert und gespeichert. Alle Magnetköpfe der Festplatte bilden einen gemeinsamen Block. Wechselt gleichzeitig von einer Disc-Spur zur anderen. Ein Kopf bedient eine Seite der Platte. Das heißt, die Köpfe befinden sich zu jedem Zeitpunkt auf derselben Spur über verschiedenen Platten. Somit bildet dieser Schienensatz einen Zylinder. Neuerdings wird zur Bewegung der Magnetköpfe ein Magnetantrieb eingesetzt. Sie bewegen sich um ihre Achse. Eine an der Rückseite des Kopfes angebrachte Spule bewegt sie mithilfe eines Elektromagneten über die Oberfläche der Scheibe. Die Köpfe dürfen die Platte nicht berühren; wenn sie von der Stromversorgung getrennt sind, werden sie von der Oberfläche weg zur Seite bewegt.

Hallo Freunde! Was ist eine Festplatte? oder Festplatte? Eine Festplatte ist ein magnetisches Festplattenlaufwerk. Abgekürzt als HDD oder Festplattenlaufwerk (magnetisches Laufwerk) – HDD oder MHDD. Die erste Festplatte wurde 1956 von IBM herausgebracht, hatte Abmessungen von etwa einem Kubikmeter und konnte bis zu 3,5 MB an Informationen speichern (siehe Bild links aus Wikipedia). Es bestand aus 50 Magnetscheiben mit einem Durchmesser von 610 mm. Die Oberfläche der Scheiben war mit reinem Eisen bedeckt, was die Magnetisierung von Bereichen und die Speicherung von Daten ermöglichte. Diese Festplatte wiegt 971 kg und war Teil des ersten serienmäßigen IBM 305 RAMAC-Computers. Die Technologie wurde weiterentwickelt und erreichte das, was Sie in Ihren Desktop-PCs und Laptops sehen. Eine Festplatte wird auch Festplatte, Festplatte oder kurz Schraube genannt. Der Name Winchester stammt aus den 70er Jahren. Damals brachte IBM einen neuen Computer mit einer moderneren Festplatte auf den Markt, die aus zwei Schränken bestand, in denen jeweils bis zu 30 MB an Informationen gespeichert waren. Eine Analogie wurde zum Winchester-Gewehr gezogen, das die 30-30-Patrone verwendete. Wahrscheinlich erhielten Festplatten danach höchstwahrscheinlich für immer (zumindest in der russischsprachigen Bevölkerung) den Namen „Festplatte“ oder kurz „Schraube“.

Eine moderne Festplatte besteht aus:

• Gehäuse
• Elektronikeinheit
• Aktuatorpositionierungseinheit
• Block mit Magnetplatten

Schauen wir uns die einzelnen Elemente genauer an

Rahmen. Es ist wie die Karosserie eines Autos. Alles ruht darauf. Die Hauptaufgabe besteht darin, für die nötige Steifigkeit und Dichtigkeit zu sorgen. Steifigkeit ist notwendig, um die Festplatte vor äußeren Beschädigungen zu schützen. Dichtheit – um zu verhindern, dass Fremdkörper in die Scheibe eindringen. Das Gehäuse besteht aus einer wärmeleitenden Legierung, da beim Betrieb des Gerätes Wärme entsteht, die irgendwie abgeführt werden muss. Weitere Informationen zur Festplattenkühlung finden Sie hier. Um die Drücke außerhalb und innerhalb des Gehäuses auszugleichen, wird ein kleines Fenster mit einer flexiblen Metallplatte angebracht.

Elektronikeinheit

Besteht aus:

• Schnittstellenblock
• Puffer oder Cache
• Steuergerät

Die Schnittstelleneinheit ist für den Anschluss der Festplatte an den Computer zuständig. ROM, ein permanentes Speichergerät, zeichnet Serviceinformationen und Festplatten-Firmware auf. Puffer ist ein Cache-Speicher ähnlich dem RAM. Darin werden häufig verwendete Informationen abgelegt, was die Leistung der Festplatte erhöht. Die Cache-Lesegeschwindigkeit nähert sich der maximalen Geschwindigkeit für die Festplattenschnittstelle. Die derzeit am weitesten verbreitete Schnittstelle ist SATA III mit einem maximalen Durchsatz von 6 Gbit/s. Die Steuereinheit ist für die Funktion des gesamten Gerätes verantwortlich. Es überwacht die Rotationsgeschwindigkeit des Blocks mit Magnetplatten und die Position des Blocks mit Aktuatoren.

Es besteht aus einem Aktuator (einem Gerät zum Schreiben und Lesen von Informationen), einer Halterung (auf der alles funktioniert) und einem Antrieb. Das Laufwerk erhält von der Steuereinheit Befehle, wo Informationen gelesen und geschrieben werden sollen. (Das Bild unten stammt von der Website http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Block mit Speicherplatten. Besteht aus einem Antrieb, Scheiben oder Platten und Separatoren. Letztere dienen dazu, einen bestimmten Abstand zwischen den Platten einzustellen. Auf dem Laufwerk sind Scheiben mit Trennscheiben montiert. Letzterer hält eine konstante Rotationsgeschwindigkeit aufrecht.

