هارد ديسک - كامپيوتر - مجمع فرهنگی سفیدشهر

بسم الله الرحمن الرحیم | امروز: جمعه 7 اردیبهشت 1403

هارد ديسک,كامپيوتر,هارد ديسک,,سفیدشهر، کاشان,خبر,اخبار,مجمع فرهنگی سفیدشهر

موقعیت فعلی: بخش مقالات (برگشت به لیست)

لید مقاله:

هارد ديسکHDD)، که پيش ازاين به عنوان ديسک گردان ثابت شناخته مي شد) يک حافظه دائمي است که به طور ديجيتالي رمزنگاري شده و اطلاعات را روي سطح مغناطيسي ديسک هاي خود ذخيره مي کند.

متن کامل:

هارد ديسک

هارد ديسک ها در ابتدا براي استفاده در کنار کامپيوتر توليد شدند و بعد ها از آن هادر داخل کامپيوتر استفاده شد. با گذشت زمان کاربرد هاي هاردديسک از حيطه کامپيوترفراتر رفت .بطوريکه در تجهيزات ضبط تصوير ،پخش صدا ، همچنين در سيستم ها و دوربينهاي ديجيتال مورد استفاده قرار گرفت . در سال ۲۰۰۵ اولين تلفن هاي همراه ِ دارايهارد ديسک توسط شرکت هاي نوکيا و سامسونگ ارائه شد. ايجاد نياز به حافظه هاي بزرگ ،قبال اعتماد و مستقل ، منجر به توليد ساختارهايي همچون RAID ،سخت افزار هايي همچون NASحافظه هاي متصل به شبکه و سيستم هايي همچون SAN شبکه هاي ذخيره اطلاعات شد تابتوان بطور موثر به حجم بالايي از اطلاعات دسترسي پيدا کرد.

با گذشت زمان، ظرفيت هارد ديسک ها رشد نمايي داشته است. در کامپوتر هاي شخصيابتدايي يک درايو با ظرفيت ۲۰ مگابايت بزرگ به نظر مي رسيد. در نيمه دوم دهه ۹۰،هارد درايو هايي با ظرفيت يک گيگابايت و حتي بزرگتر به بازار آمد. از سال ۲۰۰۶کوچکترين هارد ديسکي که براي کامپيوتر هاي خانگي توليد مي شود ظرفيتي برابر ۴۰گيگابايت دارد. اکنون بيشترين ظرفيت در درايو هاي داخلي ۰/۷۵ ترابايت(۷۵۰ گيگابايت)و در درايو هاي خارجي با استفاده ازچند درايو داخلي از يک ترابايت نيز فراتر ميرود.

اين درايو هاي داخلي ظرفيت ذخيره سازي خود را با استفاده از شيوه ضبط ستوني افزايشداده اند.

تکنولوژي هارد درايو ها با تحت ميدان قرار دادنِ يک سري مواد مغناطيسي اطلاعات را درخود ضبطمي کنند. و با تشخيص مغناطيس شدگي آن ماده اطلاعات را از روي آن مي خوانند. طرح کلييک هارد ديسک تشکيل شده از يک مخروط که يک يا چند صفحه مسطح و گرد را نگه مي دارد،اطلاعات بر روي اين صفحات ذخيره مي شوند. اين صفحه ها از يک ماده غير مغناطيسي(اغلب شيشه يا آلومينيوم) ساخته مي شوند و با يک لايه نازک از مواد مغناطيسي روکش ميشوند. در درايو هاي قديمي از تري اکسيد آهن به عنوان ماده مغناطيسي استفاده مي شداما امروزه از آلياژهاي کبالت پايه استفاده مي کنند.

صفحات با سرعت هاي بالا به گردش در مي آيند.اطلاعات در حين چرخش صفحات بر روي آنهانوشته مي شوند.اين کار توسط مکانيزمي با نامِ: هد خواندن/ نوشتن انجام مي شود. اينهد با فاصله بسيار کم بالاي سطح مغناطيسيحرکت مي کند. از اين وسيله براي تشخيص و تغيير در وضعيت مغناطيس شدگي ماده زير آناستفاده مي شود. به ازاي هر صفحه مغناطيسي بر روي مخروط ، يک هد وجود دارد که همهآنها بر روي يک بازوي مشترک سوار شده اند. همينطور که صفحات دوران مي کنند يک بازويمحرک، هد ها را (به آرامي و با حرکت شعاعي ) روي يک مسير قوس دار، بر روي صفحات بهحرکت در مي آورد.با اين کار به هر هد اجازه داده مي شود که تقريبا به تمام سطح صفحهءدر حال دوران دسترسي پيدا کند.

سطح مغناطيسي هر صفحه به تعداد زيادي محدوده هاي کوچک مغناطيسي تقسيم مي شود. (اندازه اين محدوده ها در حد ميکرون مي باشد). هر کدام از اين محدوده ها برايرمزنگاري يک واحد باينري اطلاعات مورد استفاده قرار ميگيرند.در هارد درايو هاي امروزي ، هر يک از اين محدوده هاي مغناطيسي از چند صد دانهمغناطيسي تشکيل شده اند. هر محدده مغناطيسي ، يک دوقطبي مغناطيسي را تشکيل مي دهدکه اين دو قطبي ها يک حوزه مغناطيسي متمرکز را در نزديکي خود ايجاد مي کنند.

يک هد نوشتن، با ايجاد ميدان مغناطيسي قوي در نزديکي محدوده هاي مغناطيسي ، آن راتحت اثر خود قرار داده مغناطيس مي کند. در هارد ديسک هاي اوليه براي خواندن اطلاعاتاز همان القاء کننده اي استفاده مي شد که موقع نوشتن مورد استفاده قرار گرفته بود. اما با تکنولوژي جديد هد مخصوص نوشتن و هد مخصوص خواندن از هم جدا شده اند ، با اينوجود هر دوي آنها روي يک بازوي محرک قرار دارند.

اغلب هارد درايو ها داراي يک پوشش محکم و کيپ هستند که از محتويات درايو در برابرجمع شدگي ،گرد و غبار و ديگر عوامل آلودگي محافظت مي کند. هد خواندن / نوشتنِ هارددرايو بالاي صفحات مغناطيسي و بر روي يک بالشتک هوا که ضخامتي در حد چند نانومتردارد حرکت مي کند. بنابراين سطوح صفحات و محتويات داخلي درايو بايد پاک نگه داشتهشوند تا با توجه به فاصله نانومتري بين صفحات و هد ،از صدمات ناشي از اثر انگشت ،غبار، مو، ذرات دود و غيره جلوگيري شود.

استفاده از صفحات صلب همچنين کيپ و عايق کردن هارد ديسک ، تولرانس بهتري را نسبت بهفلاپي ديسک فراهم ميکند.بنابراين هارد ديسک ها در مقايسه با فلاپي ديسک ها مقداربيشتري اطلاعات را مي توانند در خود ذخيره کنند. همچنين قابليت دسترسي و انتقالاطلاعات در هارد ديسک ها سريع تر مي باشد. در سال ۲۰۰۶يک هارد ديسک بايد بتواندبين ۸۰ تا ۷۵۰ مگابايت اطلاعات را در خود جاي دهد، با سرعتي بين ۷۲۰۰ تا ۱۰۰۰۰ درودر دقيقه بچرخد و سرعت انتقال ترتيبي اطلاعات در آن بايد بيشتر از ۵۰ مگابايت در هرثانيه باشد. سريع ترين هارد درايوهاي مربوط به سرور ها و ايستگاه هاي کاري با سرعتيمعادل ۱۵۰۰۰ دور در دقيقه مي چرخند و سرعت انتقال ترتيبي اطلاعات در آنها بالغ بر۸۰مگابايت در هر ثانيه مي باشد. هارد ديسک ها ي مربوط به نوت بوک ها که از نظرفيزيکي کوچکتر از نمونه هاي خانگي هستند، معمولا داراي سرعت و ظرفيت پايين تريميباشند. اغلب اين هارد ديسک ها با سرعتي در حدود ۴۲۰۰ دور در دقيقه مي چرخند. البته لازم به ذکر است که جديد ترين انواع اين دسته هاردديسک ها داراي سرعتي معادل۷۲۰۰دور در دقيقه مي باشند.

تاريخچه:

براي سالها ، هارد ديسک ها تجهيزات بزرگوسنگين بودند و به دليل بزرگي ، سنگيني ، حساسيت بالا و مصرف زياد انرژي ، بيشتربراي محيط هاي حفاظت شدهء يک مرکز اطلاعات يا دفاتر بزرگ مناسب بودند تا محيط هايخشن و ناملايم صنعتي ،خانه ها يا دفاتر کوچک .

يک هارد ديسک قديمي IBM در سال ۱۹۷۹

تا قبل از دهه ۸۰ ميلادي اغلب هارد ديسک ها صفحات ۸ اينچي (۲۰ سانتي) يا ۱۴ اينچي(۳۵سانتي) داشتند. و براي نگه داري آنها نياز به فضاي زيادي بود.( مخصوصا درايو هايبزرگ قابل حمل و نقل (قابل نصب و برداشت) که به خاطر بزرگي به ماشين هاي لباسشوييمعروف بودند). اين گونه هارد درايو ها به علت داشتن موتور هاي بزرگ، به منبع تغذيهسه فاز و آمپراژ بالا نياز داشتند. به همين دليل تا سال ۱۹۸۰ براي ميکروکامپيوتر هااز هارد ديسک استفاده نمي شد. تا اينکه در اين سال شرکتSeagate technology اولينهارد درايو ۵/۲۵ خود را با ظرفيت ۵ مگابايت تحت عنوان۵۰۶ ST-به بازار ارائه کرد. در واقع تا آن زمان کامپيوتر هاي شخصي اوليه IBM يعنی۵۱۵۰ IBMمجهز به هارد ديسکنبودند

در اوايل دهه ۸۰ اغلب هارد ديسک هاي مربوط به ميکرو کامپيوتر ها با نام توليد کنندهخود به فروش نمي رسيدند بلکه به وسيله OEM ها به عنوان بخشي از يک مجموعه بزرگتر(مانند Corvus Disk System يا( Apple proFile فروخته مي شدند. کامپيوتر هاي نوع IBM PC/XT داراي هارد ديسک داخلي بودند و اين باعث ايجاد تمايل عمومي به خريد درايو هايخام (از طريق پست) و نصب مستقيم آنها در داخل سيستم شد. سازندگان هارد ديسک شروع بهبازاريابي کردندو بالاخره طولي نکشيد که در اواسط دهه ۹۰ هارد ديسکها در قفسه مغازههاي خرده فروش نيز قرار گرفتند.

هارد درايو هاي داخلي کم کم به يک گزينه رايج در کامپيوتر هاي PC تبديل شدند وهارد درايو هاي خارجي محبوبيت خود را براي مدتها مخصوصا در بين انواع Apple Macintosh و انواع مشابه آن حفظ کردند. تمامي کامپيوتر هاي ساخت Mac بين سال هاي۱۹۸۶تا ۱۹۹۸يک پورت SCSI در پشت خود داشتند که جداسازي خارجي را آسان مي ساخت . به دليل شرايط موجود، هارد درايو هاي خارجيSCSI تنها گزينه منطقي به نظر ميرسيدند.

هارد درايو هاي خارجيSCSI همچنين در ميکرو کامپيوتر هاي قديمي تر مانند سري Apple II به کار مي رفتند، همچنين از آنها حتي امروزه بطور گسترده اي در سرور هااستفاده مي شود. ظهور رابط هاي پرسرعت خارجي مانند USB و Fire Wire در اواخر دهه ۹۰، به کاربرد درايو هاي خارجي در بين کاربران جاني دوباره داد.به طور اخص کاربرانيکه حجم بالايي از اطلاعات را بين دو يا چند محل جا به جا مي کردند از اين سيستماستقبال کردند. امروزه اغلب توليد کننده گان هارد ديسک ، ديسک هاي خود را به صورتخارجي نيز مي سازند.

خصوصيات هارد ديسک:
* ظرفيت معمولا با گيگابايت بيان ميشود.
* اندازه فيزيکي معمولا با اينچ بيان مي شود:

امروزه تقريبا تمام هارد ديسک هايي که در کامپيوتر هاي روميزي (خانگي - اداري) ونوت بوک ها استفاده مي شوند ،۳/۵يا ۲/۵ اينچي هستند. هارد ديسک هاي ۲/۵ اينچي معمولا کند تر هستند و حجم کمترينيز دارند اما در عوض برق کمتري مصرف مي کنند و مقاومت به ضربه و تکان در آنهابيشتر است. اندازه ديگري که استفاده از آن بطور فزاينده اي در حال رشد است نوع ۱/۸اينچي مي باشد که در player۳mp ها و نوت بوک هاي کوچک مورد استفاده قرار ميگيرد.اين نوع از هارد درايو ها مصرف انرژي بسيار پاييني دارند ودر مقابل ضربه بسيارمقاوم مي باشند.

علاوه بر موارد مذکور انواع ديگري نيز موجود مي باشندکه در ادامه به توضيح آنهاپرداخته مي شود:

نوع يک اينچي که طوري طراحي شده اند تا با ابعاد کانال هاي فيبري نوع دوم(FC Type II) جور باشند. از اين نوع هارديسک در تجهيزات قابل حمل و نقل از جمله دوربين هاي ديجيتال نيز استفاده مي شود. همچنين نوع ۰/۸۵ اينچي نيزتوسط شرکت توشيبا جهت استفاده در گوشي هاي تلفن همراه وکاربرد هاي مشابه آن ساخته شده است. طراحي سايز هارديسک ها کمي گيج کننده است ، بهعنوان مثال يک ديسک درايو ۳/۵ اينچي داراي کيسي با پهناي ۴ اينچمي باشد. علاوه بر اين هارديسک هاي مخصوصسرور در دو اندازه ۳/۵ و ۲/۵ اينچي توليد مي شوند.

*قبليت اعتماد،با واحد (MTBF) يا فاصله زماني بين خطاها سنجيده مي شود

درايو هاي ۱ ايچي ساتا (SATA) سرعت هايي تا حدود ۱۰۰۰۰ دور در دقيقه را ساپورت ميکنند . و داراي MTBF برابر بايک مليون ساعت با چرخه فعاليت سبک ۸ ساعته مي باشند. درايو هاي FC قابليت چرخيدن باسرعت ۱۵۰۰۰ دور در دقيقه را دارا هستند و MTBF آنها برابر با ۱/۴ مليون ساعت با۲۴چرخه فعاليت ساعت ۲۴ ساعته مي باشد.

* تعداد فعاليت هايورودي خروجي در هر ثانيه:

ديسک هاي جديد در هر ثانيه قادرند ۵۰ دسترسي اتفاقي و يا ۱۰۰ دسترسي ترتيبي رابرآورده سازند.

*صرف انرژياين موضوع به خصوص در رابطه با لب تاپ هايي که از باطري استفاده مي کنند حائزاهميت مي باشد)

* شدت صدا و نویز تولید شده بر حسب دسی بل(db) (لبته بسیاری افراد آن را برحسب بل می سنجند نه دسی بل.)

* میزان G Shock (که در درایو های جدید بسیار بالا می باشد)

سرعت انتقال اطلاعات:

درايو هاي داخلي : از ۴۴/۲تا ۷۴/۵مگابايت در هر ثانيه.

درايو هاي خارجي: از ۷۴ تا ۱۱۱/۴ مگابايت در هر ثانيه.

* سرعت دسترسيتصادفي : از ۵ تا ۱۵ ميلي ثانيه.

سنجش ظرفيت:

توليد کنندگان هارد درايو معمولا ظرفيت درايو را با استفاده از پيشوندهاي SI مشخصمي کنند. پيشوند هاي گيگا و مگا از اين دسته اند. تاريخچه اين نام گذاري به زمانيبر ميگردد که ظرفيت ذخيره سازي از مرز مليون بايت فراتر رفت . يعني بسيار قبل تر ازپيشوند هاي استاندارد باينري ( حتي قبل از اينکه پيشوند هاي SI درسال ۱۹۶۰ ايجادشوند.)

IEC در سال ۱۹۹۹ ، پيشوند هاي باينري را استاندارد کرد ؛بعد از آن بسياري از دستاندر کاران توليد کامپيوتر و نيمه رساناها عبارت کبلو بايت را براي ۱۰۲۴ بايتپذيرفتند. دليل پذيرش عبارت مذکور اين بود که عدد ۱۰۲۴ به اندازه کافيبه پيشوند کيلو(۱۰۰۰) نزديک بود. بعضي مواقع اين استاندارد غير SI يک توصيف کنندهنيز به همراه خود داشت،مثلا: Bytes۱۰۲۴KB=۱اما اين توصيف کننده، به خصوص دربين بازاريان کم کم حذف شد. اين روند به تدريج تبديل به عادت شد و به دنبال آنپيشوندهاي مگا ، گيگا،ترا و حتي پتا نيز مورد استفاده قرار گرفتند.

سيستم هاي عامل و نرم افزار هاي کاربردي آنها ( به ويژه سيستم عامل هاي گرافيکي مثلمايکروسافت ويندوز اغلب ظرفيت را با پيشوند هاي باينري بيان مي کردند. و همين امرباعث شد تا بين ظرفيت اعلام شده از طرف توليد کنندگانو ظرفيت گزارش شده توسط سيتم هاي عامل اختلاف ايجاد شود. اين اختلاف مخصوصا در موردهارد درايو هاي با ظرفيت چندين گيگابايت بيشتر به چشم مي آمد. کاربران اغلب متوجهمي شدند که ظرفيت گزارش شده توسطسيستم عامل بسيار کمتر از ظرفيت اعلام شده توسط توليد کننده است . به عنوان مثالمايکروسافت ويندوز ۲۰۰۰ ، ظرفيت درايو را درسيستم دسيمال (ده دهي) با ۱۲ رقم و درسيتم باينري با ۳ رقم بيان ميکرد. بنابر اين هارد درايوي که ظرفيت آن توسط توليدکننده ۳۰ گيگابايت اعلام شده بود، توسط ويندوز، ۳۰۰۶۵۰۹۸۵۶۸ بايت يا ۲۸ گيگابايتگزارش مي شد. توليد کنندگان هارد درايو از اصطلاح گيگا (۱۰ به توان ۹) در سيتم SI استفاده مي کردنند که تقريب خوبي براي گيگا بايت به حساب مي آمد.ولي سيتم عامل هاگيگابايت را۳۰^۲ ، يعني ۱۰۷۳۷۴۱۸۲۴ بايت تعريف مي کردند.بنابراين ظرفيت گزارش شدهتوسط سيستم عامل بيشتر نزديک به ۲۸ گيگابايت بود.به همين علت بسياري از نرم افزارها که ظرفيت را گزارش مي دادند شروع به استفاده از پيشوند هاي استاندارد IEC کردند.(مثلا KiB ،MiBو GiB.)

بسياري افراد اشتباها اختلاف در گزارش ظرفيت را به فضاي اختصاص داده شده به اطلاعاتمربوط به پارتيشن بندي و فايل هاي سيستم، نسبت مي دهند.اما حتي براي فايل سيستم هايبسيار بزرگ چند(GiB) ، فضاي مرد نياز از چند MiB تجاوز نمي کند.بنابراين فرضيه نمي تواند توجيه قانع کننده اي براي گم شدن ده هاگيگابايت باشد.

ظرفيت يک هارد ديسک را مي توان با استفاده از رابطه زيرمحاسبه کرد:

ظرفيت هارد درايو=تعداد سيلندر ها× تعداد هد ها × تعداد سکتور ها ×۵۱۲

جامعيت:

در حين حرکت ديسک ،سيستم مخروط هارد ديسک به کمک فشار هواي داخل محفظه درايو، هد هارا در ارتفاع مناسبي از صفحه هاي مغناطيسي قرار مي دهد. براي اينکه يک هارد درايوبه خوبي کارکند به مقدار معيني فشار هوا نياز دارد. ارتباط با محيط خارج و فشاراتمسفر از طريق يک سوراخ کوچک(تقريبا به قطر ۱/۲ ميليمتر) که روي درپوش قرار داردميسر مي شود.که معمولا يک فيلتر کربني از داخل روي آن را پوشانده(فيلتر تنفسي). اگرفشار هوا خيلي پايين باشدهد ها به اندازه کافي از جاي خود بلند نمي شوند و درارتفاع مناسبي قرار نمي گيرند و خطر برخورد هد ها با صفحه و از دست رفتن اطلاعاتوجود دارد. براي کارکرد در ارتفاع زياد(۳۰۰۰ متر) به درايو هاي عايق و تنظيم فشارشده نياز داريم. بدين منظور درايو هاي جديد داراي سنسور هاي دما هستند تا بتوانندفعاليت خود را با محيطاطرافشان تطبيق دهند.

مجاورت با رطوبت بالا براي مدت زمان طولاني باعث ايجاد خوردگي در هد ها و ديسک هامي شود. اگر درايو براي قراردادن هد هاي خود بر روي صفحات از تکنولوژي کليد هاي قطع و وصل تماسي(CSS ) استفادهکند ، رطوبت افزايش يافته و باعث افزايش تمايل چسبندگي هدها به صفحات مغناطيسي ميگردد.اين پديده ممکن است منجر به وارد آمدن صدمات فيزيکي به ديسک و موتور شودهمچنين ممکن است باعث برخورد هد با صفحات مغناطيسي گردد.

سوراخ هاي تنفس بر روي تمام هارد درايو ها ديده مي شوند و معمولا در کنار خود يکبرچسب هشدار دهنده دارند که به کاربر هشدار مي دهد که اين سوراخ ها را نپوشاند. هواي داخل درايو در حال کار ،پيوسته در حال حرکت است . هوا بر اثر اصطکاک با صفحاتدر حال چرخش ديسک به حرکت در مي آيد. اين هوا از يک فيلتر داخلي عبور داده مي شودتا از هرگونه آلودگي ناشي از فرآيند توليد ،ذرات يا مواد شيميايي که به نحوي داخلمحفظه شده اند و ذراتي که در حين کارِ درايو ايجاد شده اند پاک شود.

با توجه به فاصله بسيار کم بين هدها و صفحات ، هرگونه آلودگي روي آنها منجر بهبرخود هد با صفحه مغناطيسيخواهد شد.هد پس از برخورد با صفحه آن را مي خراشد و لايه نازک مغناطيسي آن را ازبين مي برد. در مورد هد هاي بزرگ مقاومتي مغناطيسي(GMR) وجود آلودگي هاي بسيار کم)که حتي باعث خراشيده شدن صفحات نمي شوند) به علت ايجاد اصطکاک با سطح صفحات منجربه داغ شدن بيش از حد هد مي گردند . گرم شدن بش از حد هد موجب مي گردد که اطلاعاتبطور موقت يعني تا زماني که هد دماي نرمال خود را بدست بياورد غير قابل خواندنشوند. اين عارضه را که ناميزاني حرارتي ناميده مي شود مي توان به وسيله فيلتر کردنالکترونيکي سيگنال خوانده شده بر طرف کرد. علاوه بر مورد ذکر شده موراد ديگري نيزمي توانند به برخورد هد با صفحات مناطيسي منجر شوند از جمله:

خطاهاي الکترونيک، ضربه هاي فيزيکي ، فرسودگي ،خوردگي و توليد نامناسب هد ها ياصفحات. در اغلب درايو هاي سرور وقتي سيستم خاموش مي شود هد ها در منطقه اي که منطقهي فرود ناميده مي شود قرار مي گيرند . منطقهفرود محدوده اي از ديسک است که اطلاعات در آنجا ذخيره نمي شود و معمولا نزديک مرکزصفحه قرار دارد. به اينمنطقه CSS نيز گفته مي شود( منطقه شروع و توقف تماسي). اما در مدل هاي قديمي هارددرايو توقف هاي ناگهاني و خطاهاي منبع تغذيه در برخي موارد باعث مي شد که هد ها برروي محدوده هاي ذخيره اطلاعات فرود بيايند که خطر از دست رفتن اطلاعات را افزايش ميداد. در واقع قبلا بايد طي فرآيندي هد ها از روي ديسک کنار رفته و به اصطلاح پارکمي شدند و بعد سيستم خاموش مي شد. در درايو هاي جديد ، هنگام قطع ناگهاني برق ازفنر هاي خاصي(در ابتدا) و يا از نيروي گريز از مرکز و اينرسي چرخشي صفحات براي پارککردن هد ها استفاده مي شود

قطعات الکترونيکي هارد درايو حرکات بازوي محرک و چرخش ديسک را کنترل مي کنند. و باتوجه به دستوري که از کنترل گر ديسک دريافت مي کنند ،امکان خواندن ونوشتن بر رويديسک را فراهم مي سازند . لخت افزار هاي درايو هاي جديد(لخت افزار ترکيبي است ازسخت افزار و نرم افزار )قادرند که فرآيند خواندن /نوشتن بر روي ديسک را برنامه ريزيکرده و سکتور هايي را که دچار خطا شده اند اصلاح نمايند. همچنين امروزه اغلب هارددرايو ها و مادر بردها ازتکنولوژي SMART برخوردارند. ( تکنولوژي کنترل ، تحليل و گزارش اتومات ) . به وسيلهاين تکنولوژي خطا هاي احتمالي پيشبيني شده و به کاربر هشدار داده مي شود تا از صدمهديدن اطلاعات جلوگيري شود.

مناطق فرود:

توضيح تصوير: ميکرو فوتوگراف مربوط به يک هد هارد ديسک. اندازه صفحه روبرويي۰/۳×۰/۱ميليمتر مي باشد. که لغزنده (که در شکل ديده نمي شود) ابعادي برابر با۰/۱×۱/۲۵ميليمتر دارد(اندازه نانومتري) که همين وجه ازميکرو فوتوگراف بالاي صفحهمغناطيسي قرار مي گيرد. يکي ديگر از قسمت هاي حياتي هد، ساختار گرد و نارنجي رنگوسط تصوير است. به سيم ها و اتصلات الکتريکي متصل به تشتک هاي طلايي توجه کنيد.

در حدود سال ۱۹۹۵ IBM تکنولوژي را ارائه داد که در آن مناطق فرود با پردازش دقيقليزري تعيين مي شدند . (LTZ)در اين تکنولوژي يک رديف برجستگي نانومتري و بسيارظريف در مرکز صفحات ايجاد مي شوند که عمل درگيري ونگهداشتن هد را تسهيل مي کنند. اين تکنولوژي امروزه نيز به طور گسترده مورد استفاده قرارمي گيرد. چند سال بعد از آن ، IBM تکنولوژي تخليه ء هد را ارئه کرد که در تجهيزاتقابل حمل و نقل مثل لب تاپ ها وديگر انواع هارد ديسک ها مورد استفاده قرارمي گرفت. در اين تکنولوژي، هد از روي صفحه برداشته مي شود و بر روي يک برجستگي پله ماننددرلبه صفحات قرار مي گيرد .با اين فرآيند خطر چسبيدگي و بروز خطا به علت ضرباتفيزيکي کاهش يافت. امروزه تماميتوليد کننده گان براي توليد محصولاتشان يکي از اين دو تکنيک را مورد استفاده قرارمي دهند. هر دو روش داراي مزايا و معايب خاص خودشان هستند. از جمله ايراداتي که بهاين روش ها وارد است مي توان به کمتر شدن فضاي ذخيره سازي ، کنترل نسبتا مشکلتلرانس و هزينه هاي توليد و بکارگيري اشاره کرد.

IBM براي لب تاپ هاي سري Thinkpad خود، اقدام به طراحي سيستم حفاظت فعال کرد. وقتييک ضربه يا حرکت ناگهاني توسط سنسور هاي حرکت داخل درايو حس مي شد، هد هاي داخلهاردديسک از روي صفحات برداشته شده و در منطقه فرود قرار مي گرفتند تا احتمالهرگونه صدمه و از دست رفتن اطلاعات و ايجاد خراش روي صفحاتکاهش بابد. شرکت Apple نيز بعدها از اين تکنولوژي تحت عنوان سنسور حرکت ناگهانيدرPowerbookها،iBook ها ، MacBook pro هاوMacBook Line هاي خود استفاده کرد.

دسترسي و ارتباط :

دسترسي به هارد درايو ها عموما از طريق تعدادي از باس هاي زير صورت مي گيرد:

کانال های فیبری USBIEEE, ۱۳۹۴ SCSI, SAS, Serial ATA(SATA),ATA (IDE, EIDE),

در دوره رابط هاي۵۰۶ST-، روش ها و برنامه هاي رمزنگاري نيز حائز اهميت بودند. دراولين ديسک۵۰۶ ST- از روش)MFM تلفيق بسامدي اصلاح شده) استفاده مي شد. امروزه ازاين روش در فلاپي ديسک هاي ۱/۴۴ مگابايتياستفاده مي شود که نرخ انتقال اطلاعات در آن برابر با ۵ مگابايت در ثانيه مي باشد. بعدها کنترل کننده هايي که از۲.۷RLL استفاده مي کردند ، سرعت انتقال را به ۱/۵برابر يعني ۷/۵ مگابايت در ثانيه افزايش دادند. اين فرايند همچنين باعث افزايشظرفيت درايو ها تا ۱/۵ برابر شد.

بسياري از رابط هاي۵۰ ST- فقط براي کار در سرعت پايين MFM ضمانت شده بودند. درحاليکه مدل هاي ديگر (اغلب ورژن هاي گران قيمت تر از همان هارد درايو) براي کارد درسرعت بالاي انتقال اطلاعات RLL طراحي شده بودند . در برخي موارد بر روي درايوهاکاربيشتري انجام مي شد تا بتوان از مدل هاي مربوط به MFM در سرعت هاي بالا نيزاستفاده کرد. اگر چه قابليت اعتماد در اين موارد پايين مي آمد و به همين دليل اينروش توصيه نمي شد.درايو هاي مخصوص RLL مي توانشتند در شرايط MFM کارکنند ولي ازسرعت و ظرفيت آنها تا ميزان ۳۳ درصد کاسته مي شد.

)ESDI رابط کوچک ارتقاء يافته ديسک) هر دونوع سرعت را ساپورت مي کرد. (درايو هاي ESDI قبليت استفاده از RLL ۲.۷را در سرعت هاي ۱۰، ۱۵يا ۲۰ مگابايت در ثانيه دارامي باشد). گرچه اغلب اوقات درايو هاي ESDI با سرعت ۱۵يا ۲۰ مگابايت با کنترل کنندههاي مدل هاي پايين تر از خود سازگار نبودند.( به عنوان مثال درايو هاي ۱۵يا ۲۰مگابايتي با کنترل کننده هاي ۱۰ مگابايتي کار نمي کردند.). درايو هاي ESDI دارايجامپر هايي بودند که تعداد سکتور هاي هر شيار و اندازه سکتور ها را تنظيم مي کردند.

SCSI در ابتدا فقط يک سرعت داشت .۵ مگاهرتز. (به ازاي نرخ انتقال اطلاعات حداکثر ۵مگابايت در ثانيه). اما بعد ها اين مقدار افزايش چشمگيري پيدا کرد. سرعت باس SCSI ربطي به سرعت دروني درايو ندارد.( به علت استفاده ازحافظه مياني بينِ باس SCSI و باسِ اطلاعات دروني درايو. اگرچه اغلب درايو هاي اوليهداراي بافر هاي کوچکي بودند . وقتي از اين درايو ها روي کامپيوتر هاي کم سرعتاستفاده مي شد بايد مجددا پيکر بندي مي شدند . مثل مدل هاي IBM سازگار با PC و مدلهاي Apple Macintosh

درايو هاي ATA به خاطر طراحي خاص کنترل کننده هايشان، هيچگونه مشکلي با سرعت انتقالاطلاعات نداشتند. ولي بسياري از مدل هاي اوليه بايکديگر سازگار نبودند و هنگامي کهدو درايو روي يک کابل قرار مي گرفتند تنظيمات master/slave در آنها قابل اجرا نبود. اين مشکل در اواسط دهه ۹۰ برطرف شد. اينپيشرفت وقتي حاصل شد که خصوصيات ATA استاندارد شده و جزئيات غير ضروري حذف شدند. اما هنوز هم اين مشکل در مورد CD-ROM ها و DVD-ROM ها همچنين هنگام ترکيب تجهيزاتفوق DMA و غير UDMA به چشم مي خورد .

ATA هاي سريال، با قراردادن هر قطعه بر روي کانال اختصاصي خود با پورت هاي وروديخروجي مجزا ، کاملا از شرنظيمات master/slave خلاص شدند .

هاردديسک هاي مدل۱۳۹۴ FireWire/IEEE وUSB(۱.۰/۲.۰واحد هاي خارجي هستند که درايوهاي SCSI يا ATA با پورت هايي در پشت خود دارند. اين پورت ها قابليت حمل و نقل وجداسازي را بسيار ساده مي کنند.

خانوادهء درايو هايي که در کامپيوتر هاي شخصي استفاده مي شوند.:

مهمترين اين گروه ها عبارتند از:

· · درايو هاي MFM نيازمندند که ساختارالکترونيکي کنترل کننده در آنها با ساختار الکترونيکي درايو سازگار باشد.

· · درايو هاي)RLL کارکرد محدود( که بعداز ابداع تکنيک تلفيقي به اين نام خوانده شدند. اين گونه درايو ها به کابلهاي بزرگ بين کنترل کننده هاي PC و خود هارد درايو نياز دارند. اين درايو ها کنترلکننده ندارند بلکه فقط يک ترکيب/ تلفيق کننده دارند.

· ) ESDI يا رابط کوچک ارتقاء يافته ديسک) يک رابط استکه توسط شرکت Maxtor براي سرعت دادن به ارتباط بين PC و ديسک توليد شده است .

· ) IDE الکترونيک مجتمع درايو( که بعدها با نام ATA و PTA خوانده مي شد.

کابلهاي اطلاعات از ۴۰ سيم رسانا تشکيل شده بودند اما UMDA هاي مربوط به درايو هايجديد تر به کابل هاي ۸۰ سيمي نياز داشتند .( البته توجه داشته باشيد که اين کابلهاي ۸۰سيمي هنوز هم از کانکتورها و اتصال دهنده هاي ۴۰ خانه اي استفاده مي کردنديعني دو سيم براي هر خانه(.

تعداد پين هاي رابط از ۴۰ به ۳۹ کاهش يافت . پين حذف شده به عنوان کليدي جهتجلوگيري از جازدن نادرست کابلبه کانکتور استفاده مي شود. اين خطا يکي از عوامل رايج صدمه به درايو وکنترل کنندهها بود.

· )SCSI رابط کوچک سيستم کامپيوتر( رقيب قديمي ESDI ،

در ابتدا با نام شرکت Shugart يعني SASI خوانده مي شد. در اواسطدهه ۹۰ درايو هاي SCSI براي استفاده در سرور

ها ، ايستگاه هاي کاري و کامپيوتر هاي Apple Macintosh

استاندارد شدند. تا اين زمان اغلب مدل ها داراي IDE وبعدها SATA شدهبودند. تنها در سال ۲۰۰۵ ظرفيت درايو هاي SCSI از درايو هاي IDE عقب افتاد.البتههنوز هم بهترين کيفيت عملکرد تنها با SCSI و کانال هاي فيبري حاصل ميشود. محدوديتطول در کابل هاي اطلاعات باعث استفاده بيشتر از تجهيزات خارجي SCSI مي گردد. کابلهاي اطلاعات نوع SCSI در انتقال يک طرفه اطلاعات استفاده مي شوند. اما مدل سرور SCSI انتقال دو يا چند طرفه اطلاعات را نيز ميسر مي کند و هارد درايو هاي متصل بهرابط هاي FCو حلقه هاي FC-AL از فيبر نوري استفاده مي کنند.

FC-AL سنگ بناي شبکه هاي ذخيره اطلاعات مي باشند. با اين وجود پروتکل هاي ديگر نيزهمچون iSCSI و ATA over Ethernet نيز پيشرفت خوبي داشته اند.

· :( SATA )Serial ATAکابل اطلاعات SATA داراي يک جفت داده براي انتقال افتراقي اطلاعات به سيستم و يک جفت ديگر برايدريافت افتراقي اطلاعات از سيستم مي باشد. اين وضعيت نيازمند اين است که اطلاعات بهترتيب انتقال داده شوند. ازهمين سيستم در۴۸۵, LocalTalk, USB, Firewire,RS وSCSI نيز استفاده ميشود

· SAS (Serial Attached SCSI) : SAS امروزهنسل جديدي از پروتکل هاي ارتباطي است که جهت اسفاده در وسايل انتقال اطلاعات سرعتبالا طراحي شده است و با SATA نيز سازگاري دارد.

SAS به جاي روش موازياز روش ارتباط ترتيبي استفاده مي کند . اين روش در سيستم هاي سنتي SCSI ابداع شداما هنوز براي ارتباط با SAS از دستورات SCSI استفاده مي شود.

· EIDE: يک ارتقاءغير رسمي ِ IDE اوليه مي باشدکه توسط شرکت Western Digital انجام شد. که در آن از بهبود کليد ها براي استفاده DMA جهت انتقال اطلاعات بين کامپيوتر و درايو استفاده شده است .در همين زمينهپيشرفت ديگري توسط استاندارد هاي ATA پذيرفته شد. از DMA براي انتقال اطلاعات بدوناينکه CPU و يا برنامه خاصي درگير انتقال هر کلمه باشد ، استفاده مي شود. اين ويژگي، اين امکان را فراهم مي کند که هنگام انتقال اطلاعات CPU ، برنامه هاي اجرايي وسيستم عامل به کار هاي ديگر بپردازند.

عنوان معنا توضيحات

SASI رابط هاي سيستم شوگارت قديمي تر از SCSI

SCSI رابط هاي کوچک سيستم کامپيوتر از ريشه باس که فعاليت هاي همزمان را برعهدهدارد

۴۱۲ST - رابط هاي شرکت سي گيت

۵۰۶ST - رابط هاي شرکت سي گيت( جديد تر از ST-۴۱۲(

ESDI رابط هاي کوچک ارتقاء يافته ديسک نوع تقويتشده وسريعتر از انواع ST که در عين حال با انواع قديمي نيز سازگاري دارد

ATA ملحقات تکنولوژيپيشرفته کامل تر از انواع فوق . اما ناتوان از انجام فعاليت هاي هم زمان

موضوع: كامپيوتر

نویسنده: محمد غلامزاده

تاریخ درج يكشنبه 29 مهر 1386

کلیدواژه ها: هارد ديسک

آخرین مقالات سایت: