Persondatorer Hårddiskar (Kapitel 7) Haidar Al Attar (IT lärare) Jensen Education

hårddiskar Hårddiskar är en typ av sekundärminne och informationen på dessa finns kvar när strömmen slagits av För att lagra något på ett sekundärtminne har det tagits fram flera olika lagringstekniker där magnetisk lagring är vanligast och störst och som hårddiskar använder sig utav Det finns flera olika tekniker att lagra information på, det är t.ex. optisk lagring (CD/DVD) och lagring i programmeringsbara minneskretsar (USB/Flash Card mm) Kommunikationen mellan processorn, internminne och hårddisken övervakas av ett kontrollerkort som sitter inbyggt på moderkortet Man presenterar oftast överföringshastighet som bitar per sekund eller MB/s eller GB/s

hårddiskar Innanför höljet till hårddisken finns en eller flera hårda skivor staplade på varandra Höljet är lufttätt för att hindra dammpartiklar från att komma in och förstöra skivan Typiska rotationshastigheter är 4200, 5400, 7200 och 10000 varv/min Dagens hårddiskar har oftast yttermåtten 3,5 tum och 2,5 tum

hårddiskar Skivorna består av magnetiska skikt och kan vara tillverkade av aluminium, annan lättmetall eller glas Skivorna är monterade på en gemensam axel så att de snurrar samtidigt De hårda skivorna är belagda med något magnetiskt material, t.ex. järnoxid, som låter sig magnetiseras i olika riktningar med hjälp av ett skriv- och läshuvud vilket sitter på en rörlig arm, ungefär som armen på en gammal grammofon

hårddiskar De viktigaste egenskaperna för att beskriva en hårddisk är: Lagringskapaciteten (i gigabyte), vanliga storlekar i dagsläget (2008) är upp till 1 TB (1 Terabyte = 1000 GB) Storleken, vanligen 3,5 tum för stationära datorer och 2,5 tum för bärbara datorer Anslutningen (interface), numera vanligtvis SATA. Tidigare var IDE/ATA vanligast. Till server datorer är dock SCSI eller SAS vanligast Medelsöktiden (accesstid, åtkomsttid), den tid det tar för att hämta informationen från hårddisken till internminnet och vidare till processorn

hårddiskar Disketter som används i dagsläget är dubbelsidiga, d.v.s. både över och undersida används för datalagring Hårddiskar har flera skivor där översta skivans översida kallas sida 0, översta skivans undersida 1 och andra skivans översida 2 o.s.v. Det finns ett läshuvud för varje sida. Alla läshuvuden flyttas parallellt över skivorna Data lagras för varje spår på samtliga sidor på skivorna innan läshuvudet förflyttas till nästa spår, d.v.s. först används alla sektorer på spår 0 sida 0 därefter används spår 0 sida 1 sedan spår 0 sida 2 o.s.v. Dessa spår utgör tillsammans det som kallas ”cylinder”

hårddiskar (Läshuvud) (Sektor) (Spår) (Diskett) (Cylinder)

hårddiskar Lågnivåformatering innebär att skivans yta delas in i sektorer och spår. Lågnivåformatering görs alltid i fabriken och är alltså inget man själv behöver göra Högnivåformatering måste man alltid göra om man skall kunna lägga information på hårddisken Innan man högformaterar hårddisken måste man bestämma sig för vilken typ av filsystem man skall använda (FAT/FAT32 eller NTFS om man tänkt installera Microsoft XP som operativsystem)

hårddiskar

hårddiskar Partitionering är något man gör med en hårddisk för att dela in den i olika enheter Normalt består en hårddisk av en enda partition, men genom att ha flera olika partitioner kan man köra olika operativsystem Partitionering går att göra inifrån de flesta operativsystem, men det är oftast enklast att använda särskilda program som t.ex. Partition Magic

hårddiskar

hårddiskar Kluster kallas även för ”allokeringsenheter” och att allokera betyder att anvisa eller tilldela en plats På hårddisken skrivs minst en hel sektor i taget vilket innebär att om sektorn är på 512 bytes och filen som skall lagras bara är på 100 byte, kommer de återstående 412 byten att förbli outnyttjade Efterhand som hårddisken används blir den fragmenterad, vilket innebär att de lediga utrymmena på disken inte längre är sammanhängande Nya filer får därför inte plats i sin helhet utan måste delas upp på flera av de lediga klustren vilket gör att hårddisken arbetar långsammare och att risken för fel ökar En hårddisk behöver därför defragmenteras med jämna mellanrum

hårddiskar Genom att defragmentera hårddisken kan hårddisken jobba snabbare Vad defragmentering gör är att skriva om delar av en fil till ett sammanhängande avsnitt på en hårddisk för att öka hastigheten för åtkomst och hämtning När filerna är uppdaterade sparar datorn dessa uppdateringar på det största sammanhängande utrymmet på hårddisken, något som ofta finns på ett annat avsnitt än de andra delarna av filen Hur gör man för att defragmentera? Start  Alla program  Tillbehör  Systemverktyg  Diskdefragmenteraren

hårddiskar Utför all defragmentering när datorn inte belastas av annat arbete. Det tar nämligen en hel del systemresurser i anspråk att utföra defragmenteringen. Därför är det lämpligt att denna aktivitet är schemalagd till en tidpunkt när datorn inte används.

