یسک سخت وسیلهای است با یک ی
ا چند صفحه انعطافپذیر که سطح آنها با موادی پوشش داده شده که بتوان دادهها را به طور مغناطیسی بر روی آنها ضبط نمود. این وسیله علاوه بر صفحههای مذکور حاوی سازوکار تعیین محل هد، و موتوری است که در محفظهای جای داده میشود تا از آلودگیهای خارجی در امان باشد. این محیط محافظت شده به هدها امکان میدهد تا به اندازه ۱۰ تا ۲۵ میلیونیم اینچ از سطح صفحهای که عموماً ۳۶۰۰ تا ۲۷۰۰ دور در دقیقه میزند فاصله داشته باشد بنایراین حجم دادههای قابل ذخیره سازی وسرعت دستیابی به آنها نسبت به فلاپیدیسکها بسیار بیشتر است . در دیسکهای سخت جدید که به آنها دوربالا نیز گفته می شود، سرعت چرخش دیسک به ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه می رسد. ظرفیت دیسکهای سخت به مراتب از فلاپی دیسکها بیشتر بوده و هر روز به ظرفیت آنها افزوده میشود به عنوان مثال امروزه ظرفیت متوسط دیسکهای سخت در حدود ۷۰۰ گیگابایت است. در دیسکهای سخت چند صفحه
دیسک جای داده میشود تا دیسک گردان بتواتند به بیش از یک صفحه دستیابی داشته باشد.
فنآوری ساخت
یک دیسک سخت اطلاعات را روی یک یا چند دیسکت مدور تخت که صفحه نامیده میشوند ذخیره میکند. صفحات بر روی یک محور استوار میشوند در حالیکه در بین هر صفحه یک جدا کننده یا اسپیسر و در انتهای پایینی آن محور موتور قرار دارد. برای خواندن و نوشتن بر روی سطح صفحات، درایو از یک قطعه کوچک الکترومغناطیسی استفاده میکند که یک سر این قطعه در انتهای بازوی محرک واقع شده است و هر سر آن روی سطح صفحه میباشد. صفحات با سرعت بسیار بالایی در حال چرخش هستند تا به نوکهای بازوی محرک اجازهٔ حرکت سریع را بدهند. در مقابل نوک دیگر بازوی محرک مرکز چرخش بازوست و در قسمت انتهایی آن یک پیچک صدا وجود دارد که سر بازو را حرکت میدهد. بالا و پایین هر پیچک صدا(پیچ تنظیم) یک قرار دارد که این عمل باعث میشود سر بازو به قسمت مرکزی و یا به سمت نوار کناری دیسک به صورت شعاعی حرکت کند.
قسمت کنترل کننده دیسک از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال برای کنترل جریان الکتریکی استفاده میکند که از طریق که در بازوی محرک قرار دارد این عمل صورت می گیرد. به صورت یک عمل میکند و یک میدان مغناطیسی تولید میکند که این میدان متقابلا بر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مغناطیس کنندههای موجود در بالا و پایین پیچ تنظیم تاثیر می گذارد و این فرآیند باعث میشود تا پیچ تنظیم بتواند بازوی محرک و در نتیجه نوک دیگر متصل به بازوی محرک را به حرکت در آورد.بنابر این اگر پیچ تنظیم از یک انتها به سمت جلو فشرده شود، قطعه از سمت بالایی به سمت مرکز دیسک و اگر از انتهای دیگر فشرده شود، قطعه از قسمت بالایی به سمت لبههای دیسک حرکت میکند. مبدل دیجیتال به آنالوگ باعث میشود که کنترل کنندههای دیسک در یک مرحله بسیار کوچک و مستقیما به سمت سرها حرکت کنند.
صفحات از مواد غیر مغناطیسی مثل آلومینیوم و شیشه ساخته شده اند و با یک لایه بسیار نازک مغناطیسی پوشانده شده اند. دیسکهای قدیمی از به عنوان ماده مغناطیس کننده استفاده شده در حالیکه در دیسکهای امروزی از آلیاژهای کبالت استفاده میشود.
