‍‍‍HARD DISK

‍‍‍HARD DISK

اين وسيله در حقيقت نوعی حافظه است ، حافظه ايكه اطلاعات در آن حالت پايدار دارند ، يعنی با خاموش شدن دستگاه اطلاعات آنپاك نمی شود و تغييری در آن بوجود نمی آيد .

به همين دليل به آن وسيله ذخيره سازی اطلاعات می گويند.

هارد ديسك ها از يك يا چند صفحه پوشيده شده با مواد حساس مغناطيسی و چند هد ثبت كننده تشكيل شده اند .

هارد ديسك ها در مقايسه با فلاپی ديسك ها دو برتری دارند :

1) سرعت هارد ديسك ها بيشتر از فلاپی ديسك ها است .

2) ظرفيت ذخيره سازی اطلاعا ت در آن ها بيشتر از فلاپی ديسك ها است .

در مقابل ، فلاپی ديسك ها نيز يك برتری نسبت به هارد ديسك ها دارند و آن ، قابل حمل بودن ديسك های فلاپی می باشد .از آن جائی كه هارد ديسك يكی از قطعه های ظريف كامپيو تر است( نسبت به تكان و ضربه حساس است ) از آن برای جابجائی اطلاعا ت استفاده می شود .

هارد ديسك به وسيله يك كابل نواری اطلاعات را با كامپيوتر رد و بدل می كند و برق مصرفی خود را به وسيله يكی از كانكتورهای منبع تغذيه تامين می كند  . 

با اين كه ديسك هاي نرم توانايي ذخيره اطلاعات را دارند، اما داراي معايبي نيز مي باشند. از جمله اين عيب ها گنجايش و سرعت كم دسترسي به اطلاعات را مي توان نام برد. در صورتي كه ديسك سخت اين گونه نمي باشد.

