تبلیغات
IT-COMPUTER - همه چیز درباره هارد دیسک
 
IT-COMPUTER
دنیای کامپیوتر
 
 
دوشنبه 2 مرداد 1391 :: نویسنده : دارا صبوری

همه چیز درباره هارد دیسک

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Hard_drive-en.svg/525px-Hard_drive-en.svg.png

اساس کار هارددیسک‌ها برای ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات بر رفتار قطعات مکانیکی پلاتر و هد استوار است. ناگفته نماند که مشکلات اصلی هارددیسک‌ها که هم‌اکنون ضعف بزرگ این قطعات شمرده می‌شوند با این دو بخش در ارتباط است. پلاتر قطعه‌ای دایره‌ای شکل است که سطوح بالا و پایین آن محل قرارگیری داده‌ها هستند. هر هارددیسک به ‌طور معمول دو برابر تعداد پلاترهای خود، هد خواندن و نوشتن یکی برای رو و یکی برای زیر پلاتر دارد. شیوه کار این‌چنین است که جناب پلاتر با سرعتی مشخص می‌چرخد و هد خواندن و نوشتن نیز سطح دیسک را همانند برف پاک‌کن جارو می‌کند. 

این را نیز می‌دانید که سطح هر دیسک به‌ صورت فرضی به دایره‌های متحدالمرکز تقسیم می‌شود. این دایره‌ها توسط شعاع‌های منظمی که به‌ صورت فرضی از مرکز پلاتر رسم می‌شوند به ‌بخش‌های منظم تقسیم و در واقع داده‌ها در این بخش‌ها ذخیره می‌شوند. این جناب هد برای دسترسی به بخش‌هایی که در لبه پلاتر (دایره بیرونی) قرار دارند باید زمان بیشتری را منتظر بماند، ‌از این‌رو محور مرکزی هارددیسک با سرعتی بیشتر می‌چرخد تا زمان دسترسی به داده‌ها افزایش یابد. مشهود است که هرچه سرعت گردش پلاتر یا محور مرکزی بیشتر باشد، زمان دسترسی به داده‌ها توسط هد خواندن و نوشتن کاهش خواهد یافت. هارددیسک‌ها از منظر سرعت گردش محور مرکزی در پنج گروه ۴۲۰۰، ۵۴۰۰، ۷۲۰۰، ۱۰ و ۱۵ هزار دور در دقیقه قرار می‌گیرند. هارددیسک‌های کوچک‌اندام ۸/۱ و ۵/۲ اینچی که بیشتر در دستگاه‌های قابل‌حمل مانند دستگاه‌های پخش موسیقی و لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شوند از سرعت ۴۲۰۰ و ۵۴۰۰ دور در دقیقه پشتیبانی می‌کنند و برخی نمونه‌های جدید از سرعت ۷۲۰۰ دور در دقیقه بهره می‌برند. هارددیسک‌هایی که شما با آن آشنا هستید با سرعت ۷۲۰۰ دور در دقیقه می‌چرخند و هارددیسک‌های حرفه‌ای نیز با سرعت‌های ۱۰ و ۱۵ هزار دور در دقیقه گردش می‌کنند.

 

