Hdd - kõvaketas (0)

HAAPSALU KUTSEHARIDUSKESKUS Arvutid ja arvutivõrgud 10
Peeter Zolotov Kõvaketas - HDD Referaat
Juhendaja : Kaido Kivioja
Uuemõisa 2011 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Sisukord
Sissejuhatus:........................................................................................... 3
Kõvaketta kirjeldus .................................................................................. 4
Lugemis- ja kirjutamispea .................................................................... 4
Kontrolleri telg:..................................................................................... 4
Kettad ( Platter ): ................................................................................ 5
Kontroller ( Actuator ): ......................................................................... 5
Mootor: ................................................................................................ 5
Liidesed: .............................................................................................. 5
Korpus: ................................................................................................ 6
Kõvaketta füüsilised ja andmete suurused: ............................................. 6
Enim levinud suurused: ....................................................................... 6
Maht: ................................................................................................... 6
Liidesed: ................................................................................................. 7
Plaatide pöörlemise kiirused: .................................................................. 7
Sillus ehk jumper : .................................................................................... 9
Sillused kõvakettal: .............................................................................. 9
Kokkuvõte: ............................................................................................ 11
Lisa: ...................................................................................................... 13
2 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Sissejuhatus:
Kõvaketas ( hard disk drive , lühend HDD) on andmesäilitusseade, mis kasutab andmete talletamiseks pöörlevaid jäiku alumiinium - või portselanplaate, mis on kaetud ferrooksiidlakiga. Andmeid loetakse ja kirjutatakse digitaalselt kodeerituna. Selleks kasutatakse kirjutuspead, mille tekitatud magnetvoo tulemusena muudetakse magnetilise materjali polarisatsiooni.
3 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Kõvaketta kirjeldus
Kõvaketas koosneb teljest, millel on mitu kuni mitukümmend ühtlase kiirusega pöörlevat ketast . Iga ketta kohal on lugemis-kirjutamispea, mis liigub ketta raadiuse ulatuses, võimaldades lugeda ja kirjutada infot mistahes kõvaketta alalt. Kõvaketta korpusel asub ka kõvaketta kontroller ehk elektroonikalülitus, mis muuhulgas juhib lugemis- kirjutamispead vastavalt sellele, kust on vaja infot lugeda või kuhu kirjutada.
Pilt1 (lisa)
Lugemis- ja kirjutamispea ( Head ):
Pead "hõljuvad " õhupadjal ligikaudu 3/1000 mm kõrgusel ketta pinnast. Igal kettal on oma lugemis- ja kirjutamispea.
Pilt 2 (lisa)
Kontrolleri telg:
Mille külge on kinnitatud lugemis- ja kirjutamispea. See kõvaketta osa teeb ära kõige suurema osa tööst.
4 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Kettad ( Platter ):
Ühes kõvakettas on mitu füüsilist andmeketast. Kettale salvestatakse andmed kahendsüsteemis ning sealt on võimalik neid vajaduse korral uuesti lugeda. Valmistatud üldjuhul alumiiniumist (odav ja kerge), kuid osas kõvaketastes ka portselanist. Ketta pind on väga sile, et tagada lugemis- ja kirjutamispea võimalikult ühtlane liikumine. Ketta pind on kaetud ferrooksiidlakiga.
Pilt 3 (lisa)
Kontroller ( Actuator ):
Liigutab lugemis- ja kirjutamispead. Kontroller liigutab pead terve ketta raadiuses ning juhib pea sinna, kust on vaja andmeid lugeda või kirjutada. Kuigi lugemis- ja kirjutamispäid on mitu, on kontrollerit ainult üks.
Mootor:
Paneb pöörlema alumiiniumkettad. Sellest osast eraldub kõige suurem osa kõvaketta eraldatavast soojusest.
Liidesed: ( Connectors):
Mille külge on võimalik panna nii toite- kui ka andmejuhe. Kõvaketaste ühendamiseks on mitmeid liideseid, neist tuntumad on MFM, PATA (IDE), SCSI , FC , SATA , SAS, FireWire ja USB ning RJ-45.
Kõvaketta liidestest lk 8
5 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Korpus:
On mõeldud kõvaketta kaitsmiseks ja kooshoidmiseks, samuti aitab see säilitada kõvakettasisest rõhku.
