هارد دیسک HDD

هارد دیسک HDD

پیشنهاد ویژه هارد دیسک HDD

هارددیسک اینترنال وسترن دیجیتال مدل Blue WD10EZEX ظرفیت 1 ترابایت

مشخصات فنی

  • ظرفیت 1 ترابایت
  • نوع رابط SATA 3.0
  • سایز هد 3.5 اینچ
  • بافر (حافظه کش) 64 مگابایت
  • سرعت چرخش7200 دور در دقیقه
  • سرعت انتقال داده‌ها 6 گیگابیت یر ثانیه
  • حداکثر تحمل شوک 65Gs در حالت عملیاتی
  • میزان نویز 21 دسی‌بل در حالت Idle و 24 دسی‌بل در حالت Seek
  • درجه حرارت در حالت فعال 0 درجه سانتی گراد تا 60 درجه سانتی گراد
  • در حالت غیر فعال 40- درجه سانتی گراد تا 70 درجه سانتی گراد
  • توان مصرفی2.5 وات در حالت فعال
  • 2.3 وات در حالت Idle
  • 0.4وات در حالت استندبای

دیسک سخت (HDD) چیست؟

هارد دیسک HDD یک واحد ذخیره سازی است که برای ذخیره دائمی داده های ما استفاده می شود . دیسک سخت متشکل از صفحات ساخته شده از فلز یا پلاستیک است که روی یک اسپیندل چرخشی قرار گرفته و با یک لایه مغناطیسی پوشانده شده است و هدهای خواندن / نوشتن در پایین و بالای این صفحات قرار دارند. داده ها روی این لایه های مغناطیسی در دیسک سخت ثبت می شوند . دو قطب آهنربا به صورت دیجیتالی 1 و 0 را نشان می دهند . بنابراین داده های ما به صورت آهن ربا های کوچک در این رسانه های مغناطیسی نوشته می شوند . این لایه های مغناطیسی با خطوط دایره ای پوشانده شده اند .

بخش (Sector)

چندین صفحه روی هارد دیسک روی هم قرار گرفته اند. اطلاعات را می توان در بالا و پایین این صفحات نوشت. گروه متشکل از مسیرهایی که روی هر صفحه یکی روی دیگری قرار گرفته و فاصله هر یک از شافت وسط برابر است ، استوانه گفته می شود. هر چهره با یک سر روی دیسک سخت خوانده می شود. از این رو سر و صورت با همان اصطلاح مطابقت دارند. این بخش که با تقسیم ساختار ردیابی به یک قطعه پای و مربوط به کوچکترین قسمت آدرس پذیر روی دیسک سخت تشکیل می شود ، بخش (Sector) نامیده می شود و مقدار داده ای که یک بخش می تواند جای دهد 512 بایت طول است. این بخش ، هد و آهنگ برای آدرس دهی داده ها روی دیسک سخت استفاده می شود .

بیشتر بخوانیم : تفاوت SSD دیسک و هارد دیسک HDD

هنگام خرید هارد دیسک چه مواردی باید مورد توجه قرار گیرد؟

  • ظرفیت ذخیره سازی
  • سرعت چرخش
  • تعداد بخشها در هر مسیر
  • زمان دسترسی
  • انتقال داده داخلی
  • رابط استفاده شده (ATA ، SATA ، ..)

نکاتی که باید در استفاده از دیسک سخت دقت کنید؟

  • باید در قسمت پایین نصب شود.
  • اتصال به پایان می رسد (Power و IDE) باید روبروی یکدیگر باشند.
  • هارد دیسک باید تقریباً به دو قسمت تقسیم شود.
  • هرگز هنگام فعالیت نباید منتقل شود.
  • پیچ روکش ها نباید شل شود.

دیسک سخت (HDD) چگونه کار می کند؟

همه دیسک های سخت اساساً ساختار یکسانی دارند. به ساده ترین شکل ، یک دیسک سخت از قسمتهای زیر تشکیل شده است:

  • یک یا چند صفحه که اطلاعات به صورت مغناطیسی در آنها ذخیره می شود
  • هد خواندن-نوشتن ، موتورهایی که حرکت صفحه ها و هد خواندن-نوشتن را امکان پذیر می کنند
  • کارت کنترل حاوی مدارهای مسئول کنترل دیسک.

1 بایت از 8 بیت تشکیل شده است

امروزه ، یک رایانه رومیزی عمدتا ظرفیت ذخیره اطلاعات بین 1 و 2 ترابایت را دارد. پرونده های بارگذاری شده روی دیسک در صفحه در کوچکترین بسته های داده به نام بایت ذخیره می شوند. در واقع ، 1 بایت از 8 بیت تشکیل شده است ، وقتی به آن فکر می کنیم ، کوچکترین واحد را می توان بیت نامید ، اما 1 بیت معنای ذخیره سازی ندارد. زیرا هر داده ای که روی دیسک نوشته می شود ، در بایت بسته بندی می شود. به عنوان مثال ، پرونده هایی که برای باز کردن یک برنامه فراخوانی می شوند ، به بایت برای پردازنده ارسال می شوند.
بیایید این قسمت ها و نحوه کار یک هارد دیسک را بررسی کنیم .

صفحات هارد دیسک HDD


صفحات مورد استفاده برای ذخیره اطلاعات از مواد غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم و شیشه ساخته شده اند. از آنجا که می توان آن را در صفحاتی با خاصیت مقاومت در برابر حرارت مناسب تر و ساختار نازک تر استفاده کرد ، از شیشه به جای آلومینیوم در دیسک های مدرن به عنوان ماده اولیه و سرامیک برای جلوگیری از شکستن شیشه استفاده می شود. سپس سطح این صفحات با یک فیلم حساس به مغناطیسی پوشانده می شود.

یک دیسک سخت می تواند بیش از یک بشقاب داشته باشد.

در گذشته مایعی که ماده اولیه آن اکسید آهن بود ، بر روی سطح بشقابها پخش می شد ، اما طولی نکشید که این فناوری با افزایش ظرفیت دیسک های سخت به مرزهای خود رسید. علاوه بر این ، اگر سر خواندن / نوشتن به صفحه برخورد کند ، صفحات تولید شده با این روش نمی توانند ذخیره شوند و چاره ای جز جایگزینی دیسک نبود. امروزه سطح صفحات با استفاده از روشی به نام آبکاری با یک فیلم ساخته شده از کبالت پوشانده شده است. سرانجام ، لایه دیگری بر روی این فیلم اعمال شده است که تا حدی از تصادفات سر محافظت می کند.

اطلاعات بر روی صفحات به عنوان بخش و مسیر ذخیره می شود. هر بخش شامل تعداد مشخصی بایت مانند 256 ، 512 است و به ساختارهای تشکیل شده توسط همه بخشها در کنار هم در امتداد صفحه ، trace نیز گفته می شود. خود دیسک یا سیستم عامل بخشها را گروه بندی می کند و آنها را بصورت جمعی در ساختارهایی به نام خوشه پردازش می کند.

قالب بندی سطح در هارد دیسک HDD

با فرایندی که قالب بندی سطح پایین نامیده می شود ، بخشها و آهنگها در صفحات ایجاد می شوند ، نقاط شروع و پایان آنها بر روی صفحات تعیین می شود. سپس ، ساختارهای ذخیره سازی پرونده با قالب بندی سطح بالا ایجاد می شوند و ترتیب نوشتن پرونده ها در بخشها و مسیرهای ایجاد شده در palakar تعیین می شود. صفحات پس از انجام عملیات قالب بندی سطح پایین و بالا آماده خواندن / نوشتن هستند. شکل زیر یک بخش به رنگ آبی و یک رد به رنگ زرد را نشان می دهد.

از آنجا که نقاطی که داده ها روی صفحه ذخیره می شوند دارای اندازه مولکولی هستند ، حتی یک دانه گرد و غبار داخل دیسک سخت می تواند صفحات را خراشیده و به آنها آسیب برساند. برای این منظور دیسک های سخت در یک محیط عاری از گرد و غبار تولید می شوند و پس از تولید بسته می شوند. برای تعادل فشار داخلی و فشار خارجی بسیار خوب فیلتر شده است.

سوراخ تهویه هارد دیسک HDD

صفحات در فواصل معینی بر روی شافتی که از آنها عبور می کند قرار می گیرند و توسط موتور به طور مداوم با سرعت معینی دور این شافت می چرخند. بنابراین ، هد خواندن / نوشتن که روی صفحه قرار گرفته است می تواند به لطف این حرکت چرخشی صفحه در امتداد مسیر کار کند.

وظیفه سر خواندن / نوشتن ، همانطور که از نامش پیداست ، خواندن / نوشتن روی صفحه است.

در حقیقت ، هد خواندن / نوشتن چیزی بیشتر از یک آهنربای الکتریکی کوچک با قطر حدود 1 میلی متر مربع نیست. در تصویر زیر می توانید سر خواندن / نوشتن را در ساده ترین شکل مشاهده کنید. سرها در طی خواندن و نوشتن با صفحه تماس نمی گیرند ، جریان هوا ایجاد شده توسط صفحات چرخان ، سرها را کمی بالاتر از صفحات نگه می دارد. در حالی که در دیسک های قدیمی بین صفحه و هد حدود 0.2 میلی متر فاصله وجود داشت ، این فاصله در دیسک های مدرن حدود 07/0 میلی متر است. وقتی دیسک کار نمی کند ، هدها روی صفحه هایی در مناطقی که Landing Zone نامیده می شوند ثابت می مانند.

این منطقه برای ذخیره اطلاعات استفاده نمی شود. در نتیجه قطع یا عدم تعادل ناگهانی در قدرت ، سر به سطح دیسک برخورد کرده و حادثه تصادف سر رخ می دهد. اگر سر بخش به جای منطقه فرود به بخش دیگری بیفتد ، آن بخش آسیب می بیند و غیر قابل استفاده می شود و این بخش غیر قابل استفاده Bad Sector نامیده می شود. برای استفاده مجدد از دیسک بدون مشکل ، از ابزاری مانند Scandisk برای علامت گذاری بد سکتورها روی دیسک استفاده کنید تا از آنها استفاده نشود. روش دیگر این است که بخشها را با ریختن یک قالب سطح پایین روی دیسک بازآفرینی کنید ، در حالی که با پرش از قسمتهای بد صفحه ، این بخشها در مناطق جامد دوباره ایجاد می شوند.

روند خواندن / نوشتن در واقع بسیار پیچیده است. سعی خواهم کرد این را در ساده ترین شکل برای شما توضیح دهم:

برای نوشتن اطلاعات روی صفحه ، امواج جریان از سر به صفحه ارسال می شوند و با این جریان ، نقطه هدف روی سطح قطبی می شود. آن نقطه با توجه به قطبش مغناطیسی مقدار 0 یا 1 می گیرد که تنها مقادیری هستند که برای رایانه های باینری ما معنی دار هستند. در طول خواندن ، مقدار آن نقطه (0 یا 1) با توجه به جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط نقطه برای خواندن در فضای سر به دست می آید.

در واقع ، یک سر دارای قسمتهای جداگانه ای برای خواندن و نوشتن است و بسیار پیچیده تر از شکل بالا است.

یک موتور جداگانه وجود دارد که اجازه می دهد تا سرها روی سطح دیسک حرکت کرده و خارج شوند و سرها در انتهای بازوهای متصل به این موتور متوقف شوند. سازه متشکل از بازو و سر نگهدارنده سر ، مجمع هد گیمبال (HGA) نامیده می شود. به لطف این موتور ، هد می تواند علائم مختلفی را در صفحه پردازش کند. دیسک های مدرن از فناوری موتور به نام سیم پیچ صدا استفاده می کنند. اصل کار همان بلندگو است.

هنگامی که جریان از طریق سیم پیچ ها عبور می کند ، سازه ای به نام HGA حرکت می کند و سر با توجه به جهت عبور این جریان از سیم پیچ ها ، به سمت داخل و خارج بر روی سطح صفحه حرکت می کند. به این ترتیب ، یک سر خواندن / نوشتن می تواند به مسیرهای مختلف صفحه برود.

کارت کنترل هارد دیسک HDD


آخرین بخشی که بررسی خواهیم کرد کارت کنترل است. می توان گفت که یک کارت کنترل دیسک را “کنترل” می کند. مکانهای فیزیکی بخشها در صفحات ، مسیرها ، بخشهای معیوب و منطقه ای به نام منطقه فرود در کارت کنترل ثبت می شود و کارت کنترل هدایا را به این مناطق هدایت می کند. دیسک های سخت با استفاده از گذرگاه با رایانه های ما ارتباط برقرار می کنند و ایجاد ارتباط بین گذرگاه و دیسک سخت یکی از مهمترین وظایف کارت کنترل است.

تراشه های کنترلی که به دیسک امکان ارتباط با حافظه و گذرگاه مورد استفاده برای بافر را می دهند در این کارت وجود دارد. خرابی دیسک سخت نیز می تواند به دلیل کارت کنترل رخ دهد ، در این حالت ، می توانید با جایگزینی کارت کنترل دیسک خود با یک کارت کنترل از همان مدل ، دیسک خود را مجدداً قابل استفاده کنید. برد کنترل به قسمت پایین دیسک سخت پیچ می شود و فقط با یک رابط به دیسک متصل می شود ، بنابراین تعویض برد کنترل کار بسیار ساده ای است.

ویژگی هایی که ظرفیت و عملکرد هارد دیسک را تعیین می کنند

پس از یادگیری نحوه کار یک هارد دیسک ، بیایید نگاهی کوتاه به آنچه برای توضیح در مورد هارد دیسک باید بدانیم ، بیاندازیم.

در دیسک های سخت ، تراکم داده ها و تعداد صفحات ظرفیت را تعیین می کند. دیسک های مدرن از صفحه های دو طرفه استفاده می کنند که حداکثر 80 گیگابایت داده را ذخیره می کنند. مهمترین مفاهیمی که هنگام اظهار نظر در مورد عملکرد یک دیسک سخت استفاده می کنیم ، سرعت چرخش صفحه ، زمان دسترسی و سرعت انتقال داده است.

سرعت چرخش هارد دیسک HDD

سرعت چرخش صفحه است. صفحات به طور کلی با 5400 یا 7200 دور در دقیقه (چرخش در هر ثانیه ، سرعت چرخش در دقیقه) در دیسک های IDE که ما در سیستم های دسک تاپ خود استفاده می کنیم ، چرخانده می شوند ، در حالی که این سرعت در دیسک های SCSI می تواند تا 15000 دور در دقیقه برسد.

Access Time

زمانی که برای خواندن / نوشتن هد لازم است تا به نقطه ای از دیسک برسد. در حالی که میانگین زمان دسترسی در دیسک های IDE مدرن کمتر از 10 میلی ثانیه است ، اما در دیسک های SCSI حتی کمتر است.

Data Transfer Rate هارد دیسک HDD

میزان داده ای است که هارد دیسک می تواند در هر ثانیه منتقل کند. این به رابط استفاده شده و ویژگی های دیسک بستگی دارد.

اشتراک گذاری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.