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Cette page affronte quelques sujets techniques qui concernent les hard disk et le sauvetage des données sur tu soutiens magnétique en général.

J'énumère sujets traités:


Comment il est fait dans un hard disk?

Voilà un disque ouvert!

Ici sur un disque IDE de la dernière génération est représenté, dépourvu du couvercle protecteur, pour le plus curieux il s'agit d'un Maxtor DiamondMax de 3.5", 5400 rpm et SMART. Aussi les disques SCSI sont semblables de manière constructive et ils peuvent reporter à cet immagine.Le parties principales elles sont contenues dans un châssis, typiquement de ligue pressofusa léger, fermé par un couvercle à la tenue étang, doué de garnitures et de beaucoup de vignes de fixation. À l'intérieur:

  • les disques: dans le modèle en illustration ils sont quatre, mais ils peuvent être de 2 en sur

  • le moteur principal, pas visible, parce que sur le contraire large, que porte en rotation les disques

  • -les en, mise à l'extrême d'un bras il porte testina: ce sont un couple pour chaque disque et ils agissent sur les deux figures

  • le moteur de movimentazione, qu'il fait accomplir un mouvement le long d'un arc de cercle aux bracci donne en

  • le circuit électronique de gestion intérieure des signaux d'et pour -les en, actuellement constitué par une chip dédiée seule

  • le câblage intérieur: en ce cas constitué par un circuit imprimé flexible

  • le connecteur IDE à 40 pôles, standard ou SCSI standards à 50 ou wide aux 68 pôles,

  • le connecteur d'alimentation aux 4 pôles, standard

  • les jumpers de configuration master/slave et pour les options différentes prévues par le Constructeur

  • le circuit imprimé du controller, pas visible, parce que sur le contraire large,

Comme on peut voir, les parties constructives du disque sont réduites et le fonctionnement est assuré de la technologie élevée des employés matériels et de l'expérience qu'elle s'est développée dans ces ans et qu'il a porté aux résultats actuels. En bref temps on est passé par les maintenant préhistoriques 10 grands MB comme une boîte de chaussures, avec des temps d'accès de beaucoup de dizaines de millisecondes aux 36 GB dans le format 3.5" avec des temps d'accès inférieur aux 9ms. À l'es., Maxtor, dans sa publicité, il relève comme 5 ans ses lignes productives ils fussent apte à sfornare un disque de 2 GB chaques 9 secondes et aujourd'hui elles soient passées à un disque de 20 GB chaques 2 secondes. Pour celui-ci les Constructeurs assurent périodes de garantie de 2 ou plus ans, jusqu'à 5 ou 6 ou plus pour les SCSI. On doit relever de toute façon que la mortalité des disques, surtout dans la phase initiale de travail, mortalité enfantine est encore bien présent, même si très redoute en rapport au passé et l'idée de sauvetage de secours va tenue bien présent, si on désire travailler en sûreté.
Aussi spéciaux à la vue pas évidente premier ils sont dépendants d'une technologie très sophistiquée. À l'es.., à l'intérieur du châssis elle est introduite une' atmosphère contrôlée et tout l'assemblage des parties il est effectué en chambres dépourvues de poussière, cetteses chambres blanches, où le pourcentage de poussière doit être inférieur à peu parties pour million, contre les beaucoup de millions du milieu commun! ). Cette atmosphère contrôlée est un facteur indispensable pour le fonctionnement du disque en combien de les microscopiques ils en survolent aux vitesses élevées les surfaces délicates des plats, sans leur toucher, à peu milionesimi de millimètre, merci à effets aérodynamiques et la présence du plus petit pépin d'impureté il serait nuisible comme pour une auto en course le se trouver devant un bloc de pierre. En conséquence l'ouverture du couvercle protecteur, en milieu normal, peut-être pour jeter un' coup d'oeil à l'intérieur, il provoque la mort immédiate du disque, et le déchoir de la Garantie.

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Les moteurs
L'unité d'entraînement contient deux moteurs: un servantes à porter en rotation les plats, l'autre à remuer -les en.
Il s'agit de moteurs de haut precisone, contrôlés électroniquement de circuits complétés spéciaux.
Les disques demandent une alimentation à +5V pour les circuits logiques et +12V pour les moteurs. Un connecteur standard, type AMP ont été choisis en commune pour toutes les unités magnétiques soit HDD que CDROM ou semblables dans le format 51/4." La consommation des disques des dernières générations fait partie très contenu et le plus grande de l'énergie elle est employée vraiment des moteurs. La maxime courante est absorbée pendant le démarrage du disque pour porter en rotation les plats, spin-up, après de qu'il y aura poussées de courant pendant le movimentazione des en. La consommation moindre on a pendant l'état de sleep ou stand by dans lequel ils sont arrêtés les moteurs et la partie de contrôle il se dispose en conditions de moindre consommation. Le tableau suivant reporte quelques valeurs pour une comparaison:

spin-up

opérationnel

sleep

10/20W

5/6W

0.5/1W

Ensuite, dans les unités d'entraînement modernes, le problème de la consommation électrique est peu d'important relativement, pendant qu'il est ce du refroidissement, en combien d'une certaine partie de l'énergie absorbée vient dissipée en chaleur qu'il doit être éliminé efficacement, peine un raccourcissement de la vie du disque. Malgré l'emploi de matériels à la technologie élevée, il l'a besoin de respecter les tolérances micrometriche et le travail intérieur des parties, nécessaires à la réalisation de performances élevées ils rendent la chaleur de plus en plus un ennemi considérable. Jusqu'à il y a peu de temps il était commun à l'électronique de contrôle l'effectuer un ricalibrazione thermique, nécessaire pour maintenir l'alignement correct entre -les en et les plats, en suivant les déformations dûes à la chaud; ce ricalibrazione demande un arrêt momentané dans le déplacement des données, pendant que le controller pourvoit à l'opération. Il en obtient qui, pour beaucoup de procès dans lequel le flux constant de données est vital (masterizzazione) son, digitale vidéo, le ricalibrazione, si prolongée au-delà d'un certain temps, il constitue un dommage considérable à l'intégrité du procès même.
Dans les disques les plus récents ce roi alignement est effectué au vol, on fly, pendant le funzionamentoe ordinaire et il ne se vérifie plus le problème de la perte de synchronisme entre les procès et le flux des données.
La dimension standarde est 3.5" actuellement de largeur et 1/2" d'épaisseur et dans ce format ils sont disque disponibles IDE jusqu'à les 26 GB et disques SCSI jusqu'à les 36 GB, pendant que pour ces derniers, avec des formats supérieurs mécaniques les persuadent ils peuvent monter aux beaucoup de dizaines de GB.

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Nous voyons en détail quelques parties:

Le circuit imprimé du controller
Une fiche contient toutes les parties qui constituent le controller du disque. En général elle est constituée par un circuit imprimé encastré dans le corps du disque et contenant un microprocesseur, différents circuits auxiliaires, de la mémoire, soit pour usage intérieur soit avec des fonctions de cache. Le circuit déroule les fonctions suivantes:

  • Contrôle du moteur de rotation des plats

  • Contrôle du mouvement de l'attuatore des en

  • Gestion de l'interface avec l'extérieur, IDE ou autre,

  • Gestion des fonctions d'épargne énergétique, si présents.

  • Gestion des fonctions de correction des fautes, contrôle du flux des données, SMART, si implémenté,

Chaque constructeur résout le problème avec un circuit différent et le même constructeur emploie souvent différentes solutions, pendant qu'il reste standardisé le système d'interfacciamento avec le reste du PC.

La pratique ils existent différents standards pour l'interface; les patrons sont:

  • ST506

  • ESDI

  • SCSI

  • AT-Bus de lequel puis ils se sont dérivés

  • IDE/EIDE/ATA

Il est important de considérer qu'une différence fondamentale existe entre interface et système de contrôle du disque.
Les disques avec les vieilles interfaces ST506 ou ESDI avaient le controller situé sur la fiche qui était insérée dans le bus du mainboard, pendant que l'électronique située sur le disque véritable avait fonctions limité à l'écriture et à la lecture des données, à la suite des commandements transmis par le controller.
Dans les disques les plus récents c'est-à-dire le ces AT-Bus, puis les développés comme IDE/EIDE/ATA, toute la logique de contrôle est située par contre, sur le disque et le système il met seulement à disposition un canal de communication constitué par les portes IDE d'interface.

Le suivant image est relatif à un vieux modèle avec interface SAN-506, mais tout ce qu'exemplifie suffisamment je dis.
Le microprocesseur de contrôle du disque est, évidemment doué d'un propre firmware, un logiciel de gestion j'interne au circuit, parfois tout en haut EPROM ou sur ROM, plus rarement en Flash, d'un propre Ram, d'un ou plus clock et de circuits d'I/O opportuns.
Il est souvent disponible aussi une certaine quantité de cache qu'il constitue une mémoire tampon pour traiter de manière plus fluide le flux des données d'et vers le disque, d'habitude de 128, 256 ou 512kB. D'une façon générale, l'écriture et lecture des données sur les disques il est très plus rapide que le déplacement des données mêmes à travers l'interface; le cache constitue donc un réservoir valide pour le parking momentané des données. L'usage du cache peut réduire de très le temps d'accès aux données. , Attention à ne pas confondre le petit cache sur le circuit de contrôle du disque avec le cache qui peut former pour la gestion des données de l'hard disk et qu'elle est tirée dans la mémoire principale du système. Plus devant autres renseignements sur le sujet.

Le circuit imprimé a été enlevé par la carcasse du disque et tourné de 90 degrés vers la gauche.
Vous peut remarquer l'EPROM contenant le firmware de gestion du disque, à côté du CPU, un processeur Hitachi sérieux 63xx.
Les moteurs sont contrôlés par unités d'entraînement opportunes de puissance qu'ils fournissent les signaux nécessaires au fonctionnement correct, sous contrôle du CPU; un faisceau de câbles collègue les moteurs au circuit imprimé. Dans la photo il est visible uni seulement le moteur de rotation, spin,; le câble du moteur de movimentazione des il en court était trop pour pu été réuni à son connecteur avec le circuit tourné.
Remarquer la moulure du circuit imprimé, nécessaire pour faire rentrer il dans les mesures typiques d'encombrement du disque.

Donne la complexité du controller, aussi la figure opposée du circuit imprimé est remplie de composants. La photo reporte le circuit repositionné sur le disque, comme il est normalement. Ils remarquent une quantité discrète de petites surfaces composantes mount, à l'assemblage superficiel, et, dans l'angle en bas à gauche, le moteur des en, que, en portant comme épaisseur, il a contraint le projeteur à délinéer le circuit autour tout imprimé; la forme pas rectiligne du bord en quelques vise elle est due à la nécessité de laisser place à la structure de support de la carcasse, n'insérée pas dans la photo pour grande clarté.
Le connecteur de l'interface est du vieux type SAN-506, qu'il demande deux câbles vers la fiche de contrôle il poste sur un slot du PC; les contacts sont plaqués or pour améliorer la qualité de la connexion électrique.

Car le contrôle est effectué par un microprocesseur il est, évidemment, nécessaire un propre firmware, un logiciel de gestion j'interne au circuit, parfois tout en haut EPROM ou sur ROM, plus rarement en Flash, d'un propre Ram, d'un ou plus clock et de circuits d'I/O opportuns. Il est souvent disponible aussi une certaine quantité de cache qu'il constitue une mémoire tampon pour traiter de manière plus fluide le flux des données d'et vers le disque, d'habitude de 128, 256 ou 512kB. D'une façon générale, l'écriture et lecture des données sur les disques il est très plus rapide que le déplacement des données mêmes à travers l'interface; le cache constitue donc un réservoir valide pour le parking momentané des données. L'usage du cache peut réduire de très le temps d'accès aux données. , Attention à ne pas confondre le petit cache sur le circuit de contrôle du disque avec le cache qui peut former pour la gestion des données de l'hard disk et qu'elle est tirée dans la mémoire principale du système. Plus devant autres renseignements sur le sujet.

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Interface
L'interface est cette partie de circuit, hardware et logiciel, qu'il consent la liaison du disque à l'unité centrale. Types différents en ont été implémentés, quelques-uns de qui, avec le temps, ils sont devenus des standards.
Sans entrer ici dans grands détails, les standards les plus importants ont historiquement été:

  • ST-506. Maintenant obsolète, c'était l'interface des premiers PC. Le controller véritable était une fiche insérée sur le bus du PC et unie au disque avec deux plats creux de largeur différente. La limite physique est de deux unités pour controller.

  • XTbus et ATbus. Dans les premiers PC XT et AT c'était une structure innovante dans lequel la fiche sur le bus constituait seulement une porte et le controller véritable il était concentré sur le disque. Tout de suite elle s'est développée dans le standard IDE.

  • IDE et dérivés. Le controller est installé sur le disque et l'interface elle est réduite à une porte, d'habitude intégrée dans la fiche mère. La liaison arrive avec un câble seul aux 40 pôles. La limite physique est de deux unités pour porte, Master et Slaves.

  • SCSI. La liaison avec le PC arrive à travers un controller spécifique, qu'il consent une discussion au macro tu commandes, bus type, sur le câble de liaison qu'il permet d'avoir jusqu'à les 7 unités en parallèle. Le câble, unique, il peut être aux 50 pôles, pour le type d'entretien à 8 bits ou 68 pôles pour ce à 16bit (SCSI Wide). Plus controllers peuvent cohabiter sur le même sitema en augmentant le numéro d'unité installabili.

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Firmware
De tout ce que j'a été dite avant, c'est une donnée de fait maintenant la présence d'un ou aussi plus processeurs sur les fiches électroniques montées dans les disques rigides. Évidemment, s'il est présent un processeur, il y aura aussi une chip vous contenez le logiciel pour le fonctionnement du complexe. Cela prend le nom de firmware.
Il s'agit d'un système opérationnel mini qui contient les routines de contrôle de l'hardware substantiellement, les procédures d'il codifie et le contrôle de l'interface vers le système principal.
Plus processeurs il s'est mentionné à en combien quelques fonctions, l'interface est déférée à un processeur par exemple, pendant que les opérations complexes d'écriture et lecture sont déroulées par une autre unité. Les moteurs sont contrôlés aussi d'intégrés doués d'un "intelligena" élevé et autonomie.
Le firmware peut être contenu dans les processeurs qui ont une zone intérieure programmable comme PROM ou EPROM, ou dans une chip extérieure aussi riprogrammabile (EEPROM) FLASH. Ne pense pas on, cependant, avec celui-ci à la possibilité d'upgrade des "BIOS" des disques; différentes motivations entre qui la structure de l'hardware et aussi la nécessité de défendre la sûreté du contenu du reverse engeneering ils les font que cette possibilité ne soit pas une des offres des constructeurs de disques.
Pour gravé, ils se sont vérifiés des cas de conflit entre les firmware de disques et ceux des BIOS des fiches mères; dans ces cas, donne l'impuissance de changer le firmware sur les disques, la solution il est dans l'upgrade des BIOS des mainboard. Si celui-ci n'est pas possible, il ne reste pas autre malheureusement à faire que remplacer un des deux composants.
Autres problèmes du firmware peuvent concerner l'incompatibilité d'une unité d'entraînement avec un autre de marque différente ou problèmes avec les gestions DMA, Bus Mastering.