2. Wie funktioniert eine Festplatte?

Wenn Sie den Computer einschalten, versorgt die Steuereinheit das Laufwerk mit Magnetplatten mit Strom und wartet, bis dieses die vorgegebene Drehzahl erreicht. Sobald dies geschieht, erhält der Computer ein Signal, dass die Festplatte bereit ist. Als nächstes kommt die Informationsanfrage. Zum Einsatz kommt eine Positioniereinheit, die die gewünschte Position des Aktuators einstellt. Die Daten werden gelesen und gelangen in den Schnittstellenblock und von dort in den RAM.

Bisher berührten Aktoren Magnetscheiben. Da letztere immer schneller wurden, war eine andere Technologie erforderlich. In diesem Fall schwebte der Aktuator über der magnetischen Oberfläche und berührte die Scheibe an einer bestimmten Stelle. Die Technologie hat sich weiterentwickelt, die Rotationsgeschwindigkeit der Platten hat sich erhöht und der Block mit Aktuatoren begann, außerhalb der Platten geparkt zu werden. Das heißt, die Aktuatoren befinden sich neben den Platten, bis die erforderliche Rotationsgeschwindigkeit der Magnetplatten erreicht ist.

Aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben entsteht ein Luftstrom, der den Aktuatorkopf über die Oberfläche hebt. Der gleiche Luftstrom bläst Staubpartikel von der Oberfläche auf einen speziellen Filter im Gehäuse. Im Gehäuse befindet sich außerdem ein Adsorptionsmittel zur Entfernung von Restfeuchtigkeit.

Bei modernen Festplatten ist der Abstand zwischen dem Lesekopf und der Oberfläche des magnetischen Platins< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Jede Magnetplatte ist in etwa 60 nm breite Ringspuren unterteilt. Letztere wiederum sind in Cluster unterteilt. Normalerweise ist ein Cluster 4 KB groß. Jedes Informationsbit stellt ein Pad auf einer Spur dar, das mit -1 magnetisiert sein kann oder nicht -0. Diese Seiten werden auch Domains genannt. Je kleiner dieser Bereich ist, desto mehr Informationen passen auf die Spur und desto größer ist die Kapazität der Festplatte. Zu Beginn der Entwicklung wurde die Längsaufzeichnung eingesetzt. Der Standort befand sich entlang des Weges. Später wurde diese Technologie durch die senkrechte Aufzeichnung ersetzt, die eine Erhöhung der Datendichte und damit eine Erhöhung der Festplattenkapazität ermöglichte.

Der Satz von Spuren mit gleichem Abstand vom Drehzentrum des Motors wird als Zylinder bezeichnet.

Bevor Festplatten die Kapazitätsgrenze von 500 MB überschritten, reichte das Positionierungssystem CHS (Zylinderkopfsektor) aus. Mit dem Volumenwachstum wurde 1994 das LBA-Positionierungssystem (Linear Block Addressing) eingeführt. Im Fall von CHS war die Festplatte für Betriebssysteme transparent. Mithilfe der linearen Adressierung greift das System auf den gewünschten Sektor der Festplatte zu und die HDD-Steuereinheit erkennt, wo sich dieser Sektor physisch befindet.

Aktuator-Positionierungseinheit. Angetrieben durch einen Magnetmotor. Letzterer besteht aus einem Stator und einer Spule. Der Stator besteht aus einem oder zwei permanenten, starken Neodym-Magneten. Die präzise Positionierung der Halterung mit den Köpfen erfolgt durch Anlegen einer Spannung mit einer bestimmten Kraft an die Spule (Bild entnommen aus http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Die Geschwindigkeit der Kopfpositionierung und damit die Zeit des Zugriffs auf Informationen hängt von der Stärke der Magnete ab. Letzteres variiert bei Festplatten zwischen 3 und 12 ms. Je kürzer die Zeit, desto schneller und teurer ist die Festplatte. WD bietet drei Festplattenserien an: grün, blau und schwarz. Der grüne verwendet einen Neodym-Magneten und eine Spindelgeschwindigkeit von 5400 U/min. Dies führt zu einer eher bescheidenen Leistung, aber einer ordentlichen Effizienz und einem geringen Stromverbrauch. Blaue Scheiben nutzen den gleichen Magneten und die Drehzahl steigt auf 7200 U/min. Hinsichtlich der Geschwindigkeitseigenschaften nimmt es eine Zwischenposition zwischen grünen und schwarzen Festplatten ein. Schwarze verwenden zwei Magnete und eine Drehzahl von 7200 U/min. Dadurch erreichen Sie maximale Leistung. Sie können die Leistung noch weiter steigern, indem Sie die Drehzahl des Motors mit Magnetplatten auf 10.000 oder 15.000 U/min erhöhen. Diese Festplatten haben eine minimale Zugriffszeit auf Informationen und werden hauptsächlich in Servern verwendet. Solid-State-Laufwerke mit Zugriffsgeschwindigkeit< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Festplatten erzeugen im Betrieb zwei Arten von Geräuschen. Von schnell rotierenden Magnetscheiben und vom Aufprall des Blocks mit Köpfen auf den Begrenzer. Letzteres geschieht, wenn der Block mit Köpfen in die Parkposition zurückkehrt. Um diese Auswirkungen zu reduzieren, installieren die Hersteller Gummipads, aber manchmal hilft das nicht, insbesondere bei schnellen Rädern. Es gibt zwei Möglichkeiten, das Rauschen der Festplatte zu reduzieren. Die erste besteht darin, stoßdämpfende Halterungen im PC-Gehäuse anzubringen. Mehr dazu können Sie hier lesen. Die zweite Möglichkeit ist die Nutzung der AAM-Technologie, über die ich ausführlicher geschrieben habe.

