: :

Выпускаемые накопители информации представляют собой гамму запоминающих устройств с различным принципом действия физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение. Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.
Обратим особое внимание на дисковые магнитные накопители – накопители на жестких магнитных дисках.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя, на который, непосредственно, осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение полярности напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1. На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя.
При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.
Дисковые устройства делят на гибкие (Floppy Disk) и жесткие (Hard Disk) накопители и носители.
Источники:
http://compblog.ilc.edu.ru/blog/99.html
http://citforum.ru/pp/pc03_02.shtml

Гибкий магнитный диск – покрытая ферромагнитным слоем пластина из гибкого пластика, заключенная в корпус, защищающий носитель от повреждений.
В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость современной дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

Данные на дискету записываются концентрическими дорожками, вдоль направления вращения диска. Стандартно на стороне дискеты помещается 40 или 80 дорожек. Обычно есть возможность записать ещё 2-4 дорожки, но это уже определяется механическими ограничителями.
Каждая дорожка при этом разбита на несколько секторов. Посекторная запись обеспечивает произвольный доступ достаточно небольшими фрагментами. Некоторые системы производят чтение и запись дорожки целиком, и тогда разбитие на сектора может либо не производиться, либо быть чисто логическим. Обычно размер сектора составляет 512 Б, хотя некоторые системы используют значения от 128 до 1024 Б. 512-битных секторов обычно помещается на дискету 9 (двойная плотность записи), 15 (5-дюймовые дискеты высокой плотности) или 18 (3-дюймовые дискеты высокой плотности).
Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами.
Источники:
http://disketa.info/page.asp?page=komp&idd=1078&raz=6
http://compblog.ilc.edu.ru/blog/99.html

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей насаженных на один шпиндель и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом.
Информация заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию.
Замечание
Накопители на жестких дисках обычно называют винчестерами. Этот термин появился в 1960-х годах, когда IBM выпустила высокоскоростной накопитель с одним несъемным и одним сменным дисками емкостью по 30 Мбайт. Этот накопитель состоял из пластин, которые вращались с высокой скоростью, и "парящих" над ними головок, а номер его разработки — 30-30. Такое цифровое обозначение (30-30) совпало с обозначением популярного нарезного оружия Winchester, поэтому термин винчестер вскоре стал применяться в отношении любого стационарно закрепленного жесткого диска. Это типичный профессиональный жаргон, на самом деле подобные устройства не имеют с обычными винчестерами (т. е. с оружием) ничего общего.
Во время работы все механические части накопителя подвергаются тепловому расширению, и расстояния между дорожками, осями шпинделя и позиционером головок чтения/записи меняется. В общем случае это никак не влияет на работу накопителя, поскольку для стабилизации используются обратные связи, однако некоторые модели время от времени выполняют рекалибровку привода головок, сопровождаемую характерным звуком, напоминающим звук при первичном старте, подстраивая систему к изменившимся расстояниям. Жесткие диски вращаются намного быстрее, чем гибкие. Частота их вращения даже в большинстве первых моделей составляла 3600 об/мин (т.е. в 10 раз больше, чем в накопителе на гибкие дисках) и до последнего времени была почти стандартом для жестких дисков. Но в настоящее время частота вращения жестких дисков намного возросла.
Принципы работы накопителей на жестких дисках
В накопителях на жестких дисках данные записываются и считываются универсальными головками чтения/записи с поверхности вращающихся магнитных дисков, разбитых на дорожки и секторы (512 байт каждый). В накопителях обычно устанавливается несколько дисков, и данные записываются на обеих сторонах каждого из них. В большинстве накопителей есть по меньшей мере два или три диска (что позволяет выполнять запись на четырех или шести сторонах), но существуют также устройства, содержащие до 11 и более дисков. Однотипные (одинаково расположенные) дорожки на всех сторонах дисков объединяются в цилиндр. Для каждой стороны диска предусмотрена своя дорожка чтения/записи, но при этом все головки смонтированы на общем стержне, или стойке. Поэтому головки не могут перемещаться независимо друг от друга и двигаются только синхронно.

Большинство серийно выпускаемых накопителей, используемых в настоящее время в ПК, имеют скорость вращения дисков 7200 об/мин. Накопители со скоростью вращения 10 000 или 15 000 об/мин используются обычно только в высокоэффективных рабочих станциях или серверах, для которых высокая стоимость жестких дисков, повышенное тепловыделение и шум не играют существенной роли. Высокие скорости вращения жесткого диска в сочетании с механизмами быстрого позиционирования головок и увеличенным количеством секторов, содержащихся на каждой дорожке, являются теми факторами, которые определяютобщую производительность жесткого диска.
При нормальной работе жесткого диска головки чтения/записи не касаются (и не должныкасаться!) дисков. Но при выключении питания и остановке дисков они опускаются на поверхность. Во время работы устройства между головкой и поверхностью вращающегося диска образуется очень малый воздушный зазор (воздушная подушка). Если в этот зазор попадет пылинка или произойдет сотрясение, головка “столкнется” с диском, вращающимся “на полном ходу”. Если удар будет достаточно сильным, произойдет поломка головки. Последствия этого могут быть разными - от потери нескольких байтов данных до выхода из строя всего накопителя. Поэтому в большинстве накопителей поверхности магнитных дисков легируюти покрывают специальными смазками, что позволяет устройствам выдерживать ежедневные “взлеты” и “приземления” головок, а также более серьезные потрясения.
В некоторых наиболее современных накопителях вместо конструкции CSS (Contact Start Stop) используется механизм загрузки/разгрузки, который не позволяет головкам входить в контакт с жесткими дисками даже при отключении питания накопителя. Этот механизм был впервые использован в 2,5 дюймовых накопителях портативных компьютеров, для которых устойчивость к механическим воздействиям играет весьма важную роль. В механизме загрузки/разгрузки используется наклонная панель, расположенная прямо над внешней поверхностью жесткого диска. Когда накопитель выключен или находится в режиме экономии потребляемой мощности, головки съезжают на эту панель. При подаче электроэнергии разблокировка головок происходит только тогда, когда скорость вращения жестких дисков достигнет нужной величины. Поток воздуха, создавае мый при вращении дисков (аэростатический подшипник), позволяет избежать возможного контакта между головкой и поверхностью жесткого диска.
Источник:
http://www.itech.am/knowledge-base/4-all-about-hdd/46-what-is-hdd.html

Частота вращения шпинделя. Определяет, сколько времени будет затрачено на последовательное считывание одной дорожки или цилиндра. Частота вращения измеряется в оборотах в минуту (rpm). Чем выше скорость вращения, тем выше скорость обмена данными. Следует только учесть, что при возрастании скорости вращения увеличивается температура корпуса жесткого диска.
Среднее время доступа к данным. Время, проходящее с момента получения запроса на операцию чтения/записи от контроллера до физического осуществления операции.
Физический и логический объем накопителей. Носители жестких дисков, в отличие от гибких, имеют постоянное число дорожек и секторов, изменить которое невозможно. Эти числа определяются типом модели и производителем устройства. Поэтому, физический объем жестких дисков определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией (разметка диска на дорожки и сектора) и объема, доступного пользовательским данным. Физический объем жесткого диска, также, зависит от типа интерфейса, метода кодирования данных, используемого физического формата и др.

Интерфейсы жестких дисков
Интерфейсом накопителей называется набор электроники, обеспечивающий обмен информацией между контроллером устройства (кэш-буфером) и компьютером.
На сегодняшний день существует огромное количество различных технологий и интерфейсов жестких дисков. Например: IDE, ATA, Serial ATA, SCSI, SCSI II, Wide SCSI II, Ultra SCSI II, Ultra Wide SCSI II, Ultra2 SCSI, Ultra160 SCSI, Fibre Channel, IEEE 1394, FireWire, iLink, USB, RAID, 5400rpm, 7200rpm, 10,000rpm, 15,000rpm.
IDE/ATA. IDE (Integrated Drive Electronics) - это название типа жестких дисков, имеющих интерфейс ATA (AT Attachment). Один канал ATA может поддерживать до двух дисков, первый - master и вторичный - slave. Стандарт Serial ATA. Скоростные возможности интерфейса - до 150 МБ/с, помехоустойчивость интерфейсного кабеля, простота разводки. Например, производительность самых современных версий интерфейсов - USB 2.0 (480 Мбит/с) и FireWire (в варианте IEEE 1394b - до 800 Мбит/с), не идёт ни в какое сравнение с возможностями SATA 1.0 (теоретически - 1,5 Гбит/с).
SCSI. SCSI давно стал стандартным интерфейсом для рабочих станций и серверов. И хотя по деньгам SCSI обходится существенно дороже IDE, за эти деньги мы получаем гораздо большую пропускную способность, поддержку большего количества устройств на одном канале, гораздо большую длину кабелей (до 12 метров), поддержку внешних устройств и многозадачность. Обычная шина SCSI может нести на себе до 8 устройств, а широкая (wide) до 16. Сам SCSI контроллер занимает один адрес, а остальные 15 оставляет для подключаемых устройств (соответственно на узкой шине для устройств остается 7 адресов). Главное преимущество, главная сила SCSI выражается емким иностранным словом high-end, то есть самые быстрые, самые объемные жесткие диски имеют интерфейс SCSI.
Источник:
http://emanual.ru/download/www.eManual.ru_831.html

