Винчестер

Винчестер

Что такое  винчестер?

Термин «винчестер» – точнее, «накопитель на жестких магнитных  дисках», а именно это устройство обычно и называют винчестером –  сегодня на слуху практически  у всех. Именно на винчестере хранится и с него загружается в оперативную  память компьютера его операционная система. Полностью закрытая металлическая коробочка винчестера выглядит как нечто очень надежное и крепкое, и подобное впечатление может послужить поводом для небрежного обращения с ним. В этом случае поломки устройства и потери информации неизбежны. Для того чтобы понять возможные причины возникновения неисправностей винчестера, необходимо ознакомиться с конструкцией и принципом работы жесткого диска.

Что там  внутри?

Термин «винчестер» – точнее, «накопитель на жестких магнитных  дисках», а именно это устройство обычно и называют винчестером –  сегодня на слуху практически  у всех. Именно на винчестере хранится и с него загружается в оперативную  память компьютера его операционная система. Полностью закрытая металлическая коробочка винчестера выглядит как нечто очень надежное и крепкое, и подобное впечатление может послужить поводом для небрежного обращения с ним. В этом случае поломки устройства и потери информации неизбежны. Для того чтобы понять возможные причины возникновения неисправностей винчестера, необходимо ознакомиться с конструкцией и принципом работы жесткого диска. Типичный современный накопитель на жестких дисках состоит из блока (пакета) дисков, шпиндельного двигателя привода вращения дисков, блока головок записи/чтения, предусилителя-коммутатора головок и контроллера (печатной платы с электронными схемами управления).В нерабочем состоянии головка прижимается поводком к поверхности диска в специальной нерабочей зоне, называемой зоной парковки. Первые модели винчестеров требовали выполнения специальной операции парковки головок, инициируемой программным обеспечением. В современных винчестерах операция вывода головок в зону парковки выполняется автоматически при снижении скорости вращения двигателя ниже номинальной или при пропадании напряжения питания, а вывод головок в рабочую зону разрешается только после достижения номинальной скорости вращения дисков. Зазор между головкой и поверхностью диска в современных винчестерах составляет несколько сотых долей микрометра.

Головка –  всему голова

В большой степени максимальная плотность записи зависит от конструкции  и характеристик головок записи/чтения. Раньше в винчестерах использовались магнитные головки, представляющие собой миниатюрные катушки индуктивности, намотанные на магнитный сердечник. Позднее стали использовать тонкопленочные магнитные головки, а в современных винчестерах используются высокочувствительные магниторезистивные головки чтения (принцип их работы основан на эффекте анизотропии некоторых полупроводниковых материалов в магнитном поле), конструктивно объединенные с тонкопленочными головками записи. Головки собираются в блок.В современных винчестерах используется система позиционирования блока головок с поворотной подвижной катушкой, помещенной в зазоре мощного постоянного магнита, которая и является исполнительным элементом системы позиционирования.В основе этой системы лежит предварительная (произведенная при изготовлении винчестера) запись специальных цифровых последовательностей, которые называются сервометками, в специально отведенные для этого на каждой дорожке сектора. Во время работы контроллер винчестера ориентируется на эти сервометки, вырабатывая управляющие сигналы, подаваемые в подвижную катушку, и поворачивает головку таким образом, чтобы она установилась точно над дорожкой, а затем удерживает ее на этой дорожке до поступления команды о переводе головки в новое положение.

Аэродинамика  жесткого диска

Для увеличения плотности записи зазор  между поверхностью диска и головкой необходимо уменьшить до минимума. В современных винчестерах эта  задача решается с использованием аэродинамической подъемной силы, создаваемой потоком  воздуха, который увлекает за собой  вращающаяся рабочая поверхность  диска. Для возникновения подъемной  силы рабочим поверхностям головок  придают специальную форму в  виде крыла. Для того чтобы головка  не «улетала» далеко от поверхности  диска, она закрепляется на пружинящем поводке.Поскольку величина подъемной силы определяется плотностью воздуха, которая зависит от атмосферного давления, то винчестеры общего применения имеют ограничения по максимальной высоте подъема над уровнем моря (приблизительно до 2000...3000 м).В современных накопителях скорость вращения пакета дисков может достигать 15 000 об/мин. Однако высокие скорости вращения порождают проблемы, связанные с его балансировкой, гироскопическим эффектом и аэродинамикой головок. Во время работы головки ни в коем случае не должны механически соприкасаться с рабочими поверхностями – случайное касание поверхности практически всегда приводит к полному или частичному повреждению соответствующей дорожки рабочей поверхности и очень часто к обрыву самой головки.