3. Festplattenproduktion und Hersteller

Am Anfang gab es etwa 70 Festplattenhersteller. Dank der Konkurrenz sind davon nur noch drei übrig. Dies sind Toshiba, Seagate und WD. In der Grafik unten können Sie sehen, in welchen Jahren die Akquisitionen stattgefunden haben

Produktion. In der Maschinenwerkstatt werden Rohlinge aus zylindrischen Aluminiumrohlingen geschnitten. Anschließend erhalten die Werkstücke die gewünschte Form, ggf. sogar auf Drehmaschinen. Anschließend gehen die Werkstücke in die Poliererei, wo die Oberflächen auf das erforderliche Niveau poliert werden. Dann erfolgt die Kontrolle und die Werkstücke werden in die Magnetbeschichtungswerkstatt geschickt. Dann erfolgt die Kontrolle erneut. Anschließend wird die Festplatte zusammengebaut und Low-Level-formatiert. Dabei werden Magnetplatten in Spuren unterteilt und auf defekte oder nicht lesbare Sektoren überprüft. Letztere werden sofort markiert, um die Aufzeichnung von Informationen zu verhindern. Jede Spur verfügt über eine gewisse Reserve an Sektoren. Aus dieser Reserve werden im Betrieb entdeckte Fehlstellen ersetzt.

Unabhängig davon muss über die Herstellung von Köpfen zum Lesen und Schreiben von Informationen gesprochen werden. Bei modernen Festplatten besteht jeder Aktuator aus zwei Köpfen, einem zum Lesen und einem zum Schreiben. Die Komplexität der Herstellung von Köpfen ist vergleichbar mit der Komplexität der Herstellung von Prozessoren; es wird auch Fotolithographie verwendet. Das Design der Köpfe ist ein Produktionsgeheimnis.

Abschluss

In dem Artikel haben wir einen kleinen Einblick in die Geschichte gegeben, indem wir ein Bild der ersten Festplatte aus dem Jahr 1956 gezeigt haben. Sie nannten einen möglichen Grund für die Bezeichnung magnetischer Festplatten in einem kurzen Wort: Schraube. Dann haben wir uns den Aufbau der Festplatte angeschaut, was sich in ihrem Gehäuse verbirgt. Wir haben versucht, jedem Block einzeln Aufmerksamkeit zu schenken. Wir haben die Funktion der Festplatte untersucht. Am Ende haben wir die Hersteller und die Festplattenproduktion selbst geklärt. Ich hoffe, Sie sind mit mir beim HDD-Thema weitergekommen.

Die Festplatte oder Festplatte ist der wichtigste und sehr wichtige Teil des Computers. Es speichert nicht nur das Betriebssystem, das den Computer steuert, sondern auch alle Informationen eines Clients oder mehrerer Clients. Es kommt oft vor, dass der Wert von Informationen um ein Vielfaches höher ist als nicht nur die Kosten der Festplatte selbst, sondern auch die Kosten des Computers insgesamt. Daher hängt die Sicherheit von Informationen weitgehend von der Qualität und Zuverlässigkeit eines solchen Speichergeräts ab. Eine moderne Festplatte sieht wie auf dem Bild aus.

Was ist eine Festplatte?

Was genau ist also ein Speichergerät, dessen Leistung über das Wohlbefinden und die gute Laune seines Besitzers entscheidet? Tatsächlich handelt es sich bei einer Festplatte um ein High-Tech-Gerät, das digitale Informationen auch dann speichert, wenn der Computer ausgeschaltet ist.

Genauer gesagt besteht eine Festplatte aus mehreren Magnetplatten, auf die mithilfe eines Magnetkopfes Informationen aufgebracht und ausgelesen werden. Diese Köpfe befinden sich zusammen mit Magnetplatten in einem Vakuum, wodurch das Laufwerk ohne Einfluss der äußeren Umgebung auf den Prozess des Schreibens und Lesens von Informationen betrieben werden kann.

Welche Arten von Festplatten gibt es?

Wir haben also herausgefunden, dass eine Festplatte ein Informationsspeichergerät für einen Computer ist. Lassen Sie uns nun herausfinden, welche Arten von Festplatten es gibt. Zunächst ist zu beachten, dass Festplatten in zwei Kategorien eingeteilt werden können:

• Externe Laufwerke, die über eine USB-Schnittstelle an jeden Computer angeschlossen werden können. In mancher Hinsicht ähneln sie einem Flash-Laufwerk, nur sind sie größer. Solche Festplatten benötigen keine spezielle Software.
• Interne Festplatten werden in Computern installiert und verfügen über spezielle Anschlüsse für die Strom- und Informationsübertragung.

Interne Festplatten werden ebenfalls in mehrere Kategorien unterteilt. Es gibt mehrere Kriterien, nach denen eine Festplatte klassifiziert werden kann. Dies ist die physische Größe der Festplatte. Es gibt drei Standardgrößen:

• 5,5 Zoll. Typischerweise werden Festplatten dieser Größe in Desktop-Computern verwendet, wo viel freier Speicherplatz vorhanden ist.
• 3,5 Zoll werden vor allem in Laptops verwendet, bei denen der Platz begrenzt ist und viel Speicher benötigt wird.
• 2,5 Zoll kommen in Ultrabooks zum Einsatz, wo der Platz sehr begrenzt ist.

