سفارش تبلیغ
صبا ویژن
یکشنبه 103 اردیبهشت 9: امروز

هارد دیسک

 بر روی هر کامپیوتر حداقل یک هارد دیسک وجود دارد.برخی از سیستم ها ممکن است دارای بیش از یک هارد دیسک باشند. هارد دیسک یک محیط ذخیره سازی دائم برای اطلاعات را فراهم می نماید . اطلاعات دیجیتال در کامییوتر می بایست بگونه ای تبدیل گردند که بتوان آنها را بصورت دائم بر روی هارد دیسک مغناطیسی  ذخیره کرد.

مبانی هارد دیسک
هارد دیسک در سال 1950 اختراع گردید. هارد دیسک های اولیه شامل دیسک های بزرگ با قطر 20 اینچ ( 50/8 سانتیمتر) بوده و توان ذخیره سازی چندین مگابایت بیشتر را نداشتند. به این نوع دیسک ها در ابتدا " دیسک ثابت "  می گفتند. در ادامه به منظور تمایز آنها با فلاپی دیسک ها از واژه " هارد دیسک " استفاده گردید. هارد دیسک ها دارای یک  Platter ( صفحه ) به منظور نگهداری محیط مغناطیسی می باشند. عملکرد یک هارد دیسک مشابه یک نوار کاست بوده و از یک روش یکسان برای ضبط مغناطیسی استفاده می نمایند. هارد دیسک ونوار کاست از امکانات ذخیره سازی مغناطیسی یکسانی نیز استفاده می نمایند.در چنین مواردی می توان بسادگی اطلاعاتی را حذف و یا مجددا" بازنویسی کرد. اطلاعات ذخیره شده بر روی هر یک از رسانه های فوق ، سالیان سال باقی خواهند ماند. علیرغم وجود  شباهت های موجود ، رسانه های  فوق در مواردی نیز با یکدیگر متفاوت می باشند:

  • لایه مغناطیسی بر روی یک نوار کاست بر روی یک سطح پلاستیکی نازک توزیع می گردد. در هارد دیسک لایه مغناطیسی بر روی یک دیسک شیشه ای ویا یک آلومینیوم اشباح شده قرار خواهد گرفت . در ادامه سطح آنها بخوبی صیقل داده می شود.

  • در نوار کاست برای استفاده از هر یک از آیتم های ذخیره شده می بایست بصورت ترتیبی ( سرعت معمولی و یا سرعت بالا) در محل مورد نظر مستقر تا امکان بازیابی ( شنیدن ) آیتم دلخواه فراهم گردد. در رابطه با هارد دیسک ها می توان بسرعت در هر نقظه دلخواه مستفر و اقدام به بازیابی ( خواندن و یا نوشتن ) اطلاعات مورد نظر کرد.

  • در یک نوار کاست ، هد مربوط به خواندن / نوشتن می بایست سطح  نوار را مستقیما" لمس نماید. در هارد دیسک هد خواندن و نوشتن در روی دیسک به پرواز در می آید! ( هرگز آن را لمس نخواهد کرد )

  • نوار کاست  موجود در ضبط صوت در هر ثانیه 2 اینچ ( 5/08 سانتیمتر ) جابجا می گردد. گرداننده هارد دیسک می تواند هد مربوط به هارد دیسک را  در هر ثانیه 3000 اینچ  به چرخش در آورد .

 یک هارد دیسک پیشرفته قادر به ذخیره سازی حجم بسیار بالائی از اطلاعات در فضائی اندک و  بازیابی اطلاعات با سرعت بسیار بالا است . اطلاعات ذخیره شده برروی هارد دیسک در قالب مجموعه ای از فایل ها ذخیره می گردند. فایل نامی دیگر برای مجموعه ای از بایت ها است که بنوعی در آنها اطلاعاتی مرتبط به هم ذخیره شده است . زمانیکه برنامه ای اجراء  و در خواست فایلی را داشته باشد، هارد دیسک اطلاعات را بازیابی و آنها برای استفاده  پردازنده ارسال خواهد کرد.

 برای اندازه گیری کارآئی یک هارد دیسک از دو روش عمده استفاده می گردد:

  • میزان داده (Data rate) . تعداد بایت هائی ارسالی  در هر ثانیه برای پردازنده است . اندازه فوق بین 5 تا 40 مگابایت در هر ثانیه است .

  • زمان جتسجو (Seek Time) . مدت زمان بین درخواست یک فایل توسط پردازنده  تا ارسال اولین بایت فایل مورد نظربرای پردازنده را می گویند.

