Wie nennt man den Bereich auf einer Festplatte, der kleiner als ein Sektor ist?

Ich kenne mich also mit Tracks und Sektoren aus, aber wie nennt man den "Bereich" auf einer Festplatte, aus dem der Sektor besteht? Ich spreche von dem Punkt, an dem 1 Bit Daten gespeichert sind, dem winzigen kleinen Bereich, in dem entweder eine 1 oder eine 0 magnetisch gespeichert ist. Nirgendwo scheint so ausführlich zu beschreiben, wie eine Festplatte funktioniert. So habe ich versucht, es in einem Artikel zu beschreiben, den ich mache ...

"Computer speichern Bits auf verschiedene Weise. Mechanische Festplatten (HDD) wie die in meinem Laptop sind nicht flüchtig (dh ihr Inhalt geht nicht verloren, wenn die Stromversorgung des Computers unterbrochen wird) und speichern Informationen mithilfe von Magnetismus. Festplatten bestehen aus Platten, bei denen es sich um doughnutförmige, hochglanzpolierte Platten handelt. Jede Platte ist von einer Reihe von Spuren umgeben, und jede Spur besteht aus einer Reihe von Sektoren, die wiederum eine festgelegte Anzahl von Bytes speichern können. Auf meinem MacBook Pro kann jeder Sektor meiner Festplatte 512 Bytes speichern, was bedeutet, dass jeder physische Sektor auf der Festplatte 4096 Transistor-ähnliche "Bereiche" aufweist, die entweder magnetisiert oder nicht magnetisiert sein können. Auf diese Weise speichern Festplatten die binären Informationen.

Hat dieses Ding überhaupt einen Namen? Jede Hilfe wäre dankbar! Danke im Voraus

EDIT: Danke an alle, die geantwortet haben. Bin als Gymnasiast so extrem detailliert aber danke an jeden der es trotzdem gegeben hat. Klingt so, als ob es keinen allgemein vereinbarten Namen dafür gibt, also bleibe ich bei meiner Verwendung des sehr allgemeinen Wortes "Bereich", denke ich!

Ich glaube, der Begriff, den Sie suchen, ist "magnetische Domäne", "ein Bereich innerhalb eines magnetischen Materials, der eine gleichmäßige Magnetisierung aufweist" (wp). Festplattenentwickler versuchen immer, die Größe der magnetischen Domänen zu verringern.

Aber.

Erstens werden "Kanalcodes" verwendet: Die auf dem Laufwerk aufgezeichneten Nullen und Einsen stimmen nicht mit den von Ihnen geschriebenen und eventuell gelesenen Nullen und Einsen überein. Sägemehl stimmt, wie 1s und 0s aufgezeichnet werden, aber es gibt noch mehr: Der Antrieb gewinnt Taktimpulse zurück (damit er weiß, wo eine Flussumkehr zu erwarten ist, wenn es eine gibt) aus den Flusspolaritätsumkehrungen , kann dies jedoch nicht aus bestimmten Abschnitten tun Es gibt keine Rückbuchungen.

Dies kann ein Problem sein. Es ist durchaus plausibel, dass jemand einen ganzen Sektor - 4096 Bits mit 512-Byte-Sektoren - aller Nullen schreibt! Welches (wenn einfach aufgezeichnet) keine Flussumkehrungen haben würde. Unter anderem aufgrund von Drehzahlunregelmäßigkeiten würde der Antrieb wahrscheinlich lange vor dem Ende dieses Sektors "seinen Platz verlieren".

Die zu schreibenden Daten werden also mithilfe eines Kanalcodes, der sicherstellt, dass nie mehr als eine bestimmte Anzahl von Nicht-Flussumkehrungen hintereinander geschrieben werden, tatsächlich in etwas mehr Bits erweitert.

Ich habe keine Referenz für die in modernen Festplatten verwendeten Kanalcodes, aber Sie können sich ein Bild davon machen, wie dies funktioniert, indem Sie die auf CDs verwendete "8- bis 14-Modulation" ("EFM") nachschlagen. Unter EFM wird jede Gruppe von acht Bits (mit 256 möglichen Kombinationen von 0en und 1en) in eine Folge von 14 Bits konvertiert (16384 Kombinationen, von denen jedoch nur 256 gültige Codes sind). Die Sequenzen innerhalb jedes 14-Bit-Codes sind so gewählt, dass es nie mehr als ein paar - ich denke, es sind drei - Nicht-Flussumkehrungen (0s) in einer Reihe gibt. Sie werden auch ausgewählt, um die Bandbreite des Signals zu reduzieren. Klingt bizarr, ist aber wahr: Wenn Sie mehr Bits aufnehmen, können Sie mit weniger Flussübergängen davonkommen. Beispielsweise würden acht Bits aller Einsen acht Flussumkehrungen ohne einen Kanalcode erfordern.

Denken Sie jetzt an das erste Stück, das in einen Sektor geschrieben wurde. Nehmen wir an, es ist eine 0. Wo ist es? Dank des Kanalcodes könnte das erste tatsächlich in den Sektor geschriebene Bit eine 1 sein!

Übrigens ist es nicht so falsch, über CDs zu sprechen, wie es scheint. CDs verwenden , um eine ähnliche Regelung zu der von Sägemehl beschrieben: Der Anfang oder das Ende einer „Pit“ Mark 1, einem Ort , an dem eine Grube könnte beginnen oder enden, aber nicht der Fall, ist eine 0. Wie Magnetflußumkehrungen.

Dann gibt es eine Fehlerkorrektur. Die Fehlerkorrektur umfasst zusätzliche Daten, die mit jedem Sektor gespeichert werden. In der Vergangenheit hat das Laufwerk das primäre Datenfeld + die ECC-Daten des Sektors gelesen, und wenn Fehler festgestellt wurden (z. B. durch Lesen eines der vielen "nicht vorhandenen" Kanalcodes), wurden die ECC-Daten verwendet um die fehler zu korrigieren.

Nicht mehr. Moderne Datendichten sind derart, dass Fehler mehr oder weniger zu erwarten sind . Daher wurden die ECC-Mechanismen gestärkt, sodass weit mehr Fehler korrigierbar sind.

Ja, das bedeutet, dass Sie mehr Bits aufnehmen müssen, aber es ist ein Nettogewinn in Bezug auf die Kapazität.

Das Ergebnis ist jedoch, dass wir nicht wirklich sagen können, dass ein einzelnes Bit, sogar ein Bit eines Kanalcodes, an einem bestimmten Ort aufgezeichnet ist, da die ECC-Daten für die Wiederherstellung des Bits genauso wichtig sind wie der Kanalcode. Und wie ECC funktioniert, verteilt sich der "Einfluss" jedes Bits auf die ECC-Daten auf viele, viele Bits der ECC-Daten. (Dieses Prinzip wird "Diffusion" genannt.)

Also, wo ist das bisschen? Nun, es ist irgendwie verteilt. Wenn Sie ein Bit in der Eingabe ändern, kommt es an vielen Stellen im Sektor zu Änderungen der Flussumkehr.

Wenn das seltsam erscheint, warten Sie, bis Sie PRML kennen, was für "wahrscheinliche maximale Antwortwahrscheinlichkeit" steht: Selbst die vom Kopf wiederhergestellte Wellenform, in der der Frequenzumrichter nach Flussumkehrungen sucht , wird statistisch interpretiert. Aber das hat nicht viel mit "wo die Bits sind" zu tun.

Ich spreche von dem Punkt, an dem 1 Bit Daten gespeichert sind, dem winzigen kleinen Bereich, in dem entweder eine 1 oder eine 0 magnetisch gespeichert ist

Technisch gesehen speichern die Magnetpartikel weder eine 1 noch eine 0 . Das ist einfach keine technische Folklore, um das Konzept der magnetischen Speicherung zu verfälschen. Die Flussumkehr bestimmt den Bitwert, wobei das Lesen in der Lücke beginnt, die aus Nullen besteht. In dieser Antwort erfahren Sie mehr über digitale Magnetaufzeichnungstechniken.

Platten, die Donut-förmige, hochglanzpolierte Scheiben sind.

"Donut" ist nicht das richtige Adjektiv. "Donut" ist ein Synonym für Torus und hat auch keine flachen Oberflächen.

Jede Platte hat eine Reihe von Spuren,

Spuren sind konzentrische Kreise auf der Oberfläche der Platten.
Das Konzept der Zylinder muss erwähnt werden.

Dies bedeutet, dass jeder physische Sektor auf der Festplatte 4096 transistorartige "Bereiche" aufweist, die entweder magnetisiert oder nicht magnetisiert sein können.

Dies ist eine ungenaue Beschreibung. Die magnetische Aufnahme ist nicht wie ein "Transistor" (zB ein Schalter). Die magnetische Beschichtung der Plattentelleroberflächen kann nicht "nicht magnetisiert" werden .

Jeder Bereich, der magnetisiert ist, repräsentiert eine binäre 1 und jeder Bereich, der nicht magnetisiert ist, repräsentiert eine binäre 0

Das ist ungenau. Die magnetisierten Teilchen werden in einer von zwei Richtungen polarisiert, um Flussumkehrungen zum Bestimmen von Bitzuständen zu erzeugen. Keine Flussänderung zeigt den gleichen Bitzustand wie das vorherige Bit an. Eine Flussänderung zeigt an, dass das Bit das Inverse des vorherigen Bits ist.

