Восстановление Данных
Восстановление Данных Услуги Восстановление Данных hdd и RAID
Список наших Заказчиков Восстановление Данных и системах резервного копирования
Статьи о Восстановление Данных, описание файловых систем, устройство жестких дисков, профилактика hdd. Системы резервного копирования. Защита информации.
Программы для Восстановления Данных. Easyrecovery, R-Studio, GetDataBack, tiramisu & etc
Статистика 'падений' жестих дисков, hdd, RAID и Восстановление Данных на них
Как стать партнером Центра Восстановления Данных Derstein в области Восстановления Данных
Восстановление Данных Восстановление Данных Центр Восстановления Данных Derstein
Восстановление Данных
Восстановление ДанныхО компании Центр Восстановления Данных DersteinНовости Восстановления Данных и производителей hdd и raidГостевая книга Центра Восстановления Данных Derstein
Восстановление ДанныхВосстановление ДанныхВосстановление Данных
Восстановление Данных
Восстановление Данных
Цены на восстановление данных Derstein
Восстановление RAID
Филиал Центра Восстановления Данных Derstein в Омске
Восстановление Данных
Заказ Восстановления Данных ON-LINE
Восстановление Данных
Центр Восстановления Данных покупает диски
Восстановление Данных
Восстановление Данных
Начиная с 2000 года наша компания прелагает следующие услуги:
  • восстановление данных с HDD;
  • восстановление RAID (все уровни) и серверов;
  • восстановление данных с Flash-карт;
  • восстановление hdd с разделами Novell Netware и MacOS;
  • восстановление информации на сменных носителях: CD/DVD, MO, ZIP, JAZZ;
  • восстановление данных на магнитных лентах DAT, DDS, LTO, DLT и др;
  • восстановление файлов после форматирования, удаления и вирусных атак;
  • ремонт ноутбуков - восстановления файлов.
  • Винчестер снаружи и изнутри

    Удивительно, что даже в 1997 году, когда уже отвыкли называть "винчестером" системный блок компьютера, остается немало людей, убежденных, что внутри него - вакуум или, на худой конец - инертный газ, что надпись "128 heads" действительно означает наличие внутри целых 64 дисков со 128 головками чтения/записи, что эти самые головки непременно нужно "парковать" перед выключением... В компьютерных журналах же в основном описываются технологии ("В очередной раз удвоена плотность записи..."), поэтому устройство и работа винчестера по-прежнему остается для многих тайной за семью печатями.

    Итак, винчестер состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещена вся механика: сами диски, вращающий их двигатель (шпиндельный, или маршевый), система перемещения магнитных головок с собственным (линейным) двигателем, а на плате контроллера - вся электроника: усилители записи/считывания, микропроцессоры обработки сигнала, интерфейсные схемы и т.п. На самом деле, плата электроники современного винчестера представляет собой самостоятельный микрокомпьютер - с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами.

    Для определенности речь пойдет о винчестерах типа IDE (Integrated Drive Electronics - встроенная в накопитель электроника), наиболее часто используемых в компьютерах. Винчестеры другого типа - SCSI - на самом деле отличаются от них только интерфейсом, при помощи которого винчестер подключается к компьютеру и общается с ним; многие модели винчестеров IDE и SCSI делаются на основе одного и того же гермоблока, различаясь лишь интерфейсом на плате электроники.

    Диски, которых обычно бывает от одного до трех, и редко - больше, собраны в так называемый дисковый пакет, насаженный на ось - шпиндель, под которым (или прямо внутри него) находится двигатель, создающий вращающееся магнитное поле. Это достигается размещением по окружности двигателя нескольких обмоток, через которые при помощи специальной схемы по очереди пропускается ток. На самом шпинделе закреплен постоянный магнит, который под действием этого поля тоже начинает вращаться, раскручивая дисковый пакет.

    В отличие от дискет и старых винчестеров, диски которых в процессе изготовления только покрывались магнитным материалом и поставлялись "чистыми", без какой-либо записанной информации, диски современных винчестеров проходят первичную, или низкоуровневую, разметку (Low Level Formatting) на специальном высокоточном технологическом стенде. В ходе этого процесса на диски записываются служебные метки (так называемая сервоинформация), а также формируются привычные дорожки и секторы. Таким образом, когда-то новый винчестер нужно было "форматировать на низком уровне", то сейчас этого делать не то, чтобы не нужно - это просто невозможно без специального оборудования, и различные "программы низкоуровневого форматирования" чаще всего просто обнуляют секторы, хотя порой могут и необратимо испортить саму служебную разметку.

    Рядом с дисками находится система поворотных рычагов, на концах которых установлены магнитные головки записи/считывания. Все это сильно напоминает обычный проигрыватель винилитовых пластинок - с той разницей, что перемещение тонарма в проигрывателе происходит благодаря наличию на пластинке спиральной канавки, для перемещения головок в винчестере служит собственный двигатель. Он представляет собой две обмотки, закрепленные на противоположном головкам "хвосте" рычага, которые находятся в поле постоянного магнита. При прохождении тока через обмотки создается второе магнитное поле, взаимодействующее с первым и стремящееся установить поворотную систему в строго определенное положение, зависящее от силы и полярности тока в обмотках. При плавном изменении тока система рычагов будет плавно поворачиваться вокруг своей оси, перемещая головки по дуге, близкой к радиусу дисков. Такая система привода головок получила название прямой или линейной, а сама конструкция аналогична звуковой катушке (Voice Coil) обычного громкоговорителя-динамика.

    Поскольку в русском языке нет удобного термина для обозначения системы поворотных рычагов - я буду здесь называть ее, как и в проигрывателе, "тонармом"; однако сразу оговорюсь, что корень "тон" в этом слове говорит о звуковой системе, и в общем случае такое название было бы неуместно.

    Когда дисковый пакет находится в покое - тонарм повернут головками к центру пакета, и сами головки под действием пружин прижаты к поверхностям дисков. Это - так называемое "парковочное" положение головок; в той области дисков, где ложатся головки, обычно не записано никакой информации, кроме серво - это специальная "посадочная зона" (Landing Zone). Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве винчестеров используется маленький постоянный магнит, закрепленный на "хвосте" тонарма: когда он принимает парковочное положение - этот магнит соприкасается с рамой и "присасывается" к ней, удерживая тонарм от ненужных колебаний. При запуске винчестера схема управления линейным двигателем "отрывает" фиксатор, подавая на двигатель усиленный импульс тока. В ряде винчестеров используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков.

    Остальные элементы гермоблока играют чисто вспомогательную роль - микросхема коммутатора головок и первичного усилителя, размещенная внутри для ослабления помех, и воздушный фильтр, улавливающий случайные пылинки, неизбежно возникающие при работе механических систем. Кстати, внутри гермоблок заполнен самым обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением; более того - в любом винчестере обязательно есть гибкая мембрана, а чаще всего - наружный воздушный фильтр, предназначенный для выравнивания внешнего и внутреннего давлений. Если бы гермоблок действительно был полностью герметичным - перевозка винчестера, например, в грузовом отсеке самолета могла бы привести к деформации крышки и соединенных с нею осей шпинделя и тонарма.

    Теперь рассмотрим процесс работы винчестера от запуска до остановки. При подаче питающих напряжений начинает работать микропроцессор контроллера; вначале он, как и "большой" компьютер, выполняет самотестирование и, в случае его успеха, запускает схему управления маршевым двигателем. Дисковый пакет начинает раскручиваться, увлекая за собой прилегающие к поверхностям дисков слои воздуха, и при достижении некоторой скорости давление набегающего на головки потока воздуха преодолевает силу пружин, прижимающих их к дискам, и головки "всплывают", поднимаясь над дисками на доли микрона. С этого момента, вплоть до остановки дисков, головки не касаются поверхностей, поэтому ни диски, ни сами головки практически не изнашиваются.

    Тем временем маршевый двигатель продолжает раскручивать пакет, скорость которого приближается к номинальной (несколько тысяч оборотов в минуту). Поскольку в любой зоне дисков присутствует серворазметка, то сервоимпульсы начинают поступать с головок сразу же после начала вращения, и по их частоте можно судить о скорости вращения дисков. Система стабилизации вращения постоянно следит за потоком сервоимпульсов, и при достижении номинальной скорости происходит так называемый "захват", при котором любое отклонение скорости вращения сразу же корректируется изменением тока в обмотках двигателя.

    После достижения пакетом номинальной скорости вращения освобождается фиксатор тонарма, и его система управления проверяет его способность поворачиваться и удерживаться на выбранном месте. Для этого делается серия быстрых поворотов в разные стороны, что на слух воспринимается, как характерное "тарахтение" винчестера через несколько секунд после старта. Во время перемещения тонарма постоянно идет слежение за поступающими с головок сервоимпульсами, и система управления всегда знает, над сколькими дорожками "пролетела" головка. Аналогично происходит и удержание головки над выбранной дорожкой - при отклонении от центра дорожки изменяется величина и форма сервоимпульсов изменяется, и система управления ликвидирует отклонение, изменяя ток в обмотках тонарма. Во время тестирования привода головок заодно делается и его калибровка - подбор параметров управляющих сигналов для наиболее быстрого и точного перемещения тонарма при минимальном количестве "промахов".

