هارد ديسک

با اين که ديسک هاي نرم توانايي ذخيره اطلاعات را دارند، اما داراي معايبي نيز مي باشند. از جمله اين عيب ها گنجايش و سرعت کم دسترسي به اطلاعات را مي توان نام برد. در صورتي که ديسک سخت اين گونه نمي باشد. هر رايانه معمولاً يک هاردديسک دارد اما بعضي سيستم ها ممکن است داراي دو يا چند هاردديسک باشند. در واقع هاردديسک يک محيط ذخيره سازي دائم براي داده ها مي باشد. اطلاعات در رايانه به گونه اي تبديل مي گردند که بتوان آنها را به طور دائم بر روي هارد ذخيره کرد. هاردديسک در سال 1950 اختراع گرديد. در آن زمان هاردديسک ها با قطر 20 اينچ يعني 50/8 سانتي متر و توانايي ذخيره سازي چندين مگابايت را داشتند. به اين ديسک ها ديسک ثابت مي گفتند. اما براي تمايز آنها با فلاپي ديسک هاردديسک نام گرفتند.اين هاردديسک ها داراي يک صفحه براي نگهداري محيط مغناطيسي مي باشند. در واقع هاردديسک مشابه يک نوار کاست مي باشد و از روش نوار کاست براي ضبط مغناطيسي استفاده مي نمايند. در اين حالت به سادگي مي توان اطلاعات را حذف و بازنويسي کرد. اين اطلاعات مدت ها باقي خواهند ماند.
تمايز هاردديسک با نوار کاست
- در هاردديسک لايه مغناطيسي بر روي ديسک شيشه اي و يا يک آلومينيوم اشباع شده قرار خواهد گرفت که به خوبي سطح آنها صيقل داده مي شود.
- در هاردديسک مي توان به سرعت در هر نقطه دلخواه اطلاعات را ذخيره و بازيابي نمود، به اين صورت که احتياجي به ترتيب ذخيره اطلاعات نمي باشد.
- در هاردديسک هد خواندن و نوشتن ديسک را لمس نخواهد کرد.
- گرداننده هاردديسک هد مربوط به هارد را در هر ثانيه 3000 اينچ به چرخش در مي آورد.
- هاردديسک مي تواند حجم بسيار بالايي از اطلاعات را در فضايي کم و با سرعت بالا ذخيره سازد. اين اطلاعات در قالب فايل ذخيره مي شوند. در واقع فايل مجموعه اي از بايت هاست. زماني که برنامه اي اجرا مي شود هاردديسک اطلاعات مربوط به برنامه را براي استفاده به پردازنده ارسال خواهد کرد.
اجزاي هاردديسک
به مجموعه ديسکهاي دايره اي شکلي که روي هم قرار مي گيرندو اطلاعات بر روي آنها ذخيره مي گردد هاردديسک مي گويند . اين مجموعه براي حفاظت در مقابل گرد و خاک و ساير عوامل مخرب در داخل يک پوشش دربسته قرار مي گيرد. در واقع هاردديسک جعبه اي فلزي است که از چند صفحه ديسک و چند هد تشکيل مي شود. هر ديسک داراي دو سطح است که مي توان داده ها را بر روي آن ذخيره کرد. پس در زمان خواندن و نوشتن بر روي هر يک از ديسک ها دو هد قرار مي گيرد. در زمان خريد هاردديسک نسبت نوک يا هد به ديسک بسيار مهم است يعني اگر نسبت به صورت 8 به 4 بيان شود در واقع هاردديسک 8 نوک يا هد و 4 ديسک يا صفحه دو طرفه دارد. دو برابر بودن تعداد هدها بر صفحه ها نشان مي دهد يک هد براي هر طرف ديسک وجود دارد.
در واقع هاردديسک از دو قسمت زير براي ذخيره و بازيابي اطلاعات استفاده مي کند:
1- هد يا نوک هاي خواندن و نوشتن که از مرکز ديسک به طرف لبه قرار دارد.
2- ديسک هاي دايره اي با توانايي چرخش يا دوران

از نظر نوع نصب و کاربرد هاردديسک به دو دسته تقسيم مي شود:c
1- ديسک هاي سخت قابل حمل
2- ديسک هاي سخت ثابت
نکته:ديسک هاي قابل حمل را بدون اين که اطلاعات آنها صدمه ببيند مي توان حمل کرد، در صورتي که ديسک هاي ثابت در داخل جعبه رايانه نصب مي شود.
توجه داشته باشيد که در زمان روشن بودن رايانه آن را حرکت ندهيد زيرا ديسک سخت صدمه مي بيند.
هاردديسک معمولي در حدود 15 سانتي متر طول، 10 سانتي متر عرض و در حدود 3 سانتي متر ارتفاع دارند. وزن آنها نيز کمتر از 1 کيلوگرم است.
اين گونه ديسک ها در حدود 80 گيگا بايت داده را مي توانند در خود جاي دهند.
ديسک هاي سخت از نظر اندازه به چند دسته تقسيم مي شوند:
1- ديسک هاي سخت 5/2 اينچي
2- ديسک هاي سخت 8/1 اينچي
3- ديسک هاي سخت 25/5 و 5/3 اينچي به نام ديسک هاي سخت تمام قد
4-ديسک هاي سخت 25/5 و 5/3 اينچي مشهور به ديسک هاي سخت نيم قد
ديسک هاي تمام قد در حال حاضر توليد نمي شوند. ديسک هاي شخصي معمولاً از نوع 5/3 اينچي نيم قد بوده و داراي ارتفاع 5/3 سانتي متري هستند. پس ديسک هايي که امروزه ساخته مي شوند اغلب 5/3 و 5/2 اينچي هستند. ديسک هاي سخت 8/1 اينچي حداکثر 5 گيگابايت فضا دارند. اين گونه ديسک ها اطلاعات را بر روي يک سطح از ديسک هاي موجود ذخيره مي کنند.
به اين ديسک ها ديسک يک لبه هم مي گويند اما در حال حاضر مي توان براي هر دو سطح ديسک اطلاعات را ذخيره کرد.
جنس هاردديسک
همانطور که گفته شد ديسک هاي سخت داراي چند صفحه هستند که به طور عمودي روي هم قرار دارند. جنس اين صفحه ها عموماً از شيشه، آلياژ آلومينيوم، ترکيب سراميک و شيشه، سراميک و ساير مواد ساخته مي شود. به اين علت که ديسک ها بايد سبک و مقاوم باشند و در اثر سرما و گرما تغيير حالت ندهند. به طور کلي جنس ديسک ها از آلومينيوم همراه با پوششي از اکسيد آهن يا آلياژ کبالت است که بسيار با ظرافت بر روي آن قرار مي گيرد. اين پوشش مغناطيسي به سطح حامل اطلاعات امکان مغناطيسي شدن مي دهد. علاوه بر اين بسيار نازک مي باشد و در برابر برخورد با هد قابل خواندن و نوشتن است.
جهت اندازه گيري کارآيي يک هاردديسک از دو روش استفاده مي گردد:
1- اندازه گيري زمان جست وجو: مدت زمان بين درخواست يک فايل توسط پردازنده تا ارسال اولين بايت فايل مورد نظر.
2- اندازه گيري ميزان داده: تعداد بايت هاي ارسالي در هر ثانيه براي پردازنده که اين اندازه معمولاً بين 5 تا 40 مگا بايت در هر ثانيه است.

هادرديسک داراي موتوري مي باشد که اين موتور باعث چرخش صفحات هاردديسک مي شود. در کنار برد کنترل کننده، کانکتورهاي مربوط به موتور قرار دارد.
مکانيزمي که باعث حرکت بازوها بر روي هاردديسک مي گردد سرعت و دقت هارد را تعيين مي کند. در اين حالت از يک موتور خطي با سرعت بالا استفاده مي شود.
نحوه قرار گيري اطلاعات در هارد
اطلاعات بر روي سطح هر يک از صفحات ديسک سخت در مجموعه اي به نام سکتور و شيار ذخيره مي گردد. شيارها دواير متحدالمرکزي هستند(نواحي زرد) که براي هر يک از آنها تعداد محدودي سکتور(نواحي آبي) با ظرفيتي بين 256 و 512 بايت ايجاد مي گردد. اين سکتورها همزمان با آغاز فعاليت سيستم عامل در کلاستر سازماندهي مي گردد. زماني که درايو رايانه تحت عمليات Low level format قرار مي گيرد سکتورها وشيارها ايجاد مي شود و زماني که درايو High level format مي گردد با توجه به نوع سيستم عامل بستر مناسبي براي استقرار فايل هاي اطلاعاتي فراهم مي آيد.
شرکت و کشور سازنده
يکي از مسائلي که پس از گنجايش و عمر مفيد هارد ديسک حائز اهميت است، کارايي آن مي باشد. اما در حال حاضر هاردديسک ها از نظر کارايي اختلاف چنداني با هم ندارند. خريد هاردديسک نسبت به گذشته بسيار آسان مي باشد. زيرا توليد کنندگان ضعيف از صحنه خارج شده اند. از لحاظ مارک و يا کارخانه سازنده ديسک سخت شرکت هاي زير عمده توليد هاردديسک را بر عهده دارند:
کانر- مکستور- سي گيت- وسترن ديجيتال- کوانتوم- اچ پي- فوجيتسو- توشيبا - آي بي ام و...
اين ديسک ها داراي تفاوتهاي گوناگون در گنجايش، گونه، تعداد ديسک، سرعت چرخش، زمان متوسط جست وجو، حافظه واسطه و مدت زمان ضمانت مي باشند.
عمر مفيد ديسک هاي سخت
در سال هاي گذشته عمر ديسک هاي سخت بسيار کوتاه بود.اما در حال حاضر عمر مفيد ديسک ها افزايش يافته است. عمر مفيد با واژه (MTFB) نشان داده مي شود. اين واژه سرواژه کلمات زير به معناي ميانگين پايداري عملي و يا زمان ميانگين ميان خرابي هاست.
Mean Time between Failure
اين علامت نشان دهنده متوسط فاصله زماني استفاده از ديسک سخت، تا پيش آمدن يک اشکال براي آن است. عمر مفيد بر حسب ساعت نشان داده مي شود. سازندگان ديسک سخت عمر مفيد آن را 40000 تا 1000000 در نظر مي گيرند.
در صورتي که رايانه به طور مستمر روشن نباشد و کار نکند، اين مقدار افزايش خواهد يافت. زماني که عمر مفيد تمام مي شود ديسک سخت يکباره خراب نمي شود بلکه ممکن است به مرور دچار فرسودگي شود در اين زمان در هنگام روشن کردن رايانه پيام Invalid System disk ظاهر مي شود.
گنجايش يا ظرفيت ديسک سخت
در زمان انتخاب ظرفيت هارديسک به اين فکر نکنيد که چه گنجايشي نياز شما را برطرف مي کند بلکه به اين فکر کنيد که در آينده به ظرفيت بيشتري احتياج داريد. البته نوع برنامه هايي که استفاده مي کنيد راهنماي خوبي براي تعيين ظرفيت هاردديسک مي باشد. ديسک هاي سخت از ظرفيت 640 و 850 مگابايت و کم تر که در سال هاي گذشته وجود داشته است شروع مي شود و تا 1، 2/1، 6/1، 1/2، 5/2، 4، ...و 80 ، 120، 160، 200، 250 گيگابايت و بيشتر در بازار موجود مي باشد.
در حال حاضر ديسک هاي سخت با ظرفيت 20 تا 40 گيگا بايتي کم ترين گنجايش موجود هستند. تقريباً هيچ سازنده ديسک سختي ديگر گونه 1 تا 8 گيگابايتي را توليد نمي کنند. به طور کلي براي محاسبه گنجايش ديسک سخت عامل هاي زير را بايد در نظر گرفت:
- گنجايش هر قطاع يا سکتور
- تعداد هدها يا نوک هاي خواندن و نوشتن
- تعداد استوانه ها يا سيلندرها
- تعداد قطاع ها يا سکتورها
- تعداد نوک يا هد
شرکت هاي مختلفي که ديسک هاي سخت توليد مي کنند گنجايش هاي مختلفي را مي سازند که ساختار آنها تقريباً يکسان است. اما تعداد صفحه هاي تشکيل دهنده ديسک و تعداد هدها يا نوک هاي خواندن و نوشتن متفاوت است. بدين صورت اگر ديسکي را با گنجايش و سرعت زياد مي خواهيد تعداد نوک هاي خواندن و نوشتن آن براي هر صفحه بايد 5 يا بيشتر باشد تا سرعت انتقال داده ها افزايش پيدا کند.
در واقع بالا بودن گنجايش ديسک به معناي زياد بودن سرعت آن نيست بنابر اين بهتر است بدانيم چه تعداد صفحه در داخل ديسک سخت وجود دارد و نوک هاي آن چند عدد مي باشد.
ديسک هاي سخت تقلبي خريد رايانه، قطعات و دستگاه هاي جانبي آن با اين که ساده به نظر مي آيد اما بسيار پيچيده و فني مي باشد زيرا تقلب در اکثر ابزارها و دستگاه هاي رايانه به چشم مي خورد، مانند:
- تغيير برچسب: در اين حالت مشخصات روي ابزارها و دستگاه هاي رايانه را تغيير مي دهند و آنها را پاک کرده و مشخصات جديدي روي آنها مي نويسند.
- بسته بندي مجدد: در اين صورت هاردديسک دسته دوم و تقلبي را در بسته بندي و کاغذهايي درست مانند بسته بندي اصل آن قرار مي دهند.
- هاردديسک هاي ارزان قيمت: بعضي وقت ها هاردديسک هاي ارزان قيمت را به جاي نوع بهتر و گرانتر آن به کار مي برند. مخصوصاً اگر رايانه را به صورت پلمب شده خريداري کنيد.
- شيوه توليد: همان طور که مي دانيد ابزارها به دو صورت خرده فروشي و عمده فروشي (توليد فله اي) به بازار عرضه مي شوند. در حالت اول کالاها معمولاً اصل بوده و ويژگي هاي اعلام شده دقيقاً برابر جنس عرضه شده مي باشد. اين ابزارها معمولاً گران تر بوده، مدت ضمانت نامه اي بيشتري دارند و داراي دفترچه راهنما، جعبه بسته بندي، نرم افزار جانبي و موارد ديگر مي باشند.
بنابراين تنها کاري که مي توان انجام داد اين است که به نکات زير قبل از خريد توجه بفرماييد:
- بسته بندي را چک کنيد.
- ضمانت نامه ها را به دقت بررسي کنيد، زيرا داشتن ضمانت نامه دليل بر اصل بودن کالا نيست.
- افزار سنجي کنيد: در صنعت رايانه به اين کار محک زني مي گويند. افزار سنج هاي رايانه اي به کاربرها کمک مي کنند تا از کارآيي سيستم، ابزارها و دستگاه آگاه شوند.

افزارسنج ها برنامه هايي هستند که با استفاده از داده هاي خود سخت افزارهاي نصب شده بر روي رايانه را چک مي کنند و اگر اين سخت افزارها و ابزارها داراي امتياز کم تري باشند. مي توان گفت آن ابزار تقلبي، دست دوم و کارکرده مي باشد.
نکته: هميشه از آخرين نگارش افزارسنج ها استفاده کنيد و در نظر داشتهc باشيد که همه افزارسنج ها توانايي مورد نياز را ندارند.
از جمله اين افزارسنج ها نورتون و مک آفي را مي توان نام برد.

- عيب يابي کنيد: براي اطمينان از نو بودن ابزارها مي توان از نرم افزارهاي عيب يابي و اشکال زدايي رايانه استفاده کرد. يکي از اين نرم افزارها آ«چک ايتآ» مي باشد.
- رايانه را آزمايش کنيد: براي اين کار نرم افزارهاي به خصوصي وجود دارد که رايانه را مجبور به انجام محاسبات پيچيده مي کند. مانند: Prime95 يا Burn In Test.
زمان دستيابي
با توجه به اين که صنعت ساخت ديسک سخت پيشرفت زيادي کرده است، با اين حال زمان دستيابي به اطلاعات و مقايسه ميلي ثانيه ها و بحث درباره سرعت همچنان اهميت دارد.

ويژگي هايي که داراي اهميت مي باشند موارد ذيل مي باشند:
زمان جست وجو- زماني که هدها و نوک هاي خواندن و نوشتن به شيار يا ترک درخواست شده انتقال پيدا مي کند.

زمان آرامش يا سکون- زماني است که مکان درخواست شده به زير نوک خواندن و نوشتن مي رسد.
زمان دستيابي- زماني است که ديسک سخت مکان درخواست شده براي داده ها را مي يابد.( زمان دستيابي اهميت زيادي دارد)
سرعت انتقال داده ها- سرعتي است که داده ها روي ديسک نوشته و يا خوانده مي شوند. اين سرعت تا اندازه زيادي به رابط هاي ديسک سخت و رايانه مربوط مي شود.
گذرگاه - براي بهره گيري از توانايي هاي ديسک سخت بايد از گذرگاه هاي داده اي سريع و پهن استفاده نمود.
سرعت چرخش يا دوران
مي دانيم که هر چه ديسک سخت سريع تر بگردد داده ها با سرعت بيشتري از روي سطح ديسک خوانده مي شود، اين عمل باعث سرعت انتقال مي شود. سرعت گردش ديسک با واحد يا يکاي دور در دقيقه اندازه گيري مي شود. اين يکا به صورت آ«RPMآ» جمع سرواژه هاي آ«Rotation Per Minuteآ»مي باشد. به طور مثال ديسک هاي سخت داراي سرعت چرخش 5400، 7200، 10000، 12000 دور در دقيقه و بالاتر هستند.

c نکته: ديسک هاي اسکازي داراي سرعت دوران دهها هزار دور در دقيقه هستند.

ديسک هاي AV
ديسک هاي اي وي جمع سر واژه کلمه هاي Audio/Visual) مي باشد. اين نوع ديسک هاي سخت داراي ويژگي هاي زير مي باشد:
1- سرعت چرخش آنها بر حسب دور در دقيقه بسيار بالا مي باشد و معمولاً کمتر از 7200 دور در دقيقه نمي باشد.
2- داده هاي ذخيره شده بر روي اين نوع ديسک ها به صورت يکپارچه ذخيره مي شوند و تکه تکه و پراکنده نمي باشند. بنابر اين براي ويرايش صوت و تصوير مناسب مي باشند و زمان کار با اين نوع ديسک ها بسيار کاهش خواهد يافت.
قالب بندي زيربنايي
(فرمت سطح پايين يا فيزيکي)
قبل از استفاده از ديسک سخت ابتدا بايد آن را قالب بندي يا فرمت نمود. تمام ديسک هاي سختي که در بازار وجود دارند توسط کارخانه سازنده قالب بندي سطح پايين مي شوند. در اين نوع قالب بندي قطاع ها، استوانه ها و شيارها و ساير موارد تعريف مي شوند.
قالب بندي سطح پايين يا فيزيکي باعث مي شود قطاع ها با استفاده از جريان مغناطيسي روي شيارها مشخص شوند. در اين وضع علامت هايي روي هر شيار نوشته مي شود که به آن Sector ID و يا شناسه قطاع گويند. شناسه هاي قطاع شماره هايي هستند که قطاع ها را از هم جدا مي کنند. در واقع در زمان انجام عمل قالب بندي سطح پايين، سطح ديسک آزمايش مي شود و داده هاي مربوط به شناسه قطاع ها، به صورت کامل روي ديسک نوشته مي شوند. اين داده ها توسط سيستم عامل براي مشخص کردن محل قرار گرفتن داده ها روي ديسک، مورد استفاده قرار مي گيرند.
گاهي اوقات ممکن است شناسه قطاع ها ضعيف شوند، در اين حالت ممکن است پيام زير ظاهر شود.
Sector not found
در اين صورت لازم است ديسک سخت را قالب بندي سطح پايين نمود. قالب بندي ديسک، سبب نوسازي و ايجاد قطاع هاي فيزيکي تازه روي آن مي شود.
با اينکه ديسک سخت در کارخانه فرمت بندي مي شود.اما گاهي اوقات انجام مجدد آن بسياري از اشکال ها را از بين مي برد.
عيب يابي ديسک سخت
با اينکه بيشتر اشکال هاي ديسک سخت در هنگام نصب آن بوجود مي آيد، اما پس از آن نيز به دلايل مختلف ممکن است اشکال هايي در آن بوجود بيايد:
- ممکن است ديسک کار نکند به اين علت که کابل تغذيه (برق) شل باشد و يا در جهت عکس و نادرست نصب شده باشد.
- اگر چراغ ديسک سخت پس از روشن شدن رايانه به حالت چشمک زن درآيد اين احتمال وجود دارد که کابل روباني داده ها نادرست نصب شده باشد.
- در صورتي که بايوس ديسک سخت را مي شناسد اما F disk قادر به شناسايي آن نيست، وارد Setup شويد و گزينه اي که مربوط به شناسايي نوع ورودي و خروجي است را از حالت خودکار درآوريد و آن را به صورت دستي تنظيم کنيد.
- همان طور که مي دانيد بيشتر سخت افزارها و نرم افزارها بدون ايراد نمي باشند و باعث آسيب رساندن به هارد مي شوند.
- بعضي از ويروس ها باعث صدمه ديدن هارد مي شوند.
- گاهي ممکن است نوک هاي خواندن و نوشتن به صفحه هاي ديسک سخت برخورد کنند و روي آنها خش بياندازند.
- اگر هنگام کار با ديسک سخت، نمايشگر شروع به نوسان کند، ممکن است دسترسي به ديسک سخت سبب شود جريان بيشتري از منبع تغذيه کشيده شود، در نتيجه بر جريان ارسالي به کارت گرافيکي اثر بگذارد. براي همين لازم است منبع تغذيه آزمايش و بررسي شود.