INFO
Blender
Blender je open-source program pro modelování a vykreslování 3D počítačové grafiky a animací s využitím různých technik (např. sledování paprsku, radiosita, scanline rendering, GI). Vlastní interface je vykreslován pomocí knihovny OpenGL. OpenGL umožňuje nejen hadrwarovou akceleraci vykreslování 2D a 3D objektů, ale především snadnou přenositelnost na všechny podporované platformy.
Charakteristika HDD
Pevný disk (zkratka HDD, anglicky hard disk drive) je zařízení, které se používá v počítačích a ve spotřební elektronice k dočasnému nebo trvalému uchovávání většího množství dat pomocí magnetické indukce. První komerční pevné disky se objevily v roce 1956, nejprve pro sálové počítače. Předchůdcem pevných disků je magnetická páska a magnetický buben. Jejich současnými největšími konkurenty jsou SSD a USB flash disk, které využívají nevolatilní (stálé) flash paměti.
Hlavním důvodem velkého rozšíření pevných disků je velmi výhodný poměr kapacity a ceny disku doprovázený dostatečnou rychlostí čtení a zápisu dat. Hlavní nevýhodou je mechanické řešení, které má vysokou spotřebu elektrické energie, je náchylné na poškození při nešetrném zacházení (otřesy nebo náraz při zápisu/čtení dat. V offline stavu je odolný do 350G) a vyšší hmotnost.
Data jsou na disku uložena pomocí zmagnetizování míst na magneticky měkkém materiálu, které se provádí pomocí cívky a elektrického proudu, přičemž se používají různé technologie záznamu a kódování uložených dat. Čtení je realizováno také pomocí hlavy, ve které se při pohybu nad různě orientovanými zmagnetizovanými místy indukuje elektrický proud. Zaznamenaná data jsou v magnetické vrstvě uchována i při odpojení disku od zdroje elektrického proudu. Proto se na pevné disky používané v počítačích ukládá operační systém, aplikační softwere i data. Počet čtení i přepsání uložené informace je při běžném používání téměř neomezený.
Na pevném disku jsou vytvářeny diskové oddíly, které umožňují disk rozdělit na několik menších logických částí. Alternativou k diskovým oddílům je používání LVM nebo RAID
Technický popis
Diskové plotny
Data jsou na pevném disku uložena pomocí magnetického záznamu. Disk obsahuje kovové nebo keramické desky – tzv. plotny, pokryté tenkou magneticky měkkou vrstvou . Hustota datového záznamu se udává jako počet bitů na měrnou jednotku plochy disku. Plotny jsou neohebné (odtud pevný disk), na rozdíl od ohebných ploten v disketách. Ploten bývá v dnešních discích často několik (1 až 5). Disk se otáčí na tzv. vřetenu poháněném elektromotorem. Standardní 3,5″ disky mají až 4 plotny a 8 hlav (po jedné hlavě z obou stran plotny). Disky s nejmenší kapacitou mají obvykle pouze jednu plotnu, která je navíc použita jen z jedné strany.
Plotny se rychle otáčejí (udává se počet otáček za minutu). V běžných discích plotny rotují rychlostí 7 200 ot/min, vyšší třída disků do pracovních stanic se točí rychlostí 10 000 ot./min a u některých serverových disků i 15 000 ot./min. Opačnou stranou jsou takzvané „zelené disky“ otáčející se rychlostí jen 5 400 ot./min. Jejich využití se nalézá tam, kde je přednější nižší spotřeba, nižší teplota a nižší hluk na úkor nižšího výkonu . Disky v noteboocích mají nejčastěji 5 400 ot./min, existují ovšem i notebookové modely otáčející se rychlostí 7 200 ot./min, jakožto modely používající pouze 4 200 ot./min, to jsou nejčastěji buď velmi staré disky nebo moderní se specializovaným použitím např. ve videokamerách s fyzickými rozměry menšími než klasické notebookové disky.
Při 7 200 ot./min je obvodová rychlost plotny přes 100 km/h (pro 3,5 palcový disk). Otáčky disku společně s hustotou záznamu a rychlostí vystavovacího mechanismu určují celkový výkon disku. Čím rychleji se plotny otáčí tím víc na ně působí odstředivá síla a proto se někteří výrobci u disků s 10–15000 ot./min uchylují k 2,5" verzím, kde je síla menší, a tak jsou materiály méně namáhány.
První disky sálových počítačů měly průměr 14 palců. V současné době mají standardně disky ve stolních PC plotny o průměru 3,5 palce (tj. 8,9 cm nebo u některých disků 9,5 cm), v noteboocích jsou menší varianty 2,5", které mají otáčky podle použití notebooku a používají se hlavně kvůli velikosti a spotřebě (díky menším plotnám je potřeba motor, který spotřebuje méně proudu). Malý disk Microdrive vyvinutý firmou IBM a používaný ve spotřební elektronice využívá 1" plotny. Ve starších typech počítačů PC XT byly disky s plotnami o průměru 5,25".