سطح مغناطیسی هر یک از صفحات به تعداد زیادی نواحی مغناطیسی با اندازه میباشد که یک میدان مغناطیسی متمرکز در اطراف خود ایجاد میکنندکه این میدان نوک نوشتاری سطح مغناطیسی را با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی در اطراف آن مغناطیس میکند. دیسکهای سخت امروزی از یک بوبین (القاگر)برای خواندن اطلاعات آنهم از طریق ایجاد میدان مغناطیسی توسطآهنربای الکتریکی استفاده میکنند.نسخههای اخیر شامل نوکهای القایی، نوکهای نوار مغناطیسی (MIG) و با نوکهای میباشند. نوکهای تولید شده امروزی المانهای نوشتن و خواندن جدا از هم هستند اما هر کدام در مجاورت یکدیگرند و تنها سهم کوچکی از بازوی محرک راتشکیل میدهند. المان خواندنی معمولاً از نوع مقاومت مغناطیسی است در حالیکه المان نوستنی از نوع غشای نازک القایی است.[۱].
ساختار دیسکهای سخت طوری محکم به هم بسته شده که از ورود و دیگر منابع آلودگی به داخل آن جلوگیری کند. در واقع این ذرات مزاحم عملکرد صحیح دیسکهای سخت هستند.دیسکهای سخت هوابندی شده (مانع از ورود هوا)نیستند، اما از یک فیلتر هوا برای جلوگیری از ورود هوا به محفظه درونی دیسکها استفاده میکنند. چرخش صفحات باعث ایجاد یک جریان هوای گرددابی میشود که این جریان هرگونه ذرات و گرد و غبار را به سمت فیلتر حرکت میدهند. همچنین چرخش صفحات به نوکهای دیسکهای سخت اجازه میدهد تاتوسط همان جریان ایجاد شده در بالای سطح صفحات به صورت شناور بمانند.
استفاده از صفحات سخت و محکم و آب بندی واحدها باعث افزایش قدرت و استحکام آنها نسبت به ها میشود.در نتیجه دیسکهای سخت میتوانند مقدار بیشتری از اطلاعات را نسبت به فلاپی دیسکها در خود ذخیره کنند. و همچنین دسترسی به اطلاعات نیز بسیار سریعتر است. در سال ۲۰۰۷ یک نمونه تولیدی دیسک سخت در یک ایستگاه کاری حدود ۱۶۰ گیگا بایت تا ۱ ترا بایت اطلاعات را در خود ذخیره میکند در حالیکه چرخشی حدود ۷۲۰۰ یا ۱۰۰۰۰ (RPM) دارد[۲].در هارد درایو موبایلها و که از نظر فیزیکی کوچکتر از کامپیوترهای شخصی هستند لزوما کم حجمتر و کند تر هستند. در سال ۱۹۹۰ حداکثر چرخش ۴۲۰۰ دور در دقیقه بود[۳].در سال ۲۰۰۷ هارد درایو نمونههایی از تلفنهای همراه با سرعت چرخش ۵۴۰۰ دور در دقیقه و با هزینهای بسیار ناچیز موجود میباشد.
ظرفیت و سرعت دسترسی
افزایش نمایی وار در حافظه دیسکها و سرعت دسترسی به اطلاعات در هارد درایوها به تولید کنندگان تجاری قابلیت تولید دیسکهای سخت با ظرفیت ذخیره سازی بالا برای کاربرد بهتر مصرف کنندگان ایجاد میکنند.مانندشرکت اپل آی پد و شرکت [۴]. به علاوه وجود تعداد زیادی از چیپهای ذخیره سازی بستر مناسب را برای تنوع سیستمهای که ساختارشان بر طبق صفحات وب است ایجاد کرده که در آنها به ظرفیت بسیار بالایی نیاز است. همانند سیستم جستجو و ایمیلی که توسط شرکتهای بزرگی همچون گوگل سفارش داده شده است.
روش اصلی برای کاهش زمان دسترسی به اطلاعات افزایش سرعت چرخش میباشد. در حالیکه راه اصلی برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی افزایش چگالی سطحی است. نائب رئیس شرکا رشد آتی در مورد چگالی دیسکهارا به اندازه ۴۰٪ در هر سال پیش بینی کرده است. .[۵]
از سال ۲۰۰۶ دیسک درایوها از تکنولوژی استفاده میکنند تا بتوانند میزان ذخیره اطلاعات و توان عملیاتی را افزایش دهند.
اولین دیسک سخت ۳٫۵ اینچی که قابلیت ذخیره ۱ ترا بایت اطلاعات را داشت از نوع الگو:هیتاچی دسک استار۷کی ۱۰۰۰ بود.این درایئ شامل ۵ صفحه بود که هر کدام ازحدود ۴۰۰ گیگا بایت حافظه تشکیل شده بود که قادر بود ۹۳۵٫۵گیگا بایت فضای قابل استفاده ایجاد کند.[۶] هیتاچی از آن زمان با تولید دیسکهای سخت ۱ ترا بایت به شرکتهای سامسونگ و سی گیت پیوست. .[۷]
اسامی استاندارد | پهنا | بیشترین ظرفیت تا تاریخ(۲۰۰۷) | صفحات(حداکثر مقدار) |
---|---|---|---|
۵٫۲۵" ۱۴۶ ۴۷ GB [۸] | ۱۴ | ||
۵٫۲۵" ۱۴۶ mm | ۱۹٫۳ GB [۹] | ۴[۱۰] | |
۳٫۵" | ۱۰۲ mm | ۱٫۲ ۵ | |
۲٫۵" | ۶۹٫۹ mm | ۲۵۰ GB [۱۱] | ۳ |
۱٫۸" (۵۴ mm | ۱۰۰ GB [۱۲] | ||
۱٫۸" (ATA-۷ ۵۳٫۸ mm |
اندازه گیری ظرفیت
ظرفیت یک دیسک سخت میتواند توسط ضرب تعداد سیلندرها، تعداد نوکها، تعداد شیارها، تعداد شیار بایتها محاسبه شود. در یک درایو
تولید کنندگان دیسکها سخت ظرفیت دیسکها را با استفاده از مگا،گیگا،ترا معین میکنند که به اختصار به صورت M،G،T بیان میشوند. بایت نیز به صورت B بیان میشود. سیستمهای عامل متناوبا میزان ظرفیت را با استفاده از همین علامتهای اختصاری گزارش میکنند، البته با ترجمه آنها به صورت دودویی. برای مثال پیشوند الگو:مگا همچنین به صورت ۲ (۱۰۴۸۵۷۶) بیان میشود که تقریباً معادل ۱۰۰۰۰۰۰ است. کاربردهای مشابه برای اندازههای بزرگتر با پیشوندهای دیگر به کار میروند.این نتایج در تفاوتهای محاسباتی بین سازندگان دیسکها به صورت ظرفیت و مشخصات سیستم بیان میشوند. این اختلاف در رنجهای چند گیگا بایتی مشهود تر است. برای مثال الگو:ویندوز ماکروسافتظرفیت دیسکها را هم به صورت دهدهی با افزایش ارقام تا ۱۲ تعریف کرده و هم به صورت دودویی با افزایش ارقام تا ۳ . بنابر این یک دیسک که توسط شرکت سازنده آن به عنوان ```۳۰ گیگا بایتی``` تعیین شده است ممکن است توسط ویندوز ۲۰۰۰ به دو صورت ۳۰۰۶۵۰۹۸بایتی و هم به صورت ۲۸٫۰ گیگابایتی بیان شود. اگر چه به دلیل سودمندی بیشتر ویندوز از این امکان استفاده کرده باشد که یک گیگا بایت را به صورت ۱٫۰۷۳٫۷۴۱٫۸۲۴ بایت ( ۲بایت) گزارش میکند در حالیکه سیستمعامل آنرا ۲۸٫۰ گیگا بایت گزارش کند. سالها پیش دیسکهای سخت بسیار بزرگ و سنگین بودند و برای محیطهای حفاظت شده مانند مرکز اطلاعات یا ادارههای بزرگ، بسیار مناسبتر از محیطهای صنعتی (به دلیل ظرافت و میزان دقت) و ادارههای کوچک و خانهها (به دلیل اندازه و توان مصرفی بالای آنها) بودند. پیش از اوایل سال ۱۹۸۰ بیشتر دیسکهای سخت صفحات ۸ اینچی(۲۰ سانتی متری) یا ۱۴ اینچی ( ۳۵ سانتی متری) داشتند که شامل تجهیزات مدارات متحرک با سطح ساختمانی زیاد بودند(به خصوص دیسکهای بزرگ تجهیزات متحرک که گاهی به نام ماشینهای عیب یاب عنوان میشوند.).و در موارد بسیاری به جریان بالا یا حتی توان سه فاز نیاز دارند . آنهم به دلیل وجود موتورهای بزرگی که در ساختار آنها به کار رفته بود. به همین دلیل، دیسکهای سخت به طور رایج تا سال ۱۹۸۰ برای میکرو کامپیوترها مورد استفاده قرار نگرفت. بعد از ۱۹۸۰ شرکت نوع IBM) با دیسکهای سخت تجهیز نشده بود. بیشتر دیسکهای سخت میکرو کامپیوترها در اوایل سال ۱۹۸۰ تحت نام کارخانه سازنده اشان به فروش نمیرفتند مگر توسط شرکت و . کامپیوترهای نوع XTشرکت IBM شاما دیسک سخت داخلی بودند. و این روند شرووعی به سمت خرید دیسکهای خام ( حتی توسط )شد که به طور مستقیم و بی واسطه به سیستم وصل میشدند. تولید کنندگان دیسکهای سخت شروع به بازار یابی برای مصرف کنندگان، همانند شرکت OEMs نمودند و در اواسط ۱۹۹۰، دیسکهای سخت در هر مغازه جزئی فروشی نیز یافت میشد. زمانیکه دیسکهای داخلی یکی از گزینههای انتخاب کامپیوتر هتی شخصی شدند، دیسکهای خارجی همچنان در اپل مکینتاش و دیگر تولید کنندگان مورد استفاده بود. اولین اپل مکینتاش بین سالهای ۱۹۸۴ و ۱۹۸۶ ساخته شد که یک ساختمان کاملاً بسته داشتند و هیچ دیسک سخت داخلی و یا خارجی دیگر را پوشش نمیداد. در سال ۱۹۸۶ اپل یک پورت اپل ۲ که به طور وسیعی در سرویسها مورد استفاده بودند.(کاربردی که همچنان نیز مورد توجه است). در اواخر ۱۹۹۰ پورتهای خروجی با سرعت بالا مانند USB و باعث شدند سیستمهایی با دسکهای خارجی در انواع کامپیوترهای شخصی بیشتر مورد توجه قرار گیرند به خصوص برای استفاده کنندگان از لپ تاپها، کاربرهایی که از سیستمعامل لینوکس استفاده میکنند و همچنین کاربرهایی که می خواهند مقدار زیادی اطلاعات را بین دو یا چند منطقه مبادله کنند . بیشتر تولید کنندگان دیسکهای سخت امروزه دیسکها خود را با پورتهای خروجی دار می سازند. ظرفیت دیسک سخت معمولاً بر حسبتاریخچه
مشخصات دیسکهای سخت :
بیان میشود. هاردهای قدیمی تر که ظرفیت کمتری نیز داشتند بر حسب مگا بایت بیان میشدند. سرعت انتقال اطلاعات در قسمت داخلی در بازه ۴۴٫۲
مگابایتدر ثانیه تا ۷۴٫۵ مگابایت در ثانیه تغییر میکند و این در حالیست که سرعت انتقال اطلاعات در واحدهای خارجی ۷۴٫۰ مگا بایت در ثانیه تا ۱۱۱٫۴ مگا بایت در ثانیه متغیر است. یک دیسک سخت با
نظرات شما عزیزان: