Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №3

Именно они и являются хранилищем информации. В качестве материала для дисков обычно используется алюминий, реже стекло или керамика. Диски покрыты слоем окиси хрома, которая, собственно, и обладает возможностью сохранять в себе магнитные метки, и жестко закреплены на оси, которая в своей нижней части является якорем плоского электродвигателя. Между каждыми двумя дисками есть некоторое расстояние.

Сбоку от стопки дисков находится блок головок, состоящий из расположенных один над другим держателей с головками, скрепленных в единое целое. Блок головок может поворачиваться, причем так, что держатели головок заходят в промежутки между дисками. Данные хранятся на обоих поверхностях каждого из дисков, поэтому вокруг каждого диска находится по две головки — сверху и снизу. В процессе работы стопка дисков вращается вокруг своей оси, поэтому блок головок в принципе может получить доступ к любому участку любого из дисков.

Поворотом блока головок управляет специальный электромагнитный двигатель, вмонтированный в его основание. Также внутри корпуса жесткого диска находится небольшая микросхема — усилитель сигналов, соединенная шлейфом из проводов с блоком головок. Магнитные диски, блок головок и микросхема заключены в герметичный корпус, заполненный обеспыленным воздухом. В целом содержимое корпуса напоминает проигрыватель грампластинок, отличающийся тем, что одновременно на ось насажены несколько дисков, для каждого из них с обоих его сторон имеется по звукоснимающей головке, и все головки для всех дисков связаны в единый блок. В выключенном состоянии блок головок повернут так, что головки находятся у оси стопки дисков, в так называемой "зоне парковки".

Снаружи герметичного корпуса располагаются различные микросхемы, управляющие жестким диском, в частности, микросхема с нестираемой служебной информацией, кэш диска — как бы его "оперативная память", куда помещаются передаваемые на диск данные перед тем, как стать записанными на винчестер и некоторые другие блоки.

Блок головок может перемещаться поперек стопки дисков с определенным шагом. При своем перемещении он ориентируется на специальные магнитные метки, нанесенные на диски при их изготовлении. Тот фрагмент поверхности диска, который доступен одной головке при неподвижном блоке и полном обороте стопки дисков, называется дорожкой, совокупность всех фрагментов поверхностей всех дисков, доступных при одном обороте стопки дисков и неподвижном блоке, именуется цилиндром. Количество цилиндров зависит от радиуса дисков и возможного шага перемещения блока головок.

Каждая дорожка с помощью магнитных меток еще во время изготовления винчестера^[18] разбивается на секторы — непосредственные единицы хранения информации на жестком диске. Согласно существующим стандартам, в каждом секторе может быть записано 512 байт информации, метка начала сектора и число, рассчитываемое на основе информации в секторе для отслеживания возможных ее изменений (так называемая "контрольная сумма сектора"). Начало каждой дорожки и сектора также особо помечается, причем начала всех дорожек, как нетрудно понять, расположены в плоскости одного радиуса стопки дисков.

Кроме того, на поверхности дисков, обычно между секторами, размещаются служебные магнитные метки, использующиеся для определения и стабилизации скорости вращения стопки дисков, а также более быстрого поиска нужных секторов и дорожек.

Управляет работой жесткого диска особая микросхема, именуемая контроллером винчестера.

Для чтения или записи какого-либо сектора контроллеру следует указать номер цилиндра, номер дорожки и номер сектора на этой дорожке. (Номера дорожек еще называют "номерами головок" — так как на каждую дорожку, входящую в цилиндр, приходится как раз одна головка.) Получив эту информацию, контроллер прикажет блоку головок расположиться над дорожками цилиндра, а затем начнет работать с той головкой, которая находится над нужной дорожкой, приказав ей дождаться того момента, когда вследствие вращения стопки дисков под ней пройдет нужный сектор, а затем считать из него информацию или, наоборот, записать туда данные.

Несмотря на то, что в каждый отдельный момент контроллер винчестера может работать максимум лишь с одним сектором на одном из дисков стопки, блок головок перемещается целиком — со всеми головками. Это может показаться нерациональным, но иначе конструкция винчестера очень бы усложнилась.