[Ment69]

Основные понятия, связанные с жесткими дисками: ->>

Блок:

сектор или группа секторов дискового пространства.

BAD-блок:

область дискового пространства, обычно размером с сектор (512 байт), утратившая способность хранения информации в результате повреждений.

ECC (Error Correction Code):

код коррекции ошибок, применяемый в HDD. Способ кодирования информации, когда к исходным данным добавляется их избыточность с контрольными суммами. Позволяет восстанавливать целостность данных, даже если они были прочитаны с ошибкой, а также сообщать об ошибках, если их было несколько.

Комбо-драйв (combo drive):

(в просторечии - "крутилка-шевелилка") - интегральная микросхема, в корпусе которой размещаются силовые цепи винчестера (большая часть сказанного относится и к FDD, ZIP, CD-ROM). Обычно это:
- схема управления шпиндельным двигателем;
- схема управления сервомотором перемещения головок;
- схемы стабилизаторов питания;
- схема автоматической парковки головок HDD;

Из-за большого тепловыделения эта микросхема оборудована радиатором в виде пластины, припаяной к фольге платы (снизу корпуса, часто этого не видно). Большие токи и напряжения в цепях комбо-драйва переводят данную м/с в группу риска - именна она часто "вылетает" из-за некачественного питания и перегрева. Берегите её!

Коммутатор-предусилитель:

(в просторечии - просто "коммутатор") - микросхема внутри гермоблока HDD, расположеная рядом с головками. Служит для усиления сигналов с головок чтения, выработки тока записи, а также для переключения головок таким образом, чтобы в каждый момент времени работала только одна из них. Из-за того, что эта м/с является частью гермоблока, её замена (в случае порчи) затруднительна, или вобще невозможна (обычно ее меняют вместе с блоком головок, с целью спасения информации). Поэтому нельзя перегревать "банку" HDD. Коммутатор является очень деликатным полупроводниковым устройством, и может легко повредиться от перегрева.

Логическое форматирование:

процесс создания разделов и файловой системы на магнитном носителе. Имеет средства для логического скрытия дефектов. Осуществляется пользователем с помощью программ fdisk, format, или альтернативных (Partition Magic и т.п.). Не влияет на состояние самого накопителя, т.е. после удаления файловой системы винт остается таким же, каким был до ее создания (например - с кучей бэдов).

Зона:

участок дисковой поверхности с одинаковой плотностью записи на всем своем протяжении. У современных винчестеров имеется несколько десятков зон, расположеных от края к центру в виде концентрических колец. Зонное распределение позволяет более эффективно использовать емкость пластины, без ущерба для надежности хранящихся данных.

Таблица зонного распределения:

часть микрокода, содержащая информацию о размере и расположении зон на дисковой поверхности. В процессе стендового ремонта поврежденные зоны можно отключать, редактируя эту таблицу.

Сервоинформация (сервометки, сервоформат):

специальная разметка магнитной поверхности дисков HDD, служащая для точного попадания головок на дорожки, получения номеров дорожек и стабилизации частоты вращения двигателя. Является самым низшим форматом низкого уровня. В случае порчи, подлежит восстановлению только на заводе. Встроенный сервоформат - сервометки, расположенные на той же дисковой поверхности, где и данные пользователя. Обеспечивает самую высокую плотность записи, поэтому применяется во всех современных винтах. В более старых накопителях для сервометок отводилась отдельная дисковая поверхность с отдельной головкой.

Серво-райтер:

прибор для нанесения сервометок на блины харда. Применяется только на заводе, ни одна ремонтная мастерская не может себе позволить иметь его - это очень дорогой прибор (~100 тыс $). Принцип действия серворайтера основан на движении головок внешним механическим устройством через технологические окна в гермоблоке. Для контроля за перемещением используется лазерный прицел и явление интерфенции световых волн. После окончания серворазметки технологические окна заклеиваются плёнкой и на винт устанавливается плата электроники.

Служебная зона:

часть дискового пространства HDD, скрытая в недрах накопителя и недоступная средствами ОС и BIOS. Применяется для нужд самого накопителя: в ней хранятся рабочие программы контроллера, адаптивы, паспорт диска, таблицы дефектов, транслятор, значения атрибутов SMART и т.д. Все вместе они образуют специализированную операционную систему, управляющую винтом.

Адаптивы (адаптивные настройки):

переменные, служащие для точной подстройки индивидуальных особенностей винчестера при разбросе параметров его деталей и серворазметки. Учитывают особенности изготовления конкретного экземпляра винта. У некоторых винчестеров адаптивы хранятся в ПЗУ, что делает невозможным замену платы электроники на другую, даже от точно такого же накопителя.