    Здесь нужно сказать, что микрокомпьютер винчестера, как и "большой" компьютер, имеет ПЗУ, в котором, аналогично BIOS, записана программа начального запуска, и ОЗУ, в которое после раскрутки механической системы загружаются остальные части управляющей программы (так называемый оверлей), что сильно напоминает процесс загрузки операционной системы компьютера. Кроме всего прочего, в ОЗУ загружается так называемая карта переназначения дефектов, в которой отмечены дефектные секторы, выявленные при заводской разметке дисков; эти секторы исключаются из работы и подменяются резервными, которые имеются на каждой дорожке и еще в отдельных зонах каждого диска. Таким образом, даже если диски и имеют дефекты (а при современной плотности записи они имеют их всегда), для пользователя создается впечатление "чистого" винчестера, свободного от сбойных секторов. Более того - на каждом винчестере имеется некоторый запас резервных секторов, которыми можно подменить и появившиеся впоследствии дефекты. Одни винчестеры делают это под управлением специальных программ, другие - автоматически в процессе работы. Однако повторюсь - полностью разметить себя на низком уровне современный винчестер не в состоянии.

    Хранение подобной служебной информации на дисках, кроме очевидной выгоды, имеет и свои недостатки - при ее порче микрокомпьютер винчестера не сможет правильно запуститься, и даже если все информационные секторы не повреждены, восстановить их можно будет только на специальном технологическом стенде.

    Теперь - собственно о процессе работы винчестера. После начальной настройки электроники и механики микрокомпьютер винчестера переходит в режим ожидания команд от контроллера, расположенного на системной плате или интерфейсной карте. Получив команду, он включает нужную головку, по сервоимпульсам отыскивает нужную дорожку, дожидается, пока до головки "доедет" нужный сектор, и выполняет считывание или запись информации. Если контроллер запросил чтение/запись не одного сектора, а нескольких - винчестер может работать в так называемом блочном режиме, используя ОЗУ в качестве буфера и совмещая чтение/запись с передачей информации к контроллеру или от него.

    Для оптимального использования поверхности дисков применяется так называемая зоновая запись (Zoned Bit Recording - ZBR), принцип которой состоит в том, что на внешних дорожках, имеющих большую длину (а следовательно - и информационную емкость), информация записывается с большей плотностью, чем на внутренних. Таких зон с постоянной плотностью записи в пределах всей поверхности образуется до десятка и более; соответственно, скорость чтения и записи на внешних зонах выше, чем на внутренних. Благодаря этому файлы, расположенные ближе к "началу" винчестера, в целом будут обрабатываться быстрее файлов, расположенных ближе к его "концу".

    Теперь о том, откуда берутся неправдоподобно большие количества головок, указанные в параметрах винчестеров. Когда-то эти числа - число цилиндров, головок и секторов на дороже - действительно обозначали реальные физические параметры (геометрию) винчестера. Однако при использовании ZBR количество секторов меняется от дорожки к дорожке, и для каждого винчестера эти числа различны - поэтому стала использоваться так называемая логическая геометрия, когда винчестер сообщает контроллеру некие условные параметры, а при получении команд сам преобразует логические адреса в физические. При этом в винчестере с логической геометрией, например, в 520 цилиндров, 128 головок и 63 сектора (общий объем - 2 Гб) находится, скорее всего, два диска - и четыре головки чтения/записи.

    В винчестерах последнего поколения используются технологии PRML (Partial Response, Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике) и S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis and Report Technology - технология самостоятельного следящего анализа и отчетности). Первая разработана по причине того, что при существующих плотностях записи уже невозможно четко и однозначно считывать сигнал с поверхности диска - уровень помех и искажений очень велик. Вместо прямого преобразования сигнала используется его сравнение с набором образцов, и на основании максимальной похожести делается заключение о приеме того или иного кодового слова - примерно так же мы читаем слова, в которых пропущены или искажены буквы.

    Винчестер, в котором реализована технология S.M.A.R.T., ведет статистику своих рабочих параметров (количество старт/стопов и наработанных часов, время разгона шпинделя, обнаруженные/исправленные ошибки и т.п.), которая регулярно сохраняется в перепрограммируемом ПЗУ или в служебных зонах диска. Эта информация накапливается в течение всей жизни винчестера и может быть в любой момент затребована программами анализа; по ней можно судить о состоянии механики, условиях эксплуатации или примерной вероятности выхода из строя.

    Во время работы все механические части винчестера подвергаются тепловому расширению, и расстояния между дорожками, осями шпинделя и тонарма "плывут". В общем случае это никак не влияет на работу накопителя, поскольку для стабилизации используются обратные связи, однако некоторые модели время от времени выполняют рекалибровку привода головок, подстраивая систему к изменившимся расстояниям.