hårddiskar RAID (Redundant Array of Independent Disks) RAID är en metod där flera hårddiskar kopplar samman till en logisk enhet Med detta får man feltolerans och högre prestanda än vad enskilda diskar ger I ett RAID system delas filen upp i ett antal lika stora block som skrivs på varsin enhet. I teorin skulle det kunna innebära att skrivtiden på ett RAID system med fyra diskar skulle kunna ta en fjärdedel så lång tid RAID finns i olika nivåer med egna speciella egenskaper

hårddiskar RAID 0 (noll) Erbjuder snabbare åtkomst men ingen ökad säkerhet Om man t.ex. skriver en 300 KB stor fil till ett RAID 0 system med 3 diskar så delas filen upp i tre lika stora delar om vardera 100 KB. De 3 delarna skrivs sedan samtidigt till var sin disk Själva skrivtiden skulle alltså bli 1/3 av den normala Man får en rejäl prestandaförbättring Eftersom dubblering av informationen saknas är ett RAID 0 system INTE säkrare än en vanlig disk RAID 0 har ingen feltolerans

hårddiskar RAID 1 (Spegling) RAID 1 innebär att man har två diskar där den ene är en spegelkopia av den andra När en fil skall skrivas till en partition så skrivs samma fil på båda två diskarna Man använder alltså spegling för att öka driftsäkerheten Om den ena disken går sönder så finns information kvar på den andra, och man kan byta ut den trasiga disken och spegla upp igen (spegling)

diskhantering Filsystem, är det system utefter man organiserar data i partitioner på hårddiskar (och även på flyttbara diskar) Windows Vista stöder ett flertal filsystem: FAT FAT 32 NTFS CDFS (Compact Disk File System, används endast för CD-ROM) UDF (Universal Disk Format, används endast av DVD)

diskhantering FAT16 (File Allocation Table) Stöds av alla versioner av Windows Det enda filsystemet som kan användas på disketter Ett 16-bitars filsystem Ingen säkerhet på fil- eller katalognivå. Filer lagrade i FAT16 kan endast skyddas mot åtkomst över nätverk och inte för lokala användare Stöder långa filnamn på upp till 255 tecken

diskhantering FAT32 Kom med Windows 95B (även kallad OSR2) Stöds av Windows 98, Me, 2000, XP och Vista Stöds inte av Windows NT 4.0 32-bitars filsystem Betydligt snabbare än FAT16 Maximal filstorlek är 4 GB Ingen säkerhet på fil- eller katalognivå. Filer lagrade i FAT32 kan endast skyddas mot åtkomst över nätverk och inte för lokala användare Stöder långa filnamn på upp till 255 tecken

diskhantering NTFS (NT File System) Stöds av Windows NT, 2000, XP och Vista Stöds inte av Windows 95/98/Me Läsning och skrivning mot disken övervakas ständigt av systemet Om sektorer på hårddisken skadas flyttas data automatiskt till en oskadad del av disken Maximal storlek på en NTFS volym i Windows Vista är 16 Exabyte (16 miljarder GB). Men nuvarande gränsen är 2 TB Stöder långa filnamn på upp till 255 tecken Följande tecken kan inte användas i filnamn: \ / * ; ? < > ” | Förhindrar i hög grad fragmentering av filer. I Windows Vista finns dock ett verktyg för att defragmentera filer Stöder komprimering av filer med upp till 40-50% av sina ursprungliga storlekar

diskhantering Partition, betecknar en allokerad del av en hårddisk vilken man kan partitionera med valfritt filsystem och därefter använda för lagring av filer Primär partition, i Windows NT 4.0, 2000, XP och Vista kan man ha upp till 4 primära partitioner. En av primära partitioner skall vara aktiv dvs. att det är på denna partition som datorn bootar på när man startar. På denna partition skall man alltså ha sina startfiler (Oftast C:) Utökad partition, Har enhetsbokstäver D: E: osv. Kan formateras med valfritt filsystem Kan inte göras aktiv och man kan alltså inte boota på denna

diskhantering I Windows Vista kan man ha två olika typer av diskar, Standard diskar och Dynamiska diskar. Dessa är inte olika varandra hårdvarumässigt. Det är hur operativsystemet hanterar dem som är skillnaden Standard diskar På standard diskar kan man endast skapa partitioner, högst 4 primära eller 3 primära samt 1 utökad Man kan inte skapa några av de olika volymer som finns i Windows Vista Dynamiska diskar En nyhet fr.o.m. Windows 2000 En hårddisk kan uppgraderas från Standard disk till Dynamisk disk Genom att göra disken dynamisk kan flera nya funktioner i Windows Vista utnyttjas (Disklänkande volym, Stripe volym)

diskhantering Disklänkande volym (spanned) Består av minst två olika partitioner, på samma disk eller på flera diskar Partitionerna som ingår i denna volym länkas ihop av operativsystemet och uppfattas som en enda volym De diskar som ingår i en Disklänkande volym måste vara Dynamiska I en disklänkande volym så fylls de ingående partitionerna upp en i taget Full Full Tom Disk 1 Disk 2 Disk 3

diskhantering Stripe volym Består av flera partitioner. Dessa måste vara från olika diskar samt lika stora Filer som ska sparas på volymen delas upp i flera delar. Dessa delar skrivs sedan samtidigt till de olika diskarna När filer sedan skall läsas från volymen så tas de olika delarna av filen från de ingående diskarna och sätts ihop igen Läsning och skrivning av data till hårddiskarna går betydligt snabbare Tom Tom Tom Disk 1 Disk 2 Disk 3