Jak nazywasz obszar na dysku twardym mniejszym niż sektor?

Więc wiem o ścieżkach i sektorach, ale jak nazywacie „obszar” na dysku twardym, który składa się na sektor? Mówię o miejscu, które przechowuje 1 bit danych, niewielkim małym obszarze, który przechowuje magnetycznie 1 lub 0. Nigdzie nie wydaje się tak szczegółowo opisywać, jak działa dysk twardy. Oto jak próbowałem to opisać w artykule, który robię ...

„Komputery przechowują bity na różne sposoby. Mechaniczne dyski twarde (HDD), takie jak ten w moim laptopie, są nieulotne (co oznacza, że ​​ich zawartość nie jest tracona w przypadku utraty zasilania komputera) i przechowują informacje za pomocą magnetyzmu. Dyski twarde składają się z talerzy, które są bardzo dopracowanymi dyskami w kształcie pączków. Każdy talerz ma dookoła szereg ścieżek, a każda ścieżka składa się z wielu sektorów, które z kolei mogą przechowywać określoną liczbę bajtów. Na moim MacBooku Pro każdy sektor mojego dysku twardego może przechowywać 512 bajtów. Oznacza to, że każdy sektor fizyczny na dysku twardym ma tranzystor 4096 podobny do „obszarów”, które mogą być namagnesowane lub niemagnesowane. W ten sposób dyski twarde przechowują informacje binarne.

Czy to coś ma nawet nazwę? Każda pomoc będzie mile widziana! Z góry dziękuję

EDYCJA: Dziękuję wszystkim, którzy odpowiedzieli. Jestem uczniem szkoły średniej, więc nie jest wymagany żaden szczegół, ale dzięki każdemu, kto i tak go dał. Wygląda na to, że nie ma ogólnie przyjętej nazwy, więc myślę, że będę trzymać się bardzo ogólnego słowa „obszar”!

Uważam, że termin, którego szukasz, to „domena magnetyczna”, „obszar w materiale magnetycznym o jednolitym namagnesowaniu” (wp). Twórcy dysków twardych zawsze starają się zmniejszyć rozmiar domen magnetycznych.

Ale.

Po pierwsze, używane są „kody kanałów”: Zera i jedynki zapisane na dysku nie są takie same jak zera i jedynki, które zapisujesz i ostatecznie będą czytać. Trociny mają prawidłowy sposób rejestrowania 1 i 0, ale jest więcej: Napęd odzyskuje impulsy zegarowe (dzięki czemu może wiedzieć, gdzie oczekiwać odwrócenia strumienia, jeśli taki istnieje) z zamiany biegunowości strumienia , ale nie może tego zrobić z odcinków, w których nie ma żadnych zwrotów.

To może być problem. Jest całkiem prawdopodobne, że ktoś może napisać cały sektor - 4096 bitów z sektorami 512-bajtowymi - ze wszystkich zer! Które (jeśli byłyby zapisane po prostu) nie miałyby odwrócenia strumienia. Z powodu nieregularności prędkości obrotowej napęd prawdopodobnie „straciłby swoje miejsce” na długo przed końcem tego sektora.

Tak więc dane, które mają być zapisane, są w rzeczywistości rozszerzane na nieco więcej bitów, przy użyciu kodu kanału, który gwarantuje, że nigdy nie będzie więcej niż pewna liczba odwrotnych zmian strumienia zapisanych z rzędu.

Nie mam odniesienia do kodów kanałów używanych we współczesnych dyskach twardych, ale możesz zrozumieć, jak to działa, sprawdzając „modulację ośmiu do czternastu” („EFM”) używaną na dyskach CD. W ramach EFM każda grupa ośmiu bitów (które mają 256 możliwych kombinacji 0 i 1) jest konwertowana na sekwencję 14 bitów (16384 kombinacji, ale tylko 256 z nich jest poprawnymi kodami). Sekwencje w każdym 14-bitowym kodzie są wybierane w taki sposób, że nigdy nie ma więcej niż kilka - myślę, że to trzy - odwrotności (0) w jednym rzędzie. Są również wybrane tak, aby zmniejszyć szerokość pasma sygnału. Brzmi dziwnie, ale to prawda: nagrywając więcej bitów, można uzyskać mniejszą liczbę przejść strumienia. Na przykład osiem bitów wszystkich 1 wymagałoby ośmiu zmian strumienia bez kodu kanału,

Pomyśl teraz o pierwszym fragmencie napisanym do sektora. Załóżmy, że jest to 0. Gdzie to jest? Dzięki kodowi kanału pierwszy bit rzeczywiście zapisany w sektorze może być równy 1!

Nawiasem mówiąc, mówienie o płytach CD nie jest tak odrażające, jak mogłoby się wydawać. Płyty CD używają schematu podobnego do tego opisanego przez trociny: początek lub koniec „dołu” oznacza 1, miejsce, w którym dół może się zaczynać lub kończyć, ale nie, jest równe 0. Podobnie jak odwrócenie strumienia.

Potem jest korekcja błędów. Korekta błędów obejmuje dodatkowe dane przechowywane w każdym sektorze. W przeszłości dysk odczytywał pierwotne pole danych + dane ECC sektora, a jeśli wykryte zostaną jakiekolwiek błędy (na przykład poprzez odczyt jednego z wielu kodów kanałów „nie powinien istnieć”), używałby danych ECC poprawić błędy.

Już nie. Współczesne gęstości danych powodują, że błędy są mniej lub bardziej spodziewane . Tak więc mechanizmy ECC zostały wzmocnione, aby można było poprawić znacznie więcej błędów.

Tak, oznacza to, że musisz nagrać więcej bitów, ale jest to wygrana netto pod względem pojemności.

Rezultat jest taki, że nie możemy tak naprawdę powiedzieć, że pojedynczy bit, nawet fragment kodu kanału, jest zapisywany w określonej lokalizacji, ponieważ dane ECC są tak samo niezbędne do odzyskania bitu, jak kod kanału. I w jaki sposób działa ECC, „wpływ” każdego bitu na dane ECC jest rozłożony na wiele, wiele bitów danych ECC. (Zasada ta nazywa się „dyfuzją”).

Więc gdzie to jest? Cóż, to trochę się rozprzestrzenia. Zmień jeden bit na wejściu, a zmiany w odwróceniu strumienia pojawią się w wielu miejscach w sektorze.

Jeśli wydaje się to dziwne, poczekaj, aż dowiesz się o PRML, co oznacza „prawdopodobne prawdopodobieństwo maksymalnej odpowiedzi”: nawet przebieg odzyskany z głowy, w którym przemiennik szuka odwrócenia strumienia, jest interpretowany statystycznie. Ale to nie ma wiele wspólnego z „gdzie są bity”.

Mówię o miejscu, które przechowuje 1 bit danych, niewielkim małym obszarze, który przechowuje magnetycznie 1 lub 0

Technicznie cząstki magnetyczne nie przechowują „ani 1, ani 0” . To po prostu nietechniczny folklor, który głupi koncepcję przechowywania magnetycznego. Jest to strumień odwrócenie , który określa wartość bitową z wymogiem odczytu rozpoczyna się w szczelinie zawierającej wartości zerowe. Zobacz tę odpowiedź, aby uzyskać więcej informacji na temat cyfrowych technik zapisu magnetycznego.

talerze, które są w kształcie pączków, bardzo wypolerowane dyski.

„Pączek” nie jest właściwym przymiotnikiem. „Pączek” jest synonimem torusa i żaden z nich nie ma płaskich powierzchni.

Każdy talerz ma wokół siebie szereg ścieżek,

Ścieżki są koncentrycznymi okręgami na powierzchni (-ach) talerzy.
Należy wspomnieć o koncepcji cylindrów.

Oznacza to, że każdy sektor fizyczny na dysku twardym ma tranzystor 4096 podobny do „obszarów”, które mogą być namagnesowane lub niemagnesowane.

To jest niedokładny opis. Zapis magnetyczny nie przypomina „tranzystora” (np. Przełącznika). Powłoki magnetycznej powierzchni talerza nie można „nie namagnesować” .

Każdy obszar, który jest namagnesowany, reprezentuje binarny 1, a każdy obszar, który nie jest namagnesowany, reprezentuje binarne 0

To jest niedokładne. Namagnesowane cząstki są spolaryzowane w jednym z dwóch kierunków, aby utworzyć odwrócenie strumienia w celu określenia stanów bitów. Brak zmiany strumienia wskazuje ten sam stan bitu co poprzedni bit. Zmiana strumienia wskazuje, że bit jest odwrotnością poprzedniego bitu.

co nazywacie „obszarem” na dysku twardym, z którego składa się sektor?