Wie nennt man den "Bereich" auf einer Festplatte, aus dem der Sektor besteht?

Der Sektor * besteht tatsächlich aus einem ID-Datensatz und einem Datensatz .
Der Datensatz besteht typischerweise aus einem führenden Synchronisationsbyte , den Nutzdatenbytes und den ECC-Bytes.

Bei einigen Arten von Festplatten, wie z. B. dem alten bodenständigen Speichermodullaufwerk (SMD), verwendete das Wechselplattenpaket eine voraufgezeichnete Servofläche , um das Bit-Timing und die Zylinder- / Spurpositionierung bereitzustellen. Dieses zuvor aufgezeichnete Zeitsignal wurde durch Lesen der Dibits auf dieser Oberfläche abgeleitet.

Aus einem SMD-Referenzhandbuch (für die CDC BJ4A1 und BJ4A2):

Dibit ist eine Abkürzung für Dipolbit. Bei der Herstellung des Disk-Packs werden Dibits auf der Servo-Oberfläche aufgezeichnet. Verwechseln Sie die Servooberfläche nicht mit den Pack-Aufnahmeoberflächen.

Dibits sind das Ergebnis der Art und Weise, in der Flussumkehrungen auf den Servospuren aufgezeichnet werden. Ein Spurtyp, der als gerade Spur bezeichnet wird, enthält negative Dibits. Die andere Art von Spur, die ungerade Spur, enthält positive Dibits.

Aber Dibits sind nicht der Name, den Sie suchen.
Der am besten geeignete Begriff, den ich finden konnte, ist cell , wie in:

Die Zeitdauer, die erforderlich ist, um ein Informationsbit zu definieren, ist die Zelle.

Es ist zu beachten, dass sich diese Definition eher auf die Zeit als auf magnetische Partikel bezieht.

Ich habe für Plattenhersteller gearbeitet und mich mit der Hardware und der Firmware befasst, die die Daten lesen, schreiben und formatieren. Es gibt keinen Namen für etwas Kleineres als einen Sektor. Ein Sektor muss jedoch nicht 512 Byte groß sein. Ich habe an Systemen mit Sektoren von 64 bis 8192 Byte gearbeitet.

Wie andere bereits erwähnt haben, wäre es wirklich hilfreich, das Publikum zu kennen. Die vom OP vorgeschlagene Erklärung ist in vielerlei Hinsicht falsch. Ich möchte das Publikum kennenlernen, bevor ich eine Erklärung vorschlage. Der Wikipedia-Artikel für den Festplattensektor, https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_sector , enthält eine vernünftige Erklärung für Laien.

Was im Wikipedia-Artikel über Festplattensektoren fehlt, ist die Abdeckung der Teile eines Sektors. Bei den meisten Festplatten handelt es sich um Soft-Sektor-Festplatten. Leider leitet "Softsektor" auf den Diskettenartikel um. Sie haben einen Artikel zum Thema Hard Sectoring ( https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_sectoring ), der jedoch unvollständig ist, da ältere Festplatten auch hard Sectored waren. Anstelle von Löchern im Medium verwendeten sie entweder kleine Magnete, die auf der Spindel angebracht waren, oder einen Teil der Spindel, der einen Bruchteil eines Zolls herausragte und Löcher hatte, die den Löchern auf einer Diskette mit hartem Sektor ähnelten, oder eine dafür vorgesehene Platte wurde in der Fabrik mit Sektor- und Uhrenmarken bespielt. Eine harte Sektorisierung vereinfachte die Logik, die erforderlich war, um herauszufinden, wann Sie mit dem Lesen oder Schreiben von Daten beginnen konnten.

Festplatten, die seit den frühen 1980er-Jahren hergestellt werden, sind nach Soft-Sektoren unterteilt. Weiche Sektoren haben folgende Komponenten:

• Präambel - Dies ist eine spezielle Folge von Bits, deren Muster niemals in Daten vorkommt.
• Header - enthält die Sektor- und Spurnummern. Auf einigen der Disketten, an denen ich gearbeitet habe, haben wir auch hier die Kopfnummer aufgezeichnet.
• Sync - Dies ist ein spezielles Muster, das der Präambel ähnelt. Es existiert weil
  • Es dauert eine begrenzte Zeit, um die Header-Daten zu überprüfen, um festzustellen, ob dies der Sektor ist, den wir lesen oder schreiben möchten.
  • Es dauert eine begrenzte Zeit, um den Kopf vom Lesemodus (zum Lesen des Headers) in den Schreibmodus (zum Schreiben von Plattendaten) umzuschalten.
  • Die Drehzahl ist nicht konstant, wenn die Festplatte älter, heißer oder kälter wird oder sich die Versorgungsspannungen ändern.
• Daten - Die Daten werden unmittelbar nach dem Synchronisationsmuster gestartet. Beim Schreiben eines Sektors lesen wir den Header und schreiben dann die Synchronisation und die Daten. Beim Lesen lesen wir die Synchronisation und können damit den Beginn der Daten erkennen. Es gibt viele Möglichkeiten, die Daten aufzuzeichnen. Non-Return-to-Zero (siehe Wikipedia) ist eine gängige Methode. Frühe Disks verwendeten Longitudinal Magnetic Recording (LMR) (siehe Wikipedia), während moderne Disks Perpendikular Magnetic Recording (PMR) (siehe Wikipedia) verwendeten.
• Den Daten folgen die Codebits Cyclic Redundancy Check (CRC) (ältere Festplatten) oder Error Checking and Correcting (ECC) (neuere Festplatten).
• Nach dem CRC / ECC folgt das Ableitungsmuster. Dies ähnelt dem Synchronisationsmuster und zeigt dem Festplattencontroller an, dass das Ende der Daten erreicht ist. Wenn das Leadout früher oder später als erwartet gelesen wird, weiß der Controller, dass ein Fehler aufgetreten ist.
• Es gibt ein bisschen Polsterung nach dem Leadout. Hier steht nichts geschrieben. Dies ist der Fall, wenn sich die Festplatte zum Zeitpunkt des Schreibens eines Sektors etwas schneller als normal drehte. Wir möchten die Präambel des folgenden Sektors nicht überschreiben, geschweige denn dessen Header, Synchronisierung oder Daten.

Zurück zur Frage des OP: Es gibt zwar keinen Namen für Dinge, die kleiner sind als ein Sektor, aber es gibt immer noch einiges.

Einige der Festplatten, an denen ich gearbeitet habe, blockieren und deblockieren Sektoren. Zum Beispiel könnten wir 1024 Byte Sektoren in einer bestimmten Zone des Mediums verwenden (siehe Zone Bit Recording (ZBR) auf Wikipedia), aber die Außenwelt sieht nur 512 Byte Sektoren. Grundsätzlich verwenden wir für jede Zone die effizienteste Sektorgröße auf der Festplatte. Ich verwende die Begriffe "Sektorgröße" und "interne Sektorgröße", was bedeutet, dass wir uns zeitweise mit Dingen befassten, die kleiner als ein Sektor waren, und sie dennoch als Sektoren bezeichnet wurden.

Ollimpia, ich würde den letzten Teil Ihrer Erklärung ersetzen durch:

"Kann 512 Bytes mit jeweils acht Bits speichern. Dies bedeutet, dass jeder physische Sektor auf der Festplatte 4096 Datenbits enthält. Die Platten sind mit einem speziellen Material beschichtet, das sowohl zuverlässig eine magnetische Polarität beibehält als auch die Polarität einfach sein lässt Die Daten werden unter Verwendung von Kombinationen von Nord-Süd- und Süd-Nord-Magnetpolarität gespeichert. "

Ich habe bewusst keinen Namen wie "spot" oder "area" für die Bits auf den Medien angegeben. Kein Wort ist falsch, aber sie passen auch nicht perfekt. Ich habe auch absichtlich die Übersetzung von 4096 Datenbits in die polarisierten "Spots" auf den Medien nicht buchstabiert.

Der Grund, warum ich Wörter wie "Punkt" oder "Fläche" vermeide, ist, dass wir beim Lesen der Daten nicht die magnetische Polarität lesen, sondern die Verschiebung von einer Polarität zur anderen spüren. Daher suchen wir entweder nach einer "Verschiebung" oder nach einer "Nichtverschiebung", um zu wissen, ob es sich um ein 0- oder ein 1-Bit handelt.

Der Grund, warum ich vermieden habe, zu sagen, dass es eine Eins-zu-Eins-Übersetzung zwischen Datenbits und dem, was auf dem Datenträger geschrieben ist, gibt, ist, dass wir nicht zu lange ohne Schicht arbeiten können, da wir möglicherweise den Überblick verlieren, wo wir uns befinden . Wir nutzen die Schichten, um synchron zu bleiben. Ein Festplattenlaufwerk übersetzt Sequenzen von Datenbits in etwas längere Sequenzen von Bits, die auf den physischen Medien verwendet werden. Die auf den Medien verwendeten Sequenzen sind so gestaltet, dass wir mit "no-shift" nie zu lange machen, unabhängig davon, was die Benutzerdaten enthalten.