Ein weiteres Merkmal, nach dem Laufwerke klassifiziert werden, ist das Datenaustauschprotokoll zwischen der Festplatte und dem Computer. Welche Protokolle kann die Festplatte verwenden? Sie sind wie folgt:

• IDE ist eine ältere Version des Protokolls, die vor 2000 hauptsächlich auf Computern und Laptops verwendet wurde.
• SCSI ist ein Zeitgenosse von IDE, einer schnelleren Version der Laufwerksverwaltung, die hauptsächlich in Servermaschinen verwendet wurde. Für den Einsatz solcher Festplatten waren spezielle Treiber erforderlich.
• SATA ist eine moderne Version des Protokolls, das mehrere Varianten aufweist und eine hohe Geschwindigkeit beim Schreiben und Lesen von Informationen aufweist. Wird in fast allen modernen Computersystemen verwendet.

Festplattenprobleme

Eine der erschreckendsten Meldungen, die auf dem Bildschirm angezeigt werden, besagt, dass der Computer die Festplatte nicht erkennt. Warum ist das für Computerbenutzer so beängstigend? Bei einer solchen Fehlfunktion lädt das Gerät das Betriebssystem nicht und dementsprechend können praktisch keine von diesem System vorgesehenen Aktionen ausgeführt werden.

Was könnte eine solche Fehlfunktion verursachen? Das einfachste Problem, das zu diesem Ergebnis führt, ist eine Verletzung der Integrität der Stromkabel oder der Systemschnittstelle. Oft führt Staub oder Schmutz, der in einen solchen Stecker gelangt, zu dieser Fehlfunktion. Und die meisten erfahrenen Benutzer haben keine große Angst, wenn eine solche Meldung erscheint, sondern schließen einfach die Strom- und Schnittstellenanschlüsse wieder an. Diese Inschrift könnte in etwa so aussehen wie auf dem Foto oben.

Festplatte für BIOS nicht sichtbar

Wenn eine solche Fehlfunktion auftritt, muss zunächst festgestellt werden, ob es sich um ein physisches oder ein Softwareproblem handelt. Wie finde ich das heraus? Nachdem eine Meldung angezeigt wird, dass der Computer die Festplatte nicht erkennt, müssen Sie den Computer neu starten und das BIOS aufrufen. Was ist BIOS? Dabei handelt es sich um ein Programm, das in das ROM der Hauptplatine des Computers geschrieben wird. Es startet vor dem Betriebssystem und bestimmt die Peripheriegeräte, mit denen das Motherboard funktioniert. Um das BIOS zu laden, müssen Sie die entsprechende Taste auf der Tastatur drücken, normalerweise die Entf- oder F2-Taste. Nach dem Aufrufen des BIOS sehen Sie das folgende Bild.

Dieses Foto zeigt, dass das BIOS keine Festplatten im Computer erkannt hat. In diesem Fall könnte das oben beschriebene Problem auftreten und der Computer, wenn er vom Stromkabel oder der Schnittstelle getrennt ist, ist für das BIOS unsichtbar. Andererseits führt jede Fehlfunktion der Festplattensteuerplatine zu einem solchen Problem. Wenn es außerdem möglich ist, dieses Problem zu lösen, dann nur im entsprechenden Servicecenter. Es ist fast unmöglich, es zu Hause selbst zu beseitigen.

Windows 7 erkennt die Festplatte nicht

Es kann jedoch vorkommen, dass die Festplatte im BIOS sichtbar ist, das Betriebssystem jedoch nicht startet oder Windows ständig neu startet. In welchen Fällen passiert das? Dann wurde beim Arbeiten mit dem Betriebssystem eine der Systemdateien gelöscht oder beim Neuschreiben ist ein Fehler aufgetreten und die Datei wird falsch gelesen. Es kann auch zu physischen Schäden an der Festplatte, Kratzern oder Absplitterungen auf der Festplattenoberfläche kommen. Wenn sich eine der Systemdateien an diesem Speicherort befand, kann das Betriebssystem sie nicht lesen und zeigt, wie Systemadministratoren sagen, einen blauen Bildschirm an, der Sie zum Neustart des Systems auffordert. Wenn der Fehler erneut auftritt, wenden Sie sich besser an Ihren Systemadministrator. Manchmal lassen sich solche Softwarefehler leicht beheben, ohne das Betriebssystem neu zu installieren. Es kommt jedoch vor, dass sie schwerwiegend sind und nur durch eine vollständige Neuinstallation des Systems behoben werden können. Um solche Probleme zu lösen, werden normalerweise Systemdienstprogramme verwendet, die sich mit der Behebung von Softwarefehlern befassen. Was sind das für Programme?

Softwarefehler auf der Festplatte

Es gibt eine ganze Reihe von Programmen zur Behebung von Softwarefehlern, die sich in zwei Kategorien einteilen lassen. Die erste umfasst Dienstprogramme, die sich innerhalb des Systems befinden und verwendet werden können, nachdem das Betriebssystem vollständig geladen ist. Hierbei handelt es sich um Programmsätze zur Wartung von Festplatten.

Wie pflegt man beispielsweise eine Windows 7-Festplatte? Sie können Ihr Laufwerk direkt aus dem Programm heraus warten. Gehen Sie dazu einfach zu „Arbeitsplatz“ und wählen Sie die Festplatte aus, die wir warten möchten. Klicken Sie auf die Registerkarte „Eigenschaften“ und sehen Sie sich das folgende Bild an, das im Foto oben gezeigt wird.