هر رايانه معمولاً يك هاردديسك دارد اما بعضي سيستم ها ممكن است داراي دو يا چند هاردديسك باشند. در واقع هاردديسك يك محيط ذخيره سازي دائم براي داده ها مي باشد. اطلاعات در رايانه به گونه اي تبديل مي گردند كه بتوان آنها را به طور دائم بر روي هارد ذخيره كرد. هاردديسك در سال ۱۹۵۰ اختراع گرديد. در آن زمان هاردديسك ها با قطر ۲۰ اينچ يعني ۵۰/۸ سانتي متر و توانايي ذخيره سازي چندين مگابايت را داشتند. به اين ديسك ها ديسك ثابت مي گفتند. اما براي تمايز آنها با فلاپي ديسك هاردديسك نام گرفتند.اين هاردديسك ها داراي يك صفحه براي نگهداري محيط مغناطيسي مي باشند. در واقع هاردديسك مشابه يك نوار كاست مي باشد و از روش نوار كاست براي ضبط مغناطيسي استفاده مي نمايند. در اين حالت به سادگي مي توان اطلاعات را حذف و بازنويسي كرد. اين اطلاعات مدت ها باقي خواهند ماند.         
تمايز هاردديسك با نوار كاست              
- در هاردديسك لايه مغناطيسي بر روي ديسك شيشه اي و يا يك آلومينيوم اشباع شده قرار خواهد گرفت كه به خوبي سطح آنها صيقل داده مي شود.       
- در هاردديسك مي توان به سرعت در هر نقطه دلخواه اطلاعات را ذخيره و بازيابي نمود، به اين صورت كه احتياجي به ترتيب ذخيره اطلاعات نمي باشد.  
- در هاردديسك هد خواندن و نوشتن ديسك را لمس نخواهد كرد.     
- گرداننده هاردديسك هد مربوط به هارد را در هر ثانيه ۳۰۰۰ اينچ به چرخش در مي آورد. 
- هاردديسك مي تواند حجم بسيار بالايي از اطلاعات را در فضايي كم و با سرعت بالا ذخيره سازد. اين اطلاعات در قالب فايل ذخيره مي شوند. در واقع فايل مجموعه اي از بايت هاست. زماني كه برنامه اي اجرا مي شود هاردديسك اطلاعات مربوط به برنامه را براي استفاده به پردازنده ارسال خواهد كرد.
اجزاي هاردديسك
به مجموعه ديسكهاي دايره اي شكلي كه روي هم قرار مي گيرندو اطلاعات بر روي آنها ذخيره مي گردد هاردديسك مي گويند . اين مجموعه براي حفاظت در مقابل گرد و خاك و ساير عوامل مخرب در داخل يك پوشش دربسته قرار مي گيرد. در واقع هاردديسك جعبه اي فلزي است كه از چند صفحه ديسك و چند هد تشكيل مي شود. هر ديسك داراي دو سطح است كه مي توان داده ها را بر روي آن ذخيره كرد. پس در زمان خواندن و نوشتن بر روي هر يك از ديسك ها دو هد قرار مي گيرد. در زمان خريد هاردديسك نسبت نوك يا هد به ديسك بسيار مهم است يعني اگر نسبت به صورت ۸ به ۴ بيان شود در واقع هاردديسك ۸ نوك يا هد و ۴ ديسك يا صفحه دو طرفه دارد. دو برابر بودن تعداد هدها بر صفحه ها نشان مي دهد يك هد براي هر طرف ديسك وجود دارد.  
در واقع هاردديسك از دو قسمت زير براي ذخيره و بازيابي اطلاعات استفاده مي كند:           
۱- هد يا نوك هاي خواندن و نوشتن كه از مركز ديسك به طرف لبه قرار دارد.     
۲- ديسك هاي دايره اي با توانايي چرخش يا دوران              
از نظر نوع نصب و كاربرد هاردديسك به دو دسته تقسيم مي شود:          
۱- ديسك هاي سخت قابل حمل           
۲- ديسك هاي سخت ثابت   
نكته:ديسك هاي قابل حمل را بدون اين كه اطلاعات آنها صدمه ببيند مي توان حمل كرد، در صورتي كه ديسك هاي ثابت در داخل جعبه رايانه نصب مي شود.                
توجه داشته باشيد كه در زمان روشن بودن رايانه آن را حركت ندهيد زيرا ديسك سخت صدمه مي بيند.
هاردديسك معمولي در حدود ۱۵ سانتي متر طول، ۱۰ سانتي متر عرض و در حدود ۳ سانتي متر ارتفاع دارند. وزن آنها نيز كمتر از ۱ كيلوگرم است.            
اين گونه ديسك ها در حدود ۸۰ گيگا بايت داده را مي توانند در خود جاي دهند.                
ديسك هاي سخت از نظر اندازه به چند دسته تقسيم مي شوند:                
۱- ديسك هاي سخت ۵/۲ اينچي          
۲- ديسك هاي سخت ۸/۱ اينچي          
۳- ديسك هاي سخت ۲۵/۵ و ۵/۳ اينچي به نام ديسك هاي سخت تمام قد          
۴-ديسك هاي سخت ۲۵/۵ و ۵/۳ اينچي مشهور به ديسك هاي سخت نيم قد       
ديسك هاي تمام قد در حال حاضر توليد نمي شوند. ديسك هاي شخصي معمولاً از نوع ۵/۳ اينچي نيم قد بوده و داراي ارتفاع ۵/۳ سانتي متري هستند. پس ديسك هايي كه امروزه ساخته مي شوند اغلب ۵/۳ و ۵/۲ اينچي هستند. ديسك هاي سخت ۸/۱ اينچي حداكثر ۵ گيگابايت فضا دارند. اين گونه ديسك ها اطلاعات را بر روي يك سطح از ديسك هاي موجود ذخيره مي كنند.   
به اين ديسك ها ديسك يك لبه هم مي گويند اما در حال حاضر مي توان براي هر دو سطح ديسك اطلاعات را ذخيره كرد.               
جنس هاردديسك   
همانطور كه گفته شد ديسك هاي سخت داراي چند صفحه هستند كه به طور عمودي روي هم قرار دارند. جنس اين صفحه ها عموماً از شيشه، آلياژ آلومينيوم، تركيب سراميك و شيشه، سراميك و ساير مواد ساخته مي شود. به اين علت كه ديسك ها بايد سبك و مقاوم باشند و در اثر سرما و گرما تغيير حالت ندهند. به طور كلي جنس ديسك ها از آلومينيوم همراه با پوششي از اكسيد آهن يا آلياژ كبالت است كه بسيار با ظرافت بر روي آن قرار مي گيرد. اين پوشش مغناطيسي به سطح حامل اطلاعات امكان مغناطيسي شدن مي دهد. علاوه بر اين بسيار نازك مي باشد و در برابر برخورد با هد قابل خواندن و نوشتن است.
جهت اندازه گيري كارآيي يك هاردديسك از دو روش استفاده مي گردد:          
۱- اندازه گيري زمان جست وجو: مدت زمان بين درخواست يك فايل توسط پردازنده تا ارسال اولين بايت فايل مورد نظر.  
۲- اندازه گيري ميزان داده: تعداد بايت هاي ارسالي در هر ثانيه براي پردازنده كه اين اندازه معمولاً بين ۵ تا ۴۰ مگا بايت در هر ثانيه است.           
هادرديسك داراي موتوري مي باشد كه اين موتور باعث چرخش صفحات هاردديسك مي شود. در كنار برد كنترل كننده، كانكتورهاي مربوط به موتور قرار دارد.       
مكانيزمي كه باعث حركت بازوها بر روي هاردديسك مي گردد سرعت و دقت هارد را تعيين مي كند. در اين حالت از يك موتور خطي با سرعت بالا استفاده مي شود.