W „sektor * jest faktycznie składa się z ID rekordu i rekordu danych . Rekord danych zazwyczaj składa się z wiodących bajt synchronizacji
, bajty danych użytkowych, a ECC bajtów.

Na niektórych rodzajach dysków twardych, takich jak stary, stojący moduł pamięci masowej (SMD), wymienny pakiet dysków używał wcześniej nagranej powierzchni serwa, aby zapewnić synchronizację bitów i ustawienie cylindra / ścieżki. Ten wcześniej zarejestrowany sygnał taktowania został uzyskany przez odczytanie cyfr na tej powierzchni.

Z podręcznika SMD (dla CDC BJ4A1 i BJ4A2):

Dibit jest skróconym terminem określającym bit dipolowy. Dibity są wstępnie rejestrowane na powierzchni serwomechanizmu podczas produkcji pakietu dysków. Nie należy mylić powierzchni serwomechanizmu z powierzchniami zapisu paczki.

Dibity są wynikiem sposobu, w jaki odwrotność strumienia jest rejestrowana na ścieżkach serwa. Jeden typ ścieżki, znany jako ścieżka parzysta, zawiera ujemne dibity. Drugi typ ścieżki, ścieżka nieparzysta, zawiera pozytywne dibity.

Ale dibits nie są imieniem, którego szukasz.
Najbardziej odpowiednim terminem, jaki mogłem znaleźć, jest komórka , jak w:

Czas wymagany do zdefiniowania jednego bitu informacji to komórka.

Zauważ, że ta definicja odnosi się raczej do czasu niż cząstek magnetycznych.

Pracowałem dla producentów dysków i zajmowałem się sprzętem oraz oprogramowaniem układowym, które odczytuje, zapisuje i formatuje dane. Nie ma nazwy dla czegoś mniejszego niż sektor. Jednak sektor nie musi mieć 512 bajtów. Pracowałem na systemach, które miały sektory od 64 do 8192 bajtów.

Jak wspomnieli inni, naprawdę pomoże to poznać odbiorców. Proponowane wyjaśnienie PO jest błędne na wiele sposobów. Chciałbym poznać publiczność, zanim zaproponuję wyjaśnienie. Aby dowiedzieć się, co warto, artykuł w Wikipedii dotyczący sektora dyskowego, https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_sector , zawiera uzasadnione wyjaśnienia dla laików.

Czego brakuje w artykule z Wikipedii na temat sektorów dyskowych, dotyczy części sektora. Większość dysków nazywamy dyskami o miękkich sektorach. Niestety „sektor miękki” przekierowuje do artykułu z dyskietki. Mają artykuł na temat sektorów dysku twardego ( https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_sectoring ), chociaż jest niekompletny, ponieważ starsze dyski twarde również były podzielone na sektory. Zamiast otworów w mediach zastosowali albo małe magnesy zamontowane na wrzecionie, albo część wrzeciona, która wystawała ułamek cala i miała otwory podobne do otworów na dyskietce z twardym sektorem lub dedykowaną jedną powierzchnię talerza, która został wstępnie nagrany w fabryce ze znakami sektora i zegara. Hard sektorowanie uprościło logikę potrzebną do ustalenia, kiedy można rozpocząć czytanie lub zapisywanie danych.

Dyski twarde produkowane od wczesnych lat 80. XX wieku mają miękkie sektory. Sektory miękkie mają następujące komponenty:

• Preambuła - jest to specjalna sekwencja bitów, których wzorzec nigdy nie pojawia się w danych.
• Nagłówek - zawiera numery sektorów i ścieżek. Na niektórych dyskach, nad którymi pracowałem, również tutaj zarejestrowaliśmy numer głowicy.
• Synchronizacja - jest to specjalny wzór podobny do preambuły. Istnieje, ponieważ
  • Skończenie czasu zajmuje sprawdzenie danych nagłówka, aby sprawdzić, czy jest to sektor, który chcemy odczytać lub zapisać.
  • Skończenie czasu zajmuje przejście głowicy z trybu odczytu (do odczytu nagłówka) do trybu zapisu (do zapisu danych na dysku).
  • Prędkość obrotowa nie jest stała, zapytaj, czy dysk się starzeje, robi się coraz cieplejszy lub zimniejszy, lub zmienia się napięcie zasilania.
• Dane - dane rozpoczynają się natychmiast po wzorca synchronizacji. Podczas pisania sektora odczytujemy nagłówek, a następnie zapisujemy synchronizację i dane. Podczas czytania odczytujemy synchronizację i za pomocą tej funkcji możemy wykryć początek danych. Istnieje wiele sposobów rejestrowania danych. Non-return-to-zero (patrz Wikipedia) jest powszechną metodą. Wczesne dyski korzystały z magnetycznego zapisu wzdłużnego (LMR) (patrz Wikipedia), podczas gdy współczesne dyski korzystały z zapisu magnetycznego prostopadłego (PMR) (patrz Wikipedia)
• Po danych znajdują się bity kodu cyklicznej kontroli nadmiarowej (CRC) (starsze dyski) lub kontroli błędów i sprawdzania błędów (ECC) (nowsze dyski).
• Po CRC / ECC jest wzorzec wiodący. Jest to bardzo podobne do wzorca synchronizacji i dlatego kontroler dysku wie, że trafił na koniec danych. Jeśli odczyta wyprzedzenie wcześniej czy później niż oczekiwano, wówczas kontroler wie, że w tym procesie wystąpiła usterka.
• Po wyprowadzeniu jest trochę wypełnienia. Nic tu nie jest napisane. Występuje w przypadku, gdy dysk obracał się nieco szybciej niż zwykle w momencie zapisu sektora. Nie chcemy nadpisywać preambuły następującego sektora, a tym bardziej jego nagłówka, synchronizacji ani danych.

Wracając do pytania PO, chociaż nie ma nazwy dla rzeczy mniejszych niż sektor, wciąż jest tam całkiem sporo.

Niektóre dyski, nad którymi pracowałem, blokują i odblokowują sektory. Na przykład moglibyśmy używać 1024 bajtów sektorów w określonej strefie mediów (patrz Strefa nagrywania bitów (ZBR) na Wikipedii), ale świat zewnętrzny widzi tylko 512 bajtów sektorów. Zasadniczo dla każdej strefy używamy najbardziej wydajnego rozmiaru sektora na dysku. Używam terminów „rozmiar sektora” i „wewnętrzny rozmiar sektora”, co oznacza, że ​​chociaż czasami mieliśmy do czynienia z rzeczami mniejszymi niż sektor, nadal nazywano je sektorami.

ollimpia, chciałbym zamienić drugą część twojego wyjaśnienia na:

"może przechowywać 512 bajtów, z których każdy ma osiem bitów. Oznacza to, że każdy sektor fizyczny na dysku twardym zawiera 4096 bitów danych. Talerze są pokryte specjalnym materiałem, który zarówno niezawodnie zachowuje polaryzację magnetyczną, jak i pozwala łatwo polaryzować zmienione. Dane są przechowywane przy użyciu kombinacji biegunowości magnetycznej północ-południe i południe-północ. ”

Celowo nie podałem nazwy „spot” lub „area” dla bitów w mediach. Żadne słowo nie jest złe, ale nie są też idealnie dopasowane. Celowo również nie przeliterowałem tłumaczenia 4096 bitów danych na spolaryzowane „plamy” w mediach.

Powodem, dla którego unikam słów takich jak „punkt” lub „obszar”, jest to, że podczas czytania danych nie odczytujemy biegunowości magnetycznej, ale raczej wyczuwamy przesunięcie z jednej biegunowości na drugą. Dlatego szukamy „shift” lub „no-shift”, aby wiedzieć, czy mamy do czynienia z bitem 0 lub 1.

Powodem, dla którego uniknąłem twierdzenia, że ​​jest tłumaczenie jeden na jeden między bitami danych a tym, co jest zapisane na nośniku dyskowym, jest to, że nie możemy zbyt długo iść z „bez zmian”, ponieważ możemy stracić orientację, gdzie jesteśmy . Używamy zmian, aby zachować synchronizację. Napęd dyskowy tłumaczy sekwencje bitów danych na nieco dłuższe sekwencje bitów używanych na nośniku fizycznym. Sekwencje zastosowane w mediach są tak zaprojektowane, aby nigdy nie przesadzać z „bez zmian” bez względu na to, co zawierają dane użytkownika.