Wartungsprogramme für Festplatten

Wie Sie im Bild sehen können, werden dem Benutzer drei Dienstprogramme angeboten:

• Auf Fehler prüfen.
• Festplattenarchivierung.

Nur das erste Programm korrigiert Fehler und die anderen warten einfach diese Festplatte. Es gibt aber auch Programme, die ohne Betriebssystem funktionieren. Der Vorteil solcher Dienstprogramme besteht darin, dass sie die Festplatte auch dann warten können, wenn das Betriebssystem nicht startet. Eines dieser Programme heißt beispielsweise FDISK und wurde von Microsoft als Dienstprogramm zur Datenträgerwartung vor der Installation des Betriebssystems entwickelt. Es wird von erfahrenen Benutzern von Norton Disk Doctor-Computergeräten verwendet, und es gibt tatsächlich eine ganze Reihe solcher Programme, sodass die Wahl weitgehend von den Vorlieben einer bestimmten Person abhängt. Bevor Sie Windows von einer Festplatte installieren, empfiehlt es sich, diese mit einem ähnlichen Programm zu warten und mögliche Fehler zu beheben.

Festplattenwiederherstellung

Viele Benutzer stehen oft vor dem Problem, Daten von einer problematischen Festplatte wiederherzustellen. Wie oben erwähnt, sind die darauf gespeicherten Informationen oft viel wertvoller als die Festplatte selbst. Daher ist die Arbeit zur Wiederherstellung verlorener Daten nicht nur wertvoll, sondern auch hochbezahlt. Viel hängt davon ab, wie die Informationen verschwunden sind. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, wie Windows Informationen von Ihrer Festplatte löscht.

Das Betriebssystem löscht keine Informationen, die der Benutzer entfernen möchte. Es löscht lediglich das Inhaltsverzeichnis der Festplatte, sodass Sie diese Informationen wiederfinden können. Dieses Inhaltsverzeichnis wird als FAT-Tabelle bezeichnet. Und wenn danach keine weiteren Informationen auf dem Gehäuse der Windows 10-Festplatte aufgezeichnet wurden, ist die Wiederherstellung ganz einfach. Es gibt viele Programme, die diese Aufgabe übernehmen können. Laut vielen Benutzern ist Acronis Recovery Expert eines der besten.

Festplattensicherung

Wie dem auch sei, kein Benutzer möchte ständig der Gefahr ausgesetzt sein, dass wertvolle Informationen gefährdet sind. Daher werden Anstrengungen unternommen, um Risiken zu minimieren. Was kann getan werden? Das Sichern nützlicher Informationen auf der gesamten Festplatte oder einem Teil davon hilft, dieses Problem zu lösen.

Welche Backup-Methoden gibt es?

• Im manuellen Modus. Der Benutzer wählt selbstständig, welche Informationen und wann das Programm speichert. Einige Unternehmen ziehen es vor, die Daten am Ende der Arbeitsschicht in ihren eigenen Büros zu sichern. Es besteht jedoch die Gefahr, dass im Laufe des Tages angesammelte Informationen verloren gehen.
• Automatische Sicherung. Gleichzeitig legt das Programm fest, wie oft und was kopiert und gespeichert werden soll.
• Erstellen eines gespiegelten RAID-Arrays, das alle Informationen von der Hauptfestplatte parallel auf einer anderen Festplatte speichert. Sollte Letzteres fehlschlagen, können Sie ganz einfach einen Spiegel verwenden.

Auswahl einer Festplatte

Während Sie großen Wert auf die Sicherheit von Informationen legen, sollten Sie die Wahl des Festplattenherstellers sowie die technischen Parameter, die die Qualität dieser Festplatte charakterisieren, nicht vergessen. Wenn wir über die Marke des Laufwerksherstellers sprechen, lohnt es sich, ein bekannteres Unternehmen zu wählen, obwohl eine solche Festplatte etwas mehr kostet. Einige Benutzer bevorzugen Seagate.

Wenn wir über technische Parameter sprechen, lohnt es sich unter sonst gleichen Bedingungen, auf die Geschwindigkeit beim Lesen und Schreiben von Informationen zu achten. Manchmal helfen Ihnen diese Daten bei der Entscheidung für die eine oder andere Festplatte.

Zusammenfassen

Eine Festplatte ist also ein Speichergerät für sehr wertvolle und wichtige Informationen in einem Computer. Daher müssen Sie sich bei der Auswahl einer hochwertigen Festplatte viel Mühe geben. Außerdem sollten Sie darauf achten, Ihr Gerät regelmäßig zu warten. Darüber hinaus ist es wichtig, auf die Sicherheit etwaiger Informationen auf Ihrem Computer zu achten. Wenn Sie all diese Anstrengungen unternehmen, wird Ihnen Ihre Festplatte lange dienen und die darauf befindlichen Informationen sind absolut sicher. Der Betrieb Ihres Geräts liegt vollständig in Ihren Händen. Ergreifen Sie daher alle Maßnahmen, um dessen normale Funktion sicherzustellen.

Viele von Ihnen wissen, dass alle Informationen auf einem Computer, dargestellt in Form von Dateien und Ordnern, auf der Festplatte gespeichert werden. Und hier, Was ist eine Festplatte? und wofür es gedacht ist, werden nicht viele richtig beantworten. Für Leute, die weit von der Programmierung entfernt sind, ist es sehr schwierig, sich vorzustellen, wie Informationen auf einer Hardware gespeichert werden können. Dabei handelt es sich nicht um eine Schachtel oder ein Blatt Papier, auf dem genau diese Informationen niedergeschrieben und in der Schachtel versteckt werden können. Ja, eine Festplatte ist kein Kästchen mit einem Buchstaben.