Hlavy
Čtení a zápis dat na magnetickou vrstvu zajišťuje čtecí a zápisová hlava. Dříve se na čtení používaly magnetodynamické hlavy, nyní se používá krystal měnící vodivost podle mag. pole. Na jednu plotnu jsou dvě hlavy, protože jsou data z obou stran, strana plotny, na které je magnetický záznam, se nazývá povrch. Hlava „plave“ na vzduchovém polštáři těsně nad povrchem, ve vzdálenosti řádově mikrometrů (10−6m).
Zařízení, které vystavuje čtecí hlavy na správnou pozici nad povrchem se nazývá vystavovací mechanismus. Ve starších discích (viz fotografie) se pro vystavování hlav používá přesný krokový motor. Ten se „odvaluje“ za pomocí ocelového pásku po „patce“, která je spojena s hlavami. V novějších discích se používá rychlejšího lineárního motoru (elektromagnetu), hlavy se vystavují v závislosti na el. proudu, který protéká elektromagnetem s nimi spojeným a uloženým v silném magnetickém poli jiného permanentního magnetu.
Operace nutné pro čtení nebo zápisu dat:
- vystavit čtecí hlavu na správnou pozici,
- vyčkat na utlumení rozkmitu způsobeném setrvačností hlav (vystavení trvá řádově milisekundy [ms]),
- vyčkat na pootočení disku na místo od kterého se začne čtení nebo zápis (tzv. latence).
Průměrný čas, za který je disk připraven číst nebo zapisovat data, se označuje jako přístupová doba. V současné době je okolo 8,5 ms, u disků s 15 000 ot./min je to pod 4 ms.
Při vystavení hlav na požadovanou pozici je možné číst a zapisovat data na všech površích bez pohybu hlav
Organizace dat
Data jsou na povrchu pevného disku organizována do soustředných kružnic zvaných stopy, každá stopa obsahuje pevný anebo proměnný počet sektorů z důvodu efektivnějšího využití povrchu - povrch je většinou rozdělen do několika zón, každá zóna má různý počet sektorů na stopu. Sektor je nejmenší adresovatelnou jednotkou disku, má pevnou délku (donedávna 512 byte na sektor, nyní by se již po domluvě výrobců měly vyrábět disky s 4 KB na sektor). Pokud disk obsahuje více povrchů, všechny stopy, které jsou přístupné bez pohybu čtecí hlavičky se nazývají cylinder (válec). Uspořádání stop, povrchů a sektorů se nazývá geometrie disku.
Adresa fyzického sektoru na disku se skládá z čísla stopy (cylindru), čísla povrchu a čísla sektoru.
Pro přístup k datům disku se používá starší metoda adresace disku Cylindr-hlava-sektor (zkráceně CHS), která disk adresuje podle jeho geometrie – odtud název CHS - Cylinder (cylindr), Head (hlava), Sector (sektor). Hlavní nevýhodou je u osobních počítačů IBM PC omezená kapacita takto adresovaného disku (8GB) a nutnost znát geometrii disku. U disků vyšších kapacit na rozhraní ATA, již neodpovídá zdánlivá geometrie disku skutečné fyzické implementaci.
Novější metoda pro adresaci disku se u rozhraní ATA označuje jako LBA (anglicky Logical Block Addressing), sektory se číslují lineárně. Není třeba znát geometrii disku, max. kapacita disku je až 144 PB (144 miliónů GB). Rozhraní SCSI používá lineární číslování sektorů disku již od své první verze. Ostatní novější rozhraní již převážně metodu jako je LBA používají.
Pevný disk může být rozdělen na diskové oddíly, takže je logicky rozčleněn na více menších částí, se kterými operační systém pracuje tak, jakoby to byly samostatné disky. Alternativou k diskovým oddílům je LVM.
Pro zvýšení bezpečnosti uložených dat se zejména v serverech používá technologie RAID (dříve Redundant Array of Inexpensive Disks, dnes spíše Redundant Array of Independent Disks - pole nezávislých disků s redundancí). RAID umožňuje spojit několik fyzických disků v jeden logický disk, kde je jeden nebo více disků redundantních a data jsou stále dostupná i v případě, že jeden z disků v poli selže. Existuje více typů RAIDu od zvýšení rychlosti a odezvy (spojení více HDD do jednoho) až k bezpečnosti/záloze dat (zrcadlení disků nebo prokládání či rozprostření uložených dat).