Grupowe zapisywanie kodów (GCR) to powszechna metoda kodowania danych, którą można wyjaśnić jako użycie pięciu bitów na nośniku do zapisu co cztery bity danych. To nie jest doskonałe wyjaśnienie, ponieważ dysk patrzy na zmiany polaryzacji, a nie na bity. Jeśli spojrzysz na tabele na https://en.wikipedia.org/wiki/Group_code_recordingzobaczysz sekwencje zer i jedynek. Zero „bez przesunięcia”, a jedno oznacza „przesunięcie”. Cztery bity danych „0111” mogą być kodowane jako „10111”. Czytamy „10111” od lewej do prawej i pisząc to na nośniku, spolaryzujemy media jako: 1) z północy na południe (przesunięcie lub brak przesunięcia zależy od ostatniego bitu poprzedniego nibble) 2) północ- na południe (bez przesunięcia w porównaniu z poprzednim bitem) 3) z południa na północ (przesunięcie w porównaniu z poprzednim bitem) 4) z północy na południe (przesunięcie w porównaniu z poprzednim bitem) 5) z południa na północ (przesunięcie w porównaniu do poprzedniego bitu)

Wcześniej wyjaśniłem części sektora za pomocą preambuły, synchronizacji itp. Preambuła, synchronizacja itp. Są zapisywane przy użyciu wzorców przesunięcia, które nie istnieją w tabelach translacji GCR. Zwykle są to długie ciągi zmian lub bez zmian. Na przykład 6250 GCR RLL nigdy nie będzie miało więcej niż siedem zmian z rzędu, co oznacza, że ​​nasze specjalne wzorce mogą mieć osiem lub więcej zmian z rzędu. 6250 GCR RLL również nigdy nie będzie mieć więcej niż dwa bez zmian w rzędzie, co oznacza, że ​​możemy użyć trzech lub więcej bez zmian jako specjalnego wzorca, który nigdy nie będzie istniał w zapisanych danych użytkownika.

Wraz z rozwojem technologii jesteśmy w stanie mieć dłuższe serie „bez zmian”. Doprowadziło to do powstania systemów kodowania, które są bardziej wydajne niż cztery bity danych zakodowane jako pięć bitów na dysku. Dodatkową wydajność wykorzystano zarówno do zwiększenia dostępnej pamięci, ale także do dodawania kontroli błędów i korekty (ECC).

Inne ulepszenia technologiczne mają to wykorzystać, dzięki czemu można odróżnić przesunięcie z południa na północ oprócz przesunięcia z północy na południe i „nagrywanie analogowe”, ponieważ mogą one zmieniać intensywność polaryzacji jako sposób na wyciśnięcie dodatkowych informacje w mediach.

Tak więc, podczas gdy dysk w Macbooku Pro wydaje się być cyfrowym urządzeniem pamięciowym, inżynierowie projektujący głowice odczytu / zapisu, a powłoka nałożona na talerze dyskowe pracują z sygnałami analogowymi.

Jeśli interesujesz się matematyką, poszukaj „arytmetyki pola skończonego” i „algebry abstrakcyjnej”, z których oba są używane do projektowania tak zwanych systemów kodowania kanałów.

Zamiast „w kształcie pączka” powiedziałbym, że talerze wyglądają jak dyski CD lub DVD wykonane z metalu lub innych twardych materiałów. Puste talerze gotowe do zainstalowania na dysku mają otwór pośrodku, tak jak to widać na dysku CD lub DVD.

To interesujące pytanie, jednak z mojej wiedzy nie ma nazwy, może oprócz właściwości materiałowych samego talerza.

Jeśli jednak chciałbyś dokładniej podzielić informacje, możesz wyjaśnić, że masz sektor geometryczny i sektor danych;

Sektor geometryczny to sekcja „wycinka ciasta” na talerzu

Sektor danych, AKA blok, to pododdział ścieżki. Odnosi się do przekroju toru i sektora geometrycznego. Każdy sektor przechowuje stałą ilość danych. - To bardziej na tym polega twoje wyjaśnienie niż sektor geometryczny.

Mam nadzieję że to pomoże.

Edycja: zgodnie z komentarzem poniżej patrz http://en.wikipedia.org/wiki/Disk_sector

Należy również zauważyć, że sektor geometryczny (lub geometryczny) nie jest wyłączny dla dysków twardych, wiele rzeczy może mieć sektor geometryczny, to po prostu dobry sposób na oddzielenie, jeśli mówimy o całym sektorze lub sektorze danych.