Eine Festplatte (HDD, HMDD – vom englischen hard (magnetic) disk drive) ist ein magnetisches Speichermedium. Im Computer-Slang wird es „Winchester“ genannt. Es dient zum Speichern von Informationen in Form von Fotos, Bildern, Briefen, Büchern verschiedener Formate, Musik, Filmen usw. Äußerlich sieht dieses Gerät überhaupt nicht wie eine Festplatte aus. Es sieht eher aus wie eine kleine rechteckige Eisenkiste.

Das Innenleben einer Festplatte ähnelt einem alten Schallplattenspieler.

Im Inneren dieses Metallkastens befinden sich auf gleicher Achse angeordnete runde Scheibenplatten aus Aluminium oder Glas, entlang derer sich der Lesekopf bewegt. Anders als bei einem Player berührt der Festplattenkopf im Betrieb nicht die Oberfläche der Platten.

Zur einfacheren Nutzung ist die Festplatte in mehrere Abschnitte unterteilt. Diese Aufteilung ist bedingt. Dies geschieht über das Betriebssystem oder spezielle Programme. Die neuen Partitionen werden logische Festplatten genannt. Ihnen werden die Buchstaben C, D, E oder F zugewiesen. Normalerweise werden sie auf dem Laufwerk C installiert, und Dateien und Ordner werden auf anderen Laufwerken gespeichert, damit Ihre Dateien und Ordner bei einem Systemabsturz nicht beschädigt werden.

Sehen Sie sich ein Video darüber an, was eine Festplatte ist:

Grundlegende Eigenschaften von Festplatten

• Formfaktor ist die Breite der Festplatte in Zoll. Die Standardgröße für einen Desktop-Computer beträgt 3,5 Zoll und für Laptops 2,5 Zoll;
• Schnittstelle– Moderne Computer verwenden unterschiedliche Versionen von SATA-Verbindungen zum Motherboard. SATA, SATA II, SATA III. Ältere Computer nutzen die IDE-Schnittstelle.
• Kapazität– Dies ist die maximale Informationsmenge, die eine Festplatte speichern kann, gemessen in Gigabyte;
• Spulengeschwindigkeit ist die Anzahl der Spindelumdrehungen pro Minute. Je höher die Rotationsgeschwindigkeit der Festplatte, desto besser. Für Betriebssysteme müssen Sie Festplatten mit 7.200 U/min und höher installieren, zum Speichern von Dateien können Sie Festplatten mit niedrigeren Geschwindigkeiten installieren.
• MTBF– Dies ist die vom Hersteller berechnete durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen. Je größer es ist, desto besser;
• Zufällige Zugriffszeit ist die durchschnittliche Zeit, die der Kopf benötigt, um sich auf einem beliebigen Abschnitt des Wafers zu positionieren. Der Wert ist nicht konstant.
• Schlagfestigkeit ist die Fähigkeit einer Festplatte, Druckschwankungen und Stößen standzuhalten.
• Geräuschpegel, die die Scheibe im Betrieb abgibt, wird in Dezibel gemessen. Je kleiner es ist, desto besser.

Mittlerweile gibt es bereits SSD-Laufwerke (Solid-State-Drive in einfacher Übersetzung – Solid-State-Drive), die weder über eine Spindel noch über Platten verfügen. Es handelt sich um ein Speichergerät, das auf Speicherchips basiert.

Wenn der Computer startet, überprüft ein im BIOS-Chip gespeicherter Firmware-Satz die Hardware. Wenn alles in Ordnung ist, übergibt es die Kontrolle an den Bootloader des Betriebssystems. Dann wird das Betriebssystem geladen und Sie können den Computer verwenden. Wo wurde gleichzeitig das Betriebssystem gespeichert, bevor der Computer eingeschaltet wurde? Wie blieb Ihr Aufsatz, den Sie die ganze Nacht geschrieben haben, auch nach dem Ausschalten des PCs erhalten? Nochmals: Wo wird es gespeichert?

Okay, ich bin wahrscheinlich zu weit gegangen und Sie alle wissen sehr gut, dass Computerdaten auf der Festplatte gespeichert werden. Allerdings weiß nicht jeder, was es ist und wie es funktioniert, und da Sie hier sind, kommen wir zu dem Schluss, dass wir es gerne herausfinden würden. Nun, lass es uns herausfinden!

Was ist eine Festplatte?

Schauen wir uns traditionell die Definition einer Festplatte auf Wikipedia an:

Festplatte (Schraube, Festplatte, Festplattenlaufwerk, HDD, HDD, HMDD) – ein Speichergerät mit wahlfreiem Zugriff, das auf dem Prinzip der magnetischen Aufzeichnung basiert.

Sie werden in den allermeisten Computern verwendet, aber auch als separat angeschlossene Geräte zum Speichern von Sicherungskopien von Daten, als Dateispeicher usw.

Lass es uns ein wenig herausfinden. Mir gefällt der Begriff „ Festplatte ". Diese fünf Worte vermitteln die Essenz. Eine Festplatte ist ein Gerät, dessen Zweck darin besteht, die darauf aufgezeichneten Daten über einen längeren Zeitraum zu speichern. Die Basis von HDDs sind Festplatten (Aluminium) mit einer speziellen Beschichtung, auf die Informationen mit speziellen Köpfen aufgezeichnet werden.