Shock-sensor (датчик ударов):

на самом деле служит для отслеживания вибраций корпуса. Это мааааленький пьезоэлемент, расположенный обычно на плате контроллера. Узнать его легко - он припаян не прямо, а под углом 45 град. Это позволяет ему воспринимать вибрацию и удары во всех плоскостях, вырабатывая электрические импульсы. В дальнейшем они усиливаются, обрабатываются, и в зависимости от реализации микрокода, эта информация поступает в SMART, в специальный скрытый журнал, или... в никуда.

Воздушный фильтр:

устройство, соединяющее внутренний объем гермозоны с атмосферой (для выравнивания давления снаружи и внутри). Предназначен для очистки атмосферного воздуха от пыли и агрессивных веществ. Состоит из нескольких ступеней:
- механического фильтра, задерживающего пыль;
- химического абсорбента (активированный уголь), поглощающего газы;
- осушителя (силикагель), поглощающего влагу.
В некоторых винчестерах применяется дополнительный фильтр на основе селективной полимерной мембраны (Fujitsu). Это продлевает срок службы механики.

Firmware:

часть микрокода, служащая рабочей программой контроллера. На HDD одна его часть записана в ПЗУ на плате, а другая находится на блинах в служебной зоне. Своевременное обновление firmware («перепрошивка» винта), может решить многие проблемы с совместимостью, увеличить быстродействие, убрать глюки.

G-list:

часть таблицы дефектов HDD, пополняемая в процессе эксплуатации харда. Добавление дефектов осуществляет не пользователь, а сам накопитель в процессе ремапа. Число убранных дефектов можно легко узнать по значению SMART-атрибута Reallocated Sector Count.

P-list:

часть таблицы дефектов HDD, заполняемая на заводе. Дефекты в него заносятся один раз, при изготовлении винта, и в дальнейшем он не меняется (исключение v винчестеры фирмы IBM). Просмотреть эту таблицу можно только в технологическом режиме.

Kernel Mode:

(режим ядра) - состояние микропроцессорной системы, запрещающее выполнение всего микрокода, в том числе из основного ПЗУ. Вместо него запускается маленькая технологическая микропрограммка, называемая "kernel" (реализована внутри процессора). Этот режим предусматривается разработчиками микроконтроллеров, и используется при повреждении данных в ПЗУ (проверяется подсчетом контрольной суммы). Позволяет прочитать данные в ПЗУ через интерфейс HDD, и записать новые. Обнаружив порчу прошивки, большинство винтов входят в этот режим автоматически. Шпиндельный двигатель при этом не запускается, однако хард снимает BUSY, и реагирует на некоторые технологические команды.

Safe Mode:

(безопасный режим) - состояние жесткого диска, запрещающее выполнение микрокода с блинов. Этот режим специально предусмотрен разработчиками винчестера, и может использоваться в следующих случаях:
- При производстве накопителя, когда нормальный микрокод еще не записан;
- При повреждении штатной микропрограммы или "железа" (например, при обрыве головок). Является аварийным состоянием HDD, предотвращающим его непредсказуемое поведение;
- При обновлении и модификации микрокода.
Перевод винта в safe mode осуществляется технологической перемычкой на плате, или автоматически, на основе результатов самотестирования.

Основное ПЗУ:

микрокод, хранящийся в интегральной микросхеме, и принимающий непосредственое участие в работе жесткого диска.

Дополнительное ПЗУ:

микрокод, хранящийся в интегральной микросхеме, и не принимающий участие в обычной работе жесткого диска. На современных моделях встречается редко. Обычно это копия основного ПЗУ, сервисный модуль и т.п. Иногда применяется на этапе отладки микрокода фирмой-изготовителем (присутствует на первых серийных моделях, а затем заменяется однократно программируемым на кристале процессора). Так было, например, на винчестерах IBM и Maxtor.

Overlay (оверлей):

модуль, записываемый в служебную зону харда. Содержит часть исполняемого кода, которая не влезла в ПЗУ, часто это делается специально, чтобы было легче исправлять ошибки в firmware. У некоторых винтов нет оверлеев (например, Fujitsu MPF3xxxAH), у других их несколько (например IBM, Quantum).

ATA-команды:

Низкоуровневые команды, применяемые для управления жестким диском по IDE-интерфейсу. Любая файловая операция преобразуется ОС в набор ATA-команд, идущих в порты 1x0 - 1x7 контроллера. Они стандартны для всех IDE-винтов и описаны в спецификации ATA (http://www.t13.org/).