نحوه قرار گيري اطلاعات در هارد           

اطلاعات بر روي سطح هر يك از صفحات ديسك سخت در مجموعه اي به نام سكتور و شيار ذخيره مي گردد. شيارها دواير متحدالمركزي هستند(نواحي زرد) كه براي هر يك از آنها تعداد محدودي سكتور(نواحي آبي) با ظرفيتي بين ۲۵۶ و ۵۱۲ بايت ايجاد مي گردد. اين سكتورها همزمان با آغاز فعاليت سيستم عامل در كلاستر سازماندهي مي گردد. زماني كه درايو رايانه تحت عمليات Low level format قرار مي گيرد سكتورها وشيارها ايجاد مي شود و زماني كه درايو High level format مي گردد با توجه به نوع سيستم عامل بستر مناسبي براي استقرار فايل هاي اطلاعاتي فراهم مي آيد.  

شركت و كشور سازنده           
يكي از مسائلي كه پس از گنجايش و عمر مفيد هارد ديسك حائز اهميت است، كارايي آن مي باشد. اما در حال حاضر هاردديسك ها از نظر كارايي اختلاف چنداني با هم ندارند. خريد هاردديسك نسبت به گذشته بسيار آسان مي باشد. زيرا توليد كنندگان ضعيف از صحنه خارج شده اند. از لحاظ مارك و يا كارخانه سازنده ديسك سخت شركت هاي زير عمده توليد هاردديسك را بر عهده دارند:  
كانر- مكستور- سي گيت- وسترن ديجيتال- كوانتوم- اچ پي- فوجيتسو- توشيبا - آي بي ام و...           
اين ديسك ها داراي تفاوتهاي گوناگون در گنجايش، گونه، تعداد ديسك، سرعت چرخش، زمان متوسط جست وجو، حافظه واسطه و مدت زمان ضمانت مي باشند.      
عمر مفيد ديسك هاي سخت  
در سال هاي گذشته عمر ديسك هاي سخت بسيار كوتاه بود.اما در حال حاضر عمر مفيد ديسك ها افزايش يافته است. عمر مفيد با واژه (MTFB) نشان داده مي شود. اين واژه سرواژه كلمات زير به معناي ميانگين پايداري عملي و يا زمان ميانگين ميان خرابي هاست.                
Mean Time Between Failune  
اين علامت نشان دهنده متوسط فاصله زماني استفاده از ديسك سخت، تا پيش آمدن يك اشكال براي آن است. عمر مفيد بر حسب ساعت نشان داده مي شود. سازندگان ديسك سخت عمر مفيد آن را ۴۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰۰ در نظر مي گيرند.  
در صورتي كه رايانه به طور مستمر روشن نباشد و كار نكند، اين مقدار افزايش خواهد يافت. زماني كه عمر مفيد تمام مي شود ديسك سخت يكباره خراب نمي شود بلكه ممكن است به مرور دچار فرسودگي شود در اين زمان در هنگام روشن كردن رايانه پيام Invalid System disk ظاهر مي شود.     