● بافر به‌عنوان حافظه موقت 
حتم دارم می‌دانید که برخی اوقات هارددیسک قادر به انجام سریع تمامی دستورات و داده‌هایی که از سوی مادربرد صادر و ارسال می‌شود نیست. از این‌رو حافظه سریعی از جنس RAM روی برد کنترلی هارددیسک نصب می‌کنند تا فرصتی در اختیار هارددیسک برای انجام دستورالعمل‌های مختلف قرار دهد. هرچه اندازه این حافظه که بافر خوانده می‌شود بیشتر باشد کارایی کلی هارددیسک افزایش خواهد یافت. اندازه بافر رابطه مستقیمی با ظرفیت و کاربری هارددیسک دارد، برای مثال، میزان بافر هارددیسک‌های بندانگشتی ۸/۱ و ۵/۲ اینچی با ظرفیت‌های ۸۰ تا ۱۶۰ گیگابایت، ۲ مگابایت است. بافر مدل‌های ۵/۳ اینچی کنونی بین ۸ تا ۳۲ مگابایت با توجه به ظرفیت هارددیسک متغیر است. به‌ طور حتم استفاده از بافر حجیم‌تر در ظرفیت‌های برابر هارددیسک توصیه می‌شود. 
● رابط PATA، SATA و غیره! 
این هارددیسک‌ها بالاخره یک‌جوری باید به مادربرد وصل شوند و داده‌ها را مبادله کنند. هارددیسک‌های معمولی از رابط‌های Parallel ATA یا همان IDE قدیمی و رابط جدید Serial ATA استفاده می‌کنند. نسل رابط‌های PATA چند وقتی است که سرآمده و تمامی مدل‌های جدید از رابط SATA پشتیبانی می‌کنند. رابط‌های مورد استفاده توسط هارددیسک‌های حرفه‌ای قدری متفاوت است. این مدل‌ها از سه نوع رابط SCSI، Fiber Channel و SAS استفاده می‌کنند. رابط SAS جدیدترین و مقرون به‌صرفه‌ترین رابط کنونی است! 
این را نیز گفته باشم که هر کدام از رابط‌های ذکر شده، شامل گونه‌های مختلفی هستند. برای مثال، رابط SATA خود شامل دو گونه SATA ۱۵۰ MB و SATA ۳۰۰ MB است که به SATA و SATA۲ معروف شده‌اند. این را نیز گفته باشم که مادربردهای عام فقط از رابط‌های SATA و PATA پشتیبانی می‌کنند و رابط‌های SAS، SCSI و Fiber Channel فقط روی مادربردهای حرفه‌ای عرضه می‌شوند! 
این را هم بیافزایم که ارتباط مستقیمی بین نوع رابط‌ها و ظرفیت هارددیسک وجود دارد. هارددیسک‌های عام در ظرفیت‌های ۱۶۰، ۲۵۰، ۳۲۰، ۵۰۰، ۶۴۰، ۷۵۰ و ۱۰۰۰ گیگابایت تولید می‌شوند. این در حالی است که هارددیسک‌های حرفه‌ای در ظرفیت‌های ۳۶، ۷۴ و ۱۶۰ عرضه می‌شوند. در هارددیسک‌های عام، ظرفیت اهمیت دارد و در هارددیسک‌های حرفه‌ای، سرعت مورد توجه است. 
● تعداد پلاتر 
یک نکته خیلی ظریف در وادی هارددیسک‌ها وجود دارد که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هر هارددیسک از تعدادی پلاتر تشکیل می‌شود. در حال حاضر ظرفیت پلاترها بین ۲۰۰ تا ۲۵۰ گیگابایت متغیر است. از این‌رو برای تولید هارددیسک یک ترابایتی لازم است از ۴ پلاتر ۲۵۰ گیگابایتی یا ۵ پلاتر ۲۰۰ گیگابایتی استفاده شود. هرچه تعداد پلاترهای هارددیسک به‌ عنوان یکی از اجزای مهم مکانیکی افزایش یابد، احتمال بروز مشکل نیز افزایش خواهد یافت. از این‌رو سازندگان هارددیسک تلاش می‌کنند تراکم ذخیره‌سازی داده‌ها را افزایش دهند تا از تعداد پلاترهای کمتری در ساخت هارددیسک استفاده شود. تا همین یک ماه پیش شرکت Samsung با تولید پلاترهای ۳۳۴ گیگابایتی رکوددار حجیم‌ترین پلاتر بود، اما Western Digital با تولید پلاتر ۵۰۰ گیگابایتی رکورددار کنونی بازار است. به ‌همین دلیل تولید هارددیسک‌های پرظرفیت با پلاترهای متراکم امکان‌پذیر خواهد شد. شما نیز به‌ عنوان خریدار باید دقت داشته باشید که از هارددیسک‌هایی استفاده کنید که از تعداد کمتری پلاتر استفاده می‌کنند! 
● و اما بعد… 
علاوه بر مواردی که در بالا به آن‌ها اشاره شد،‌ هارددیسک‌ها مشخصات فنی دیگری مانند تکنولوژی محافظت از پلاتر در برابر ضربات، تکنولوژی ثبت صحیح داده‌ها، الگوریتم مرتب‌سازی کارآمد داده‌ها (NCQ) و غیره را دارند که در فرصتی دیگر درباره آن‌ها صحبت خواهیم کرد. شرکت‌های سازنده، خانواده‌های مختلفی را روانه بازار می‌کنند که خریدارجماعت باید با مشخصات آن‌ها آشنا شود تا انتخابی صحیح داشته باشد. در این نوشتار بیشتر به کلیات پرداختیم و در نوبت‌های آتی بحث‌ها را به شکلی جدی‌تر دنبال خواهیم کرد.

