هاردديسك‌ها را دوباره ببينيم

جام جم آنلاين - هاردديسك‌ها انواع مختلفي داشته و با توجه به قابليت‌هايشان قيمت‌هاي مختلفي دارند.

در اين شماره همزمان با بيان نحوه عملكرد هاردديسك‌ها به توانايي‌آنها نيز خواهيم پرداخت. برخلاف حافظه RAM، هاردديسك‌‌ رسانه‌ مكانيكي است كه براي ذخيره‌سازي داده از ساز و كارهاي مكانيكي استفاده مي‌كند.

اين موضوع براي رايانه‌‌ها يك محدوديت بزرگ به حساب مي‌آيد زيرا سرعت حافظه و پردازنده را كه كاملا به صورت الكترونيك كار مي‌كند محدود مي‌سازد، اينجاست كه سرعت انتقال داده هاردديسك‌ها و الگوريتم‌هاي مورد نظر اهميت بالايي پيدا مي‌كند.

از طرفي ديگر RAM‌‌ نمي‌تواند داده را به صورت پايدار در خود ذخيره كند و با قطع‌شدن برق سيستم، تمامي اطلاعات آن از بين مي‌رود.

رسانه‌اي كه مي‌تواند داده را به صورت پايدار در خود ذخيره كند، هاردديسك است؛ به اين ترتيب وجود هاردديسك‌‌ براي هر رايانه‌ ضروري است.

با داشتن يك هاردديسك با توانايي ذخيره‌سازي بالا مي‌توان رايانه‌اي با قابليت اطمينان بالا داشت. در ادامه ساختار يك هاردديسك معمولي را تشريح مي‌كنيم.

با باز‌كردن يك هاردديسك، اولين چيزي كه به چشم مي‌خورد صفحه‌هايي مانند آينه است (البته باز‌كردن هارد توصيه نمي‌شود، به دليل حساسيت بالاي ديسك‌ها حتي اثر انگشت هم مي‌تواند به آنها آسيب برساند). اين صفحه‌ها معمولا از شيشه يا سراميك ساخته مي‌شوند.

در نمونه‌هاي جديد از تيتانيوم هم استفاده شده است. تعداد صفحه‌ها بين يك تا ده صفحه در ميان هارد‌ها متفاوت است كه به صورت موازي قرار گرفته‌اند.

هر صفحه هد خواندن/ نوشتن دارد. داده در نواحي ميكروسكوپيك به نام ناحيه مغناطيسي ذخيره مي‌شود. هر ناحيه مغناطيسي مقدار صفر يا يك را در خود نگه مي‌دارد.

داده‌ها در هارد روي دايره‌هاي متحدالمركز ذخيره مي‌شوند. هر دايره Track نام دارد و Track‌ها از سكتور‌ها تشكيل شده‌ و سكتور نيز كوچك‌ترين واحد ذخيره‌سازي در هارد است.

هد خواندن/ نوشتن جزء كليدي هارد است كه وظيفه نوشتن اطلاعات روي هارد و خواندن اطلاعات مورد نياز پردازشگر از آن را دارد.

نحوه عملكرد خواندن/نوشتن به اين صورت است كه صفحه‌هاي ديسك با سرعت بالا مي‌چرخند و هد با سرعت شگفت‌آوري روي Track‌ها حركت مي‌كند و اطلاعات لازم را مي‌خواند يا مي‌نويسد. هد با تغيير قطب مغناطيسي خود باعث نوشتن يك يا صفر روي صفحه مي‌شود.

وقتي رايانه‌ خاموش مي‌شود، هد در يك ناحيه امن قفل مي‌شود تا از خراشاندن ديسك‌ها جلوگيري شود و به داده‌ها آسيبي نرسد. تكنيك‌هاي مختلفي براي اين منظور استفاده مي‌شود.

يكي از پركاربردترين آنها قفل‌كردن هد خارج از حوزه ديسك‌هاست، به صورتي كه اگر سرعت چرخش ديسك از حدي كمتر شود هد قفل مي‌شود و اگر سرعت بيشتر از آن حد شود هد از حالت قفل خارج مي‌شود.

دو ويژگي هاردديسك‌ها كه مي‌تواند به عنوان معيار‌هاي مقايسه هارد‌ها از آن بهره جست، نرخ تبادل اطلاعات (بايت در ثانيه) بوده كه هارد مي‌تواند در اختيار RAM و CPU قرار دهد و سرعت جستجو (زمان بين درخواست يك فايل توسط CPU از هارد تا تحويل اولين بايت) است كه هر دو مورد به سرعت چرخش ديسك و عملكرد سريع هد خواندن/ نوشتن و البته به منطق ذخيره‌سازي و الگوريتم‌هاي بازيابي بستگي دارد.

هارد داراي مدارهاي كنترل‌كننده ترافيك نيز هست كه صحت ورود و خروج اندازه‌هاي بزرگ داده را روي ديسك‌ها تضمين مي‌كند.

اين مدار كه در قسمت زيرين هاردها قرار دارد با استفاده از يك پردازشگر به تشخيص و پاكسازي منطقه كار داده‌ها روي حافظه مي‌پردازد.

بيشتر هاردديسك‌هاي امروزي از فناوري نظارت، آناليز و گزارش دهي (S.M.R.A.T) استفاده مي‌كنند كه كمك مي‌كند خرابي‌هاي قريب‌الوقوع ديسك پيش‌بيني شود تا كاربر بتواند اعمال پيشگيرانه انجام دهد.

پس از بررسي داخلي هارد، نوبت به معرفي انواع آن مي‌رسد. تنوع زيادي در هارد‌ها نمي‌توان ديد، دسته‌بندي اصلي كه مي‌توان در اين ارتباط انجام داد براساس اندازه و مورد استفاده و نوع اتصالات آنهاست كه به صورت زير است:

هارد رايانه‌‌هاي دسكتاپ به اندازه 3.5 اينچ، رابط IDE و SATA

هارد لپ‌تاپ‌ها به اندازه 2.5 اينچ، رابط IDE، SATA و SCSI

هارد سرورها به اندازه 3.5 اينچ، رابط SATA و SCSI

هر رابط ويژگي‌هاي خاص خود را دارد؛ براي مثال رابط SATA سرعت انتقال داده بيشتر از IDE و كمتر از SCSI دارد و نسبتا كم‌هزينه‌تر است.

از SCSI بيشتر در سرور‌ها استفاده مي‌شود و براي ذخيره‌سازي داده‌هاي بسيار بزرگ كاربرد دارد. اين نوع از سرعت بيشتري نيز بهره مي‌برد، ولي هزينه بالاتري دارد. (جام جم - ضميمه كليك)