گنجايش يا ظرفيت ديسك سخت           
در زمان انتخاب ظرفيت هارديسك به اين فكر نكنيد كه چه گنجايشي نياز شما را برطرف مي كند بلكه به اين فكر كنيد كه در آينده به ظرفيت بيشتري احتياج داريد. البته نوع برنامه هايي كه استفاده مي كنيد راهنماي خوبي براي تعيين ظرفيت هاردديسك مي باشد. ديسك هاي سخت از ظرفيت ۶۴۰ و ۸۵۰ مگابايت و كم تر كه در سال هاي گذشته وجود داشته است شروع مي شود و تا ۱، ۲/۱، ۶/۱، ۱/۲، ۵/۲، ۴، ...و ۸۰ ، ۱۲۰، ۱۶۰، ۲۰۰، ۲۵۰ گيگابايت و بيشتر در بازار موجود مي باشد.       
در حال حاضر ديسك هاي سخت با ظرفيت ۲۰ تا ۴۰ گيگا بايتي كم ترين گنجايش موجود هستند. تقريباً هيچ سازنده ديسك سختي ديگر گونه ۱ تا ۸ گيگابايتي را توليد نمي كنند. به طور كلي براي محاسبه گنجايش ديسك سخت عامل هاي زير را بايد در نظر گرفت:            
- گنجايش هر قطاع يا سكتور
- تعداد هدها يا نوك هاي خواندن و نوشتن            
- تعداد استوانه ها يا سيلندرها  
- تعداد قطاع ها يا سكتورها    
تعداد نوك يا هد    
شركت هاي مختلفي كه ديسك هاي سخت توليد مي كنند گنجايش هاي مختلفي را مي سازند كه ساختار آنها تقريباً يكسان است. اما تعداد صفحه هاي تشكيل دهنده ديسك و تعداد هدها يا نوك هاي خواندن و نوشتن متفاوت است. بدين صورت اگر ديسكي را با گنجايش و سرعت زياد مي خواهيد تعداد نوك هاي خواندن و نوشتن آن براي هر صفحه بايد ۵ يا بيشتر باشد تا سرعت انتقال داده ها افزايش پيدا كند.           
در واقع بالا بودن گنجايش ديسك به معناي زياد بودن سرعت آن نيست بنابر اين بهتر است بدانيم چه تعداد صفحه در داخل ديسك سخت وجود دارد و نوك هاي آن چند عدد مي باشد.            
ديسك هاي سخت تقلبي خريد رايانه، قطعات و دستگاه هاي جانبي آن با اين كه ساده به نظر مي آيد اما بسيار پيچيده و فني مي باشد زيرا تقلب در اكثر 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 پاك كرده و مشخصات جديدي روي آنها مي نويسند.                
- بسته بندي مجدد: در اين صورت هاردديسك دسته دوم و تقلبي را در بسته بندي و كاغذهايي درست مانند بسته بندي اصل آن قرار مي دهند.    
- هاردديسك هاي ارزان قيمت: بعضي وقت ها هاردديسك هاي ارزان قيمت را به جاي نوع بهتر و گرانتر آن به كار مي برند. مخصوصاً اگر رايانه را به صورت پلمب شده خريداري كنيد.
- شيوه توليد: همان طور كه مي دانيد ابزارها به دو صورت خرده فروشي و عمده فروشي (توليد فله اي) به بازار عرضه مي شوند. در حالت اول كالاها 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 كاري كه مي توان انجام داد اين است كه به نكات زير قبل از خريد توجه بفرماييد:
- بسته بندي را چك كنيد.      
- ضمانت نامه ها را به دقت بررسي كنيد، زيرا داشتن ضمانت نامه دليل بر اصل بودن كالا نيست.
- افزار سنجي كنيد: در صنعت رايانه به اين كار محك زني مي گويند. افزار سنج هاي رايانه اي به كاربرها كمك مي كنند تا از كارآيي سيستم، ابزارها و دستگاه آگاه شوند.             
افزارسنج ها برنامه هايي هستند كه با استفاده از داده هاي خود سخت افزارهاي نصب شده بر روي رايانه را چك مي كنند و اگر اين سخت افزارها و ابزارها داراي امتياز كم تري باشند. مي توان گفت آن ابزار تقلبي، دست دوم و كاركرده مي باشد.               
نكته: هميشه از آخرين نگارش افزارسنج ها استفاده كنيد و در نظر داشته باشيد كه همه افزارسنج ها توانايي مورد نياز را ندارند.              
از جمله اين افزارسنج ها نورتون و مك آفي را مي توان نام برد.             
- عيب يابي كنيد: براي اطمينان از نو بودن ابزارها مي توان از نرم افزارهاي عيب يابي و اشكال زدايي رايانه استفاده كرد. يكي از اين نرم افزارها «چك ايت» مي باشد.       
- رايانه را آزمايش كنيد: براي اين كار نرم افزارهاي به خصوصي وجود دارد كه رايانه را مجبور به انجام محاسبات پيچيده مي كند. مانند: Prime95 يا BurnIn Test

زمان دستيابي      

با توجه به اين كه صنعت ساخت ديسك سخت پيشرفت زيادي كرده است، با اين حال زمان دستيابي به اطلاعات و مقايسه ميلي ثانيه ها و بحث درباره سرعت همچنان اهميت دارد.              
ويژگي هايي كه داراي اهميت مي باشند موارد ذيل مي باشند:                
زمان جست وجو- زماني كه هدها و نوك هاي خواندن و نوشتن به شيار يا ترك درخواست شده انتقال پيدا مي كند.
زمان آرامش يا سكون- زماني است كه مكان درخواست شده به زير نوك خواندن و نوشتن مي رسد.
زمان دستيابي- زماني است كه ديسك سخت مكان درخواست شده براي داده ها را مي يابد.( زمان دستيابي اهميت زيادي دارد)          
سرعت انتقال داده ها- سرعتي است كه داده ها روي ديسك نوشته و يا خوانده مي شوند. اين سرعت تا اندازه زيادي به رابط هاي ديسك سخت و رايانه مربوط مي شود.
گذرگاه- براي بهره گيري از توانايي هاي ديسك سخت بايد از گذرگاه هاي داده اي سريع و پهن استفاده نمود.
سرعت چرخش يا دوران         
مي دانيم كه هر چه ديسك سخت سريع تر بگردد داده ها با سرعت بيشتري از روي سطح ديسك خوانده مي شود، اين عمل باعث سرعت انتقال مي شود. سرعت گردش ديسك با واحد يا يكاي دور در دقيقه اندازه گيري مي شود. اين يكا به صورت «RPM» جمع سرواژه هاي «Rotation Per Minute»مي باشد. به طور مثال ديسك هاي سخت داراي سرعت چرخش ۵۴۰۰، ۷۲۰۰، ۱۰۰۰۰، ۱۲۰۰۰ دور در دقيقه و بالاتر هستند.
نكته: ديسك هاي اسكازي داراي سرعت دوران دهها هزار دور در دقيقه هستند.    

