هارددیسک ها را دوباره ببینیم

هارددیسک ها انواع مختلفی داشته و با توجه به قابلیت هایشان قیمت های مختلفی دارند

هارددیسک‌ها انواع مختلفی داشته و با توجه به قابلیت‌هایشان قیمت‌های مختلفی دارند.

در این شماره همزمان با بیان نحوه عملکرد هارددیسک‌ها به توانایی‌آنها نیز خواهیم پرداخت. برخلاف حافظه RAM، هارددیسک‌‌ رسانه‌ مکانیکی است که برای ذخیره‌سازی داده از ساز و کارهای مکانیکی استفاده می‌کند.

این موضوع برای رایانه‌‌ها یک محدودیت بزرگ به حساب می‌آید زیرا سرعت حافظه و پردازنده را که کاملا به صورت الکترونیک کار می‌کند محدود می‌سازد، اینجاست که سرعت انتقال داده هارددیسک‌ها و الگوریتم‌های مورد نظر اهمیت بالایی پیدا می‌کند.

از طرفی دیگر RAM‌‌ نمی‌تواند داده را به صورت پایدار در خود ذخیره کند و با قطع‌شدن برق سیستم، تمامی اطلاعات آن از بین می‌رود.

رسانه‌ای که می‌تواند داده را به صورت پایدار در خود ذخیره کند، هارددیسک است؛ به این ترتیب وجود هارددیسک‌‌ برای هر رایانه‌ ضروری است.

با داشتن یک هارددیسک با توانایی ذخیره‌سازی بالا می‌توان رایانه‌ای با قابلیت اطمینان بالا داشت. در ادامه ساختار یک هارددیسک معمولی را تشریح می‌کنیم.

با باز‌کردن یک هارددیسک، اولین چیزی که به چشم می‌خورد صفحه‌هایی مانند آینه است (البته باز‌کردن هارد توصیه نمی‌شود، به دلیل حساسیت بالای دیسک‌ها حتی اثر انگشت هم می‌تواند به آنها آسیب برساند). این صفحه‌ها معمولا از شیشه یا سرامیک ساخته می‌شوند.

در نمونه‌های جدید از تیتانیوم هم استفاده شده است. تعداد صفحه‌ها بین یک تا ده صفحه در میان هارد‌ها متفاوت است که به صورت موازی قرار گرفته‌اند.

هر صفحه هد خواندن/ نوشتن دارد. داده در نواحی میکروسکوپیک به نام ناحیه مغناطیسی ذخیره می‌شود. هر ناحیه مغناطیسی مقدار صفر یا یک را در خود نگه می‌دارد.

داده‌ها در هارد روی دایره‌های متحدالمرکز ذخیره می‌شوند. هر دایره Track نام دارد و Track‌ها از سکتور‌ها تشکیل شده‌ و سکتور نیز کوچک‌ترین واحد ذخیره‌سازی در هارد است.

هد خواندن/ نوشتن جزء کلیدی هارد است که وظیفه نوشتن اطلاعات روی هارد و خواندن اطلاعات مورد نیاز پردازشگر از آن را دارد.

نحوه عملکرد خواندن/نوشتن به این صورت است که صفحه‌های دیسک با سرعت بالا می‌چرخند و هد با سرعت شگفت‌آوری روی Track‌ها حرکت می‌کند و اطلاعات لازم را می‌خواند یا می‌نویسد. هد با تغییر قطب مغناطیسی خود باعث نوشتن یک یا صفر روی صفحه می‌شود.

وقتی رایانه‌ خاموش می‌شود، هد در یک ناحیه امن قفل می‌شود تا از خراشاندن دیسک‌ها جلوگیری شود و به داده‌ها آسیبی نرسد. تکنیک‌های مختلفی برای این منظور استفاده می‌شود.

یکی از پرکاربردترین آنها قفل‌کردن هد خارج از حوزه دیسک‌هاست، به صورتی که اگر سرعت چرخش دیسک از حدی کمتر شود هد قفل می‌شود و اگر سرعت بیشتر از آن حد شود هد از حالت قفل خارج می‌شود.

دو ویژگی هارددیسک‌ها که می‌تواند به عنوان معیار‌های مقایسه هارد‌ها از آن بهره جست، نرخ تبادل اطلاعات (بایت در ثانیه) بوده که هارد می‌تواند در اختیار RAM و CPU قرار دهد و سرعت جستجو (زمان بین درخواست یک فایل توسط CPU از هارد تا تحویل اولین بایت) است که هر دو مورد به سرعت چرخش دیسک و عملکرد سریع هد خواندن/ نوشتن و البته به منطق ذخیره‌سازی و الگوریتم‌های بازیابی بستگی دارد.

هارد دارای مدارهای کنترل‌کننده ترافیک نیز هست که صحت ورود و خروج اندازه‌های بزرگ داده را روی دیسک‌ها تضمین می‌کند.

این مدار که در قسمت زیرین هاردها قرار دارد با استفاده از یک پردازشگر به تشخیص و پاکسازی منطقه کار داده‌ها روی حافظه می‌پردازد.

بیشتر هارددیسک‌های امروزی از فناوری نظارت، آنالیز و گزارش دهی (S.M.R.A.T) استفاده می‌کنند که کمک می‌کند خرابی‌های قریب‌الوقوع دیسک پیش‌بینی شود تا کاربر بتواند اعمال پیشگیرانه انجام دهد.

پس از بررسی داخلی هارد، نوبت به معرفی انواع آن می‌رسد. تنوع زیادی در هارد‌ها نمی‌توان دید، دسته‌بندی اصلی که می‌توان در این ارتباط انجام داد براساس اندازه و مورد استفاده و نوع اتصالات آنهاست که به صورت زیر است:

هارد رایانه‌‌های دسکتاپ به اندازه ۳.۵ اینچ، رابط IDE و SATA

هارد لپ‌تاپ‌ها به اندازه ۲.۵ اینچ، رابط IDE، SATA و SCSI

هارد سرورها به اندازه ۳.۵ اینچ، رابط SATA و SCSI

هر رابط ویژگی‌های خاص خود را دارد؛ برای مثال رابط SATA سرعت انتقال داده بیشتر از IDE و کمتر از SCSI دارد و نسبتا کم‌هزینه‌تر است.

از SCSI بیشتر در سرور‌ها استفاده می‌شود و برای ذخیره‌سازی داده‌های بسیار بزرگ کاربرد دارد. این نوع از سرعت بیشتری نیز بهره می‌برد، ولی هزینه بالاتری دارد.