Die Gruppencode-Aufzeichnung (Group Code Recording, GCR) ist eine übliche Methode zum Codieren der Daten. Sie kann so erklärt werden, dass fünf Bits auf dem Medium zum Aufzeichnen von jeweils vier Datenbits verwendet werden. Das ist keine perfekte Erklärung, da die Platte die Polaritätsverschiebungen und nicht die Bits betrachtet. Wenn Sie sich die Tabellen auf https://en.wikipedia.org/wiki/Group_code_recording ansehen sehen Sie Folgen von Nullen und Einsen. Eine Null "keine Verschiebung" und eine Eins ist "Verschiebung". Die vier Datenbits "0111" könnten als "10111" codiert werden. Wir lesen "10111" von links nach rechts und wenn wir dies auf das Medium schreiben, polarisieren wir das Medium wie folgt:

Zuvor habe ich die Teile des Sektors mit der Präambel, der Synchronisation usw. erläutert. Die Präambel, die Synchronisation usw. werden unter Verwendung von Verschiebungsmustern aufgezeichnet, die in den GCR-Übersetzungstabellen nicht vorhanden sind. Normalerweise sind es lange Schichten oder Nullschichten. Zum Beispiel wird 6250 GCR RLL nie mehr als sieben Schichten in einer Reihe haben, was bedeutet, dass unsere Spezialmuster acht oder mehr Schichten in einer Reihe sein können. 6250 GCR RLL wird auch nie mehr als zwei Nullzeiten in einer Reihe haben, was bedeutet, dass wir drei oder mehr Nullzeiten als spezielles Muster verwenden können, das in aufgezeichneten Benutzerdaten niemals existieren wird.

Wenn sich die Technologie verbessert, können wir längere "No-Shift" -Läufe durchführen. Dies hat zu Codiersystemen geführt, die effizienter sind als vier Datenbits, die als fünf auf der Platte befindliche Bits codiert sind. Die zusätzliche Effizienz wurde genutzt, um sowohl den verfügbaren Speicherplatz zu erhöhen als auch um Fehler zu überprüfen und zu korrigieren (ECC).

Andere technologische Verbesserungen, die den Vorteil ausnutzen, können eine Süd-Nord-Verschiebung von einer Nord-Süd-Verschiebung und einer "analogen Aufzeichnung" unterscheiden, indem sie die Intensität der Polarität variieren können, um eine zusätzliche Pressung zu erzielen Informationen auf die Medien.

Während die Festplatte in einem Macbook Pro ein digitales Speichergerät zu sein scheint, arbeiten Ingenieure, die Schreib- / Leseköpfe entwerfen und die Beschichtung von Platten mit analogen Signalen.

Wenn Sie sich für Mathematik interessieren, suchen Sie nach "Finite-Felder-Arithmetik" und "Abstrakte Algebra", die beide beim Entwerfen sogenannter Kanalcodierungssysteme verwendet werden.

Anstelle von "Donut" würde ich sagen, dass die Platten wie CDs oder DVDs aus Metall oder anderen harten Materialien aussehen. Leere Platten, die für die Installation auf einer Festplatte bereit sind, weisen in der Mitte ein Loch auf, so wie Sie es auf einer CD oder DVD sehen.

Es ist eine interessante Frage, aber meines Wissens hat dies keinen Namen, außer vielleicht für die Materialeigenschaften des eigentlichen Plattentellers.

Wenn Sie die Informationen jedoch weiter aufschlüsseln möchten, können Sie erklären, dass Sie einen geometrischen Sektor und einen Datensektor haben.

Ein geometrischer Sektor ist ein "Kuchenstück" des Plattentellers

Ein Datensektor, AKA ein Block, ist eine Unterteilung einer Spur. Es bezieht sich auf den Schnittpunkt einer Spur und eines geometrischen Sektors. Jeder Sektor speichert eine feste Datenmenge. - Hier geht es mehr um Ihre Erklärung als um den geometrischen Sektor.

Hoffe das hilft.

Bearbeiten: Siehe den Kommentar unten unter http://en.wikipedia.org/wiki/Disk_sector

Beachten Sie auch, dass der geometrische Sektor (oder der geometrische Sektor) nicht nur für Festplatten gilt. Viele Dinge können einen geometrischen Sektor haben. Dies ist nur eine gute Möglichkeit, ihn zu trennen, wenn Sie über den gesamten Sektor oder den Datensektor sprechen.