Вторник , 25 Сентябрь 2018
ДомойПубликацииНемного о хранении информации на жёстком диске

Немного о хранении информации на жёстком диске

Традиционный жёсткий диск, он же винчестер, он же HDD. Жёсткий диск на магнитных пластинах. Как ясно из названия, хранилищем информации в нём являются пластины (диски). Диски крутятся, магнитные головки считывают и записывают информацию.

Головки движутся лишь в одном измерении — поперёк диска. Но информация распределяется вдоль поверхности пластины. Как же тогда производится считывание информации? Элементарно! Пластина вращается. Именно поэтому в прямоугольном винчестере, в качестве носителя информации, используются круглые диски.

Жёсткий диск HDD

Оставлю за бортом принцип позиционирования головок, а так же методы хранения информации и доступа к ней. Думаю, очевидно, что чем быстрее вращается диск, тем быстрее можно получить доступ к нужной информации (при прочих равных условиях). Но, чем быстрее происходит вращение, тем громче работает винчестер. Абсолютно бесшумных HDD не бывает, по крайней мере, я про такие не слышал.

Ещё один минус дисков (особенно это проявляется на пластинах) заключается в принципе хранения данных. На диск записываются файлы, удаляются, и это происходит множество раз.

Представим, что мы записали на винчестер, объёмом 100 ГБ, 5 файлов, каждый объёмом по 20 гигабайт. Потом удалили 2 файла, первый и последний, и захотели записать файл размером 30 гигабайт. Можно ли это сделать?

По здравому разумению, подобное сделать невозможно: на диске 20 ГБ свободно, потом 60 ГБ занято (3 файла), а потом ещё 20 ГБ свободно. К счастью, разработчики предусмотрели подобное, поэтому файл записать удастся. Просто будут записаны 20 ГБ на место, где раньше находился первый файл, а дальше запишется оставшаяся часть на место, где был файл №5. Данный процесс называется фрагментацией.

Со временем происходит куча записей/удалений файлов. Из-за этого всё больше файлов записываются не последовательно, а в незанятые места, так называемые «дырки» — свободные места среди занятого пространство. Это снижает скорость работы винчестеров, т. к. при считывании головкам приходится постоянно перепозиционироваться. Чтобы снова расположить данные в файлах последовательно, производится дефрагментация: программа размещает содержимое файла в соседних местах, тем самым ускоряя доступ к ним.

На самом деле, информация распределяется не абы как. Диск состоит из дорожек, дорожки — из секторов. Сектор — минимально адресуемая единица на диске. Сделано это для возможности точного, а главное — довольно быстрого, позиционирования головок.

Чтобы понять всю катастрофу от хаотичного расположения данных, достаточно посмотреть скорость доступа к произвольным данным. Если эти данные следуют друг за другом, да ещё и расположены на крайних внешних секторах, достигается минимальная скорость. Но как только нужен случайный доступ к данным, время считывания уменьшается на порядок, и даже больше.

Вот пример доступа к данным в разных условиях.

Результат работы программы CrystalDiskMark

Рассмотрим столбец Read, в котором указывается скорость чтения с диска:

  1. Seq Q32T1: последовательная передача данных, очередь 32.
  2. 4KiB Q8T8: передача данных случайными блоками по 4 КБ, глубина очереди — 8, потоков — 8.
  3. 4KiB Q32T1: передача данных случайными блоками по 4 КБ, глубина очереди — 32, потоков — 1.
  4. 4KiB Q1T1: передача данных случайными блоками по 4 КБ, глубина очереди — 1, потоков — 1. По сути, этот режим имитирует единичную команду получения малого блока случайных данных.

Очередь, в данном случае, некий буфер, содержащий указанное число команд на чтение и/или запись. В целом, операции чтения выполняются быстрее, нежели операции записи. Максимальная скорость достигается при непрерывных последовательных операциях (чтения или записи). Медленнее всего выполняется случайный доступ к небольшим данным.

Если кому-то интересно — ну мало ли, захотите протестировать свой диск — это скриншот программы CrystalDiskMark. В идеале, диск нужно тестировать сразу после загрузки операционной системы, отключив антивирус и прочие программы. У меня не так, поэтому результаты могут показаться странными.

Рейтинг: 1

Автор публикации

1 872
не в сети 4 дня

x64 (aka andi)

Комментарии: 2738Публикации: 383Регистрация: 02-04-2009
Так себеНеплохоХорошоЗамечательноСупер! (1 голосов, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...

2 комментария

  1. Наталья Литвишко

    Андрей, доброго времени суток! У меня старенький компьютер думает долго. Но трогать что-то боюсь. Этот компьютер долгие годы был семейным. Там огромный архив фотографий. Обновлять ту машину даже смысла не вижу. Компьютерные технологии за прошедшие годы шагнули далеко вперёд. Наверное, проще и дешевле купить новый, чем реанимировать старый.

    Рейтинг: 1
    • Наталья, добрый день!
      С очень старой техникой только под замену. Когда-то 256 мегабайт оперативной памяти считалось очень много, а сейчас одна вкладка браузера может столько места занимать.
      Но с архивом фото нужно всё же аккуратно обращаться, и обязательно бекапить.
      Возможно, прикупить внешний жёсткий диск и перекинуть всё туда. За 3500 рублей есть устройства, объёмом 1000 гигабайт. За 5000 рублей можно разжиться моделькой на 2000 гигабайт.
      У меня один раз случилась неприятная ситуация, после кривого переразбития диска была потеряна информация о файлах. К счастью, с помощью некоторых утилит удалось восстановить всё. Ушло на это несколько дней и 4 миллиарда нервных клеток.

      Рейтинг: 0

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.Необходимы поля отмечены *

*

Добавьте изображение (jpg/gif/png)

Политика конфиденциальности

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять

Авторизация

Регистрация

Пароль не введен

Генерация пароля