Постарите читатели секако дека сè уште се сеќаваат на старата генерација тврди (хард) дискови, кои беа ништо друго туку магнетни плочи со дијаметар од педесетина сантиметри и капацитет од само неколку мегабајти. Оригинално беа нарекувани “fixed disks” или “Winchesters”, а во шега и Лонг плеј плочи. За разлика од магнетните ленти и флопи дисковите во тоа време, овие дискови беа изработени од цврст материјал.

За употреба кај персоналните компјутери се направија нивни минијатурни верзии, кои можеа да се сместат во куќиштата на првите PC-а. Првите верзии, ако добро се сеќавам, имаа (за денешни поими смешен) капацитет од 40 MB. Денеска постојат хард дискови со капацитети од 1 TB (терабајт) и повеќе. 

Основни составни делови

Визуелно, хард дискот се состои од два дела – печатена плоча со електроника и тело (кутија) на хард дискот во кое се сместени плочите и механизмот за позиционирање на главата/главите.

На надворешната печатена плоча се наоѓа целата командна електроника, интерфејсите за пренос на податоци, за напојување и  баферот. Нејзиното отстранување е лесно, и честопати при нејзин дефект замената со соодветна завршува успешно, а хард дискот продолжува да функционира. Електрониката е директно “одговорна” за перформансите на хард дискот, кои се мерат според два параметра – проток на податоци (Data rate), кој се мери во мегабајти во секунда и брзина на пристап (Seek time), мерена во милисекунди.

Внатрешноста на хард дискот е запечатена, и има еден фин филтер за циркулација на воздух во неговата внатрешност. Во принцип секое отворање на запечатениот дел на куќиштето значи и простување со дискот, освен во случаи на хаварија и потреба од спасување на податоци.

Поглед во внатрешноста

Отворањето открива изненадувачки едноставен склоп, кој визуелно тешко дека ќе ве увери дека поседува извонредна брзина, придвижливост и прецизност. Се состои од плочи, подвижна рачка со глави за читање/впишување и придвижувач (actuator).

Плочите на хард дискот се изработени од немагнетизиран материјал, најчесто алуминиум или стакло, чиј горен слој е премачкан со многу фин слој од магнетизирачки материјал. Кај денешните модели се употребува кобалт, а кај постарите генерации железен оксид (iron 3 oxide). Ако дискот се состои од две или повеќе плочи, истите се поставени на ротор со растојание помеѓу нив доволно да се сместат и други подвижни рачки со глави.

Магнетната површина на секоја од плочите е поделена на повеќе мали магнетни региони, со големина која се мери со мерки помали од микрометар. Секој од овие региони се користи за кодирање на единичен бинарен бит на информација. Секој регион формира магнетски дипол кој генерира локализирано магнетно поле во близината. Главата за впишување го магнетизира регионот со генерирање силно локално магнетно поле. Главата за читање пак, од своја страна, е отпорна на магнетните влијанија, односно не доаѓа до нејзино магнетизирање.

Брзината на вртење на плочите кај актуелните генерации на хард дискови изнесува стандардни 7 200 vrt/min, а постојат и модели чии плочи ротираат и брзини од 10 000 и 15 000 vrt/min. Хард дисковите кај лаптоп моделите работат со 5 400 vrt/min.

Овие брзини побаруваат и соодветно брзо позиционирање на главите. Тоа се изведува со помош на придвижувачот (актуаторот), брз линеарен мотор, кој во суштина е електромагнет со променливо магнетно поле. На рачката на придвижувачот е вграден навој (калем, макара) кој под дејство на електромагнетот ја придвижува рачката со главата и ја позиционира на местото од каде што е потребно да се прочита податокот од дискот, односно на локацијата на истиот. Диск контролерот има вграден дигитално–аналоген конвертор, кој го контролира текот на електрицитетот низ навоите на рачката со главите.

Глетката е импресивна. Просто е неверојатно колку бргу се поместува рачката, и тоа точно каде што е потребно. По потреба, истата се поместува од едниот до другиот крај и до 50 пати во секунда!

Како се впишуваат податоците?

Погоре напоменавме, сега да додадеме дека податоците се впишуваат на површината на дискот во сектори и ленти. Лентите (TRACKS) се концентрични кругови, додека секторите се исечоци од истите. Секој сектор содржи фиксен број бајти, на пример, 256 или 512. Секторите најчесто се групираат во кластери.

Податоците од инсталираните програми и снимените фајлови, поточно за нивната локација, на плочите се впишуваат по посебни делови од хард дискот, со што се дава информација на главата каде да се позиционира. Кај најновите генерации на хард дискови (Serial ATA 2 моделите) имплементирана е технологија за паметен пристап кон податоците, каде што истите се поставуваат во редослед во баферот, при што главата пристапува кон нив по тој редослед, наспроти хаотичниот пристап, каде што се појавува чекање (доцнење при читањето) на податоците. Оваа технологија (Native Command Queuing) овозможува повисоки перформанси на хард дисковите.

Секако дека ова не е сè во поглед на начинот на впишување и пристап кон информациите, но подеталното образложување отвора нова тема која секако дека ќе ја разгледаме во некој од наредните броеви.