Последствия наводнения в Таиланде (2011)
В результате наводнения были затоплены несколько индустриальных зон, где расположены заводы по производству жёстких дисков, что по мнению экспертов, вызвало дефицит жёстких дисков на мировом рынке.36 По оценкам Piper Jaffray в IV квартале 2011 года дефицит жёстких дисков на мировом рынке составит 60-80 миллионов единиц при объёме спроса в 180 миллионов, по состоянию на 9 ноября 2011 года цены на жёсткие диски уже выросли в пределах от 10 до 60 %.
1 декабря 2011 года компания Western Digital отчиталась о работах по восстановлению производства в Таиланде и предложила свою оценку состояния отрасли накопителей на жёстких дисках в четвёртом квартале 2011 года и на последующие периоды
Жёсткий диск - компонент противоречивый. С одной стороны, он показал впечатляющий прирост ёмкости до современного уровня 4 Тбайт. С другой стороны, производительность росла совсем не с такой скоростью, с какой ёмкость. В результате жёсткие диски по-прежнему являются самым медленным компонентом любого современного компьютера.
Тенденция перехода на меньшие форм-факторы началась ещё много лет назад, когда 5,25" винчестеры были вытеснены 3,5" моделями, которые были легче в обслуживании, быстрее и надёжнее. Более высокие плотности записи позволили сократить потенциальные бреши в ёмкости, поскольку пластины меньшего размера хранят меньший объём данных при равных плотностях записи.
Однако при последующем уменьшении размера жестких дисков увеличится конкуренция с твердотельными накопителями. стоимость гигабайта хранения информации у флэш-накопителей улучшается быстрее, чем у компактных жёстких дисков. Вместе с тем и корпоративный сегмент начинает переходить на флэш-накопители, поскольку высокопроизводительные версии твердотельных накопителей обходят любые механические жёсткие диски.
Жёсткие диски не исчезнут в ближайшее время, но производителям жёстких дисков придётся фокусироваться на областях, где флэш-память не может обойти механические винчестеры: по стоимости на гигабайт в ёмких 3,5" настольных винчестерах; бытовых и корпоративных near-line системах хранения; а также по уровню стоимости в расчёте на производительность в корпоративных хранилищах.
Источник:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Ƹ%F1%F2%EA%E8%E9_%E4%E8%F1%EA#.D0.A0.D1.8B.D0.BD.D0.BE.D0.BA_.D0.B6.D1.91.D1.81.D1.82.D0.BA.D0.B8.D1.85_.D0.B4.D0.B8.D1.81.D0.BA.D0.BE.D0.B2

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряжённости магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).
Метод продольной записи. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая, проходя над поверхностью вращающегося диска, намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. При этом вектор намагниченности домена расположен продольно, то есть параллельно поверхности диска. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности. Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.
Метод перпендикулярной записи. Метод перпендикулярной записи — это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных (на 2009 год) образцов — 400 Гбит на кв/дюйм.
Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR). На данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно
Источник:
http://chinapads.ru/c/s/jestkiy_disk_-_tehnologii_zapisi_dannyih

На данный момент накопители на магнитных дисках и жесткие диски в частности остаются лидерами по использованию в PC, но постепенное снижение стоимости flash-накопителей может изменить положение дел.
Однако flash-память все еще не может соперничать с жесткими дисками по объему хранимой информации. Наиболее вероятно то, что в ближайшие несколько лет в индустрии жестких дисков ожидаются более существенные технологические изменения, чем за весь пятидесятилетний период ее существования. Сейчас трудно сказать, насколько точными окажутся прогнозы, однако совершенно ясно другое — технологические изменения неизбежно приведут к изменениям рыночной ситуации.

Магнитные дисковые накопители: http://compblog.ilc.edu.ru/blog/99.html
http://citforum.ru/pp/pc03_02.shtml
Гибкие магнитные диски:
http://disketa.info/page.asp?page=komp&idd=1078&raz=6
http://compblog.ilc.edu.ru/blog/99.html
Жесткие диски: http://www.itech.am/knowledge-base/4-all-about-hdd/46-what-is-hdd.html
Основные параметры жестких дисков.Интерфейсы жестких дисков:
http://emanual.ru/download/www.eManual.ru_831.html
Современное состояние и перспективы развития жестких дисков:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Ƹ%F1%F2%EA%E8%E9_%E4%E8%F1%EA#.D0.A0.D1.8B.D0.BD.D0.BE.D0.BA_.D0.B6.D1.91.D1.81.D1.82.D0.BA.D0.B8.D1.85_.D0.B4.D0.B8.D1.81.D0.BA.D0.BE.D0.B2
Технологии записи данных: http://chinapads.ru/c/s/jestkiy_disk_-_tehnologii_zapisi_dannyih