Kõvaketta füüsilised ja andmete suurused:
Enim levinud suurused:
Mõõt Laius Kõrgus Andmemahutavus Plaate 3.5 102 mm 25.4 mm 3 TB 5 2.5 69.9 mm 7­15 mm 1.5 TB 4 1.8 54 mm 8 mm 320 GB 3
Maht:
SI süsteem Binary süsteem Teisendus Teisendus (HDD) (OS) 0.9095 TiB 1 TB (Terabait) 1 * 10004 B 0.9095 * 10244 B (Tebibait) 1000 GB (Gigabait) 1000 * 10003 B 931.3 GiB (Gibibait) 931.3 * 10243 B 1,000,000 MB 953,674.3 MiB 1,000,000 * 10002 B 953,674.3 * 10242 B (Megabait) (Mebibait) 1,000,000,000 KB 1,000,000,000 * 976,562,500 KiB 976,562,500 * 1024 B (Kilobait) 1000B (Kibibait) 1,000,000,000,000 B 1,000,000,000,000 ( bait ) - B (bait) -
6 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Liidesed: Liidese Tähis Tähis täpsemalt (inglise keeles) Shugart Associates System SASI Interface SCSI Small Computer System Interface SAS Serial Attached SCSI ST-506 Seagate Technology ST-412 Seagate Technology ESDI Enhanced Small Disk Interface ATA (PATA) Advanced Technology Attachment SATA Serial ATA
Plaatide pöörlemise kiirused:
Mida suurem on ketta pöörlemiskiirus, seda suurem on andmeedastuskiirus , kuid samas eraldavad kiiremad kõvakettad rohkem kuumust, on mürarikkamad ja kulutavad rohkem energiat.
Kasutatakse süle- ja lauaarvutites. 4200 pööret minutis . Kasutatakse sülearvutites 5400 pööret minutis 7200 pööret minutis. Andmetalletus kiirus 1030 Mbits/s.
Kasutatakse serverites. Tehingute töötlemise andmebaasid; Interneti infrastruktuuri ( email , veebiserverit, e-kaubandus); teaduslikel andmetel tarkvara; 10000 pööret minutis. Andmetalletus kiirus 0.5 Gbit/s. 15000 pööret minutis. Andmetalletus kiirus 1.6 Gbit/s.
7 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
ülearvuti kõvakettad on mõõtmetelt väiksemad (2,5 tolli tavaketta 3,5 tolli asemel), need kipuvad olema aeglasemad ja ka mahult väiksemad, kuigi viimasel ajal on erinevused vähenenud. Pöörlemiskiirused on 4200, 5200 (erandina), 5400 ja 7200 p/m, kusjuures tänapäeval kasutatakse enim 5400 p/m. 7200 p/m kettad on enamasti kallimad ning 4200 p/m kettad on kas vana tüüpi või uuemad kettad, mis on mahult suurimad. Neist viimased võivad olla ka standardsuurusest kõrgemad, kuna sisaldavad rohkem plaate, ning seega ei sobi oma mõõtude pärast kõigisse sülearvutitesse. On ka nn. ultramobiilseid 1,8 tolliseid kettaid, mis sobivad osasse minisülearvutitesse. Nende ketaste pöörlemiskiirus ei ületa 4200 p/m ja nende andmeedastuskiirus ei ületa üldjuhul 20 MB/s.
8 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Sillus ehk jumper: Sillus (inglise keeles jumper) on seadme häälestamiseks või konfigureerimiseks kasutatav lülitit asendav ühendusdetail, harilikult trükkplaadil. Sillused on väikesed ühendusklemmid, mis on ühendatavad pistikute kontaktide paaridele arvutiriistvaral, et muuta erinevaid seadeid. Üldiselt on sillus lühise kõrvaldamiseks isoleeritud, parema juhtivuse tagamiseks enamasti kullatud metallitükk, mille mõõtmed on tavaliselt 1 mm x 3 mm. Seega on sillused üleminekud, mida kasutatakse ajutiste elektriliste ühenduste loomisel. Silluste puudumisel ei tohiks ühendada pistikute kontakte juhtmega, kuna selline tegevus võib põhjustada lühise ja seadme hävitada.
Sillused kõvakettal:
Silluseid on pikka aega kasutatud kõvaketastel, et lubada kettakontrolleril (ketta juhtseade ( kiip või trükkmoodul)) saata paigutuse informatsiooni arvuti emaplaadile. IDE (ATA) kõvaketastel on sillused, mis määratlevad ketta ülemana, alamana, monopolina (inglise keeles single), kaabel valikulisena (inglise keeles cable select) või kiip valikulisena (inglise keeles chip select). Veel võimaldavad sillused piirata kõvaketta andmemahtu ühildumaks vanema baasvahetussüsteemi (inglise keeles basic input/output system) versioonidega. Kui sillus ei ole kettale õigesti paigaldatud, eksisteerib võimalus, et arvuti süsteemis ei tunta ketast ära.
9 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
SATA (inglise keeles Serial Advanced Technology Attachment) ketastel puudub kogu ülema/alama seadistus kuna süsteem tunneb iga ketast justkui oleks see ühendatud eraldi pistikupessa (inglise keeles port). SATA ketastel kasutatakse silluseid, et anda süsteemile signaal kas ketas töötab tavaolukorras või töötab ketas piiratud kiirusega, tavaliselt 1,5 Gbps kiirusega. SCSI (inglise keeles Small Computer System Interface) kõvaketastel kasutatakse silluseid määramaks SCSI ID, pöörlemisviivitust (inglise keeles spin delay ), vaheldus pöörlemist (inglise keeles stagger spin) ja teisi seadeid, mis on sõltuvad seadme tootjast. Jumperi pilt 4 lisas .
10 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Kokkuvõte: Tulevikus võib kindlasti oodata standadsete kõvaketaste ehk HDD kiiruse ja mahu kasvu. Kuid kindlasti leiab laiemat kasutust ka uus SSD (inglise solid state drive) tehnoloogia , mida eesti keeles võiks nimetada välkmälul baseeruvaks kõvakettaks või pooljuhtkettaks. Tegu pole uue tehnoloogiaga, vaid vana täiustamisega. Välkmälu on juba kaua aega arvutites muutmäluna kasutatud, kuid nüüd on seda tehnoloogiat täiendatud. Kiirus on suurenenud, vastupidavus on parem ja maht samuti kasvanud. Peamine erinevus HDD ja SSD vahel on see, et SSD-l puuduvad igasugused liikuvad osad. Seetõttu on see vastupidavam, sest ammu on teada, et mis liigub, see kulub. Tänu sellele on SSD vastupidavam ka välisärritustele: nii temperatuuri muutustele ja põrutustele kui ka niiskusele. Flash-mälul baseeruvad kettad tarbivad ka vähem voolu ning kuivõrd neil puudub lugemis- ja kirjutamispea, on võimalik ka andmeid kiiremini lugeda ja kirjutada. SSD miinusteks on kindlasti kõrge hind ja väike mahutavus . Tänapäeval on kasulikum osta magnetkettal baseeruv kõvaketas, sest see on kuni kümme korda odavam, kuid see võib tulevikus muutuda. Samuti on SSD ketaste maksimaalne mahutavus umbes 500 GB kanti , HDD-l aga 2 TB. SSD kahjuks räägib veel piiratud kirjutamiskordade arv. Tavakasutajale pole see kuigi oluline, sest ta ei pruugi oma eluea jooksul kõiki neid kordi ära kasutadagi, kuid entusiasti või serveri puhul võib juhtuda, et välkmälu ketas lakkab töötamast, sest seda on nii palju kasutatud.
11 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Kasutatud materjalid
http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive
http://et.wikipedia.org/wiki/Kõvaketas
http://www.hinnavaatlus.ee/
http://www.seagate.com/docs/pdf/datasheet/disc/ds_cheetah_15k_5.pdf
12 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Lisa:
Pilt 1 Kõvaketta osad
Pilt 2 Lugemis ja kirjutus pea töö
13 Haapsalu Kutsehariduskeskus Peeter Zolotov Arvutid ja arvutivõrgud 10
Pilt 3 Plaadid
Pilt 4 Jumper
14