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Le circuit électronique de gestion intérieure des signaux d'et pour -les en.
Les traces les magnétiques sur les disques ont dimensions très réduites et elles doivent être lues ou inscriptions en brefs temps pour obtenir des performances élevées. L'opération de contrôler le flux du courant en -les il en est réalisé, dans les hard modernes disk, avec des circuits spéciaux dédiés à ce but, habituellement places à l'intérieur du disque, combien plus près possible à -les en.
Cela est rendu nécessaire de la nécessité de réduire au moindre la longueur des conducteurs qui portent les signaux d'et pour -les en même.
L'intégré se trouve positionné sur un circuit imprimé flexible qui constitue la liaison aussi entre le bras il porte en et le connecteur qui porte les signaux au circuit imprimé principal.

En l'image on peut voir la grosse chip de contrôle des clairement en monté sur le circuit imprimé flexible, qu'il a été extrait par l'intérieur de la caisse de l'hard disk. Sur le circuit flexible ils les remarquent aussi autres composants nécessaires au fonctionnement c'est-à-dire résistances et condensateurs à l'assemblage superficiel, les rettangolini sombres avec les bouts métalliques. Au bout gauche il y a le connecteur pour la liaison avec le circuit imprimé du controller.
Sur le côté droit il se voit le bras il porte en avec trois groupes de 2 en, 3 disques.

Les renseignements digitaux sont constitués par séquences de 1 et 0 que les circuits électroniques transforment en niveaux de tension, 1 = niveau haut, 0 = bas niveau. Sur le support magnétique les renseignements sont emmagasinés comme fouetté magnétiques.
Le circuit des il en a, donc, le but de convertir les niveaux logiques en niveaux magnétiques et vice versa.
Les renseignements magnétiques consistent en très petites zones de la surface du disque dans lesquelles il vient conservé un champ magnétique. Nous pouvons penser aux très petits aimants, larges quelque dizaine de milionesimi de millimètre. Vous pensez à un aimant normal: elle a deux pôles, ces nords et sud et l'énergie magnétique, le champ magnétique coule entre les deux pôles; les renseignements magnétiques sont des très petits aimants donc. Comment ils font à rester sur le disque? Pour l'il persuade de quelques matériels de conserver une partie du champ magnétique qui lui a été appliqué.
Vous essayez de prendre avec un aimant un podiums tu tires ou clous: nombreux d'eux, une fois enlevée l'aimant restera magnétisé et ils pourront à eux il tourne soulever autres épingles ou clous. Maintenant vous peinassiez de remplacer l'aimant avec un électro-aimant, le testina, et vous aurez le début sur lequel il se base l'écriture magnétique du disque, et du floppy, rubans, les maisonnettes du mangianastri, etc..
Et il est note en pensant aux cassettes sonores qui pouvons avoir un vison il complète d'un procédé de scrittura/lettura magnétique, analogue à ce du disque rigide. La comparaison est ajustée, en instance premier; il suffit de changer quelques expressions comme dans le tableau qui suit:

Magnétophone sonore (gravure)

Disque magnétique (écriture)

La voix, vibration de l'air vient transformée en signal électrique à travers le microphone

Le logiciel transforme les données en signaux voies logiques

le circuit d'enregistrement élabore le signal et il l'envoie au testina

le circuit de contrôle du disque élabore le signal et il l'envoie au controller des en

le testina convertit le signal électrique dans un champ magnétique et "il le grave sur le ruban, sous forme de champ magnétique

le testina convertit le signal électrique dans un champ magnétique et "il le grave sur le ruban, sous forme de champ magnétique

Une fois "écrite", le matériel magnétique du ruban, ou du disque, il conservera pour long temps les champs magnétiques qui constituent l'enregistrement; "elle pu été lue avec un procédé inverse:

Magnétophone sonore (lecture)

Disque magnétique (lecture)

le ruban coule devant le testina et les variations du champ magnétique gravé elles sont transformées en variations de niveau électrique

la surface du disque tourne devant le testina et les variations du champ magnétique gravé elles sont transformées en variations de niveau électrique

le circuit de lecture élabore le signal reçu et il l'amplifie à un niveau proportionné

le circuit de lecture élabore le signal reçu et il le transforme en signaux digitaux

le haut-parleur transforme le signal électrique en son audible, comme j'anime mécanicien de l'air,

le logiciel permet d'extraire de ces signaux digitaux les renseignements emmagasinés

Clair, non?
En effets l'exemple est plutôt ok; pour être précis, cependant, il faut ajouter que le ruban sonore contient un champ magnétique "continu", variable comme valeur selon le modulation du son qui doit conserver. Sur le disque, ils sont gravés par contre des petits champs magnétiques définis.

Le contrôleur des en il est fixé sur un circuit imprimé flexible: il s'agit d'un type spécial de circuit imprimé réalisé avec des matériels extrêmement flexibles et résistants et apte à être fléchi millions et millions de fois sans se déformer ou se casser, en suivant le mouvement des en.
Les signaux pre traité par le circuit de contrôle des puis ils en sont transférés au circuit principal où ils viennent élaborés.
Différentes méthodes existent pour l'empaquetage, l'écriture et la lecture des données. La tendance actuelle est celle de placer toujours un grand numéro de données à l'égalité de surface magnétique; cela est obtenu avec l'avancer des technologies constructives et des matériels et avec une augmentation de la complexité des circuits et des systèmes de lecture et écriture, avec l'introduction d'en spécial, de processeurs et techniques DSP (Digital Signal Processing) très complexes.

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Il codifie du signal.
Vous pourraient être portés penser que les polarités nord et sud de l'aimant puissent être employées comme 1 et 0 voies; en effets la chose n'est pas si simple parce qu'à travers -les il est possible d'en lire avec de la simplicité pas la polarité du champ mais sa variation, par exemple que mue qui en arrive une transition d'un champ nord-sud orienté à un orienté sud-nord.
Les problèmes connexes avec l'entretien de champs magnétiques microscopiques, étroitement un accosté à l'autre, avec de la polarité opposée demande technologies particulièrement complexes aussi, en combien plus petites ce sont les surfaces intéressées par les champs, plus champs pour unité de surface = plus renseignements immagazzinabili sur le disque se heurte avec la nécessité de matériels magnétiques de qualité et pureté il excella et avec la construction d'extrêmement petit en, mais apte à engendrer champs très intenses, pour la magnétisation de la surface en écriture, et de relever avec sûreté les variations micro entre les champs, pendant la lecture.
Au-delà à celui-ci une vitesse élevée de lettura/scrittura est demandée toujours pour la grande demande de performance; l'augmentation du transfer versements (quantité de données transférées) on obtient plus avec une rotation rapide du disque, de façon à porter sous -les en la plus grande surface dans l'unité de temps.
Cela demande qui les données ne les soient pas jetés simplement, mais ils soient codifiés, encoding, second systèmes et algorithmes spéciaux. Les codifiche ont le but en outre d'entasser combien plus données possibles sur la surface utile.
Dans ce sens, un exemple de "il codifie qu'il peut rendre l'idée d'un des buts de ces systèmes approximativement c'est la compression connue des données, perlappunto avec du "codifiche" comme ZIP, ARJ, etc.
Il s'agit de que, en substance? Si nous pensons qu'un ensemble organisé de données, file est composé d'un certain numéro de bytes à l'es. 100, écrit sur un disque occupera une certaine surface. Si, avec quelque système, je peux comprimer ces renseignements de manière que le contenu étendu soit disponible en 50 bytes, j'aurai la possibilité d'emmagasiner sur la surface du disque le double de renseignements, et j'aurai ensuite dans un certain sens augmenté il la persuade du disque.

Les méthodes d'il codifie je dois m'occuper des problèmes physiques de l'écriture et lecture de données aussi sur un support tournant à la haute vitesse cependant; le tout, évidemment, en maintenant un standard de sûreté et fiabilité combien plus haut possible. Par exemple, un problème considérable est ce d'identifier où un champ termine et il en commence un suivant, se rappeler que nous sommes en train de parler de champs de dimensions infinitésimales qui tournent sous -les en à 5400, 7200 ou 10000 tours par minute.
Par exemple, en voulant emmagasiner un lacet de 1 logiques nous ne pourrons pas certain déposer un équivalent quantitatif de champs magnétiques de la même polarité ou intensité; il serait extrêmement difficile d'identifier où un champ termine et il commence le suivant...
Une solution possible est celle de lier l'écriture à un clock: chaque renseignement est écrit spatialement et temporalement en lien étroit avec un signal de synchronisme qu'il aide à l'identifier pendant la lecture qui sera synchronisée au même clock.
Autres méthodes d'il codifie plus complexe ils ont été développés pour pouvoir emmagasiner toujours dans le disque une grande quantité de données. En substance, pour conclure, les technologies hardware se développent avec le but de rendre possibles toujours grandes densités de champs magnétiques pour unité de surface, pendant que les méthodes d'il codifie ils tâchent d'entasser la plus grande quantité de renseignement dans les champs, une écriture et lecture fiable qui en rendent en même temps possible.
Dans les paragraphes suivants nous voyons quelques-uns des méthodes d'il codifie plus diffus.

Frequency Modulation (MFM)
Un des premiers systèmes adopté pour codifier les signaux digitaux à sauver sur un demi magnétique a été ce de la modulation de fréquence, FM Frequency Modulation. L'idée est semblable à ce des émissions radio FM, Modulation de Fréquence. Dans cette méthode une donnée de valeur 0 est écrit comme deux champs consécutifs magnétiques de polarité opposée, pendant qu'un 1 est constitué par deux champs de la même polarité. Le signal d'écriture est synchronisé avec un clock: le champ magnétique premier, correspondant du premier coup du clock, il constitue le "start" du bit, pendant que le suivant est la valeur.
La définition de modulation de fréquence dérive du fait que la lecture est "en mouvement." Si nous indiquons avec du N le champ inversé et avec du P ce n'inversé pas, le 0 logique il est représentable avec du NP, pendant que le 1 avec du NN; un byte composé de 8 bits de valeur 0 sera NPNPNPNPNPNPNPNP, pendant qu'un byte de 1 sera NNNNNNNNNNNNNNNN en étant lié à un clock; il se voit comme la fréquence de la représentation de 1 heure je sois double de celle de 0.
Actuellement FM, amplement utilisé dans les premiers systèmes de mémoire magnétique, elle n'est plus apte aux solutions actuelles. La principale limite va dans la nécessité de deux champs magnétiques définir un bit.

Modified Frequency Modulation (MFM)
MF, avec l'apparaître des premiers hard disk aux plats tournants, elle est remplacée par MFM c'est-à-dire modified frequency modulation, Modulation de Fréquence Modifiée, qu'il réduit le numéro des champs magnétiques nécessaires à définir un bit en insérant un champ seul inverse en présence de deux zéros consécutifs. En les faisant peut ainsi arriver au doublement de l'aussi il persuade du disque.
La méthode MFM a été employé sur les premiers hard disk, interface SAN-506, et aujourd'hui c'est encore le système d'il codifie pour les floppy disk

Run Length Limited (RLL)
Déjà avec les séries d'hard disk avec interface SAN-506 ou SCSI d'il persuade supérieur aux 40MB il est introduit la méthode RLL, Run Length Limited c'est-à-dire longueur opérationnelle limité. En effets il ne s'agit pas d'une méthode unique, mais d'une "famille" de méthodes d'il codifie sophistiqué, thèse à dépasser les limites imposées par les codifiche simples à la modulation de fréquence.
RLL opère pas sur bits uniques, mais sur groupes de bit, en employant soit clock que champs directs magnétiques et contraires pour obtenir paquets de données de grande compacité qu'ils permettent une écriture et lecture plus efficace et sûre.
RLL a deux modèles principaux: run length et run limit de lequel il dérive le nom. Run length est la moindre place (tempo/superficie) entre deux champs contraires magnétiques, pendant que run limit est le maximum permis. Le tempo/spazio entre deux champs inverses doit être plutôt petit, le testina de lecture perdre le synchronisme avec le clock autrement. -les en même temps ils doivent petit en devenir de plus en plus pour permettre l'écriture précise des champs. Un beau match!
Les modèles de RLL sont exprimés dans la forme "run length, run limit RLL"; une commune type peut être 1,7 RLL par exemple.
Les codifiche sophistiqués du type RLL demandent controller de plus en plus complexes; les fiches électroniques au bord des disques comprennent microprocesseurs maintenant, quartz, mémoires circonvenues dédiées.

Partial Response, Maximum Likelihood (PRML)
En disposant de microprocesseurs à bord des disques on peut faire beaucoup. Les systèmes d'écriture fine à maintenant tu vises ils se basent sur le relèvement "au vol", à travers le testina, des variations entre les champs directs magnétiques et contraires, en analysant les variations en rapport avec un clock.

Avec l'augmenter de la densité des données et de la vitesse de rotation des plats on il atteint une limite au-delà dont l'analyse des variations de champ devient problématique et la possibilité de faute on il amplifie. Le signal de -les il en net devient de moins en moins, de moins en moins digital et plus que jamais analogique, en rendant difficile aux circuits digitaux classiques la définition des zones des champs magnétiques élémentaires qu'ils constituent le noyau du renseignement.
Les constructeurs sont à la recherche continue de nouvelles solutions, principalement basées sur l'analyse digitale des signaux, aux processeurs spéciaux ces DSP (Digital Signal Processor) apte à opérer à la haute vitesse sur les renseignements provenants de -les en.
Quantum a par exemple développé un système nommé Partial Response, Maximum Likelihood (PRML) qu'il emploie hardware techniques complexes et logiciel. On ne pas plus qu'identifier les champs uniques, mais, à travers les DSP et algorithmes opportuns, ils se transforment blocs de données analogiques lus de -les en, partial response, pour déterminer la séquence correcte de bit qu'il a grandes probabilités d'être celle qui a engendré l'écriture de cette séquence spécifique de champs, maximum likelihood.
Chaque constructeur développe technologies à hoc et le développement il est encore en acte.

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Transfer Versements
Le transfer versements ou taux de déplacement il indique la quantité de données qu'ils peuvent être trsferita d'et pour le disque. Il est évident qu'un disque avec un transfer versements halte il aura meilleures performances d'un qui exhibe une basse valeur.
Sa valeur dépend de beaucoup de facteurs; il augmente avec l'augmenter de la vitesse de rotation, avec le perfectionnement des méthodes d'il codifie et correction des fautes, les modalités de fonctionnement de l'interface, etc..
Tests spécifiques existent pour déterminer ce facteur, mais ils doivent être prises avec les précautions opportunes. Nous voyons parce que.
Il est arrivé qu'un test sur le disque effectué avec un benchmark commercial ait donné un bon résultat sur le nouveau disque et puis, répété après un certain temps, j'aie donné résultats plus mauvais. Pourquoi?
Le problème reste dans le fait qui le déplacement des données des plats n'est pas constant mais il dépend de la position des j'en respecte au bord du disque. Les zones périphériques ont une grande étendue et ils peuvent contenir grandes densités avec une vitesse de grand déplacement du plus intérieures.
Cela explique le mystère dont sur: le premier test est effectué sur un disque presque vide et ils viennent employées les traces extérieures, plus performanti; les tests suivants, faits quand le disque est plus plein, ils déplacent la zone du test aux zones intérieures, performanti moins () il peut être nous aussi un rapport 1 à 2.
La solution est l'emploi de test qu'ils tiennent présents ce problème, et en général le prendre les résultats des tests "cum grain salis"...).
Pour gravé, il doit être rappelé qu'aussi la fragmentation des file est une cause des basses performances des tests; premier des tests il est opportun d'effectuer un deframmentazione (defrag). Aussi dans l'usage commun il est opportun de de temps en temps se rappeler de deframmentare le disque, soit pour améliorer les performances, soit pour réduire les possibilités de faute.

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Write Precompensation
Write precompensation est rapporté à la nécessité de changer les modèles du courant en -les en pendant l'écriture sur les disques. Les vieux disques utilisaient le même numéro de secteurs pour trace, indépendamment du fait qu'il s'agît de traces extérieures ou internes. Il est évident que sur les traces intérieures, de circonférence plus petite, les secteurs doivent être de dimension plus petite de ceux-là sur les traces les plus extérieures, de grande circonférence. En substance, la densité de champs magnétiques n'est pas uniforme sur tout le disque. Cette porte à la nécessité de rémunérer cette différence d'une façon ou d'une autre que, au-delà d'une certaine trace, il rendrait beaucoup de difficulté la relecture; donc, un des modèles présents dans les tableaux des vieux disques est le numéro de trace de qui partir avec la compensation qui est gérée par le système de contrôle vraiment du disque.
Ce modèle n'est plus nécessaire pour les disques modernes qui utilisent différents systèmes d'écriture et lecture et doués de controller très évolués.

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Interleaving
Un autre terme qu'il recourt quand il se parle de disques c'est le mot interleaving, vu traduit en italien avec le terme horrible interfogliazione, il indique il l'a besoin de la présence d'une "place" vitale entre les secteurs.
Les secteurs d'un disque viennent numérotés dans une séquence logique de façon à pu été adressé sans problèmes pendant les opérations d'écriture et lecture. Cependant il n'est pas dit qu'un secteur logique 1 soit mis premier physiquement du secteur 2; cela dépend des systèmes d'il codifie, de gestion du disque, etc.. À l'acte pratique un secteur logique et le suivant, si ils se trouvaient contigus, ils pourraient créer problèmes dans la lecture! Pourquoi celui-ci? parce qu'il faut rappeler que le disque tourne à la grande vitesse sous le testina et à la fin de la lecture d'un secteur le système il demande un certain temps pour organiser les données lues et cela pourrait être tel à faire fuir le secteur suivant et demander un nouveau tour du disque pour la lecture. Si, les secteurs ne sont pas par contre, contigus à l'es. la séquence est 1 - 3 - 2 lu le secteur 1, il reste tout le temps du passage du secteur 3 avant de commencer la lecture de 2 heures en laissant ainsi tout le temps aux circuits pour pouvoir procéder au recouvrement des données du secteur 2 sans demander un autre tour du disque.
Le cas meilleur est un interleave de 1 évidemment, tous les secteurs logiques et physiques sont correspondants c'est-à-dire; mais il est seul possible en supposant une il persuade de lecture telle à ne pas avoir temps morts à la fin d'un secteur à l'es. en exploitant un cache. Les performances sont réduites autrement grandement.
Le standard des vieux disques était de 17 secteurs typiquement pour trace. Avec un interleave de 1:1, la séquence des secteurs physiques et logiques paie, c'est-à-dire 1-2-3-etc.). Avec un interleave de 2:1 la séquence typique de numération logique des secteurs physiques devient 1, 10, 2, 11, 3, 12, 4, 13, 5, 14, 6, 15, 7, 16, 8, 17, 9. Dans ce cas un secteur pas consécutif est inséré dans la séquence et la disposition logique il est tel pour lequel, si le controller demande le temps de passage d'un secteur pour compléter les opérations sur le précédent, la performance sur toute la trace c'est la maxime possible.
Selon comme le disque seul un interleave spécifique est construit il est apte à fournir les maximes performances et il n'est pas dit soit 1:1. Les valeurs communes allaient de 1:1 à 5:1. Pour celui-ci les utilities de gestion des disques, dans la phase de formatage au bas niveau, ils prévoyaient un test, analysis moyen, pour déterminer quel interleave fût le plus apte.
Dans les disques actuels le modèle d'interleave n'est plus nécessaire ni accessible de l'extérieur; tous les contrôles et les modèles de formatage du disque sont fondés par le constructeur et il n'est pas prévu que l'utilisateur les manipule de quelques-uns manière.

Le fait qui quelques fiches mères conservent dans le BIOS les utilities de gestion au bas niveau du disque ou ils soient tools disponibles avec des fonctions analogues il n'autorise pas à les utiliser; rappeler qu'il n'est pas possible de formater au bas niveau les disques IDE si pas avec du tools spécifique du constructeur, bien rarement disponibles aux utilisateurs.

REVIENTS SUR


Les fautes!
Mais est-ce qu'un disque se trompe? Certainement, seul qu'il est organisé en manière que le système si je ne m'en aperçoive pas.
Les causes de faute sont multiples; les technologies modernes ont poussé à l'extrême les matériels et la haute densité d'écriture, elle pas uniformité parfaite des matériels magnétiques, la haute vitesse de rotation et le flux intense de données peuvent donner origine aux fautes dans la lecture. Dérangements électromagnétiques, courants induites, problèmes thermiques sont autres cause de faute.

Une faute sur les données sauvées sur le disque serait inacceptable comme, tous les constructeurs se sont engagés à mettre à exécution toutes les solutions possibles pour prévenir ce problème. Nous ne sommes pas en train de ne parler évidemment de fautes dûes au crash du moteur ou des en ou à dommages à l'électronique de contrôle: ceux-ci mettent hors usage le disque en partie ou totalement et pour leur prévention mécanismes opportuns ont été implémentés (SMART).

Le système de base pour la révélation des fautes et la correction de manière transparente est ETC (Error Correcting Queues). Semblable à celui-là implémenté dans les mémoires RAM, avec des fonctions analogues, il consiste en algorithmes, à l'es. le Reed-Solomon qui permettent à l'électronique de contrôle de corriger situations de faute dues à la lecture erronée d'un ou plus bits. Habituellement les algorithmes se basent sur la redondance des renseignements et ils prévoient routines sophistiqués logiciel. Un secteur contient 512 bytes c'est-à-dire 4,096 bits typiquement; à ceux-ci autres bits adjoints viennent etc dédié au. La quantité dépend de l'algorithme utilisé et du projet du système; on doit s'interposer entre la sûreté de la correction et la réduction de la place et des performances. Quand écrit un secteur vient, écrit le numéro relatif de bit vient aussi d'ETC; quand le secteur est relu, l'algorithme combine données et ETC et, vérifié une faute le corrige dans les limites imposées par le projeteur. Cette opération, comme je dis, il est du transparent tout pour l'utilisateur, même si en quelques disques des familles plus récentes, les données d'intervention de la correction sont monitorati du circuit de contrôle soit pour mettre en route mécanismes de sauvetage de secours intérieur, substitution de secteurs défectueux avec autres de réserve, soit pour signaler la panne grave future possible du disque (SMART).
Si les systèmes de correction de la faute ne sont pas apte à intervenir complètement, alors la panne est reportée à l'utilisateur.
Une séquence possible des interventions est:

  • Révélation de la faute: aux données lues dans le secteur elle est appliquée la procédure ETC et, si ils ne sont pas vérifiés de fautes, les données sont envoyées à l'interface pour être mis à disposition du système.

  • Correction de la faute: l'algorithme corrige la faute ETC en lecture en utilisant les renseignements redondants. Une faute correcte à ce niveau n'est pas considérée de faute réellement.

  • Répétition de la lecture: si le système n'a pas ETC été apte à corriger la faute parce que trop étendu pour ses possibilités, le pas suivant est une nouvelle tentative de lecture du secteur. Cela peut être fait par le circuit de contrôle du disque automatiquement. Une faute est causée souvent d'un problème du champ magnétique ou d'autres causes pas répétitives et la relecture de la zone magnétique il permet la correction de la faute. Dans ce cas il se parle de données "recovered"o de faute correcte après une nouvelle tentative.

  • Procédures avancées de correction de la faute: beaucoup de constructeurs implémentent procédures de corrections qu'ils impliquent algorithmes plus sophistiqués et, d'habitude, apte à corriger la faute. Pourquoi, alors, ne les pas utiliser directement? Parce que la complexité de la procédure porterait à un ralentissement du déplacement des données qui est acceptable pour une faute irrégulière, mais il pénaliserait les performances dans le fonctionnement courant. Parfois les procédures impliquent l'hardware aussi, en remplaçant, par exemple, les secteurs endommagés avec autres tenus comme réserve.

  • Faute pas corrigeable: si personne des procédures précédentes n'est apte à corriger la faute le driver il signalera la panne au système.

Carte des secteurs défectueux
La structure des vieil hard disk dans lequel la correspondance entre modèles physiques et logiques était très étroite et qu'ils ne disposaient pas de technologies actuelles sophistiquées, un des éléments typiques était la présence d'une liste de secteurs défectueux. Le constructeur fournissait le disque usuellement avec une feuille d'essai comprendente la liste des secteurs trouvée défectueux au test, c'est-à-dire des zones des plats dans lequel défauts de metallizzazione rendaient personne dépourvue d'assurance l'écriture des données; puis l'utilisateur aurait inséré ces paramentri dans les oportune tableaux pendant le formatage au bas niveau del'unitá, pour permettre au système d'exclure les zones défectueuses de l'assignation des adresses logiques.
Au resté actuel, aussi cette fonction ne fait pas partie des nécessités d'hard modernes disk qu'ils sont structurés de manière différente, avec des assignations logiques des surfaces physiques établies pendant le procès productif et pas accessibles ou modifiables de l'utilisateur.

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