Wie funktionieren Computer -Festplatten?

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Wie funktionieren Computer -Festplatten?

Innerhalb einer Festplatte:Wie Ihre Daten einen Spin

erfordern

Ein Festplattenlaufwerk (HDD) ist wie ein Miniatur-Hochgeschwindigkeits-Plattenspieler für Ihre Daten. So funktioniert es:

1. Die Anatomie des Speichers:

* Platten: Dies sind die "Aufzeichnungen", kreisförmige Scheiben aus Metall oder Glas, die mit einem magnetischen Material beschichtet sind. Daten werden auf beiden Seiten gespeichert.

* Spindel: Dieser Motor dreht die Platten mit hohen Geschwindigkeiten (typischerweise 5400-7200 U/min) und erzeugt Luftstrom für die Lese-/Schreibköpfe.

* Köpfe lesen/schreiben: Diese winzigen Elektromagnets schweben Nanometer über der Plattentafeloberfläche. Sie schreiben Daten, indem sie winzige Bereiche magnetisieren und Daten lesen, indem die magnetischen Änderungen erfasst werden.

* Aktuatorarm: Ein präziser mechanischer Arm, der die Lese-/Schreibköpfe schnell über den Radius der Platte bewegt, um auf verschiedene Datenorte zuzugreifen.

2. Daten schreiben - ein magnetischer Tango:

* Wenn Sie eine Datei speichern, werden die Daten an den Controller des Festplattens gesendet.

* Der Controller übersetzt diese Daten in Binärcode (0S und 1s).

* Der Aktuatorarm positioniert den Schreibkopf über die richtige Position auf der Platte.

* Der Schreibkopf erzeugt ein Magnetfeld, das winzige Bereiche auf der Platte magnetisiert.

* Ein magnetisierter Bereich repräsentiert ein "1" -Bit.

* Ein unmagnetisierter Bereich repräsentiert ein "0" -Bit.

3. Daten lesen - Erkennen des magnetischen Flüsterns:

* Um Daten zu lesen, positioniert der Aktuatorarm den Lesekopf über den gewünschten Ort.

* Wenn sich die Platte umdreht, erkennt der Lesekopf die magnetischen Veränderungen auf seiner Oberfläche.

* Diese magnetischen Veränderungen werden wieder in elektrische Signale umgewandelt, die die 0s und 1s der gespeicherten Daten darstellen.

* Der Controller stellt diesen Binärcode in die Originaldatei zusammen, wodurch Sie Ihren Computer zugänglich machen.

Schlüsselkonzepte:

* Tracks und Sektoren: Platten werden in konzentrische Kreise unterteilt, die als Spuren bezeichnet werden. Jede Spur ist in kleinere Segmente unterteilt, die als Sektoren bezeichnet werden und in denen Daten in Blöcken gespeichert sind.

* Zeit suchen: Die Zeit, die für den Lese-/Schreibkopf benötigt wird, um zur richtigen Spur zu gelangen.

* Rotationslatenz: Die Zeit, die der gewünschte Sektor benötigt, um sich unter dem Lese-/Schreibkopf zu drehen.

* Datenübertragungsrate: Die Geschwindigkeit, mit der Daten gelesen oder auf das Laufwerk geschrieben werden.

Vorteile von HDDs:

* niedrigere Kosten pro Gigabyte: HDDs sind im Allgemeinen erschwinglicher, um große Datenmengen zu speichern.

* größere Kapazitäten: HDDs sind in viel größeren Kapazitäten als SSDs erhältlich.

Nachteile von HDDs:

* langsamere Geschwindigkeit: HDDs sind aufgrund ihrer mechanischen Natur deutlich langsamer als SSDs.

* zerbrechlicher: Die beweglichen Teile machen HDDs anfälliger für Schäden durch Schocks oder Vibrationen.

Kinos:

Festplatten sind geniale Wunder des Ingenieurwunders, die den Magnetismus verwenden, um Ihr digitales Leben zu speichern. Während die HDDs langsamer als ihre Festkörperkollegen sind, bleiben sie weiterhin eine kostengünstige Option, um große Datenmengen zu speichern.