ديسك هاي AV   
ديسك هاي اي وي جمع سر واژه كلمه هاي Audio/Visual) مي باشد. اين نوع ديسك هاي سخت داراي ويژگي هاي زير مي باشد:              
۱- سرعت چرخش آنها بر حسب دور در دقيقه بسيار بالا مي باشد و معمولاً كمتر از ۷۲۰۰ دور در دقيقه نمي باشد.                
۲- داده هاي ذخيره شده بر روي اين نوع ديسك ها به صورت يكپارچه ذخيره مي شوند و تكه تكه و پراكنده نمي باشند. بنابر اين براي ويرايش صوت و تصوير مناسب مي باشند و زمان كار با اين نوع ديسك ها بسيار كاهش خواهد يافت.         
قالب بندي زيربنايي
(فرمت سطح پايين يا فيزيكي)
قبل از استفاده از ديسك سخت ابتدا بايد آن را قالب بندي يا فرمت نمود. تمام ديسك هاي سختي كه در بازار وجود دارند توسط كارخانه 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 فيزيكي 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 كه به آن Sector ID و يا شناسه قطاع گويند. شناسه هاي قطاع شماره هايي هستند كه قطاع ها را از هم جدا مي كنند. در واقع در زمان انجام عمل قالب بندي سطح پايين، سطح ديسك آزمايش مي شود و داده هاي مربوط به شناسه قطاع ها، به صورت كامل روي ديسك نوشته مي شوند. اين داده ها توسط سيستم عامل براي مشخص كردن محل قرار گرفتن داده ها روي ديسك، مورد استفاده قرار مي گيرند.             
گاهي اوقات ممكن است شناسه قطاع ها ضعيف شوند، در اين حالت ممكن است پيام زير ظاهر شود.
Sector not Found          
در اين صورت لازم است ديسك سخت را قالب بندي سطح پايين نمود. قالب بندي ديسك، سبب نوسازي و ايجاد قطاع هاي فيزيكي تازه روي آن مي شود.                
با اينكه ديسك سخت در كارخانه فرمت بندي مي شود.اما گاهي اوقات انجام مجدد آن بسياري از اشكال ها را از بين مي برد.             
عيب يابي ديسك سخت         
با اينكه بيشتر اشكال هاي ديسك سخت در هنگام نصب آن بوجود مي آيد، اما پس از آن نيز به دلايل مختلف ممكن است اشكال هايي در آن بوجود بيايد:               
- ممكن است ديسك كار نكند به اين علت كه كابل تغذيه (برق) شل باشد و يا در جهت عكس و نادرست نصب شده باشد. 
- اگر چراغ ديسك سخت پس از روشن شدن رايانه به حالت چشمك زن درآيد اين احتمال وجود دارد كه كابل روباني داده ها نادرست نصب شده باشد. 
- در صورتي كه بايوس ديسك سخت را مي شناسد اما Fdisk قادر به شناسايي آن نيست، وارد Setup شويد و گزينه اي كه مربوط به شناسايي نوع ورودي و خروجي است را از حالت خودكار درآوريد و آن را به صورت دستي تنظيم كنيد.  
- همان طور كه 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 ممكن است نوك هاي خواندن و نوشتن به صفحه هاي ديسك سخت برخورد كنند و روي آنها خش بياندازند.
- اگر هنگام كار با ديسك سخت، نمايشگر شروع به نوسان كند، ممكن است دسترسي به ديسك سخت سبب شود جريان بيشتري از منبع تغذيه كشيده شود، در نتيجه بر جريان ارسالي به كارت گرافيكي اثر بگذارد. براي همين لازم است منبع تغذيه آزمايش و بررسي شود