Tvrdi disk

Izvor: Wikipedija

Unutrašnjost tvrdog diska nakon uklanjanja magnetskih ploča. Lijevo gore je pogon magnetske glave za čitanje i pisanje. U sredini desno se mogu vidjeti navoji statora elektromotora koji okreće magnetske ploče.

Tvrdi disk (eng. Hard Disk, prevodi se i kao kruti disk) je sekundarna jedinica za pohranu podataka u računalima.

Ona se sastoji od kružnih ploča u hermetičkom kućištu koje se vrte oko jedne osi uz pomoć elektromotora. Ploče su metalne ili staklene, presvučene tankim slojem magnetske tvari, a magnetske glave koje klize tik iznad magnetskog sloja pohranjuju ili čitaju podatke.

[uredi] Princip rada

Magnetski disk svoje djelovanje temelji na fizičkim osnovama magnetskog polja. Pri upisu podataka na njega koriste se svojstva magnetskih tvari koje pod utjecajem magnetskog polja postaju magnetizirane. Magnetski disk je okrugla ploča koja je napravljena od nemagnetskih materijala (npr. aluminija) i presvučena vrlo tankim magnetskim slojem. Materijal magnetske presvlake je obično željezni oksid. Disk se okreće oko svojeg središta isto kao i gramafonska ploča. Iznad diska je magnetska glava koja lebdi iznad površine magnetske ploče. Magnetska glava može se gibati radijalno iznad površine ploče.

Podaci su na disku zapisani kao niz magnetskih čestica koje su smještene u koncentrične krugove na magnetskom disku. Magnetska glava sastoji se od zavojnice koja je namotana na tvrdu feritnu jezgru.

Pri upisu podataka kroz zavojnicu se pušta električna struja. Budući da je glava vrlo blizu magnetskog diska dolazi do magnetizacije magnetskog sloja diska. Promjenom struje u zavojnici mijenja se smjer i brzina okretaja i tako se mijenja i magnetsko polje i tako se magnetiziraju pojedine magnetske čestice.

Pri čitanju podataka magnetizirana površina diska prolazi ispred glave i tako inducira električnu struju u zavojnici glave. Elektromagnetska indukcija je pojava induciranja ili stvaranja struje u vodiču koji se nalazi u promjenjivom magnetskom polju. Inducirana struja i njezin smjer ovise o jakosti magnetskog polja, njegovom smjeru, brzini promjene magnetskog polja ispred glave i udaljenosti glave od diska. Na temelju promjene inducirana električne struje moguće je čitati pohranjene podatke.

Dobra svojstva magnetskog diska jesu veliki kapacitet, postojanost podataka i brzi pristup podacima. Negativna svojstva jesu: osjetljivost na prljavštinu i elektromagnetska polja, te ograničenje maksimalne gustoće podataka. Magnetski disk je posebno osjetljiv na elektromagnetska polja i pri rukovanju treba to imati na umu.

[uredi] Povijest razvoja

Prvi tvrdi disk razvilo je poduzeće IBM 1956. za računalo IBM 305 pod imenom IBM 350 Disk File. Ovaj prvi tvrdi disk sastojao se od pedeset 24 inčnih magnetskih ploča i imao je zapreminu od 5 milijuna 7-bitnih znakova (~4,4 megabajta). Za 350 Disk File, IBM je naplaćivao godišnju najamninu od 35.000 USD.

[uredi] Povijest po godinama od 1980. do danas

• 1980. - prvi disk od 1 GB, IBM 3380, veličine frižidera, težak oko 250 kg, i cijene 40,000 USD.
• 1986. - standardizacija SCSI sučelja
• 1998. - standardizacija UltraDMA/33 i ATAPI pristupa
• 2002. - adresiranje preko 137 GB diskovnog prostora
• 2003. - uvođenje Serial ATA standarda
• 2005. - prvi 500 GB tvrdi disk (Hitachi)
• 2005. - standardizacija Serial ATA 3G
• 2005. - uvođenje SAS standarda (Serial Attached SCSI)
• 2005. - Toshiba uvodi okomito zapisivanje
• 2006. - prvi disk od 750 GB (Seagate)
• 2007. - prvi disk od 1.000 GB (1 TB - terabajt) Hitachi ^[1]

[uredi] Pristup podacima ili adresiranje

[uredi] Međusklopovi

[uredi] ST-412/506

Ime ST506 ima povijesno značenje, naime tvrtka Seagate je 1980. godine uvela taj međusklop sa svojim tvrdim diskovima od 5 megabajta, i precizno je definirala sučelje prema kontroleru. Godinu dana kasnije došao je novi model, ST412 i diskovi od 10 megabajta. IBM je prihvatio ideju, i to sučelje danas znamo pod imenom ST412/506.

Zbog ograničene brzine prijenosa podataka (za MFM 5 megabita/s, za RLL 7,5 megabita/s), mogućnosti priključivanja samo dva diska u jednom računalu, sučelje je uskoro napušteno.

[uredi] ESDI

ESDI je sučelje tvrtke Maxtor nastalo 1983. godine, koje omogućava maksimalnu brzinu od 24 megabita u sekundi. Također, na taj način je bilo moguće spojiti sedam diskova u jednom računalu, ali sučelje baš i nije zaživjelo.

[uredi] ATA

• IDE - kratica za intelligent drive electronics, donio je nova povećanja brzina prijenosa, ali samo dva diska u računalu.
• EIDE - enhanced ili poboljšani IDE, 4 diska + povećane brzine prijenosa podataka
• SATA - serijski ATA

[uredi] SCSI

• SCSI (small computer systems interface) donosi od početka 7 diskova u računalu, kasnije novim standardima (SCSI II, Fast SCSI i Wide SCSI) i 15 SCSI jedinica u računalu
• SCSI II
• Fast SCSI
• Wide SCSI

SCSI nije sučelje ograničeno samo na tvrde diskove/optičke pogone kao ST412/506, ESDI i IDE/EIDE, već je na SCSI također moguće priključiti i vanjske jedinice poput preslikača (skenera).

[uredi] Nobelova nagrada

Albert Fert i Peter Grünberg dobili su Nobelovu nagradu za fiziku za svoje otkriće gigantski magnetootpor (GMR) - zasebno su došli do tog otkrića 1988. godine. Ta tehnologija se danas koristi u svim tvrdim diskovima.

[uredi] Izvori