هنوز سالهای زیادی باقی مانده است که SSDها بتوانند از نظر امنیت و اعتماد و همچنین قیمت، جایگزین هارد دیسک های قدیمی شوند. کمی منصف باشید، هارد دیسک ها بر روی میز و یا کامپیوتر همه شما جا خوش کرده اند و از حجم عظیمی از خرت و پرت های شما را (از قبیل فیلم های HD، عکس های حجیم، موسیقی ها و هر چیزی که فکرش را کنید) محافظت می کنند. کاری که ممکن است در خور شان و شخصیت SSD گرانقیمت و ظریفتان نباشد.

هارد دیسک

آنچه که در زیر پنهان است

هارد درایو را به این دلیل HDD می گویند که خلاصه شده عبارت Hard Disk Drive یا گرداننده دیسک سخت است. درون یک هارد درایو شما چیزی به نام «پلاتر» دارید که یک سطح مغناطیسی برای ضبط اطلاعات است و با سرعت بسیار زیادی به دور خود می چرخد. یک ابزار هم به نام هد در سراسر صفحه مغناطیسی حرکت می کند و کار خواندن و نوشتن اطلاعات را انجام می دهد. کار هارد از این نظر مشابه گرامافون است. اما تفاوت اصلی در این است که نوک هد هرگز با صفحه مغناطیسی تماس ندارد.

هارد درایوها به طور معمول در اندازه های ۱٫۸ اینچی، ۲٫۵ و ۳٫۵ اینچی تولید می شوند، اماممکن است در اندازه های بزرگتر و کوچکتر از این هم دیده شوند. ۳٫۵ اینچی ها در کامپیوتر های رومیزی به کار می روند و ۲٫۵ اینچی ها مخصوص لپ تاپ هستند. ۱٫۸ اینچی ها هم در iPod کلاسیک، مک بوک ایر و برخی ابزارهای پرتابل کوچک کاربرد دارند. این اعداد نشان دهنده قطر پلاتر به کار رفته در آن هارد درایو هستند.

یک درایو هرچه تعداد پلاتر بیشتری داشته باشد، توانایی نگهداری حجم بیشتری از اطلاعات را خواهد داشت. اما در این میان هنوز برخی محدودیت ها در خصوص تعداد و حجم اطلاعات پلاتر ها وجود دارد. هارد درایوهای پرظرفیتی که در کامپیوتر های رومیزی مورد استفاده قرار می گیرند می توانند تا ۴ پلاتر داشته باشند. بسیاری از مدل های ۳٫۵ اینچی و برخی از ۲٫۵ اینچی های ویژه ۳ پلاتر دارند. اما اغلب ۲٫۵ اینچی های لپ تاپ و تمام ۱٫۸ اینچی های پرتابل به دو پلاتر محدود می شوند.

هارد دیسک

ممکن است فکر کنید در هارد ۱ ترابایتی و یا غول های ۱٫۵ و ۲ ترابایتی که توسط هیتاچی و سی گیت تولید شده اند، با توده ای از پلاتر ها مواجه ایم. تکنیک استفاده شده در این هاردها به PMR یا ضبط مغناطیسی ستونی مشهور است که به ما این امکان را می دهد که بر روی پلاتر تا ۱۰ برابر اطلاعات بیشتری ضبط و نگهداری کنیم. روش کار بدین صورت است که اطلاعات بصورت عمودی (ستونی) بر روی پلاترها ضبط می شوند، در حالی که در گذشته به صورت افقی (سطری) این کار انجام می شده است. اما اطلاعاتی که به این صورت نگهداری می شوند، در برابر پاک شدن و آسیب دیدن بسیار حساس و شکننده هستند.

این همه اعداد و حروف چه معنی دارند؟

اگربه برچسب هارد دیسک ها دقت کرده باشید ممکن است به کلماتی از قبیل IDE، SATA و PATA برخورده باشید و یا خصوصیاتی مانند ۵۴۰۰RPM یا ۷۲۰۰RPM را مشاهده کرده باشید. همچنین اندازه های مختلفی چون ۳٫۵ اینچ، ۲٫۵ اینچ و ۱٫۸ اینچ برای آنها ذکر می شود. حسابی گیج کننده است؟ همه این اطلاعات چه معنی می توانند داشته باشند؟

RPM در هارد دیسک ها دقیقا مترادف با معنی آن در اتومبیل است: تعداد دور در دقیقه. این عدد در هارد دیسک ها بسیار مهم است، زیرا سرعت چرخش بالاتر به معنی سرعت خواندن و نوشتن بیشتر است. ۷۲۰۰RPM سرعت استاندارد هارد دیسک کامپیوترهای رومیزی است، اما مدل های ویژه ای با سرعت های ۱۰,۰۰۰RPM و ۱۵,۰۰۰RPM هم برای کاربردهای حرفه ای تولید می شوند. هارد لپ تاپ ها به علت اندازه کوچک شان،عموما ۵۴۰۰RPM سرعت دارند. اما می توانید مدل های ۷۲۰۰RPM را هم بیابید، ولی باید مقداری از شارژ لپ تاپ تان را فدای سرعت بیشتر هارد تان کنید.

RPM را شاید بتوان مهمترین عامل کارایی هارد دیسک دانست. وقتی هارد با سرعت بیشتری بچرخد، اطلاعات بیشتری در واحد زمان قابل خواندن و نوشتن هستند، این امر همچنین امکان دسترسی سریعتر به اطلاعات را فراهم می کند. در سرعت های بالا، هد برای رسیدن به اطلاعات درست دچار وقفه نمی گردد و سریعا خود را به محل مناسب می رساند. زمان جستجوی هارد هم عبارت است از مدت زمان مورد نیاز که هارد هد را به محل مناسب برای خواندن و نوشتن اطلاعات برساند. هارد های با کیفیت و گرانقیمت زمان جستجویی در حد ۲ میلی ثانیه دارند و برای هارد های معمولی موجود در بازار این زمان به ۹ میلی ثانیه می رسد. بافر هارد هم نشان دهنده میزان اطلاعاتی است که قبل از استفاده cache می شوند و هر چه میزان آن بیشتر باشد هارد با سرعت بالاتری به درخواست های سیستم پاسخ می دهد. هارد های معمول موجود در بازار با بافرهای ۸، ۱۶ و ۳۲ مگابایت ارائه می گردند، اما برخی هارد های ویژه را با بافرهای بسیار بالا هم ( حتی تا یک گیگابایت ) می توان یافت.

هارد دیسک

آنها چگونه وصل می شوند؟

هارد دیسک

ابزارهای بسیاری برای اتصال هارد دیسک به مادربورد وجود دارند. اما تا چند سال پیش در بازار هارد دیسک ها ATA -اتصال با تکنولوزی پیشرفته- استاندارد حکمران بود. این اتصال عبارت از یک سوکت ۱۶ پین بود که کنترل هارد دیسک را در اختیار مادر بورد قرار می داد. البته قبل از اینکه SATA پا به عرصه بگذارد، رابط ATA صاحب برادر دوقلویی به نام Parallel ATA هم شد.

