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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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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:
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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.
REVIENTS SUR
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