Úložná zařízení jsou nezbytná pro ochranu a přístup k datům v oblasti výpočetní techniky. Pevný disk (HDD) je jedním z nejpoužívanějších a nejznámějších úložných zařízení. Každý, kdo chce prozkoumat složitosti počítačového hardwaru, musí nejprve dobře porozumět tomu, jak pevné disky fungují. V tomto článku se budeme zabývat základy pevných disků, včetně jejich struktury, fungování a odlišností od pevných disků (SSD). Podíváme se také na trvanlivost dat uložených na pevných discích. Co je to pevný disk neboli jednotka pevného disku?
Počítače používají jednotky pevných disků, často známé jako pevné disky, jako nevolatilní paměťová zařízení pro ukládání digitálních dat a přístup k nim. Skládá se z jednoho nebo více magneticky citlivých disků, které jsou uzavřeny uvnitř obalu a jsou pokryty tenkou vrstvou feromagnetického materiálu. V závislosti na typu pevného disku se plotny obvykle otáčejí vysokou rychlostí 5 400 až 15 000 otáček za minutu (RPM). Jak funguje pevný disk?
Data jsou v pevném disku uložena pomocí magnetických polí jako binární číslice (bity). Ke každé plotně je připojena čtecí/zapisovací hlava, která se podle potřeby pohybuje po povrchu a čte a zapisuje data. Aby byl křehký magnetický povrch chráněn před poškozením, vznáší se čtecí/zapisovací hlava těsně nad plotnou, aniž by s ní přišla do styku.
Čtecí/zapisovací hlava vytváří při zápisu dat magnetické pole, které uspořádá magnetické částice na povrchu plotny do předem určeného vzoru. Tento vzor představuje binární kód používaný k reprezentaci dat. Čtecí/zapisovací hlava detekuje magnetická pole na povrchu plotny a převádí je na digitální data, aby bylo možné data přečíst. Skutečně se pevné disky pohybují?
Jedním z častých nedorozumění je, že při přístupu k datům se čtecí/zapisovací hlava pohybuje po plotně. Zatímco se však čtecí/zapisovací hlava nepohybuje, plotna se otáčí. Čtecí/zapisovací hlava se pohybuje pouze při zapnutí nebo vypnutí počítače a při určitých pokročilých úlohách, například při hledání určitého kusu dat na plotně.
Disky SSD (Solid-state drive) jsou novějším typem úložných zařízení, jejichž obliba vzrostla, protože svou rychlostí a spolehlivostí překonávají běžné pevné disky. Disky SSD nemají pohyblivé bity ani rotující plotny jako pevné disky. Místo toho ukládají data na paměťové čipy typu flash. Disky SSD jsou mnohem rychlejší a spolehlivější než pevné disky, protože k ukládání a načítání dat používají elektronické obvody známé jako hradla NAND.
Disky SSD nabízejí vyšší rychlost čtení a zápisu, což vede k rychlejšímu spouštění systému a rychlejšímu přenosu dat, zatímco disky HDD nabízejí větší úložnou kapacitu za nižší cenu. V noteboocích, ultraboocích a dalších přenosných zařízeních, kde je prioritou rychlost a energetická účinnost, se často používají disky SSD. Uchovávají pevné disky data trvale? Pevné disky, stejně jako všechna ostatní elektrická zařízení, mají svou životnost, kterou je třeba brát v úvahu. Přestože jsou konstruovány tak, aby byly silné a spolehlivé, nejsou odolné vůči poruchám. Kvalita pevných disků, způsob jejich používání a podmínky prostředí jsou jen některé z proměnných, které ovlivňují jejich životnost.
Pro zachování životnosti dat uložených na pevném disku je nezbytné pravidelné zálohování. Ztrátě dat lze předejít zavedením zálohovacích plánů, například uchováváním důležitých dokumentů na několika různých místech nebo využíváním služeb cloudových úložišť.
Každý, kdo se zajímá o počítačový hardware, musí mít dobré znalosti o fungování pevných disků. Pevné disky používají čtecí a zapisovací hlavy pro přístup k magneticky zakódovaným datům, která jsou uložena na rotujících plotnách, a pro jejich úpravu. Zatímco disky SSD používají paměťové čipy flash pro rychlejší a spolehlivější ukládání dat. I když mají pevné disky omezenou životnost, používání účinných technik zálohování může snížit pravděpodobnost ztráty dat. Pevné disky a disky SSD zůstanou s rozvojem technologií základními součástmi našeho digitálního života.
Ne, na pevném disku nejsou data uložena trvale. Pevný disk (HDD) jako nevolatilní paměťové zařízení uchovává data i po vypnutí napájení. Informace na pevném disku však lze vymazat nebo odstranit. Pevné disky se navíc mohou z různých důvodů, včetně mechanických nebo technologických, porouchat, což může vést ke ztrátě uložených dat. Pravidelné zálohování dat je nezbytné, aby se v případě takových poruch zabránilo jejich nevratné ztrátě.
Pevný disk se skládá z několika základních částí, které spolupracují při ukládání a načítání dat. Součásti standardního pevného disku jsou následující: (1) Destičky: Jedná se o kulovité magnetické disky, které jsou vytvořeny z tvrdého materiálu, jako je sklo nebo hliník. K otáčení ploten na vřetenu se používají vysoké rychlosti, obvykle mezi 5 400 a 15 000 otáčkami za minutu (RPM). Čtecí/zapisovací hlavy:
2. Čtecí/zapisovací hlavy mají na starosti čtení dat z ploten a zápis dat na ně a jsou umístěny nad a pod každou plotnou. Hlavy se pohybují po plotnách pomocí ramene pohonu, které je k nim připojeno. 3. Rameno aktuátoru: Čtecí/zapisovací hlavy jsou drženy tímto mechanickým ramenem, které je také zodpovědné za jejich vedení na správné místo na plotnách. Pohyb řídí aktuátor, který přijímá pokyny od řídicí jednotky. Otáčení ploten požadovanou rychlostí zajišťuje motor vřetena, který je za to zodpovědný. Talíře se obvykle otáčejí plynule a spolehlivě pomocí bezkartáčového motoru. 5. Řídicí jednotka: Řadič je mozkem pevného disku a řídí všechny jeho operace. Spolupracuje s operačním systémem počítače, řídí přenosy dat, řídí pohyb ramene pohonu a stará se o kontrolu chyb a integritu dat. Rozhraní: Rozhraní slouží jako kontaktní bod mezi počítačem a pevným diskem. SATA (Serial ATA), PATA (Parallel ATA) nebo modernější rozhraní jako PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) jsou jen několika příklady rozhraní, která lze použít. Tyto součásti společně umožňují ukládání a načítání dat na pevném disku. Čtecí/zapisovací hlavy při zápisu dat magneticky kódují data na povrch ploten. Řadič zpracovává a přenáší data do počítače k dalšímu použití poté, co hlavy během čtení dat identifikují a pochopí magnetické vzory na plotnách.