پس از آن، ATA به دفعات دچار بازبینی ها و ارتقا های متعددی شد که به آن اجازه می داد با هارد های حجیم تر و سریعتر هم به راحتی کار کند. ممکن است هارد هایی را دیده باشید که بر روی آنها عبارت Ultra ATA درج شده است. این دسته از رابط ها امکان جابجایی اطلاعات را با سرعت ۱۳۳ مگابیت بر ثانیه مهیا می ساختند. ATA در میان عموم به IDE هم مشهور است، اما همان نام ATA توصیف دقیق تری برای این رابط است. اگر درون کامپیوترتان را نگاهی انداخته باشید ممکن است این نوع رابط را دیده باشید. تشخیص این رابط هم بسیار آسان است، کابل های نواری عریضی که فضای زیادی را هم اشغال کرده اند، همان کابلهای ATA هستند. نوع دیگری از کابل ها که ممکن است نام آن برایتان اشنا باشد، رابط های SCSI (اسکازی) هستند که در زمان حکومت ATA/IDE، به طور معمول برای مقاصد تجاری و یا سیستم های با کاربری ویژه استفاده می شدند. یکی دیگر از دردسرهای رابط های ATA/IDE تنظیمات Master/Slave و نحوه کار با آنها بود که با ظهور SATA این مشکل هم رفع شده است.

در چند سال اخیر استاندارد SATA برای هارد دیسک ها استفاده می شود که دنیایی کاملا متفاوت از ATA است. این رابط ها از اولین ابزار هایی بودند که به سرعت ۱٫۵ گیگابیت بر ثانیه دست یافتند و هم اکنون با سرعت ۳ گیگابیت بر ثانیه کار می کنند. البته چیزی نمانده که به سرعت ۶ گیگابیت بر ثانیه هم دست پیدا کنند. این کابل ها نازک ترند و جای کمتری از کیس را اشغال می کنند، که این امر باعث مرتب تر بودن داخل کیس و گردش هوای بهتر در آن می شود. با استفاده از این استاندارد، دیگر نیازی به تنظیمات پیچیده و گیج کننده ندارید و کار با آن بسیار راحت تر است. امروزه برخی از ابزارهای external هم از نوع خاص SATA با نام eSATA استفاده می کنند که e مخفف همان external یا بیرونی است که امکان استفاده از سرعت بالای SATA را بصورت پرتابل و بیرونی فراهم می کند. چیزی نمانده که eSATA هم به استانداردی شبیه USB و با سرعت بسیار بالاتر از آن تبدیل گردد.

زمان جستجوی بالا، چیزی کاملا متفاوت با زمان انتقال بالا است. اولی نشان دهنده مدت زمانی است که اطلاعات مورد نظر در هارد پیدا می شوند و دومی نشان دهنده مدت زمانی است که این اطلاعات به مقصد منتقل می گردند. اگر بخواهیم این موضوع را به شکل ساده توضیح دهیم، یک هارد با رابط کم سرعت و زمان جستجوی سریع بهتر است برای جاهایی که تکه های کوچک اطلاعاتی را مرتبا جابجا می کنند بکار گرفته شود و هارد با رابط پرسرعت و زمان جستجوی کندتر بدرد کسانی می خورد که همیشه حجم بالایی از اطلاعات را انتقال می دهند.

چرا هاردها می میرند؟

به یاد دارید که گفتیم هد در حالت عادی هیچ گاه سطح پلاتر هارد را لمس نمی کند؟ هنگامی که هد با سطح پلاتر تماس پیدا کند در اصطلاح به آن شکستگی هد می گوییم (ویدئوی بالا را ببینید). به طور معمول هد بر روی کیسه کوچکی از هوا حرکت می کند، اما برخی ذرات ریز باعث می شوند هد بر روی دیسک کوبیده شود، این اتفاق در سرعت های چرخش بالاتر بیشتر اتفاق می افتد و تاثیر شدید تری هم بر هد و پلاتر می گذارد، زیرا ضربه آن مانند این است که هد دفعات بیشتری بر سطح پلاتر کوبیده شود. قطعات ظریف مکانیکی با این اتفاقات سرانجام به پایان عمر خود می رسند، چیزی که معمولا با نام میانگین عمر شناخته می شود. متاسفانه هنگامی که عمر درایو شما به پایان می رسد دیگر کاری جز خرید یک هارد جدید از دستتان بر نمی آید. مگر اینکه مشکل ایجاد شده برای هارد شامل موارد گارانتی تولید کننده باشد.