Ich werde den Aufnahmeprozess selbst nicht im Detail betrachten – im Wesentlichen ist dies die Physik der letzten Schulstufen, und ich bin sicher, dass Sie keine Lust haben, sich damit zu befassen, und darum geht es in dem Artikel überhaupt nicht.

Achten wir auch auf den Satz: „ Direktzugriff „Das bedeutet grob gesagt, dass wir (der Computer) jederzeit Informationen von jedem Streckenabschnitt auslesen können.

Eine wichtige Tatsache ist, dass der Festplattenspeicher nicht flüchtig ist, d. h. unabhängig davon, ob die Stromversorgung angeschlossen ist oder nicht, verschwinden die auf dem Gerät aufgezeichneten Informationen nirgendwo. Dies ist ein wichtiger Unterschied zwischen dem permanenten Speicher und dem temporären Speicher eines Computers ().

Wenn Sie eine Computerfestplatte im wirklichen Leben betrachten, werden Sie weder Festplatten noch Köpfe sehen, da all dies in einem versiegelten Gehäuse (hermetischer Bereich) verborgen ist. Äußerlich sieht die Festplatte so aus:

Warum braucht ein Computer eine Festplatte?

Schauen wir uns an, was eine Festplatte in einem Computer ist, also welche Rolle sie in einem PC spielt. Es ist klar, dass es Daten speichert, aber wie und was. Hier heben wir folgende Funktionen der HDD hervor:

• Speicherung von Betriebssystem, Benutzersoftware und deren Einstellungen;
• Speicherung von Benutzerdateien: Musik, Videos, Bilder, Dokumente usw.;
• Nutzung eines Teils des Festplattenspeichers zum Speichern von Daten, die nicht in den RAM passen (Auslagerungsdatei), oder Speichern des RAM-Inhalts im Ruhemodus;

Wie Sie sehen, ist die Festplatte des Computers nicht nur eine Ansammlung von Fotos, Musik und Videos. Darauf ist das gesamte Betriebssystem gespeichert, darüber hinaus hilft die Festplatte, die Belastung des Arbeitsspeichers zu bewältigen und übernimmt einige seiner Funktionen.

Woraus besteht eine Festplatte?

Die Komponenten einer Festplatte haben wir teilweise erwähnt, nun schauen wir uns diese genauer an. Also, die Hauptkomponenten der Festplatte:

• Rahmen – schützt Festplattenmechanismen vor Staub und Feuchtigkeit. In der Regel ist es abgedichtet, sodass keine Feuchtigkeit und kein Staub eindringen kann;
• Scheiben (Pfannkuchen) - beidseitig beschichtete Platten aus einer bestimmten Metalllegierung, auf denen Daten aufgezeichnet werden. Die Anzahl der Platten kann unterschiedlich sein – von einer (bei Budgetoptionen) bis zu mehreren;
• Motor — auf dessen Spindel die Pfannkuchen befestigt sind;
• Kopfblock - eine Konstruktion aus miteinander verbundenen Hebeln (Kipphebeln) und Köpfen. Der Teil der Festplatte, der Informationen liest und darauf schreibt. Für einen Pfannkuchen wird ein Paar Köpfe verwendet, da sowohl der obere als auch der untere Teil funktionieren;
• Positionierungsgerät (Aktuator ) – ein Mechanismus, der den Kopfblock antreibt. Besteht aus einem Paar Permanent-Neodym-Magneten und einer Spule am Ende des Kopfblocks;
• Regler — eine elektronische Mikroschaltung, die den Betrieb der Festplatte steuert;
• Parkplatz - eine Stelle innerhalb der Festplatte neben den Festplatten oder an deren Innenteil, wo die Köpfe während der Ausfallzeit abgesenkt (geparkt) werden, um die Arbeitsfläche der Pfannkuchen nicht zu beschädigen.

Dies ist ein einfaches Festplattengerät. Es wurde vor vielen Jahren gegründet und seit langem wurden keine grundlegenden Änderungen daran vorgenommen. Und wir machen weiter.

Wie funktioniert eine Festplatte?

Nachdem die Festplatte mit Strom versorgt wurde, beginnt der Motor, an dessen Spindel die Pfannkuchen befestigt sind, hochzudrehen. Sobald die Geschwindigkeit erreicht ist, bei der sich an der Oberfläche der Scheiben ein konstanter Luftstrom bildet, beginnen sich die Köpfe zu bewegen.

Diese Reihenfolge (zuerst drehen sich die Scheiben, dann beginnen die Köpfe zu arbeiten) ist notwendig, damit die Köpfe aufgrund des entstehenden Luftstroms über den Platten schweben. Ja, sie berühren niemals die Oberfläche der Scheiben, da diese sonst sofort beschädigt würden. Allerdings ist der Abstand von der Oberfläche der Magnetplatten zu den Köpfen so gering (~10 nm), dass man ihn mit bloßem Auge nicht erkennen kann.

Nach dem Start werden zunächst Serviceinformationen über den Zustand der Festplatte und weitere notwendige Informationen dazu ausgelesen, die sich auf der sogenannten Nullspur befinden. Erst dann beginnt die Arbeit mit den Daten.

Informationen auf der Festplatte eines Computers werden auf Spuren aufgezeichnet, die wiederum in Sektoren unterteilt sind (wie eine in Stücke geschnittene Pizza). Um Dateien zu schreiben, werden mehrere Sektoren zu einem Cluster zusammengefasst, dem kleinsten Ort, an dem eine Datei geschrieben werden kann.

Neben dieser „horizontalen“ Festplattenpartition gibt es auch eine herkömmliche „vertikale“ Partition. Da alle Köpfe kombiniert sind, sind sie immer über derselben Spurnummer positioniert, jeder über seiner eigenen Platte. Während des Festplattenbetriebs scheinen die Köpfe also einen Zylinder zu zeichnen:

Während die Festplatte läuft, führt sie im Wesentlichen zwei Befehle aus: Lesen und Schreiben. Wenn ein Schreibbefehl ausgeführt werden muss, wird der Bereich auf der Festplatte berechnet, in dem er ausgeführt werden soll. Anschließend werden die Köpfe positioniert und der Befehl tatsächlich ausgeführt. Anschließend wird das Ergebnis überprüft. Die Daten werden nicht nur direkt auf die Festplatte geschrieben, sondern landen auch im Cache.

Erhält der Controller einen Lesebefehl, prüft er zunächst, ob sich die benötigten Informationen im Cache befinden. Ist dies nicht der Fall, werden die Koordinaten zur Positionierung der Köpfe erneut berechnet, anschließend werden die Köpfe positioniert und die Daten ausgelesen.

Nach Abschluss der Arbeiten, wenn die Stromversorgung der Festplatte unterbrochen wird, werden die Köpfe automatisch in der Parkzone geparkt.

So funktioniert im Grunde eine Computerfestplatte. In Wirklichkeit ist alles viel komplizierter, aber der durchschnittliche Benutzer benötigt solche Details höchstwahrscheinlich nicht, also beenden wir diesen Abschnitt und machen weiter.

Arten von Festplatten und ihre Hersteller

Heute gibt es tatsächlich drei große Festplattenhersteller auf dem Markt: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Sie decken den Bedarf an Geräten aller Art und Anforderungen vollständig ab. Die übrigen Unternehmen gingen entweder in Konkurs, wurden von einem der drei Hauptunternehmen übernommen oder wurden umgewidmet.

Wenn wir über die Festplattentypen sprechen, können sie wie folgt unterteilt werden:

1. Bei Laptops ist der Hauptparameter die Gerätegröße von 2,5 Zoll. Dadurch können sie kompakt in der Laptoptasche untergebracht werden;
2. Für PC - hier ist auch der Einsatz von 2,5"-Festplatten möglich, in der Regel kommen jedoch 3,5"-Festplatten zum Einsatz;
3. Externe Festplatten sind Geräte, die separat an einen PC/Laptop angeschlossen werden und meist als Dateispeicher dienen.

Es gibt auch einen speziellen Festplattentyp – für Server. Sie sind mit normalen PC-Geräten identisch, können sich jedoch in den Anschlussschnittstellen und der höheren Leistung unterscheiden.

Alle anderen Unterteilungen von Festplatten in Typen ergeben sich aus ihren Eigenschaften, also betrachten wir sie.

Festplattenspezifikationen

Die Hauptmerkmale einer Computerfestplatte:

• Volumen — ein Indikator für die maximal mögliche Datenmenge, die auf der Festplatte gespeichert werden kann. Das Erste, worauf sie normalerweise achten, wenn sie sich für eine Festplatte entscheiden. Diese Zahl kann 10 TB erreichen, obwohl sie für einen Heim-PC oft 500 GB – 1 TB wählen;
• Formfaktor — Größe der Festplatte. Am gebräuchlichsten sind 3,5 und 2,5 Zoll. Wie oben erwähnt, sind in Laptops in den meisten Fällen 2,5″ verbaut. Sie werden auch in externen Festplatten verwendet. 3,5″ wird in PCs und Servern verbaut. Der Formfaktor wirkt sich auch auf das Volumen aus, da auf einer größeren Festplatte mehr Daten Platz finden;
• Spulengeschwindigkeit — Mit welcher Geschwindigkeit drehen sich die Pfannkuchen? Am gebräuchlichsten sind 4200, 5400, 7200 und 10000 U/min. Diese Eigenschaft wirkt sich direkt auf die Leistung sowie den Preis des Geräts aus. Je höher die Geschwindigkeit, desto größer sind beide Werte;
• Schnittstelle — Methode (Steckertyp) zum Anschließen der Festplatte an den Computer. Die beliebteste Schnittstelle für interne Festplatten ist heute SATA (ältere Computer verwendeten IDE). Externe Festplatten werden in der Regel über USB oder FireWire angeschlossen. Zusätzlich zu den aufgeführten gibt es auch Schnittstellen wie SCSI, SAS;
• Puffervolumen (Cache-Speicher) – eine Art schneller Speicher (wie RAM), der auf dem Festplatten-Controller installiert ist und für die temporäre Speicherung der Daten konzipiert ist, auf die am häufigsten zugegriffen wird. Die Puffergröße kann 16, 32 oder 64 MB betragen;
• Zufällige Zugriffszeit — die Zeit, in der die Festplatte garantiert von jedem Teil der Festplatte schreiben oder lesen kann. Bereich von 3 bis 15 ms;

Zusätzlich zu den oben genannten Merkmalen finden Sie auch Indikatoren wie: