Jste zde

45.1 Magnetická datová média (studijní text)

Jak pracují magnetická datová média?

  • magnetická datová média využívají pro ukládání a čtení dat princip magnetismu a elektrické energie (elektromagnetismus)
  • celé datové médium je potaženo speciální magnetickou vrstvou, nad kterou se pohybují zapisovací resp. čtecí hlavy
  • data se zapisují po jednotlivých bitech tak, že zapisovací hlava pomocí elektrické energie změní stav části magnetické vrstvy (jeden stav: 0, druhý stav: 1)
  • čtecí hlava poté zpětně dokáže zjistit stav části magnetické vrstvy (přečte 0 nebo 1)

Pevný disk

  • anglické označení Hard Disc Drive (zkratka HDD),
  • nejpoužívanější datové médium (hlavní úložné médium v počítači),
  • se základní deskou je propojen pomocí kabelu.
Pevný disk hdd
Obr. 1a: Pevný disk pro stolní počítače. Obr. 1b: Pevný disk pro přenosné počítače.

Stavba pevného disku

  • pevný disk se skládá z několika částí, které jsou vzduchotěsně uzavřeny v kovovém obalu
    1. Plotny - kovové nebo plastové kotouče potažené magnetickou vrstvou z obou stran, úložný prostor pro data,
    2. Hlavy - čtecí nebo zapisovací hlavy, které se pohybují těsně nad plotnami, provádějí čtení nebo zápis dat,
    3. Hnací motor - roztáčí plotny,
    4. Vystavovací mechanismus - ovládá a synchronizuje pohyb čtecích a zapisovací hlav na požadovanou pozici nad plotnami,
    5. Rozhraní - konektory pro připojení disku kabelem k základní desce.

Vnitřek pevného disku

Obr. 2: Vnitřek pevného disku.

Základní parametry pevného disku

  1. Formát - velikost samotného disku, menší 2,5 palce (do přenosných počítačů), větší 3,5 palce (do stolních počítačů)
  2. Kapacita dat - hlavní parametr, velikost úložného prostoru pro data, dnes v řádu stovek GB jednotek TB.
  3. Rychlost otáček - počet otáček plotny na minutu, čím větší počet otáček, tím je čtení či zápis rychlejší, ale disk je hlučnější, dnešní hodnoty: 5400 ot./min nebo 7200 ot./min.
  4. Přístupová doba - čas potřebný na vyhledání určitého místa na diskové plotně, dnešní hodnoty: řádové milisekundy.
  5. Rychlost čtení/zápisu - množství dat přečtených či zapsaných hlavami na sekundu, dnes v řádu stovek MB/s
  6. Typ rozhraní - v zásadě určuje rychlost komunikace mezi diskem a základní deskou, dnes hlavně rozhraní označované jako SATA II nebo SATA III.

Struktura dat na diskové plotně

  • úložný prostor každé strany plotny je rozdělen na velké množství (až desetitisíce) soustředných kružnic, tzv. stopy,
  • každá stopa je dále rozdělena na velké množství menších úseků, tzv. sektorů (mají standardní kapacitu 512 bajtů),
  • pokud má disk více ploten (většinou dvě až tři), sdružují se všechny stopy se stejným číslem do tzv. cylindrů,
  • navíc, při ukládání jednotlivých souborů dochází i k uložení informací do speciální tabulky, v jaké stopě a v jakém sektoru je soubor uložen (pro rychlejší nalezení požadovaných dat)

Výhody, nevýhody

  • výhody: v současnosti nabízí největší úložnou kapacitu za nízkou cenu (poměr cena za 1 GB dat),
  • nevýhody: pohybující části jsou náchylné na fyzické poškození (mechanické otřesy, elektrické zkraty),

Další (historická) magnetická datová média

  • s nástupem optických médií resp. elektronických médií ztratila ostatní magnetická média význam, jelikož byla velmi poruchová a nenabízela dostatečnou přenosovou rychlost a kapacitu
  • na rozdíl od pevného disku byly nosiče s úložným prostorem fyzicky odděleny od čtecího nebo zapisovacího zařízení (tzv. mechaniky)
  • nejvíce se využívaly 3,5palcové diskety (FDD - Floppy Disc Drive - pružný disk), které však měly kapacitu jen 1,44 MB (starší 5,25palcové měly dokonce pouhých 720 kB)
  • často se používaly i ZIP diskety (nabízely kapacitu 100 MB, někdy 250 MB a 750 MB), avšak byly poměrně drahé a byly též vytlačeny optickými médii

Disketa

ZIP disketa
Obr. 3: 3,5palcová disketa. Obr. 4: ZIP disketa

Budoucnost magnetických médií

  • v současné době jsou pevné disky v počítačích postupně nahrazovány novými SSD disky (Solid State Drive), využívající flash paměť (vyšší přenosová rychlost dat)
  • pevný disk je však stále nejvhodnější pro ukládání velkého množství uživatelských dat
  • objevují se i tzv. hybridní pevné disky (SSHD) - jedná se o klasický pevný disk, který je navíc vybaven malou flash pamětí pro rychlejší start operačního systému
  • hybridní pevné disky však nejsou tak efektivní jako plnohodnotné SSD disky
  • trendem je tedy vybavovat počítače SSD disky s menší kapacitou pro systémová nebo programová data a druhým klasickým pevným diskem s velkou kapacitou pro uživatelská data

Použité zdroje

Obr. 1a: Pevný disk pro stolní počítače. [citováno 2012-07-05]. Dostupný pod licencí Wikipedia Commons na WWW:
<http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hard_disk_Western_Digital_WD1000_1_(dark1).jpg>.
Obr. 1b: Pevný disk pro přenosné počítače. [citováno 2012-07-05]. Dostupný pod licencí Wikipedia Commons na WWW:
<http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toshiba_MK4313MAT_HDD_(dark1).jpg>.
Obr. 2: Vnitřek pevného disku. [citováno 2012-07-05]. Dostupný pod licencí Wikipedia Commons na WWW:
<http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/49/Hdd_od_srodka.jpg>.
Obr. 3: 3,5palcová disketa. [citováno 2012-07-05]. Dostupný pod licencí Wikipedia Commons na WWW:
<http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:3,5%22-Diskette.jpg>.
Obr. 4: ZIP disketa. [citováno 2012-07-05]. Dostupný pod licencí Wikipedia Commons na WWW:
<http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Zip-disc-back.jpg>.