کالبد شکافی هارد دیسک
بهترین روش شناخت نحوه عملکرد هارد دیسک کالبد شکافی آن است .شکل زیر یک هارد دیسک را نشان می دهد.

یک پوسته ( قاب ) آلومینیومی که کنترل کننده هارد دیسک در درون آن ( یک سمت دیگر ) قرار دارد. کنترل کننده فوق مکانیزمهای خواندن ، نوشتن و موتوری که باعث چرخش صفحات هارد دیسک می شود  را کنترل می نماید. 

در نزدیکی برد کنترل کننده کانکتورهای مربوط به موتوری که باعث چرخش صفحات هارد می شود قرار دارد.

در صورتیکه روکش مربوطه را از روی درایو برداریم با وضعیتی مشابه شکل زیر برخورد خواهیم کرد.

در تصویر فوق موارد زیر مشاهده می گردد:

  • Platters ( صفحات ) این صفحات می توانند با سرعت 3600 تا 7200 دور در دقیقه چرخش نمایند.

  • بازوئی که هد  خواندن و نوشتن را نگاه داشته است . این بازو با سرعتی معادل 50 بار در ثانیه قادر به حرکت در طول هر یک از صفحات است ( حرکت شعاعی )

به منظور افزایش ظرفیت هارد دیسک می توان تعدادی از صفحات را استفاده کرد . شکل زیر هارد دیسکی با سه صفحه و شش هد خواندن / نوشتن را نشان می دهد.

مکانیزمی که باعث حرکت بازوها بر روی  هارد دیسک می گردد ، سرعت و دقت را تضمین می نماید.در این راستا از یک موتور خطی با سرعت بالا استفاده می گردد.

ذخیره سازی داده ها
اطلاعات بر روی سطح هر یک از صفحات هارد دیسک در مجموعه هائی با نام سکتور و شیار ذخیره می گردد. شیارها دوایرمتحدالمرکزی می باشند ( نواحی زرد) که بر روی هر یک از آنها تعداد محدودی سکتور(نواحی آبی ) با ظرفیت بین 256 ، 512 بایت ایجاد می گردد. سکتورهای فوق در ادامه و همزمان با آغاز فعالیت سیستم عامل در واحد های دیگر با نام " کلاستر " سازماندهی می گردند. زمانیکه یک درایو تحت عملیاتی با نام Low level format قرار می گیرد، شیارها و سکتورها ایجاد می گردند. درادامه و زمانیکه درایو High level format  گردید، با توجه به نوع سیستم عامل و سیاست های راهبردی مربوطه ساختارهائی نظیر :  جدول اختصاص فایل ها،   جدول آدرس دهی فایل ها و...  ایجاد، تا بستر مناسب برای استقرار فایل های اطلاعاتی فراهم گردد. 


 نوشته شده توسط موسئ رمضانئ در جمعه 85/9/17 و ساعت 12:28 عصر | نظرات دیگران()
منبع: جام جم سال 2004 برای صنعت هارد درایو همراه با انواع واقسام نوآوری ها بود. شرکت های مختلف در این سال تنها به افزایش ظرفیت ذخیره سازی هاردهای موجود بسنده نکردند و با تولید فن آوری های پیشرفته ، آینده ای روشن برای این صنعت در سال آینده ترسیم کردند. به این ترتیب می توان امیدوار بود که سال آینده میلادی سال تحول هارد درایوها خواهد بود.شرکت توشیبا در سال 2004 بر روی هارد درایوهایی کار می کرد که به گفته این شرکت اولین مدل از هاردهایی هستند که اطلاعات را به صورت ستون وار یا خطی ذخیره می کنند، فن آوری که به کمک آن می توان حجم بیشتری از اطلاعات را بر روی هارد درایوهای کوچکتر ذخیره کرد. این فن آوری با تولید هارد درایو MK4007GAL به ثبت رسید. این هارد با ضخامت 5 میلیمتری که داشت ، می توانست 40 گیگا بایت اطلاعات را در خود جای دهد. این فن آوری همچنین برای تولید MK8007GAH نیز بکار گرفته شد تا صفحه هارد درایوی با قطر 1.8 اینچ با حجم اطلاعاتی 80 گیگا بایت نیز توسط این شرکت به تولید برسد. وقتی بیت های اطلاعاتی که در واقع بارهای مغناطیسی میکروسکوپیک هستند، قرار است بر روی هارد درایو ذخیره شوند، باید در کنار یکدیگر بر روی صفحه هارد بنشینند. بدلیل دافعه ای که این بارهای میکروسکوپیک نسبت بهم دارند، کاملا نمی توانند در کنار همدیگر قرار بگیرند وفاصله ای بین آنها بوجود می آید که خالی از هر نوع بیت است. از طرف دیگر این دافعه به مرور زمان باعث انحراف مسیر قرار گرفتن اطلاعات نیز می شود، که این امر می تواند از کیفیت اطلاعات ذخیره شده بکاهد. با این تکنولوژی جدید که اطلاعات به صورت ستونی در کنار یکدیگر قرار می گیرند، هر دوی این مشکلات به نحو چشمگیری بر طرف شده است. به این ترتیب علاوه بر این که از فاصله بین بیت های اطلاعاتی کاسته می شود، کیفیت ذخیره سازی اطلاعات نیز با لا خواهد رفت. برای ساخت هاردهایی که بتوانند از این فن آوری بهره ببرند قبل از هر چیز به ماده ترکیبی مناسبی برای ساخت صفحه هارد نیازاست که توانایی ذخیره اطلاعات به صورت ستونی را داشته باشد و سپس هد پیشرفته ای که بتواند اطلاعات ستونی را بخواند. به گفته سخنگوی شرکت توشیبا تا کنون این شرکت توانسته است ماده سازنده صفحه وهمچنین فن آوری کارکرد هد مناسب این صفحه را بدست بیاورد. این شرکت قصد دارد، تولید انبوه هاردهای 40 و 80 گیگا بایتی خود را در نیم سال اول سال 2005 براه بیاندازد.همچنین شرکت فوجیتسو که از جمله تولید کنندگان هارد درایوهای کوچک قابل حمل است ، توانسته هارد درایوی با ظرفیت 100 گیگابایت تولید کند. جالب اینجاست که این هارد درایو بر خلاف مدلهای قبلی که سرعت چرخش صفحه آنها 4200rpm بود، سرعت چرخشی معادل 5400rpm دارد.این در حالی است که این شرکت توانسته است مصرف این هارد را بنحو چشمگیری کاهش دهد. تولید چنین هارد درایوی در ابعاد کوچک ، ظرفیت 100گیگابایت و دور چرخشی بیش از 4200rpm را می توان تحولی در این صنعت به حساب آورد. با بکار گیری این هاردها در دستگاههای laptop علاوه بر اینکه مصرف باتری آنها کاهش می یابد، حجم اطلاعات ذخیره شده در آنها نیز تا 100 گیگا بایت افزایش می یابد. از طرف دیگر شرکت Seagate که از تولید کنندگان اصلی هارد درایو است ، یک ماه پیش رکورد ذخیره اطلاعات در هارد درایو را شکست و توانست 400 گیگابایت اطلاعات را در یک هارد درایو به نام باراکودا جای دهد. این هارد درایو از فن آوری SATA استفاده می کند که سرعت انتقال اطلاعات آن چندین برابر مدل های معمولی است.این هارد همچنین از سیستم NCQ نیز بهره می برد. سیستم NCQ می تواند استهلاک اطلاعات در حین انتقال را به صفر برساند و علاوه بر سرعت ، کیفیت اطلاعات انتقال داده شده را نیز بالا ببرد. سرعت چرخش صفحه این هارد 7200rpmاست.این شرکت قصد دارد در ماههای آینده هارد درایوی با مشخصات بالا و سرعت چرخش 10000 دور در دقیقه را وارد بازار نماید. هارد درایوی با ظرفیت 400 گیگابایت در 10000rpm غیر قابل تصور است! این در حالی است که قدرتمند ترین هارد درایوهای شرکت Maxtor با ظرفیت 300گیگابایت ، سرعت چرخشی در حدود 4500rpm دارند.در حال حاضر محصول جدید شرکت Seagate با این حجم عظیم ذخیره اطلاعاتی ، کاربرد عمومی چندانی ندارد و از آن ، بیشتر برای ایستگاههای کامپیوتری استفاده می شود. ولی نکته مهم این است که نیاز کاربران به ذخیره اطلاعات با حجم بالاتر همواره رشد صعودی داشته وروزی خواهد رسید که همین هارد درایو 400 گیگا بایتی نیز نمی تواند نیاز آنها را برآورده کند.
 نوشته شده توسط موسئ رمضانئ در جمعه 85/9/17 و ساعت 12:25 عصر | نظرات دیگران()

بالا

بالا