Диагностика и технология ремонта накопителей на жестких магнитных дисках

Анализ принципа действия накопителей на жестких магнитных дисках персональных компьютеров. Перфокарта как носитель информации в виде карточки из бумаги, картона. Основные функции файловой системы. Способы восстановления информации с RAID-массивов.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

накопитель жесткий магнитный диск

Тенденция развития современных технологий характеризуется постоянным повышением значения информации. В настоящее время массово используются устройства внешней памяти персональных компьютеров для хранения информации. Порой ценность информации хранимой на устройствах внешней памяти персональных компьютеров несоизмерима со стоимостью данного устройства. Сохранность информации, бесперебойное функционирование систем внешней памяти компьютера обуславливают актуальность обозначенной проблемы и определяют выбор темы дипломного проекта.

Цель дипломного проекта: раскрыть теоретические и практические основы диагностики и технологии ремонта и наладки средств вычислительной техники (СВТ) и накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) персональных компьютеров.

Объект исследования дипломного проекта: накопитель на жестких магнитных дисках.

Предмет исследования дипломного проекта: диагностика и технология ремонта накопителей на жестких магнитных дисках

Задачи дипломного проекта:

1. Провести анализ используемых устройств накопителей на жестких магнитных дисках персональных компьютеров;

2. Рассмотреть устройство и принцип действия накопителей на жестких магнитных дисках персональных компьютеров;

3. Получить первоначальные теоретические и практические навыки диагностики и устранения неполадок накопителей на жестких магнитных дисках персональных компьютеров.

1. Назначение, характеристики и принцип работы накопителей на жестких магнитных дисках

1.1 Виды устройств внешней памяти

Первой внешней памятью стала перфокарта - носитель информации в виде карточки из бумаги, картона, реже из пластмассы, стандартных формы и размеров, на которую информация наносится пробивкой отверстий (перфораций). Перфорационные карты применяют главным образом для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплектах. Существует большое число видов карт, различающихся формой, размерами, объёмом хранимой информации, формой и расположением отверстий. В СССР использовали перфорированные карты в основном с 80 колонками (в устаревших моделях вычислительных устройств встречались 45-колонные), изготовляемые из плотного картона толщиной 0,18 мм в виде прямоугольника со сторонами 187,4 и 82,5 мм. Для удобства подборки и укладки левый верхний угол карты срезан. Колонки размечают поперёк карты; вдоль карта разбивается на 12 строк (10 основных и 2 дополнительные). На одной перфорированной карте можно записать до 80 знаков (примерно 10-15 слов). Скорость обработки машинных перфокарт достигает 2000 карт в 1 мин. Воспроизведение (считывание) информации осуществляется с помощью электромеханических считывателей или фотоэлементами. За рубежом применяли также перфокарты с 90, 40 и 21 колонкой с 6, 12 и 10 строками соответственно. Разновидность перфокарт - карты с краевой перфорацией, применяемые в информационных системах, и карты для пишущих автоматов.

Самым распространенным устройством внешней памяти на современных компьютерах стали накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы. Устройство чтения/записи на магнитный диск называется накопителем на магнитном диске (НМД) или дисководом. Информацию сохраняют на накопителях двух видов, в зависимости от действий, которые человеку нужно выполнить с данными. Для переноса небольших объемов информации используют гибкие магнитные диски (дискеты), а для длительного хранения больших объемов информации используют накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры).

Сравнительно новым видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название - лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации.

Сначала появились лазерные диски, на которых информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит «компактный диск - только для чтения». Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски - CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново. Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайт.

Флеш-карта представляют собой портативные устройства, предназначенные для хранения и быстрого переноса данных с одного ПК на другой посредством подключения к порту USB. «популярные» модели флеш-карта оснащены светодиодом-индикатором чтения/записи и блокировкой от записи. Также в комплекте могут быть: кабель-удлинитель USB, компакт-диск с драйверами. В последнее время флеш-карта стали очень популярны и практически повсеместно вытеснили 3,5-дискеты. Флеш-карта стремительно набирают объем (их информационная емкость уже достигла 64 гигабайт и, видимо, это не предел!) и дешевеют. При этом удобство их эксплуатации - вне конкуренции. Среди достоинств стоит упомянуть также компактность, простоту использования и возможность горячего подключения/отключения. В полной мере оценить удобство работы с флеш-картами можно только на ПК с операционной системой от Windows 2000 и выше, - в этом случае не потребуется устанавливать драйвер для работы с флеш-картой, т.к. ОС воспользуется своей библиотекой драйверов.

1.2 Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

Жесткий магнитный диск (винчестер, НЖМД - Hard Disk Drive) - постоянная память, предназначена для долговременного хранения всей имеющейся в компьютере информации. Операционная система, постоянно используемые программы загружаются с жесткого диска, на нем хранится большинство документов.

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) является одним из ключевых компонентов современного ПК. От него напрямую зависит производительность и надежность системы. Технологии изготовления жестких дисков совершенствуются, размеры программ увеличиваются, данные на компьютере накапливаются.

1.3 Основные параметры НЖМД

1. Емкость - накопителя на жестких магнитных дисках имеет объем от 40 Гб до 1024 Гб.

2. Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель - около 8 Мбайт/с.

3. Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель - 9 мс.

4. Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.

Размер кэш-памяти - быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У накопителя на жестких магнитных дисках есть своя кэш-память размером до 32 Мбайт.

1.4 Конструкция НЖМД

Жесткий магнитный диск (винчестер) состоит из гермоблока (рисунок 1) и платы контроллера (рисунок 2).

Рисунок 1 Гермоблок НЖМД

Рисунок 2 Плата контроллера

1.4.1 Гермоблок

В гермоблоке размещены все механические части, на плате вся управляющая электроника, за исключением предусилителя (предварительного усилителя), размещенного внутри гермоблока в непосредственной близости от считывающих головок.

В гермоблоке установлен шпиндель с одним или несколькими дисками.(рисунок) Диски изготовлены из алюминия (иногда - из керамики или стекла) и покрыты тонким слоем окиси хрома. В настоящее время объем информации, хранимой на одном диске, может достигать 1024 Гбайт. Сбоку шпинделя находится поворотный позиционер. С одной стороны, коромысла расположены обращенные к дискам легкие магнитные головки, а с другой - короткий хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. При поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге между центром и периферией дисков. Под дисками расположен двигатель, который вращает их с большой скоростью. При вращении дисков создается сильный поток воздуха, который циркулирует по периметру гермоблока. Пыль губительна для поверхности дисков, поэтому блок герметизирован, воздух в нем постоянно очищается специальным фильтром (рисунок.3 ).

Рисунок.3 Фильтр

Для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи в крышках гермоблоков делаются небольшие окна, заклеенные тонкой пленкой. В ряде моделей окно закрывается воздухопроницаемым фильтром. Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный магнит. При подаче в обмотку тока определенной величины и полярности коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с соответствующим ускорением. Динамически изменяя ток в обмотке, можно уст...