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.

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.

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 až 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

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