کزاز الکترونیک

طراحی وساخت مدارات ساده تا پیشرفته الکترونیک ومعرفی قطعات

هارد دیسک چیست و چگونه کار میکند
ساعت ٩:٢٠ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱۱ اردیبهشت ۱۳٩۳   کلمات کلیدی:

 

k4 300x201 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

 


هر کامپیوتری  دارای یک یا چند هارد دیسک است. هر یک پردازنده مرکزی و سوپرکامپیوتر در حالت عادی به صدها عدد از این هارد دیسک متصل است.

امروزه دستگاههای زیادی را می توان یافت که تا چندی پیش از نوار (Tape) استفاده میکردند ولی حالا از هارد دیسک استفاده میکنند. این تعداد انبوه از هارد دیسکها یک کار را به خوبی انجام میدهندو آن هم اینست که آنها اطلاعات دیحیتال را به یک فرم تقریباً همیشگی ذخیره میکنند! هارد دیسک این توانایی را به کامپیوترها می دهند تا در هنگامی که برق میرود اطلاعات خود را ذخیره کند .

99 300x273 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

هارد دیسک ها در ابتدا برای استفاده در کنار کامپیوتر تولید شدند و بعد ها از آن ها در داخل کامپیوتر استفاده شد. با گذشت زمان کاربرد های هارددیسک از حیطه کامپیوتر فراتر رفت .بطوریکه در تجهیزات ضبط تصویر ،پخش صدا ، همچنین در سیستم ها و دوربین های دیجیتال مورد استفاده قرار گرفت . در سال ۲۰۰۵ اولین تلفن های همراه ِ دارای هارد دیسک توسط شرکت های نوکیا و سامسونگ ارائه شد. ایجاد نیاز به حافظه های بزرگ ، قبال اعتماد و مستقل ، منجر به تولید ساختارهایی همچون RAID ،سخت افزار هایی همچون NASحافظه های متصل به شبکه و سیستم هایی همچون SAN شبکه های ذخیره اطلاعات شد تا بتوان بطور موثر به حجم بالایی از اطلاعات دسترسی پیدا کرد.

اساس هارد دیسک چیست؟
هارد دیسکها در دهه ۱۹۵۰ اختراع شدند. در ابتدا آنها دیسکهای بزرگی به ضخامت ۲۰ اینچ بودند و فقط مقدار محدودی مگابایت اطلاعات میتوانستند ذخیره کنند. در ابتدا نام آنها “دیسکهای ثابت یا ماندنی” (Fixed Disks) یا وینچسترز (Winchesters) یک اسم رمز که قبلا برای یک محصول محبوب IBM استفاده می شده.) بود. بعدا برای تشخیص هارد دیسک از فلاپی دیسک نام هارد دیسک بر روی آنها گذاشته شد.
هارد دیسکها یک صفحه گرد سخت (بشقاب) دارند که قادر است میدان مغناطیسی را نگه دارد، بر خلاف لایه پلاستیکی انعطاف پذیری که در فلاپیها و کاستها دیده می شود.
در ساده ترین حالت یک هارد دیسک هیچ تفاوتی با یک نوار کاست ندارد. هم هارد دیسک و هم نوار کاست از یک تکنیک برای ذخیره کردن اطلاعات استفاده میکنند . این دو وسیله از مزایای عمده ذخیره سازی مغناطیسی استفاده میکنند. میدان مغناطیسی براحتی پاک و دوباره نوشته می شود. این میدان براحتی می تواند الگوی شار مغناطیسیای که بر روی میدان ذخیره شده را بیاد بیاورد.

نوار کاست در برابر هارد دیسک
بیایید باهم نگاهی به بزرگترین تفاوتهای بین نوار کاست و هارد دیسک داشته باشیم:
· ماده مغناطیسی قابل ظبط در کاست بر روی یک نوار نازک پلاستیکی روکش شده است. در یک هارد دیسک ماده مغناطیسی قابل ضبط روی یک صفحه آلومینیومی یا شیشهای با دقت بالا، لایه بندی شده است، همچنین این صفحه به خوبی صیقل داده شده تا هر گونه ناهمواری از بین برود.· در نوار کاست هِدِ خواندن/نوشتن (Read/Write Head) مستقیما با نوار در تماس است. در یک هارد دیسک هد خواندن/نوشتن در بالای صفحه حرکت میکند و در حقیقت هیچ وقت با صفحه تماس نمییابد.
در یک نوار کاست شما برای اینکه به یک نقطه خاص دسترسی داشته باشید باید از دکمههای جلوبر (Fast-Forward) و معکوس (Reverse) استفاده کنید که این امر در یک نوار طولانی می تواند زمان زیادی صرف کند. در یک هارد دیسک شما بطور تقریبی میتوانید فورا به هر نقطه روی سطح دیسک حرکت کنید.
در یک نوار کاست، نوار با سرعت ۲ اینچ در ثانیه (تقریبا ۵/۰۸ cm در ثانیه) از بالای هد حرکت میکند درحالی که در هارد دیسک یک صفحه آن میتواند با سرعتی بالغ بر ۳۰۰۰ اینچ در ثانیه در زیر هد چرخش کند.
در یک هارد دیسک اطلاعات در دامنههای مغناطیسی بی نهایت کوچکی در مقایسه با نوار کاست ضبط میشوند. کوچک بودن این دامنهها بعلت دقت صفحه (بشقاب) و سرعت هارد دیسک می باشد.
بعلت این تفاوتها یک هارد دیسک قادر است مقدار شگفت انگیزی از اطلاعات را در فضای کوچکی ذخیره کند. یک هارد دیسک همچنین میتواند در کسری از ثانیه به هرکدام از اطلاعات دسترسی داشته باشد.

ظرفیت و توان اجرایی
یک کامپیوتر رومیزی به طور معمول یک هارد دیسک با ظرفیتی بین ۲۰ تا ۱۲۰ گیگابایت دارد که اطلاعات بصورت فایلها در آن ذخیره شده اند. در ساده ترین تعریف یک فایل به مجموعهای از بایتها گفته میشود. در این بایتها ممکن است کدهای اسکــــِی (ASCII Codes) کاراکترهای مربوط به یک نوشته ذخیره شده باشد، یا اینکه می توانند شامل دستورات یک برنامه نرم افزاری برای اجرا شدن توسط کامپیوتر باشند، یا اینکه می توانند شامل پیکسل رنگهای یک تصویر GIF باشند، هیچ فرقی نمی کند که در این بایتها چه چیزی ذخیره شده است، به هرحال یک فایل حقیقتاً یک رشته از بایتها می باشد. هنگامی که یک برنامه در حال اجرا شدن است و تقاضای یک فایل را می کند، هارد دیسک بایتهای آن را بازیابی میکند و آنها را به CPU میفرستد.
ما دو راه برای اندازه گیری توان اجرایی یک هارد دیسک داریم:
– سرعت انتقال اطلاعات (Data Rate): سرعت انتقال اطلاعات برابر است با تعداد بایتهایی که هارد دیسک می تواند در هر ثانیه در اختیار CPU قرار دهد. سرعتهایی مانند ۵ تا ۴۰ مگابایت در ثانیه معمول هستند.
– زمان جستجو (Seek Time): زمان جستجو مقدار زمان بین درخواست CPU برای یک فایل و اولین بایت فرستاده شده به CPU میباشد. زمانهایی بین ۱۰ تا ۲۰ میلی ثانیه معمول هستند.
پارامتر دیگری که در اینجا برای هارد دیسک ها مطرح است ظرفیت میباشد، که عبارت است از تعداد بایتهایی که هارد دیسک میتواند نگهداری کند.

اعضای داخلی: بورد الکترونیکی
بهترین راه برای اینکه بفهمیم یک هارد دیسک چگونه کار میکند این است که نگاهی بدرون آن داشته باشیم؛ (بخاطر بسپارید که باز کردن یک هارد دیسک باعث خرابی آن می شود، بنابراین این بخش چیزی نیست که شما بتوانید در خانه امتحان کنید مگر اینکه یک هارد از بین رفته داشته باشید.)
هارد دیسک در واقع یک جعبه آلومینیومی مهر و موم شده میباشد که مدارات الکترونیکی کنترل کننده در یک طرف آن ضمیمه شده است. همچنین کنترلهای الکترونیکی، سیستم خواندن/نوشتن و همچنین موتور که صفحات را میچرخاند در آنجا وجود دارند.
این مدارات الکترونیکی یک میدان مغناطیسی نیز بر روی سطح دیسک در میان بایتها ایجاد می کنند (برای خواندن) و یک میدان مغناطیسی نیز بر روی بایتها متفاوت با میدان اولی ایجاد می کنند (برای نوشتن)، این اجزای الکترونیکی بر روی یک بورد کوچک جمع شدهاند تا از دیگر اجزاء جدا شوند (شکل زیر).

33 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

اعضای داخلی: در زیر بورد
در قسمت زیرین بورد اتصالات موتور چرخاننده صفحات قرار دارد و همچنین حفرهای فیلتر شده (برای جلوگیری از ورود گرد و غبار) برای یکسان کردن فشار هوای بیرون و درون هارد دیسک قرار دارد .
با برداشتن پوشش هارد دیسک قسمت درونی هارد دیسک آشکار میشود که بینهایت ساده ولی بسیار دقیق و مختصر میباشد :

k4 300x201 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

در این تصویر مشاهده می کنیم:
– بشقاب ها (Platters): این صفحات معمولاً با سرعت ۳۶۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه (rpm) در هنگام فعالیت درایو چرخش میکنند. این صفحات به شکلی ساخته شدهاند تا تحمل این چرخش را داشته باشند، همچنین این صفحات بسیار صاف و صیقلی هستند (بطوری که شما در تصویر میتوانید انعکاس تصویر عکاس را در صفحات ببینید… راه سادهای برای اجتناب از آن وجود نداشت!).
– بازوی متحرک (Arm): این قطعه هد خواندن/نوشتن را در بالای صفحات نگهداری میکند و بوسیلۀ دستگاهی که در قسمت گوشۀ بالا قرار دارد کنترل میشود. بازو قادر است هدها را از مرکز تا لبۀ صفحات حرکت دهد. مکانیزم عمل بازو و دستگاه آن بسیار دقیق و سریع میباشد. یک بازو در یک هارد دیسک معمولی فاصلۀ بین مرکز تا لبۀ دیسکها را می تواند ۵۰ بار در ثانیه طی کند – دیدن این عمل از نزدیک حتماً شما را متحیر خواهد کرد!
اعضای داخلی: صفحات و هدها
برای افزایش مقدار اطلاعاتی که درایو قادر است ذخیره کند اکثر هارد دیسکها دارای سیستم چند بشقابی (Multi Platters) هستند. درایوی که در شکل زیر مشاهده می کنید سه بشقاب و شش هد خواندن/نوشتن دارد.

55 300x147 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

بعضی از درایوها از یک کانال مارپیچ صوتی (Voice Coil) استفاده میکنند – همان تکنیکی که در بلندگو برای به لرزش درآوردن مخروط بلندگو استفاده شده در اینجا نیز برای حرکت بازوها استفاده میشود.

ذخیرۀ اطلاعات
اطلاعات برروی صفحات هارد دیسک بصورت قطاعهای دایرهای (Sectors) و شیارها (Tracks) ذخیره میشوند. ترکها دوایر متحدالمرکزی هستند و سکتورها قسمتهای جدا شدهای روی این شیارها هستند.

hard disk track هارد دیسک چگونه کار میکند؟

 

در این شکل یک ترک نوعی برنگ زرد در شکل و همچنین یک سکتور نوعی برنگ آبی نشان داده شده است. یک سکتور تعداد ثابتی از بایتها را در خود دارد – برای مثال ۲۵۶ یا ۵۱۲٫ بعداً سکتورهای درایو در سیستم عامل گروه بندی میشوند و به هر گروه از این سکتورها یک خوشه (Cluster) گفته میشود.
ترکها و سکتورها در مرحله شکل دادن سطح پایین (Low Level Format) شکل میگیرند. در این مرحله نقاط شروع و پایان سکتورها بر روی صفحات نوشته میشود. این مرحله درایو را آماده می کند تا بلوکهایی از بایتها را در خود نگهداری کند. ساختمان بندی درایو برای ذخیرۀ فایلها در شکل دادن سطح بالا (High Level Format) صورت میگیرد، عملی که در این نوع فرمت صورت می گیرد مانند این است که بخواهیم کمدهای مخصوص پروندهها را در سکتورها قرار دهیم. این نوع فرمت درایو را برای نگهداری فایلها آماده می کند.

 

نحوه انتخاب یک هارد دیسک
هارد دیسک (Hard disk ) ، یکی از مهمترین عناصر سخت افزاری درکامپیوتر پس از پردازنده و حافظه است. از هارد دیسک ، بمنظور ذخیره سازی اطلاعات استفاده می گردد . اطلاعات مربوط به راه اندازی سیستم ، برنامه ها و داده ها، جملگی بر روی هارد دیسک ذخیره می گردند. در زمان انجام برخی عملیات خاص توسط کامپیوتر، نظیر ویرایش فیلم ها ، بازی های کامپیوتری و یا پخش موزیک ، استفاده از یک هارد دیسک با ظرفیت بالا، سرعت مناسب و قابل اطمینان ، بطرز محسوسی بهبود محیط عملیاتی خصوصا” ذخیره و بازیابی اطلاعات را بدنبال خواهد داشت . در سالیان اخیر تکنولوژی ساخت هارد دیسک بسرعت و در ابعاد متفاوت رشد و گسترش یافته است . در این مقاله ، به بررسی پارامترهای لازم در خصوص انتخاب یک هارد دیسک خواهیم پرداخت .

نکاتی دررابطه با تهیه هارد دیسک

· استفاده از کامپیوترهای جدیدتر. کامپیوترهای جدیدتر قادر به استفاده مطلوب از مزایای یک درایو با ظرفیت بالا می باشند ( افزایش کارائی ) . سیستمی که دارای پردازنده ای با سرعت پائین و یا میزان اندکی حافظه اصلی می باشد ، نمی تواند از تمام ظرفیت و پتناسیل های هارددیسک انتخابی ، بنحو احسن استفاده نماید. در صورتیکه یک کامپیوتر ارزش ارتقاء را داشته باشد ( سیستم موجود دارای کارآئی لازم می باشد ) می توان بمنظور دستیابی به ظرفیت ذخیره سازی بیشتر ، هارد آن را بتنهائی ارتقاء داد.

· اطمینان از وجود فضای کافی درون کیس .اکثر کیس های استفاده شده در کامپیوترهای شخصی حداقل دارای یک و یا چندین محل برای نصب هارد می باشند.با استفاده از دفترچة‌ راهنما و یا با باز نمودن کیس ، می توان بررسی لازم در خصوص وجود فضای کافی را انجام داد( خصوصا” در مواردیکه قصد استفاده از یک هارد جدید و نگهداری هارد قدیم وجود داشته باشد ).

· تهیه هارد دیسک با ظرفیت بیشتر از نیاز اولیه .پیشنهاد می گردد همواره هارد دیسکی با ظرفیت بیش از نیاز اولیه ، انتخاب گردد. ظرفیت انتخابی می بایست پاسخگوی نیازهای آینده بوده و لازم است باتوجه به نوع استفاده از کامپیوتر در حال و آینده ، تصمیم مناسبی در اینخصوص اتخاذ گردد.

· سازگاری سرعت هارد انتخابی با سرعت اینترفیس کامپیوتر.سرعت درایوهای ATA/100 و ATA/133 بمراتب از سرعت اینترفیس های کامپیوتر بیشتر است ( خصوصا” اگر از زمان خرید کامپیوتر یک سال گذشته باشد). قبل از انتخاب هارد دیسک ،می بایست با استفاده از دفترچه های راهنمای کامپیوتر که فروشندگان ارائه می نمایند، سرعت اینترفیس های کامپیوتر را مشخص نمود.

· تهیه هارد دیسک با قیمت مناسب .رقابت تنگانتنگی بین تولید کنندگان درایوها وجود داشته و اکثر فروشندگان کاربران را بدلیل اختلاف ناچیز قیمت ، ترغیب به تهیه هارد دیسک های با ظرفیت بالاتر می نمایند. این امر در خصوص درایوهایی با ظرفیت پایین تر صادق است چرا که آخرین ظرفیت های موجود در بازار به علت تولید کم دارای قیمت بالاتری هستند. بنابران پیشنهاد می گردد هرگز به دنبال آخرین ظرفیت موجود در بازار نباشید.

· تهیه بسته کامل( کیت ) درایو .این نوع بسته ها شامل قطعه سخت افزاری،‌کابل ها ،‌دفترچه راهنما و در برخی موارد درایور مورد نظر برای نصب می باشد.

· استفاده از درایوهای external در صورت لزوم .با استفاده از این نوع درایوها می توان اطلاعات مهم و حیاتی را در زمانیکه در محل کار خود نمی باشیم ، حفاظت نمود. در مواردیکه نیازمند جابجائی حجم بالائی از اطلاعات می باشیم ، استفاده از درایوهای external می تواند یکی از گزینه های موجود باشد .قیمت درایوهای فوق ، نسبت به درایوهای معمولی که در درون کیس نصب می شوند، بیشتر بوده و جهت ارتباط با سیستم از پورت های USB2.0 استفاده می نمایند.

جایگاه هارد دیسک
با توجه به رشد چشمگیر تکنولوژی ساخت هارد دیسک ، ظرفیت آنان درفواصل زمانی بین دوازده تا هیجده ماه ، دو برابر می شود . بدین ترتیب ،عملا” کامپیوترهای شخصی بسمت ماشین های چند رسانه ای حرکت نموده که می توان حجم بالائی از اطلاعات شامل صوت ، تصویر و گرافیک را بر روی آنان ذخیره نمود. بیشترین ظرفیت هارد دیسک قابل نصب بر روی کامپیوترهای Desktop ، معادل ۲۵۰ گیگابایت می باشد. طرفیت فوق ، ده برابر بیش از ظرفیت هارد دیسک های سه سال پیش است . در اوایل سال ۲۰۰۳ میلادی ، هارد دیسک های با ظرفیت ۳۲۰ گیگا بایت مطرح شده اند. تولید کنندگان در صدد ارائه اینترفیس های سریال ATA بوده که نسبت به مدل های پیشین ( اینترفیس های موازی ATA ) دارای سرعت بمراتب بیشتری می باشند. محصولات تولید شده در سال آینده ، از تکنولوژی فوق استفاده خواهند کرد. عملکرد تمامی هارد دیسک ها در زمان اجرای یک برنامه مشابه یکدیگر بوده و استفاده از درایوهای با سرعت بالا، مزایا و امتیازات متعددی را برای کاربرانی که قصد پردازش داده هائی با حجم بالا ( تصاویر و ویدئوهای دیجیتال ) را دارند ، بدنبال خواهد داشت.بر اساس آزمایشات متعدد انجام شده توسط برنامه Photoshop ، مشخص شده است که انجام عملیات پیچیده ای نظیر : اعمال فیلترها ، گردش و ویرایش تصاویر در هارد دیسک های با سرعت بالا ، شصت درصد سریعتر از سیستم هائی است که دارای درایوهائی با سرعت پائین می باشند.

ویژگی ها ی مهم
از مهمترین ویژگی های مرتبط با هارد دیسک ، می توان به موارد زیر اشاره نمود :

· ظرفیت : اغلب کامپیوترهای شخصی در حال حاضر از هارد دیسک هائی با ظرفیت معادل بیست گیگابایت ، استفاده می نمایند. ظرفیت فوق ، بمراتب بیش از انداره مورد نیاز کاربرانی است که صرفا” از هارد دیسک بمنزله ابزاری بمنظور ذخیره سازی اطلاعات استفاده می نمایند . ظرفیت هارد دیسک برای کاربرانی همچون طراحان آثار گرافیکی و یا افرادیکه بر روی فیلم های ویدئویی کار می کنند ، از اهمیت بیشتری برخوردار است . مثلا” ضبط تصاویردر مدت زمان محدود از یک دوربین فیلم برداری ، چندین گیگابایت ظرفیت هارد دیسک را اشغال خواهد کرد . در صورت ضرورت استفاده از فضای ذخیره سازی بالا ، می توان از یک هارد با ظرفیت بالا و یا دو هارد دیسک ،استفاده نمود. در چنین حالتی می توان هارد موجود را نگهداری و متناسب با نیاز، اقدام به تهیه و نصب هارد دوم نمود. مثلا” در صورتیکه به یک هارد با ظرفیت ۱۶۰ گیگابایت نیاز باشد و هارد دیسک موجود ۸۰ گیگابایت ظرفیت داشته باشد ، می توان با تهیه یک هارد دیسک دیگر و با ظرفیت ۸۰ گیگابایت ، نیاز خود را مرتفع نمود ( تامین ۱۶۰ گیگابایت فضای ذخیره سازی ، مشروط به وجود پتانسیل لازم ازلحاظ توانائی حمایت برد اصلی سیستم ) .

· سرعت دورانی :.سرعت دوران ( چرخش ) هارد دیسک های ATA موجود ، ۵۴۰۰ یا ۷۲۰۰ دور در دقیقه ( rpm ) می باشد . درایوهائی که دارای سرعت ۷۲۰۰ دور در دقیقه می باشند، معمولا” ( در تمامی موارد صادق نخواهد بود ) دارای سرعت بیشتری در ارتباط با بازیابی اطلاعات ، می باشند . در آزمایشاتی که بر روی یک نمونه درایو با سرعت ۵۲۰۰ دور در دقیقه انجام شده است ، مشاهده شده است که سرعت تکثیر اطلاعاتی به اندازه ۱/۲ گیگابایت ، حدود ۳۳ % سریعتر از سرعت درایوهای ۷۲۰۰ دور در دقیقه می باشد! در بعضی موارد، پارامترهای دیگری نظیر نوع الگوریتم استفاده شده بمنظور بازیابی اطلاعات، تاثیر مستقیمی بر کارآئی یک درایو دارد.

· اینترفیس : تقریبا” تمامی کامپیوترهای Desktop از اینترفیس موازی ATA استفاده می نمایند.. حداکثر سرعت انتقال داده در این نوع اینترفیس ها ، ۱۰۰ و یا ۱۳۳ مگابایت در ثانیه است. بر اساس مجموعه تست های انجام شده بر روی اینترفیس های ATA/133 ، مشخص شده است که سرعت آنان تاثیر مشهودی را در افزایش کارائی بدنبال نداشته است ، چراکه درایوهای موجود امکان استفاده مناسب از سرعت بالای انتقال داده در باندهای عریض را دارا نمی باشند. ( درایوهای موجود در سرعت بالای ۱۰۰ و یا بیشتر ممکن است دچار مشکل شوند ). اکثر مادربردهای قدیمی ( MotherBoard ) از ATA/133 حمایت نمی نمایند.بنابراین برای استفاده از این نوع درایوها ، می بایست کارت های جانبی بر روی سیستم نصب گردد . خوشبختانه درایوهائی که دارای استاندارد ATA/133 می باشند ، امکان حمایت از استاندارد ATA/100 را نیز دارا می باشند .
درایوهائی که از اینترفیس های سریال ATA ( در مقابل اینترفیس های موازی ) استفاده می نمایند ، بتدریج متداول می گردند .از اینترفیس های فوق در مواردیکه با مشکل سرعت در ارتباط با اینترفیس های موازی برخورد می شود ، استفاده می گردد(اینترفیس های سریال ATA مشکل کمبود سرعت را برطرف می نمایند) . این نوع درایوها ، قادر به انتقال ۱۵۰ مگابایت در ثانیه بوده و این میزان در سالیان آینده به مرز ۶۰۰ مگابایت در ثانیه خواهد رسید . بر اساس تست های انجام شده ،استفاده از یک اینترفیس سریال ATA بر روی سیستم هائی که شامل یک درایو می باشند ، مزایای عمده ای را بدنبال نداشته است ( از پهنای باند اضافه عملا” استفاده نمی گردد) . در صورت استفاده از چندین درایو بر روی یک اینترفیس مشابه ، از پهنای باند اضافی بطور مطلوب استفاده و نتایج مثبتی را بدنبال خواهد داشت . استفاده از درایوهای ATA با اینترفیس سریال ، طی سالیان آینده در اکثر کامپیوترهای شخصی بکار گرفته خواهد شد .

· حافظه موقت ( بافر ) : زمانیکه یک سیستم درخواست اطلاعاتی را می نماید ، هارد دیسک علاوه بر اینکه می بایست بازیابی داده درخواستی ر ا انجام دهد بلکه مسئولیت استقرار ( load ) داده در بافر مربوطه به خود را نیز برعهده دارد . بدین ترتیب در صورتیکه پردازنده درخواست مجدد همان اطلاعات قبلی را داشته باشد ، اطلاعات مورد نیاز آن از طریق بافر هارد دیسک تامین خواهد شد . استفاده از دو مگابایت بافر، ظرفیت مناسبی در این رابطه می باشد . در مواردیکه از برنامه های خاصی نظیر فتوشاپ ، استفاده می شود ، ظرفیت هشت مگابایت برای بافر ، منظقی بوده و اثرات مثبتی را در رابطه با افزایش کارائی سیستم بدنبال خواهد داشت .

تشریح مشخصات
تعیین ظرفیت ، یکی از اولین و در عین حال مهمترین تصمیات در رابطه با انتخاب یک هارد دیسک می باشد .هارد دیسک های با ظرفیت بالا همیشه از لحاظ قیمت گرانتر می باشند،چرا که توزیع آخرین مدلها و ظرفیت ها در ماه های نخست تولید بسیار اندک بوده و همین عامل افزایش قیمت آنان را بدنبال خواهد داشت.برای تهیه یک هارد دیسک با ظرفیت مطلوب می توان پس از کاهش قیمت آخرین مدل های ارائه شده ، اقدام لازم را انجام داد .( تامین هارد دیسک مورد نظر پس از فروکش نمودن جو ایجاد شده در ماه های نخست تولید ) . پارامترهای زیر را می توان در زمان انتخاب یک هارد دیسک در نظر گرفت :

· ظرفیت : حداقل ( بیست تا چهل گیگابایت ) ، پیشنهادی ( شصت تا هشتاد گیگابایت ) ، حداکثر ( یکصد تا دویست و پنجاه گیگابایت )
تهیه هارد دیسک هایی با ظرفیت بالاتر از نیاز موجود، تصمیمی منطقی می باشد . قیمت هارد دیسک های با ظرفیت بیشتر همواره بالاتر از ظرفیت های پائین تر می باشد ( تفاوت زیاد نمی باشد) بعنوان نمونه،تفاوت ظرفیت هاردیسک های ۶۰GB با ۸۰GB چیزی در حدود ۲۰GB می باشد که این ظرفیت قابل توجهی است اما از نظر قیمتی این هاردیسک ها اختلاف چندانی با هم ندارند.

· سرعت دوران : حداقل ( ۵۴۰۰ دور در دقیقه) ،پیشنهادی ( ۵۴۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه ) ، حداکثر ( ۵۴۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه )
بالا بودن سرعت دوران یک هاردیسک نشاندهنده بالا بودن سرعت ذخیره و بازیابی اطلاعات است. درصورتیکه از کامپیوتر بمنظور انجام کارهای چندرسانه ای استفاده می گردد ، بالا بودن تعداد دور در دقیقه یک هاردیسک بسیار حائز اهمیت است. این خصوصیت هارددیسک در برنامه هایی نظیر word و یا استفاده از اینترنت ، چندان مشهود نخواهد بود .هارددیسک ها ی با ظرفیت بالا ، اغلب دارای سرعت دوران کمتری می باشند ( ۵۴۰۰rpm ) .

· سرعت اینترفیس : حداقل ( Ultra ATA/100 or ATA 133) ، پیشنهادی (Ultra ATA/100 or ATA 133 ) ، حداکثر ( Ultra ATA/100 or ATA 133)
تفاوت سرعت بین درایوهای ATA/100 و ATA/133 برای اکثر کاربران مشهود و قابل ملاحظه نخواهد بود. برای اینکه از سرعت درایوهای انتخابی بطرز موثری استفاده شود، می بایست سرعت آنان با کامپیوتر سازگار باشد ، در غیر اینصورت می بایست ار کارت هائی استفاده شود که سرعت درایو را با سرعت کامپیوتر هماهنگ نماید.

· سرعت جستجو : حداقل (۸ms و یا پائین تر) ، پیشنهادی ( ۸ms تا ۹ms ) ، حداکثر ( ۹ms )
متوسط سرعت جستجو ( بر حسب میلی ثانیه اندازه گیری می گردد) در واقع به سرعت پیدا نمودن اطلاعات ( یک بخش خاص از داده ) ذخیره شده در یک درایو اطلاق می شود.اکثر کاربران در زمان انتخاب یک هارد دیسک به موضوع فوق توجه نکرده و حتی در فعالیت های روزمره خود با کامپیوتر کمبودی از این بابت را حس نمی نمایند . در مواردیکه اطلاعات در بخش های متفاوت هارد ذخیره شده باشد، یافتن هر بخش از اطلاعات ذخیره شده و ارتباط بین آنان ، زمان مختص خود را خواهد داشت .

· اندازه بافر : حداقل (دو مگابایت) ، پیشنهادی (دو مگابایت و یا هشت مگابایـت ) ، حداکثر (دو مگا بایت و یا هشت مگابایت)
بافر ،‌ یک حافظه Cache بر روی درایو بوده که بطور موقت اطلاعات در آن ذخیره شده تا در صورتیکه پردازنده مجددا” درخواست آنان را داشته باشد ، اطلاعات از محل فوق و با سرعت بیشتری در اختیار پردازنده قرار داده شوند. اکثر هارددیسک ها به طور معمول دارای بافری به ظرفیت دو مگابایت می باشند(درایوهایی با بافر بالاتر نیز وجود داشته که از آنان برای اهداف خاصی استفاده می گردد).

 تولید کنندگان

اغلب هارد دیسک های موجود در بازار توسط یکی از شرکت های زیر تولید می شوند:

Seagate, Maxtor ( که در سال ۲۰۰۶ به مالکیت Seagate درآمد) ، Western Digital, Samsung و Hitachi. درمورد کمپانی Hitachi لازم به ذکر است که این شرکت در ابتدا هارد درایو های مخصوص کامپیوتر های IBM و Fujitsu را تهیه می کرد و امروزه به تولید هارد درایو های مخصوص سرور ها و تجهیزات قابل حمل و نقل می پردازد و در سال ۲۰۰۱ از بازار درایو های کامپیوتر های خانگی خارج شد. شرکت توشیبا نیز یکی از تولید کنندگان عمده درایو های ۵/۲ و ۸/۱ اینچی برای لب تاپ هاست.

تعداد زیادی از تولید کنند

 

هر کامپیوتری  دارای یک یا چند هارد دیسک است. هر یک پردازنده مرکزی و سوپرکامپیوتر در حالت عادی به صدها عدد از این هارد دیسک متصل است.

امروزه دستگاههای زیادی را می توان یافت که تا چندی پیش از نوار (Tape) استفاده میکردند ولی حالا از هارد دیسک استفاده میکنند. این تعداد انبوه از هارد دیسکها یک کار را به خوبی انجام میدهندو آن هم اینست که آنها اطلاعات دیحیتال را به یک فرم تقریباً همیشگی ذخیره میکنند! هارد دیسک این توانایی را به کامپیوترها می دهند تا در هنگامی که برق میرود اطلاعات خود را ذخیره کند .

99 300x273 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

هارد دیسک ها در ابتدا برای استفاده در کنار کامپیوتر تولید شدند و بعد ها از آن ها در داخل کامپیوتر استفاده شد. با گذشت زمان کاربرد های هارددیسک از حیطه کامپیوتر فراتر رفت .بطوریکه در تجهیزات ضبط تصویر ،پخش صدا ، همچنین در سیستم ها و دوربین های دیجیتال مورد استفاده قرار گرفت . در سال ۲۰۰۵ اولین تلفن های همراه ِ دارای هارد دیسک توسط شرکت های نوکیا و سامسونگ ارائه شد. ایجاد نیاز به حافظه های بزرگ ، قبال اعتماد و مستقل ، منجر به تولید ساختارهایی همچون RAID ،سخت افزار هایی همچون NASحافظه های متصل به شبکه و سیستم هایی همچون SAN شبکه های ذخیره اطلاعات شد تا بتوان بطور موثر به حجم بالایی از اطلاعات دسترسی پیدا کرد.

اساس هارد دیسک چیست؟
هارد دیسکها در دهه ۱۹۵۰ اختراع شدند. در ابتدا آنها دیسکهای بزرگی به ضخامت ۲۰ اینچ بودند و فقط مقدار محدودی مگابایت اطلاعات میتوانستند ذخیره کنند. در ابتدا نام آنها “دیسکهای ثابت یا ماندنی” (Fixed Disks) یا وینچسترز (Winchesters) یک اسم رمز که قبلا برای یک محصول محبوب IBM استفاده می شده.) بود. بعدا برای تشخیص هارد دیسک از فلاپی دیسک نام هارد دیسک بر روی آنها گذاشته شد.
هارد دیسکها یک صفحه گرد سخت (بشقاب) دارند که قادر است میدان مغناطیسی را نگه دارد، بر خلاف لایه پلاستیکی انعطاف پذیری که در فلاپیها و کاستها دیده می شود.
در ساده ترین حالت یک هارد دیسک هیچ تفاوتی با یک نوار کاست ندارد. هم هارد دیسک و هم نوار کاست از یک تکنیک برای ذخیره کردن اطلاعات استفاده میکنند . این دو وسیله از مزایای عمده ذخیره سازی مغناطیسی استفاده میکنند. میدان مغناطیسی براحتی پاک و دوباره نوشته می شود. این میدان براحتی می تواند الگوی شار مغناطیسیای که بر روی میدان ذخیره شده را بیاد بیاورد.

نوار کاست در برابر هارد دیسک
بیایید باهم نگاهی به بزرگترین تفاوتهای بین نوار کاست و هارد دیسک داشته باشیم:
· ماده مغناطیسی قابل ظبط در کاست بر روی یک نوار نازک پلاستیکی روکش شده است. در یک هارد دیسک ماده مغناطیسی قابل ضبط روی یک صفحه آلومینیومی یا شیشهای با دقت بالا، لایه بندی شده است، همچنین این صفحه به خوبی صیقل داده شده تا هر گونه ناهمواری از بین برود.· در نوار کاست هِدِ خواندن/نوشتن (Read/Write Head) مستقیما با نوار در تماس است. در یک هارد دیسک هد خواندن/نوشتن در بالای صفحه حرکت میکند و در حقیقت هیچ وقت با صفحه تماس نمییابد.
در یک نوار کاست شما برای اینکه به یک نقطه خاص دسترسی داشته باشید باید از دکمههای جلوبر (Fast-Forward) و معکوس (Reverse) استفاده کنید که این امر در یک نوار طولانی می تواند زمان زیادی صرف کند. در یک هارد دیسک شما بطور تقریبی میتوانید فورا به هر نقطه روی سطح دیسک حرکت کنید.
در یک نوار کاست، نوار با سرعت ۲ اینچ در ثانیه (تقریبا ۵/۰۸ cm در ثانیه) از بالای هد حرکت میکند درحالی که در هارد دیسک یک صفحه آن میتواند با سرعتی بالغ بر ۳۰۰۰ اینچ در ثانیه در زیر هد چرخش کند.
در یک هارد دیسک اطلاعات در دامنههای مغناطیسی بی نهایت کوچکی در مقایسه با نوار کاست ضبط میشوند. کوچک بودن این دامنهها بعلت دقت صفحه (بشقاب) و سرعت هارد دیسک می باشد.
بعلت این تفاوتها یک هارد دیسک قادر است مقدار شگفت انگیزی از اطلاعات را در فضای کوچکی ذخیره کند. یک هارد دیسک همچنین میتواند در کسری از ثانیه به هرکدام از اطلاعات دسترسی داشته باشد.

ظرفیت و توان اجرایی
یک کامپیوتر رومیزی به طور معمول یک هارد دیسک با ظرفیتی بین ۲۰ تا ۱۲۰ گیگابایت دارد که اطلاعات بصورت فایلها در آن ذخیره شده اند. در ساده ترین تعریف یک فایل به مجموعهای از بایتها گفته میشود. در این بایتها ممکن است کدهای اسکــــِی (ASCII Codes) کاراکترهای مربوط به یک نوشته ذخیره شده باشد، یا اینکه می توانند شامل دستورات یک برنامه نرم افزاری برای اجرا شدن توسط کامپیوتر باشند، یا اینکه می توانند شامل پیکسل رنگهای یک تصویر GIF باشند، هیچ فرقی نمی کند که در این بایتها چه چیزی ذخیره شده است، به هرحال یک فایل حقیقتاً یک رشته از بایتها می باشد. هنگامی که یک برنامه در حال اجرا شدن است و تقاضای یک فایل را می کند، هارد دیسک بایتهای آن را بازیابی میکند و آنها را به CPU میفرستد.
ما دو راه برای اندازه گیری توان اجرایی یک هارد دیسک داریم:
– سرعت انتقال اطلاعات (Data Rate): سرعت انتقال اطلاعات برابر است با تعداد بایتهایی که هارد دیسک می تواند در هر ثانیه در اختیار CPU قرار دهد. سرعتهایی مانند ۵ تا ۴۰ مگابایت در ثانیه معمول هستند.
– زمان جستجو (Seek Time): زمان جستجو مقدار زمان بین درخواست CPU برای یک فایل و اولین بایت فرستاده شده به CPU میباشد. زمانهایی بین ۱۰ تا ۲۰ میلی ثانیه معمول هستند.
پارامتر دیگری که در اینجا برای هارد دیسک ها مطرح است ظرفیت میباشد، که عبارت است از تعداد بایتهایی که هارد دیسک میتواند نگهداری کند.

اعضای داخلی: بورد الکترونیکی
بهترین راه برای اینکه بفهمیم یک هارد دیسک چگونه کار میکند این است که نگاهی بدرون آن داشته باشیم؛ (بخاطر بسپارید که باز کردن یک هارد دیسک باعث خرابی آن می شود، بنابراین این بخش چیزی نیست که شما بتوانید در خانه امتحان کنید مگر اینکه یک هارد از بین رفته داشته باشید.)
هارد دیسک در واقع یک جعبه آلومینیومی مهر و موم شده میباشد که مدارات الکترونیکی کنترل کننده در یک طرف آن ضمیمه شده است. همچنین کنترلهای الکترونیکی، سیستم خواندن/نوشتن و همچنین موتور که صفحات را میچرخاند در آنجا وجود دارند.
این مدارات الکترونیکی یک میدان مغناطیسی نیز بر روی سطح دیسک در میان بایتها ایجاد می کنند (برای خواندن) و یک میدان مغناطیسی نیز بر روی بایتها متفاوت با میدان اولی ایجاد می کنند (برای نوشتن)، این اجزای الکترونیکی بر روی یک بورد کوچک جمع شدهاند تا از دیگر اجزاء جدا شوند (شکل زیر).

33 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

اعضای داخلی: در زیر بورد
در قسمت زیرین بورد اتصالات موتور چرخاننده صفحات قرار دارد و همچنین حفرهای فیلتر شده (برای جلوگیری از ورود گرد و غبار) برای یکسان کردن فشار هوای بیرون و درون هارد دیسک قرار دارد .
با برداشتن پوشش هارد دیسک قسمت درونی هارد دیسک آشکار میشود که بینهایت ساده ولی بسیار دقیق و مختصر میباشد :

k4 300x201 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

در این تصویر مشاهده می کنیم:
– بشقاب ها (Platters): این صفحات معمولاً با سرعت ۳۶۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه (rpm) در هنگام فعالیت درایو چرخش میکنند. این صفحات به شکلی ساخته شدهاند تا تحمل این چرخش را داشته باشند، همچنین این صفحات بسیار صاف و صیقلی هستند (بطوری که شما در تصویر میتوانید انعکاس تصویر عکاس را در صفحات ببینید… راه سادهای برای اجتناب از آن وجود نداشت!).
– بازوی متحرک (Arm): این قطعه هد خواندن/نوشتن را در بالای صفحات نگهداری میکند و بوسیلۀ دستگاهی که در قسمت گوشۀ بالا قرار دارد کنترل میشود. بازو قادر است هدها را از مرکز تا لبۀ صفحات حرکت دهد. مکانیزم عمل بازو و دستگاه آن بسیار دقیق و سریع میباشد. یک بازو در یک هارد دیسک معمولی فاصلۀ بین مرکز تا لبۀ دیسکها را می تواند ۵۰ بار در ثانیه طی کند – دیدن این عمل از نزدیک حتماً شما را متحیر خواهد کرد!
اعضای داخلی: صفحات و هدها
برای افزایش مقدار اطلاعاتی که درایو قادر است ذخیره کند اکثر هارد دیسکها دارای سیستم چند بشقابی (Multi Platters) هستند. درایوی که در شکل زیر مشاهده می کنید سه بشقاب و شش هد خواندن/نوشتن دارد.

55 300x147 هارد دیسک چگونه کار میکند؟

بعضی از درایوها از یک کانال مارپیچ صوتی (Voice Coil) استفاده میکنند – همان تکنیکی که در بلندگو برای به لرزش درآوردن مخروط بلندگو استفاده شده در اینجا نیز برای حرکت بازوها استفاده میشود.

ذخیرۀ اطلاعات
اطلاعات برروی صفحات هارد دیسک بصورت قطاعهای دایرهای (Sectors) و شیارها (Tracks) ذخیره میشوند. ترکها دوایر متحدالمرکزی هستند و سکتورها قسمتهای جدا شدهای روی این شیارها هستند.

hard disk track هارد دیسک چگونه کار میکند؟

 

در این شکل یک ترک نوعی برنگ زرد در شکل و همچنین یک سکتور نوعی برنگ آبی نشان داده شده است. یک سکتور تعداد ثابتی از بایتها را در خود دارد – برای مثال ۲۵۶ یا ۵۱۲٫ بعداً سکتورهای درایو در سیستم عامل گروه بندی میشوند و به هر گروه از این سکتورها یک خوشه (Cluster) گفته میشود.
ترکها و سکتورها در مرحله شکل دادن سطح پایین (Low Level Format) شکل میگیرند. در این مرحله نقاط شروع و پایان سکتورها بر روی صفحات نوشته میشود. این مرحله درایو را آماده می کند تا بلوکهایی از بایتها را در خود نگهداری کند. ساختمان بندی درایو برای ذخیرۀ فایلها در شکل دادن سطح بالا (High Level Format) صورت میگیرد، عملی که در این نوع فرمت صورت می گیرد مانند این است که بخواهیم کمدهای مخصوص پروندهها را در سکتورها قرار دهیم. این نوع فرمت درایو را برای نگهداری فایلها آماده می کند.

 

نحوه انتخاب یک هارد دیسک
هارد دیسک (Hard disk ) ، یکی از مهمترین عناصر سخت افزاری درکامپیوتر پس از پردازنده و حافظه است. از هارد دیسک ، بمنظور ذخیره سازی اطلاعات استفاده می گردد . اطلاعات مربوط به راه اندازی سیستم ، برنامه ها و داده ها، جملگی بر روی هارد دیسک ذخیره می گردند. در زمان انجام برخی عملیات خاص توسط کامپیوتر، نظیر ویرایش فیلم ها ، بازی های کامپیوتری و یا پخش موزیک ، استفاده از یک هارد دیسک با ظرفیت بالا، سرعت مناسب و قابل اطمینان ، بطرز محسوسی بهبود محیط عملیاتی خصوصا” ذخیره و بازیابی اطلاعات را بدنبال خواهد داشت . در سالیان اخیر تکنولوژی ساخت هارد دیسک بسرعت و در ابعاد متفاوت رشد و گسترش یافته است . در این مقاله ، به بررسی پارامترهای لازم در خصوص انتخاب یک هارد دیسک خواهیم پرداخت .

نکاتی دررابطه با تهیه هارد دیسک

· استفاده از کامپیوترهای جدیدتر. کامپیوترهای جدیدتر قادر به استفاده مطلوب از مزایای یک درایو با ظرفیت بالا می باشند ( افزایش کارائی ) . سیستمی که دارای پردازنده ای با سرعت پائین و یا میزان اندکی حافظه اصلی می باشد ، نمی تواند از تمام ظرفیت و پتناسیل های هارددیسک انتخابی ، بنحو احسن استفاده نماید. در صورتیکه یک کامپیوتر ارزش ارتقاء را داشته باشد ( سیستم موجود دارای کارآئی لازم می باشد ) می توان بمنظور دستیابی به ظرفیت ذخیره سازی بیشتر ، هارد آن را بتنهائی ارتقاء داد.

· اطمینان از وجود فضای کافی درون کیس .اکثر کیس های استفاده شده در کامپیوترهای شخصی حداقل دارای یک و یا چندین محل برای نصب هارد می باشند.با استفاده از دفترچة‌ راهنما و یا با باز نمودن کیس ، می توان بررسی لازم در خصوص وجود فضای کافی را انجام داد( خصوصا” در مواردیکه قصد استفاده از یک هارد جدید و نگهداری هارد قدیم وجود داشته باشد ).

· تهیه هارد دیسک با ظرفیت بیشتر از نیاز اولیه .پیشنهاد می گردد همواره هارد دیسکی با ظرفیت بیش از نیاز اولیه ، انتخاب گردد. ظرفیت انتخابی می بایست پاسخگوی نیازهای آینده بوده و لازم است باتوجه به نوع استفاده از کامپیوتر در حال و آینده ، تصمیم مناسبی در اینخصوص اتخاذ گردد.

· سازگاری سرعت هارد انتخابی با سرعت اینترفیس کامپیوتر.سرعت درایوهای ATA/100 و ATA/133 بمراتب از سرعت اینترفیس های کامپیوتر بیشتر است ( خصوصا” اگر از زمان خرید کامپیوتر یک سال گذشته باشد). قبل از انتخاب هارد دیسک ،می بایست با استفاده از دفترچه های راهنمای کامپیوتر که فروشندگان ارائه می نمایند، سرعت اینترفیس های کامپیوتر را مشخص نمود.

· تهیه هارد دیسک با قیمت مناسب .رقابت تنگانتنگی بین تولید کنندگان درایوها وجود داشته و اکثر فروشندگان کاربران را بدلیل اختلاف ناچیز قیمت ، ترغیب به تهیه هارد دیسک های با ظرفیت بالاتر می نمایند. این امر در خصوص درایوهایی با ظرفیت پایین تر صادق است چرا که آخرین ظرفیت های موجود در بازار به علت تولید کم دارای قیمت بالاتری هستند. بنابران پیشنهاد می گردد هرگز به دنبال آخرین ظرفیت موجود در بازار نباشید.

· تهیه بسته کامل( کیت ) درایو .این نوع بسته ها شامل قطعه سخت افزاری،‌کابل ها ،‌دفترچه راهنما و در برخی موارد درایور مورد نظر برای نصب می باشد.

· استفاده از درایوهای external در صورت لزوم .با استفاده از این نوع درایوها می توان اطلاعات مهم و حیاتی را در زمانیکه در محل کار خود نمی باشیم ، حفاظت نمود. در مواردیکه نیازمند جابجائی حجم بالائی از اطلاعات می باشیم ، استفاده از درایوهای external می تواند یکی از گزینه های موجود باشد .قیمت درایوهای فوق ، نسبت به درایوهای معمولی که در درون کیس نصب می شوند، بیشتر بوده و جهت ارتباط با سیستم از پورت های USB2.0 استفاده می نمایند.

جایگاه هارد دیسک
با توجه به رشد چشمگیر تکنولوژی ساخت هارد دیسک ، ظرفیت آنان درفواصل زمانی بین دوازده تا هیجده ماه ، دو برابر می شود . بدین ترتیب ،عملا” کامپیوترهای شخصی بسمت ماشین های چند رسانه ای حرکت نموده که می توان حجم بالائی از اطلاعات شامل صوت ، تصویر و گرافیک را بر روی آنان ذخیره نمود. بیشترین ظرفیت هارد دیسک قابل نصب بر روی کامپیوترهای Desktop ، معادل ۲۵۰ گیگابایت می باشد. طرفیت فوق ، ده برابر بیش از ظرفیت هارد دیسک های سه سال پیش است . در اوایل سال ۲۰۰۳ میلادی ، هارد دیسک های با ظرفیت ۳۲۰ گیگا بایت مطرح شده اند. تولید کنندگان در صدد ارائه اینترفیس های سریال ATA بوده که نسبت به مدل های پیشین ( اینترفیس های موازی ATA ) دارای سرعت بمراتب بیشتری می باشند. محصولات تولید شده در سال آینده ، از تکنولوژی فوق استفاده خواهند کرد. عملکرد تمامی هارد دیسک ها در زمان اجرای یک برنامه مشابه یکدیگر بوده و استفاده از درایوهای با سرعت بالا، مزایا و امتیازات متعددی را برای کاربرانی که قصد پردازش داده هائی با حجم بالا ( تصاویر و ویدئوهای دیجیتال ) را دارند ، بدنبال خواهد داشت.بر اساس آزمایشات متعدد انجام شده توسط برنامه Photoshop ، مشخص شده است که انجام عملیات پیچیده ای نظیر : اعمال فیلترها ، گردش و ویرایش تصاویر در هارد دیسک های با سرعت بالا ، شصت درصد سریعتر از سیستم هائی است که دارای درایوهائی با سرعت پائین می باشند.

ویژگی ها ی مهم
از مهمترین ویژگی های مرتبط با هارد دیسک ، می توان به موارد زیر اشاره نمود :

· ظرفیت : اغلب کامپیوترهای شخصی در حال حاضر از هارد دیسک هائی با ظرفیت معادل بیست گیگابایت ، استفاده می نمایند. ظرفیت فوق ، بمراتب بیش از انداره مورد نیاز کاربرانی است که صرفا” از هارد دیسک بمنزله ابزاری بمنظور ذخیره سازی اطلاعات استفاده می نمایند . ظرفیت هارد دیسک برای کاربرانی همچون طراحان آثار گرافیکی و یا افرادیکه بر روی فیلم های ویدئویی کار می کنند ، از اهمیت بیشتری برخوردار است . مثلا” ضبط تصاویردر مدت زمان محدود از یک دوربین فیلم برداری ، چندین گیگابایت ظرفیت هارد دیسک را اشغال خواهد کرد . در صورت ضرورت استفاده از فضای ذخیره سازی بالا ، می توان از یک هارد با ظرفیت بالا و یا دو هارد دیسک ،استفاده نمود. در چنین حالتی می توان هارد موجود را نگهداری و متناسب با نیاز، اقدام به تهیه و نصب هارد دوم نمود. مثلا” در صورتیکه به یک هارد با ظرفیت ۱۶۰ گیگابایت نیاز باشد و هارد دیسک موجود ۸۰ گیگابایت ظرفیت داشته باشد ، می توان با تهیه یک هارد دیسک دیگر و با ظرفیت ۸۰ گیگابایت ، نیاز خود را مرتفع نمود ( تامین ۱۶۰ گیگابایت فضای ذخیره سازی ، مشروط به وجود پتانسیل لازم ازلحاظ توانائی حمایت برد اصلی سیستم ) .

· سرعت دورانی :.سرعت دوران ( چرخش ) هارد دیسک های ATA موجود ، ۵۴۰۰ یا ۷۲۰۰ دور در دقیقه ( rpm ) می باشد . درایوهائی که دارای سرعت ۷۲۰۰ دور در دقیقه می باشند، معمولا” ( در تمامی موارد صادق نخواهد بود ) دارای سرعت بیشتری در ارتباط با بازیابی اطلاعات ، می باشند . در آزمایشاتی که بر روی یک نمونه درایو با سرعت ۵۲۰۰ دور در دقیقه انجام شده است ، مشاهده شده است که سرعت تکثیر اطلاعاتی به اندازه ۱/۲ گیگابایت ، حدود ۳۳ % سریعتر از سرعت درایوهای ۷۲۰۰ دور در دقیقه می باشد! در بعضی موارد، پارامترهای دیگری نظیر نوع الگوریتم استفاده شده بمنظور بازیابی اطلاعات، تاثیر مستقیمی بر کارآئی یک درایو دارد.

· اینترفیس : تقریبا” تمامی کامپیوترهای Desktop از اینترفیس موازی ATA استفاده می نمایند.. حداکثر سرعت انتقال داده در این نوع اینترفیس ها ، ۱۰۰ و یا ۱۳۳ مگابایت در ثانیه است. بر اساس مجموعه تست های انجام شده بر روی اینترفیس های ATA/133 ، مشخص شده است که سرعت آنان تاثیر مشهودی را در افزایش کارائی بدنبال نداشته است ، چراکه درایوهای موجود امکان استفاده مناسب از سرعت بالای انتقال داده در باندهای عریض را دارا نمی باشند. ( درایوهای موجود در سرعت بالای ۱۰۰ و یا بیشتر ممکن است دچار مشکل شوند ). اکثر مادربردهای قدیمی ( MotherBoard ) از ATA/133 حمایت نمی نمایند.بنابراین برای استفاده از این نوع درایوها ، می بایست کارت های جانبی بر روی سیستم نصب گردد . خوشبختانه درایوهائی که دارای استاندارد ATA/133 می باشند ، امکان حمایت از استاندارد ATA/100 را نیز دارا می باشند .
درایوهائی که از اینترفیس های سریال ATA ( در مقابل اینترفیس های موازی ) استفاده می نمایند ، بتدریج متداول می گردند .از اینترفیس های فوق در مواردیکه با مشکل سرعت در ارتباط با اینترفیس های موازی برخورد می شود ، استفاده می گردد(اینترفیس های سریال ATA مشکل کمبود سرعت را برطرف می نمایند) . این نوع درایوها ، قادر به انتقال ۱۵۰ مگابایت در ثانیه بوده و این میزان در سالیان آینده به مرز ۶۰۰ مگابایت در ثانیه خواهد رسید . بر اساس تست های انجام شده ،استفاده از یک اینترفیس سریال ATA بر روی سیستم هائی که شامل یک درایو می باشند ، مزایای عمده ای را بدنبال نداشته است ( از پهنای باند اضافه عملا” استفاده نمی گردد) . در صورت استفاده از چندین درایو بر روی یک اینترفیس مشابه ، از پهنای باند اضافی بطور مطلوب استفاده و نتایج مثبتی را بدنبال خواهد داشت . استفاده از درایوهای ATA با اینترفیس سریال ، طی سالیان آینده در اکثر کامپیوترهای شخصی بکار گرفته خواهد شد .

· حافظه موقت ( بافر ) : زمانیکه یک سیستم درخواست اطلاعاتی را می نماید ، هارد دیسک علاوه بر اینکه می بایست بازیابی داده درخواستی ر ا انجام دهد بلکه مسئولیت استقرار ( load ) داده در بافر مربوطه به خود را نیز برعهده دارد . بدین ترتیب در صورتیکه پردازنده درخواست مجدد همان اطلاعات قبلی را داشته باشد ، اطلاعات مورد نیاز آن از طریق بافر هارد دیسک تامین خواهد شد . استفاده از دو مگابایت بافر، ظرفیت مناسبی در این رابطه می باشد . در مواردیکه از برنامه های خاصی نظیر فتوشاپ ، استفاده می شود ، ظرفیت هشت مگابایت برای بافر ، منظقی بوده و اثرات مثبتی را در رابطه با افزایش کارائی سیستم بدنبال خواهد داشت .

تشریح مشخصات
تعیین ظرفیت ، یکی از اولین و در عین حال مهمترین تصمیات در رابطه با انتخاب یک هارد دیسک می باشد .هارد دیسک های با ظرفیت بالا همیشه از لحاظ قیمت گرانتر می باشند،چرا که توزیع آخرین مدلها و ظرفیت ها در ماه های نخست تولید بسیار اندک بوده و همین عامل افزایش قیمت آنان را بدنبال خواهد داشت.برای تهیه یک هارد دیسک با ظرفیت مطلوب می توان پس از کاهش قیمت آخرین مدل های ارائه شده ، اقدام لازم را انجام داد .( تامین هارد دیسک مورد نظر پس از فروکش نمودن جو ایجاد شده در ماه های نخست تولید ) . پارامترهای زیر را می توان در زمان انتخاب یک هارد دیسک در نظر گرفت :

· ظرفیت : حداقل ( بیست تا چهل گیگابایت ) ، پیشنهادی ( شصت تا هشتاد گیگابایت ) ، حداکثر ( یکصد تا دویست و پنجاه گیگابایت )
تهیه هارد دیسک هایی با ظرفیت بالاتر از نیاز موجود، تصمیمی منطقی می باشد . قیمت هارد دیسک های با ظرفیت بیشتر همواره بالاتر از ظرفیت های پائین تر می باشد ( تفاوت زیاد نمی باشد) بعنوان نمونه،تفاوت ظرفیت هاردیسک های ۶۰GB با ۸۰GB چیزی در حدود ۲۰GB می باشد که این ظرفیت قابل توجهی است اما از نظر قیمتی این هاردیسک ها اختلاف چندانی با هم ندارند.

· سرعت دوران : حداقل ( ۵۴۰۰ دور در دقیقه) ،پیشنهادی ( ۵۴۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه ) ، حداکثر ( ۵۴۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه )
بالا بودن سرعت دوران یک هاردیسک نشاندهنده بالا بودن سرعت ذخیره و بازیابی اطلاعات است. درصورتیکه از کامپیوتر بمنظور انجام کارهای چندرسانه ای استفاده می گردد ، بالا بودن تعداد دور در دقیقه یک هاردیسک بسیار حائز اهمیت است. این خصوصیت هارددیسک در برنامه هایی نظیر word و یا استفاده از اینترنت ، چندان مشهود نخواهد بود .هارددیسک ها ی با ظرفیت بالا ، اغلب دارای سرعت دوران کمتری می باشند ( ۵۴۰۰rpm ) .

· سرعت اینترفیس : حداقل ( Ultra ATA/100 or ATA 133) ، پیشنهادی (Ultra ATA/100 or ATA 133 ) ، حداکثر ( Ultra ATA/100 or ATA 133)
تفاوت سرعت بین درایوهای ATA/100 و ATA/133 برای اکثر کاربران مشهود و قابل ملاحظه نخواهد بود. برای اینکه از سرعت درایوهای انتخابی بطرز موثری استفاده شود، می بایست سرعت آنان با کامپیوتر سازگار باشد ، در غیر اینصورت می بایست ار کارت هائی استفاده شود که سرعت درایو را با سرعت کامپیوتر هماهنگ نماید.

· سرعت جستجو : حداقل (۸ms و یا پائین تر) ، پیشنهادی ( ۸ms تا ۹ms ) ، حداکثر ( ۹ms )
متوسط سرعت جستجو ( بر حسب میلی ثانیه اندازه گیری می گردد) در واقع به سرعت پیدا نمودن اطلاعات ( یک بخش خاص از داده ) ذخیره شده در یک درایو اطلاق می شود.اکثر کاربران در زمان انتخاب یک هارد دیسک به موضوع فوق توجه نکرده و حتی در فعالیت های روزمره خود با کامپیوتر کمبودی از این بابت را حس نمی نمایند . در مواردیکه اطلاعات در بخش های متفاوت هارد ذخیره شده باشد، یافتن هر بخش از اطلاعات ذخیره شده و ارتباط بین آنان ، زمان مختص خود را خواهد داشت .

· اندازه بافر : حداقل (دو مگابایت) ، پیشنهادی (دو مگابایت و یا هشت مگابایـت ) ، حداکثر (دو مگا بایت و یا هشت مگابایت)
بافر ،‌ یک حافظه Cache بر روی درایو بوده که بطور موقت اطلاعات در آن ذخیره شده تا در صورتیکه پردازنده مجددا” درخواست آنان را داشته باشد ، اطلاعات از محل فوق و با سرعت بیشتری در اختیار پردازنده قرار داده شوند. اکثر هارددیسک ها به طور معمول دارای بافری به ظرفیت دو مگابایت می باشند(درایوهایی با بافر بالاتر نیز وجود داشته که از آنان برای اهداف خاصی استفاده می گردد).

 تولید کنندگان

اغلب هارد دیسک های موجود در بازار توسط یکی از شرکت های زیر تولید می شوند:

Seagate, Maxtor ( که در سال ۲۰۰۶ به مالکیت Seagate درآمد) ، Western Digital, Samsung و Hitachi. درمورد کمپانی Hitachi لازم به ذکر است که این شرکت در ابتدا هارد درایو های مخصوص کامپیوتر های IBM و Fujitsu را تهیه می کرد و امروزه به تولید هارد درایو های مخصوص سرور ها و تجهیزات قابل حمل و نقل می پردازد و در سال ۲۰۰۱ از بازار درایو های کامپیوتر های خانگی خارج شد. شرکت توشیبا نیز یکی از تولید کنندگان عمده درایو های ۵/۲ و ۸/۱ اینچی برای لب تاپ هاست.

تعداد زیادی از تولید کنندگان قدیمی هارددرایو از عرصه تجارت خارج شدند یا بخش تولید هارد درایو خود را تعطیل کردند. با افزایش تقضا برای سرعت ها و ظرفیت های بالا ، رسیدن به سود دراین بازار مشکل شد. در اواخر دهه های ۸۰ و ۹۰ بازار بسیار راکد بود.

اولین شرکتی که در این اوضاع صدمه دید شرکت Computer Memories Inc. یا همان CMI بود . بعد از حادثه بروز عیب در ۲۰مگابایت از هارد درایوهای تولیدی در سال ۱۹۸۷ ، این شرکت دیگر هیچگاه سامان نگرفت و در سال ۱۹۸۷ از بازار خارج شد . شکست قابل توجه دیگر مربوط به شرکت MiniScribe بود. این شرکت در سال ۱۹۹۰ به علت فروش نرفتن تولیداتش ورشکسته شد .بسیاری شرکت های کوچک دیگر مانند Kalok, Microscience LaPine, Areal, Priam , PrairieTek، در این رکود دوام نیاوردند. تا سال ۱۹۹۳ ناپدید شدند. Micropolis تا سال ۱۹۹۷ دوام آورد و شرکت JTS که دیرتر پا به عرصه گذاشته بود چند سالی بیشتر عمر نکرد و در سال ۱۹۹۷ بعد تلاش برای تولید هارد دیسک در هند با استفاده از یک کارخانه دست دوم ورشکست شد. در طی دهه ۸۰ شرکت Rodime یکی از تولید کنندگان بزرگ به شمار می آمد اما بعد از رکود بازار در اوایل دهه۹۰ از دور خارج شد و اکنون در زمینه اهداء گواهی تکنوولوژی فعال است .آنها دارای تعدادی امتیاز تولید وگواهی ثبت در رابطه با هارد درایو می باشند.

▪ ۱۹۸۸:» شرکت تاندون بخش تولید دیسک خود را به شرکت Western Digital که یک شرکت خوش نام در طراحی کنترل کننده ها بود واگذار کرد.

▪ ۱۹۸۹: شرکت Seagate Technology بخش تجاری تولید دیسک شرکت Control Data را خریداری کرد.

▪ ۱۹۹۰: شرکت مکستور شرکت MiniScribe را بعد از ورشکستگی خریداری کرد و آن را هسته بخش تولید درایو خود کرد.

▪ ۱۹۹۴: شرکت Quantum بخش سیستم های ذخیره سازی DEC را خرید

▪ ۱۹۹۵: شرکت Conner Peripherals که توسط یکی از بنیانگذاران مکستور و با استفاده از کارکنان شرکت MiniScribe تاسیس شده بود ، تلفیق خود را با شرکت مکستور اعلام کرد که در سال ۱۹۹۶ این فرایند تکمیل شد.

▪ ۱۹۹۶: شرکت JTS که با عنوان Atari شروع به کار کرده بود .هارد درایو های تولیدی خود را به بازار عرضه کرد. Atari در سال ۱۹۹۸ به Hasbro فروخته شد. و خود JTS در سال ۱۹۹۹ ور شکسته شد.

▪ ۲۰۰۰ شرکت Quantum بخش تولید دیسک خود را به مکستور فروخت . تا برروی نوار ها و تجهیزات پشتیبان گیری تمرکز کند.

▪ ۲۰۰۳: شرکت IBM، در پی شکستDeskstar ۷۵GXP، بخش عمده ی تولید دیسک خود رابه شرکت هیتاچی واگذار کرد. بدین ترتیب این شرکت نام جدید HGST را به خود گرفت.

▪ ۲۰۰۵: سی گیت و مکستور برای به هم پیوستن اعلام تمایل کردند

گان قدیمی هارددرایو از عرصه تجارت خارج شدند یا بخش تولید هارد درایو خود را تعطیل کردند. با افزایش تقضا برای سرعت ها و ظرفیت های بالا ، رسیدن به سود دراین بازار مشکل شد. در اواخر دهه های ۸۰ و ۹۰ بازار بسیار راکد بود.

اولین شرکتی که در این اوضاع صدمه دید شرکت Computer Memories Inc. یا همان CMI بود . بعد از حادثه بروز عیب در ۲۰مگابایت از هارد درایوهای تولیدی در سال ۱۹۸۷ ، این شرکت دیگر هیچگاه سامان نگرفت و در سال ۱۹۸۷ از بازار خارج شد . شکست قابل توجه دیگر مربوط به شرکت MiniScribe بود. این شرکت در سال ۱۹۹۰ به علت فروش نرفتن تولیداتش ورشکسته شد .بسیاری شرکت های کوچک دیگر مانند Kalok, Microscience LaPine, Areal, Priam , PrairieTek، در این رکود دوام نیاوردند. تا سال ۱۹۹۳ ناپدید شدند. Micropolis تا سال ۱۹۹۷ دوام آورد و شرکت JTS که دیرتر پا به عرصه گذاشته بود چند سالی بیشتر عمر نکرد و در سال ۱۹۹۷ بعد تلاش برای تولید هارد دیسک در هند با استفاده از یک کارخانه دست دوم ورشکست شد. در طی دهه ۸۰ شرکت Rodime یکی از تولید کنندگان بزرگ به شمار می آمد اما بعد از رکود بازار در اوایل دهه۹۰ از دور خارج شد و اکنون در زمینه اهداء گواهی تکنوولوژی فعال است .آنها دارای تعدادی امتیاز تولید وگواهی ثبت در رابطه با هارد درایو می باشند.

▪ ۱۹۸۸:» شرکت تاندون بخش تولید دیسک خود را به شرکت Western Digital که یک شرکت خوش نام در طراحی کنترل کننده ها بود واگذار کرد.

▪ ۱۹۸۹: شرکت Seagate Technology بخش تجاری تولید دیسک شرکت Control Data را خریداری کرد.

▪ ۱۹۹۰: شرکت مکستور شرکت MiniScribe را بعد از ورشکستگی خریداری کرد و آن را هسته بخش تولید درایو خود کرد.

▪ ۱۹۹۴: شرکت Quantum بخش سیستم های ذخیره سازی DEC را خرید

▪ ۱۹۹۵: شرکت Conner Peripherals که توسط یکی از بنیانگذاران مکستور و با استفاده از کارکنان شرکت MiniScribe تاسیس شده بود ، تلفیق خود را با شرکت مکستور اعلام کرد که در سال ۱۹۹۶ این فرایند تکمیل شد.

▪ ۱۹۹۶: شرکت JTS که با عنوان Atari شروع به کار کرده بود .هارد درایو های تولیدی خود را به بازار عرضه کرد. Atari در سال ۱۹۹۸ به Hasbro فروخته شد. و خود JTS در سال ۱۹۹۹ ور شکسته شد.

▪ ۲۰۰۰ شرکت Quantum بخش تولید دیسک خود را به مکستور فروخت . تا برروی نوار ها و تجهیزات پشتیبان گیری تمرکز کند.

▪ ۲۰۰۳: شرکت IBM، در پی شکستDeskstar ۷۵GXP، بخش عمده ی تولید دیسک خود رابه شرکت هیتاچی واگذار کرد. بدین ترتیب این شرکت نام جدید HGST را به خود گرفت.

▪ ۲۰۰۵: سی گیت و مکستور برای به هم پیوستن اعلام تمایل کردند