BAZA ZNANJA

Kurs: - Informacione i internet tehnologije

Modul: Hardver

Autor: Goran Radić, dipl.ing

Naziv jedinice: Hard disk

U ovoj lekciji ćemo obrađivati:

• Pojam spoljašnje memorije
• Karakteristike hard diska
• Povezivanje hard diska sa matičnom pločom
• Kućište i napajanje računara

Hard disk

Hard disk, u oznaci HDD (Hard Disk Drive), predstavlja spoljašnju ili eksternu memoriju računara. Za razliku od radne memorije (unutrašnje memorije) koja se nalazi na matičnoj ploči, hard disk se isporučuje kao posebna komponenta računarskog sistema. Hard diskovi su velikih kapaciteta, mnogo većih od radne memorije, upravo zbog skladištenja svih neophodnih podataka na računaru. Veličina hard diskova danas se izražava u terabajtima (TB) (1 TB=1024 GB).

Na hard disku se nalazi sam operativni sistem kao i svi programi i podaci koji se nalaze na računaru: slike, muzika, filmovi, igrice itd. Prilikom pokretanja nekog programa on se sa hard diska učitava u radnu memoriju i zatim izvršava. Podaci na hard disku organizovani su u strukturu fajlova i foldera. Važno je pravilno organizovati foldere radi što lakšeg i bržeg pristupa jer se na svakom hard disku nalazi više hiljada fajlova i foldera. Brzina obrtaja današnjih hard diskova je 7200, 10000 ili 15000 obtaja u minuti. Ranije generacije hard diskova imale su brzinu obrtaja od 5400 obrtaja u minuti. Međutim, ni ova brzina nije dovoljna da bi se pristup hard disku, radi upisa i čitanja, mogao porediti sa brzinom rada procesora ili radne memorije. Pristup hard diskovima je reda milisekundi.

Slika 1. Hard disk

Na slici 1 se vidi unutrašnjost jednog hard diska gde su pre svih uočljive upisno čitajuće glave i mediji na koje se upisuju podaci.

Vodeći svetski proizvođači hard diskova su Western Digital, Seagate i Hitachi.

Povezivanje Hard Disk-a

Za povezivanje hard diska sa računarom koristi se IDE standard (Integrated Device Electronic), odnosno standard ATA (AT Attachment). Postoji i usavršena verzija ovog standarda pod nazivom EIDE (Enhanced IDE). ATAPI (ATA Packet Interface) predstavlja proširenje ATA standarda radi mogućnosti rada i drugih uređaja, kao na primer CD ROM-a. Tu je i SCSI (Small Computer System Interface) interfejs, jedan od standarda za povezivanje perifernih uređaja.

U početku nije postojao veliki stepen integracije čipova i elektronike tako da je predstavljalo priličan problem smestiti i hard disk i svu propratnu elektroniku. Kako je tehnika napredovala i usavršavala se, tako se pojavio i IDE standard, koji podrazumeva da je kompletna elektronika integrisana na hard disku, a povezivanje se vršilo preko IDE kartica na ISA slotu. Danas se diskovi direktno spajaju na IDE konektore na ploči.

Što se tiče samog prenosa, IDE predstalja prenos bloka podataka sa perifernog uređaja do radne memorije. IDE je širok 16 bita, što omogućava prenos 2 bajta preko ovih 16 linija. Pri taktu magistrale od 8.33 MHz, po formuli T=1/f, dobija se 8.33 miliona perioda u 1 sekundi. Ako znamo da imamo 8.33 miliona perioda u sekundi i imamo 2 bajta po periodu, znači da imamo prenos od 16.6 miliona bajtova u 1 sekundi, odnosno oko 16 MB po sekundi. Ovo se sve odnosi na prvobitni IDE, odnosno ATA stadard. Novija verzija ATA4 udvostručava broj cilkusa sa 8.33 na 16.6 i samim tim omogućava prenos od 33 MB/sec (dva bajta po periodu). Ovaj standard se još naziva i UltraDMA, odnosno ATA33.

Sledeći korak je ATA-5 standard ili još poznat kao UltraATA 66, koji omogućava prenos od 66 MB/sec. UltraATA 100 donosi povećanje brzine prenosa na 100 MB/sec, a UltraATA 133 brzinu od 133 MB/sec. Ovde se postavlja problem kompatibilnosti svih navedenih standarda, kontrolera i same ploče.

Serial ATA ili SATA je novi interfejs za povezivanje uređaja za masovno skladištenje. Serial ATA je dizajaniran da zameni stari ATA (AT Attachment) standard.

Prva generacija SATA standarda donosi brzinu od 1.5 Gbit/s, druga generacija 3 Gbit/s, dok je danas u primeni treća generacija SATA standarda od 6 Gbit/s.

SCSI interfejs

SCSI (Small Computer System Interface) interfejs je relativno staro rešenje, ali je tek od novijeg vremena podržano na PC računarima. Postoji poseban adapter, odnosno katrica koja se ubacuje u PCI slot računara koja vrši sva izračunavanja, da bi se procesor što više rasteretio, i koja omogućava pristup na više uređaja istovremeno. Drugim rečima, posebnom logikom moguće je više perifernih uređaja vezati jedan za drugi, npr. hard disk i CD ROM. Oni mogu, pri takvom povezivanju, da međusobno komuniciraju nezavisno od procesora. Prednost nije samo u brzini, već u mogućnosti pristupa na više uređaja istovremeno. Ostvarive brzine se kreću od 80 MB/sec za Ultra2 SCSI, do 160 MB/sec za Ultra SCSI.

Kućište

Sve komponente računarskog sistema nalaze se unutar kućišta računara. Postoji veliki broj modela kućišta koja se razlikuju po dizajnu, boji i sl. Prema veličini kućišta mogu biti mini tower, midi tower i big tower. Danas je standard midi tower kućište. Veličina kućišta veoma je bitna danas zbog potreba hlađenja pa je uvek bolje uzeti veće kućište. Sa zadnje strane kućišta postoji prekidač za isključenje napajanja, koje je uvek potrebno koristiti pre izvlačenja kablova. Pojedine firme, zbog garancije, stavljaju nalepnice sa zadnje strane kućišta kako bi obezbedile kućište od otvaranja od strane kupaca. Na taj način reklamacija se uvažava samo ukoliko je nalepnica čitava tj. kućište nije otvarano.

Napajanje

Najvažniji deo kućišta je napajanje. Napajanje služi da mrežni napon od 220 V transformiše na napon potreban unutrašnjosti PC računara pošto komponente u računaru, za svoj rad zahtevaju svega nekoliko volti. Ono što je neophodno kod svakog napajanja je ventilator zbog znatne transformacije napona. Ventilator je izložen spoljnim uticajima pa prašina i zaprljanje mogu da dovodu do usporenja rada ventilatora, slabijeg hlađenja, a često i do pregorevanja napajanja. Takođe, jačina napajanja danas je veoma bitna jer sa porastom broja komponenti u računaru raste i potreba za jačim napajanjem.

Prema nekim istraživanjima od svih problema u radu računara na napajanje otpada 30%, mada učestvuju samo sa 5% u ukupnoj ceni računara. Jako je važno uzeti dobro i kvalitetno napajanje koje će pružiti stabilan napon svim komponentama računara.

Hardverske komponente računara zahtevaju +3,3 V, +5 V, +12 V i sl. Snaga zavisi od napona na elementima i struje kroz elemente, prema formuli P=UI, tj. snaga=napon x struja. Drugim rečima, potrebna snaga hardverske komponente varira u zavisnosti od njenog režima rada (na primer, hard disk u mirovanju ili maksimalnom radu), ako pretpostavimo da dobijaju stabilan napon napajanja. U proseku svaka komponenta zahteva nekoliko desetina vati (10 W - 30 W) što u zbiru daje potrebnu snagu napajanja računara. Danas su potrebna napajanja snage 400 W ili više.

Na slici 2 je prikazano nekoliko modela kućišta i napajanja.

Slika 2. Kućišta i napajanje

Brzina rada računara

Mnogo različitih faktora utiče na brzinu rada računara, ali veća brzina rada može se ostvariti ukoliko se:

• koristi brži procesor
• poveća kapacitet radne memorije
• koristi bolja matična ploča
• koristi brži hard disk.

Skladištenje podataka

Za skladištenje podataka mogu da se koriste diskete kapaciteta 1,44 MB koje su zbog malog kapaciteta gotovo povučene sa tržišta, zatim zip diskovi kapaciteta 100 MB do 250 MB, CD kapaciteta od 650 MB do 750 MB, DVD kapaciteta 4.7 GB, kao i hard disk sa kapacitetom od 1 TB. Sve ove komponente moguće je porediti po kapacitetu, ceni i vremenu pristupa.

Hijerarhija memorije

Na sledećoj slici prikazana je hijerarhija memorije. Na vrhu piramide su registri procesora i keš memorija na samom procesoru (koja je najskuplja za realizaciju, ima najmanji kapacitet, ali omogućava veliku brzinu pristupa). Kako se dalje silazi niz piramidu, kapacitet memorije raste, cena (po jednom bitu) opada, zajedno sa brzinom pristupa.

Slika 3. Grafički prikaz hijerarhije memorije