و مهمترین چیزی که در مورد هارد دیسک باید بدانید، این است که از خرت و پرت هایتان حتما نسخه پشتیبان تهیه کنید، ممکن است هارد دیسک ها با هیبت و مقاوم به نظر بیایند، اما این به این معنی نیست که آنها هیچ نقطه ضعفی ندارند.

نحوه انتخاب یک هارد دیسک 
هارد دیسک (Hard disk ) ، یکی از مهمترین عناصر سخت افزاری درکامپیوتر پس از پردازنده و حافظه است. از هارد دیسک ، بمنظور ذخیره سازی اطلاعات استفاده می گردد . اطلاعات مربوط به راه اندازی سیستم ، برنامه ها و داده ها، جملگی بر روی هارد دیسک ذخیره می گردند. در زمان انجام برخی عملیات خاص توسط کامپیوتر، نظیر ویرایش فیلم ها ، بازی های کامپیوتری و یا پخش موزیک ، استفاده از یک هارد دیسک با ظرفیت بالا، سرعت مناسب و قابل اطمینان ، بطرز محسوسی بهبود محیط عملیاتی خصوصا" ذخیره و بازیابی اطلاعات را بدنبال خواهد داشت . در سالیان اخیر  تکنولوژی ساخت هارد دیسک بسرعت  و در ابعاد متفاوت رشد و گسترش یافته است . در این مقاله ، به بررسی پارامترهای لازم در خصوص انتخاب یک هارد دیسک خواهیم پرداخت .

جایگاه هارد دیسک 
با توجه به رشد چشمگیر تکنولوژی ساخت هارد دیسک ، ظرفیت آنان درفواصل زمانی بین دوازده تا هیجده ماه ، دو برابر می شود . بدین ترتیب ،عملا" کامپیوترهای شخصی بسمت ماشین های چند رسانه ای حرکت نموده که می توان حجم بالائی از اطلاعات شامل صوت ، تصویر و گرافیک را بر روی آنان ذخیره نمود. بیشترین ظرفیت هارد دیسک قابل نصب بر روی کامپیوترهای Desktop  ، معادل ۲۵۰ گیگابایت می باشد. طرفیت فوق ، ده برابر بیش از ظرفیت هارد دیسک های سه سال پیش است . در اوایل سال ۲۰۰۳ میلادی ، هارد دیسک های با ظرفیت ۳۲۰ گیگا بایت مطرح شده اند. تولید کنندگان در صدد ارائه اینترفیس های سریال  ATA بوده که نسبت به مدل های پیشین ( اینترفیس های موازی ATA ) دارای سرعت بمراتب بیشتری می باشند. محصولات تولید شده در سال آینده ، از تکنولوژی فوق استفاده خواهند کرد. عملکرد تمامی هارد دیسک ها در زمان اجرای یک برنامه مشابه یکدیگر بوده و استفاده از درایوهای با سرعت بالا، مزایا و امتیازات متعددی را برای کاربرانی که قصد پردازش داده هائی با حجم بالا ( تصاویر و ویدئوهای دیجیتال ) را دارند ، بدنبال خواهد داشت.بر اساس آزمایشات متعدد انجام شده توسط برنامه Photoshop ، مشخص شده است که انجام عملیات پیچیده ای نظیر : اعمال فیلترها ، گردش و ویرایش تصاویر در هارد دیسک های با  سرعت بالا ، شصت درصد سریعتر از سیستم هائی است که دارای درایوهائی با سرعت پائین می باشند.






نوع مطلب :
برچسب ها :




درباره وبلاگ


سلام به بازدید کننده ی عزیز ممنون که وبلاگ مرا مورد نظر خود قرار دادین امیدوارم که مطالب مورد درخواست شما باشد با نظرات خود ما را خوشحال کنید .خیلی ممنون

مدیر وبلاگ : دارا صبوری
نویسندگان
صفحات جانبی
نظرسنجی
به سایت امتیاز دهید






جستجو

آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :