«Словарь терминов связанных с системой хранения информации и восстановления данных»

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, припаянной к фольге платы (снизу корпуса, часто этого не видно). Большие токи и напряжения в цепях комбо-драйва переводят данную м/с в группу риска и именно она часто "выгорает" из-за некачественного питания и перегрева. Берегите её!

Коммутатор-предусилитель: (в просторечии - просто "коммутатор") - микросхема внутри гермоблока HDD, расположенная 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 вообще 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, расположенных 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 форматом низкого уровня. Создается на поверхностях магнитного носителя на заводе-изготовителе специальными «серворайтерами». В случае повреждения восстановлению в стандартных условиях не подлежит. Встроенный сервоформат - сервометки, расположенные на той же дисковой поверхности, где и данные пользователя, обладают большей намагниченностью чем записываемые данные, вследствие чего головки чтения-записи накопителя не в состоянии их затереть. Обеспечивает самую высокую плотность записи, поэтому применяется во всех современных винтах. В более старых накопителях для сервометок отводилась отдельная дисковая поверхность с отдельной головкой, поэтому на старых накопителях было возможно «низкоуровневое форматирование». На современных накопителях данная функция физически невозможна без серворайтера.

Серворайтер: 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. Одна и та же модель диска может отличаться:

1. количеством головок
2. маркой производителя самих головок
3. физическим объемом накопителя
4. маркой процессора
5. и т. д.

У некоторых винчестеров адаптивы хранятся в ПЗУ, что делает невозможным замену платы электроники на другую, даже от точно такого же накопителя (к примеру диски фуджитсу серии mpg-at).

Shock-sensor (датчик ударов): на самом деле служит для отслеживания вибраций корпуса. Это маленький 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, также для поглощения микрочастиц внутри гермоблока: могут образовываться в результате «жесткой парковки» головок (удар головки по поверхности), разрушение поверхности вследствие «старения» накопителя (осыпание поверхности).

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, а может вывести из строя ваш диск. Современные диски в обновлении практически ненуждаются, особенно если вы не специалист.

G-list: часть таблицы дефектов HDD, пополняемая в процессе эксплуатации накопителя. Добавление дефектов осуществляет не пользователь, а сам накопитель в процессе ремапа (перенос секторов). Число убранных дефектов можно легко узнать по значению SMART-атрибута Reallocated Sector Count. Смысл данной процедуры выглядит примерно так:
На диске оставлены специальные сектора распределенные по всей поверхности «запасные», в случае обнаружении повреждений, поврежденные сектора будут заменены на «запасные».

P-list: часть таблицы дефектов HDD, заполняемая на заводе. Дефекты в него заносятся один раз, при изготовлении винта. В современных накопителях P-list заполняется в процессе первичного форматирования диска микропрограммой накопителя, в него заносятся дефекты конструктивно допущенные в процессе изготовления. К примеру на дисках IBM – Hitachi их довольно много.

Kernel Mode: (режим ядра) - состояние микропроцессорной системы, запрещающее выполнение всего микрокода, в том числе из основного.

Встроенная ПЗУ: Вместо флеш-пзу запускается маленькая технологическая микропрограмма, 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 накопитель снимает BUSY, и реагирует на некоторые технологические команды.

Пример: диски Maxtor, при повреждении микропрограммы данные диски определяются под кодовыми заводскими названиями – N40P, ATHENA, и т. д.

Safe Mode (безопасный режим): - состояние жесткого диска, запрещающее выполнение микрокода из служебной области накопителя. 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 непосредственное 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 кристалле 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.

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

Selfscan: процедура технологического самотестирования и ремонта современных хардов. Предназначена 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.

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 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.