    При выключении питания винчестера его маршевый двигатель начинает работать в режиме генератора, обеспечивая питание электроники на те доли секунды, которые необходимы для корректного завершения работы. Прежде всего блокируется подача тока записи в магнитные головки, чтобы они не испортили никакой информации на поверхностях, и затем остаток энергии подается в обмотки привода головок, толкая их к центру дисков (в этом движении головкам помогает и естественная скатывающая сила, возникающая при вращении дисков). В принципе, для того, чтобы "дотянуть" головки до посадочной зоны, достаточно одной скатывающей силы, поэтому в ряде винчестеров даже не используется этот "последний рывок". Дойдя до "посадочной зоны", привод головок защелкивается магнитным или механическим фиксатором еще до того, как головки успеют коснуться поверхности в результате падения скорости вращения дисков. В этом и состоит суть "автопарковки" - любой исправный винчестер всегда сумеет поставить свой тонарм на фиксатор, как бы внезапно не было выключено питание; однако если в этот момент происходила запись информации - последствия могут быть весьма печальными.

    И напоследок - о последнем "веянии моды": режиме Ultra DMA, который широко разрекламирован печатными изданиями в качестве "единственно правильного решения". Вообще, DMA (Direct Memory Access - прямой доступ к памяти) - режим взаимодействия винчестера и контроллера, при котором данные передаются их собственными силами, без участия центрального процессора. Режим DMA позволяет заметно разгрузить процессор по сравнению с режимом PIO (Programmed Input/Output - программный ввод/вывод), при котором все пересылки выполняет непосредственно процессор. Все современные винчестеры могут работать в режиме DMA 2, если это поддерживается операционной системой; скорость обмена при этом может достигать 16.6 Мб/с. Винчестеры же с Ultra DMA, при подключении к контроллеру с аналогичными возможностями и при использовании нужного драйвера, могут работать со скоростью 33.3 Мб/с.

    Однако эти мегабайты в секунду - лишь предельно возможная скорость, с которой может идти обмен контроллера с буфером винчестера; скорость же чтения/записи даже в лучших моделях не превышает 10-11 Мб/с. Основная нагрузка при работе ложится именно на чтение/запись; передача данных в буфер и из буфера занимает лишь малую часть этого времени, и сам факт перехода на Ultra DMA дает прирост всего лишь в единицы процентов, да и то не всегда. Другое дело, что винчестеры с Ultra DMA обычно сами по себе имеют неплохую скорость вращения (а следовательно - и чтения/записи), но при переключении их из режима Ultra DMA в режим DMA 2 изменений в быстродействии совершенно не видно. Поэтому, если вы покупаете новый винчестер или новую системную плату - имеет смысл обратить внимание на поддержку Ultra DMA, однако менять системную плату только ради того, чтобы задействовать новый контроллер, скорее всего, не стоит.

    Восстановление Данных
    Восстановление Данных Восстановление Данных Cлучай по поводу конфиденциальности информации Нас пригласили восстанавливать информацию на дом. Вообще-то это был первый и единственный раз далee...
    Восстановление Данных Восстановление Данных Случай с наклейкой Приезжает к нам как-то человек данные восстанавливать. Диск Fujitsu MPG перестал определяться в БИОС'е. Случай стандартный для дисков этой серии далee...
    Восстановление Данных Восстановление Данных Срочное восстановление Звонит человек и говорит что очень срочно нужно восстановить информацию с ноутбучного винчестера. Работа нелегкая, но выполнимая, вопрос лишь во времени далee...
    Восстановление Данных
    Восстановление Данных
    Восстановление Данных Услуги Восстановление Данных hdd и RAID
    Список наших Заказчиков Восстановление Данных и системах резервного копирования
    Статьи о Восстановление Данных, описание файловых систем, устройство жестких дисков, профилактика hdd. Системы резервного копирования. Защита информации.
    Программы для Восстановления Данных. Easyrecovery, R-Studio, GetDataBack, tiramisu & etc
    Статистика 'падений' жестих дисков, hdd, RAID и Восстановление Данных на них
    Как стать партнером Центра Восстановления Данных Derstein в области Восстановления Данных
    О компании Центр Восстановления Данных Derstein
    Новости Восстановления Данных и производителей hdd и raid
    Гостевая книга Центра Восстановления Данных Derstein
    Восстановление ДанныхВосстановление Данных

    ©2000-2008
    (495) 789-69-76
    ул. Малая Пироговская, д.18, офис 406
    Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Rambler's Top100