Технологический режим HDD:

Особое состояние накопителя, когда его ПЗУ и служебная зона открыты для доступа через интерфейс. Позволяет просматривать, менять ее содержимое и запускать встроенные подпрограммы.

процедура переназначения дефектного сектора в резерв. Осуществляется самим накопителем, при неудачной попытке записи в дефектный сектор.

Selfscan:

процедура технологического самотестирования и ремонта современных хардов. Предназначен для автоматизации процесса скрытия дефектов, форматирования и тонкой настройки накопителя. Представляет собой скрипт, запускаемый из служебной зоны харда, после чего он выполняется автономно, т.е. без участия интерфейса. Применяется на заводе и в крутых ремонтных мастерских. Способ его запуска тщательно скрывается производителями, и у некоторых винтов возможен только однократно (часть кода уничтожается после выполнения). Не путать с SMART-тестами!!!

Низкоуровневое форматирование (Low level format, LLF):

технологическая операция подготовки поверхности диска, производимая с винчестером при его изготовлении или стендовом ремонте. В процессе форматирования на поверхность дисков наносится специальная разметка, необходимая для работы накопителя. С ее помощью осуществляется хранение информации и доступ к ней, правильная работа внутренних систем накопителя, а также скрытие физических дефектов поверхности.

IDLess (NoID):

формат дорожек, в котором у самих секторов нет поля идентификатора (т.е. нет отдельной адресной части, есть только поле данных с маркером его начала и полем ECC). При этом нахождение сектора ведется на основе его положения относительно сервометки, предшествующей данному сектору, и расстояния от этой сервометки до самого сектора.

ID-формат:

[сервометка0]-[ID заголовок сектора0]-[данные сектора0]-[ID заголовок сектора1]-[данные сектора1]-[сервометка1]-[ID заголовок сектора2]-[данные сектора2]-[ID заголовок сектора3]-[данные сектора3].

IDLess:

[сервометка0]-[данные сектора0]-[данные сектора1]-[сервометка1]-[данные сектора2]-[данные сектора3].

Существуют различные варианты этого формата, в том числе и промежуточные - когда идентификаторы все-таки есть, но они записаны неявно (например в поле ECC данных или в специальном поле сервометки). Использование IDLess формата позволяет сократить объем служебной информации на дорожке и таким образом увеличить объем полезной информации на диске. Более подробно про все это можно прочитать в manuals на HDD Quantum, Fujitsu, IBM. © /copyright: Александр Архипов/

Стендовый ремонт:

ремонт винта в технологическом режиме. Под стендом подразумевается набор специальных утилит, а иногда и аппаратные примочки, отсутствующие в стандартном ПК. (специальный контроллер, шнур-переходник для подключения винта к COM-порту, схемы сброса и управления питанием, средства для «горячей» замены, и т.д.). А ремонт v это отключение неисправных головок, изменение количества цилиндров, скрытие дефектов «правильным» методом (без ремапа), перезапись испорченной служебной информации и восстановление сервоформата (последнее возможно только при наличии серворайтера, который имеется только на заводе-изготовителе винта).

Обнуление (Zero Fill, Clear Disk):

очистка носителя от файловой системы с полным уничтожением всей информации на нем. Производится через интерфейс, путем записи нулей во все его секторы. Если запись осуществлять в обход функций ОС и BIOS (через порты), то происходит перерасчет контрольных сумм секторов и ликвидация логических BAD-ов. Для исправного винта это полный аналог низкоуровневого форматирования, хотя на самом деле он таковым не является, и при серьезных проблемах не поможет.

Транслятор:

часть микрокода винта, отвечающая за преобразование логического адреса в физический. Запрос по интерфейсу идет в логической адресации (CHS или LBA), а головки едут туда, куда транслятор решит.

Цилиндр:

Несколько физических дорожек с одинаковым номером, но расположенные на разных дисковых поверхностях (головках) друг над другом.

Сектор:

минимальная и единственная единица измерения физического дискового пространства.

Головка:

в зависимости от контекста, существует 2 определения:
Логическая головка: Единица измерения логической геометрии винта в CHS-адресации (до 8.4Гб). Не имеет никакого отношения к числу реально присутствующих физических головок. Этот параметр обычно пишется на корпусе винта, и с ним работают все внешние программы, вычисляя объем накопителя в байтах по формуле С*H*S*512. У очень старых винтов может совпадать с числом физических головок.
Физическая головка: Элемент конструкции накопителя, предназначенный для записи/чтения данных. Преобразует магнитные сигналы в электрические, и наоборот. Обычно их бывает от 1 до 8. Число головок указывается производителем в технической документации на винт. Для пользователя этот параметр бесполезен.