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Architecture de disque dur:une plongée profonde
Un disque dur (HDD) est essentiellement un système mécanique qui stocke les données magnétiquement. Il est composé de plusieurs composants clés travaillant en harmonie:
1. Platters:
* Disques plats circulaires en aluminium ou en verre recouvert d'une fine couche de matériau magnétique.
* Les données sont stockées sur les plateaux sous la forme de minuscules domaines magnétiques, qui peuvent être magnétisés dans l'une des deux directions (nord ou sud) pour représenter les données binaires (0 ou 1).
* Les disques durs modernes ont généralement plusieurs plateaux empilés verticalement, permettant une capacité de stockage plus élevée.
2. Moteur de broche:
* Tourne les plateaux à des vitesses élevées, généralement environ 5400 à 7200 révolutions par minute (tr / min).
* Les taux de spin plus rapides entraînent des vitesses d'accès aux données plus rapides.
3. Lire / écrire la tête:
* Attaché à un bras mobile (bras d'actionneur), la tête de lecture / écriture est responsable de la lecture et de l'écriture de données sur les plateaux.
* Il se compose d'une bobine électromagnétique qui génère un champ magnétique pour magnétiser ou démagnétiser les domaines magnétiques sur les plateaux.
* La tête plane très près de la surface du plateau, mais ne le touche pas réellement, en raison d'un roulement à air.
4. ARM ACTUATEUR:
* Un bras mécanique qui positionne la tête de lecture / écriture sur l'emplacement souhaité sur le plateau.
* Il se déplace radialement à travers le plateau, accédant à différentes pistes de données.
5. Pile de tête:
* Un groupe de têtes de lecture / écriture qui sont empilées verticalement, chacune accès à un plateau correspondant.
6. Tracks et secteurs de données:
* La surface du plateau est divisée en cercles concentriques appelés pistes.
* Chaque piste est en outre divisée en sections plus petites appelées secteurs.
* Les données sont stockées dans les secteurs et le contrôleur de lecteur garde une trace des emplacements du secteur pour accéder rapidement aux données.
7. Contrôleur:
* Le cerveau électronique du disque dur, responsable de la gestion des transferts de données, de la recherche de données et du contrôle du moteur et des têtes.
* Il communique avec l'ordinateur à l'aide d'interfaces comme SATA ou SAS.
8. Cache:
* Une petite quantité de mémoire rapide dans le disque dur qui stocke les données fréquemment accessibles.
* Cela accélère la récupération des données car le cache peut fournir des données plus rapidement que d'accès directement aux plateaux.
9. Enceinte:
* Le conteneur scellé qui abrite tous les composants, les protégeant de la poussière et d'autres facteurs environnementaux.
comment fonctionnent les disques durs:
1. Accès aux données: Lorsque vous demandez des données, le contrôleur traduit l'adresse logique (par exemple, nom de fichier) en coordonnées physiques sur les plateaux.
2. Cherchez l'opération: Le bras de l'actionneur déplace la tête vers la piste souhaitée.
3. Positionnement de la tête: Une fois que la tête est sur la piste correcte, il se positionne sur le secteur spécifique contenant les données.
4. Opération de lecture / écriture: La tête lit ou écrit ensuite des données sur les domaines magnétiques de la surface du plateau.
Avantages clés des disques durs:
* Capacité de stockage élevée: Les disques durs offrent le plus d'espace de stockage par dollar par rapport aux autres périphériques de stockage.
* faible coût: Généralement plus abordable que les SSD pour les grandes capacités.
* fiabilité: Les disques durs sont conçus pour résister aux chocs et aux vibrations.
Inconvénients clés des disques durs:
* Performance plus lente: Par rapport aux SSD, les disques durs sont beaucoup plus lents en raison des composants mécaniques impliqués dans l'accès aux données.
* Fonctionnement plus bruyant: Les disques durs sont connus pour leur bruit de rotation.
* plus sensible aux dommages: Puisqu'ils ont des pièces mobiles, ils sont plus susceptibles des dommages causés par les chocs, les vibrations ou les températures extrêmes.
Évolution de l'architecture du disque dur:
* densité accrue: Au fil du temps, les disques durs sont devenus de plus en plus denses, permettant des capacités plus importantes dans des facteurs de forme plus petits.
* Taux de rotation plus rapides: Les disques durs tournent désormais à des vitesses plus élevées, ce qui entraîne un accès plus rapide aux données.
* Contrôleurs améliorés: Les technologies de contrôleur ont évolué pour améliorer les performances et l'efficacité.
* Technologie de tête avancée: Les têtes avancées sont conçues pour lire et écrire des données plus précisément et de manière fiable.
Conclusion:
L'architecture du disque dur est un système complexe de composants mécaniques et électriques qui travaillent ensemble pour stocker et récupérer les données magnétiquement. Bien que les disques durs soient toujours un choix populaire pour le stockage, leur popularité diminue en raison de l'émergence de SSD plus rapides et plus fiables. Cependant, les disques durs continuent d'être une solution rentable pour les utilisateurs qui ont besoin de grandes capacités de stockage.
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