دانلود مقاله ذخیره و بازیابی

هارد درایو ها با تحت میدان قرار دادنِ یکسری مواد مغناطیسی اطلاعات را درخود ضبط می کنند.

و با تشخیص مغناطیس شدگی آن ماده اطلاعات را از روی آن می خوانند.

طرح کلی یک هارد دیسک تشکیل شده از یک مخروط که یک یا چند صفحه مسطح و گرد را نگه می دارد ،اطلاعات بر روی این صفحات ذخیره می شوند.

این صفحه ها از یک ماده غیر مغناطیسی( اغلب شیشه یا آلومینیوم ) ساخته می شوند و با یک لایه نازک از مواد مغناطیسی روکش می شوند.

در درایو های قدیمی از تری اکسید آهن به عنوان ماده مغناطیسی استفاده می شد اما امروزه از آلیاژهای کبالت پایه استفاده می کنند.

صفحات با سرعت های بالا به گردش در می آیند.اطلاعات در حین چرخش صفحات بر ری آنها نوشته می شوند.این کار توسط مکانیزمی با نامِ: هد خواندن/ نوشتن انجام می شود.

این هد با فاصله بسیار کم بالای سطح مغناطیسی حرکت می کند.

از این وسیله برای تشخیص و تغییر در وضعیت مغناطیس شدگی ماده زیر آن استفاده می شود.

به ازای هر صفحه مغناطیسی بر روی مخروط ، یک هد وجود دارد که همه آنها بر روی یک بازوی مشترک سوار شده اند.

همینطور که صفحات دوران می کنند یک بازوی محرک، هد ها را (به آرامی و با حرکت شعاعی ) روی یک مسیر قوس دار، بر روی صفحات به حرکت در می آورد.با اینکار به هر هد اجازه داده می شود که تقریبا به تمام سطح صفحهء در حال دوران دسترسی پیدا کندد.
سطح مغناطیسی هر صفحه به تعداد زیادی محدوده های کوچک مغناطیسی تقسیم می شود.

(اندازه این محدوده ها در حد میکرون می باشد).

هر کدام از این محدوده ها برای رمزنگاری یک واحد باینری اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند.در هارد درایو های امروزی ، هر یک از این محدوده های مغناطیسی از چند صد دانه مغناطیسی تشکیل شده اند.

هر محدده مغناطیسی ، یک دوقطبی مغناطیسی را تشکیل می دهد که این دو قطبی ها یک حوزه مغناطیسی متمرکز را در نزدیکی خود ایجاد می کنند.
یک هد نوشتن، با ایجاد میدان مغناطیسی قوی در نزدیکی محدوده های مغناطیسی ، آن را تحت اثر خود قرار داده مغناطیس می کند.

در هارد دیسک های اولیه برای خواندن اطلاعات از همان القاء کننده ای استفاده می شد که موقع نوشتن مورد استفاده قرار گرفته بود.

اما با تکنولوژی جدید هد مخصوص نوشتن و هد مخصوص خواندن از هم جدا شده اند ، با این وجود هر دوی آنها روی یک بازوی محرک قرار دارند.
اغلب هارد درایو ها دارای یک پوشش محکم و کیپ هستند که از محتویات درایو در برابر جمع شدگی ،گرد و غبار و دیگر عوامل آلودگی محافظت می کند.

هد خواندن / نوشتنِ هارد درایو بالای صفحات مغناطیسی و بر روی یک بالشتک هوا که ضخامتی در حد چند نانومتر دارد حرکت می کند.

بنابراین سطوح صفحات و محتویات داخلی درایو باید پاک نگه داشته شوند تا با توجه به فاصله نانومتری بین صفحات و هد ،از صدمات ناشی از اثر انگشت ، غبار، مو، ذرات دود و غیره جلوگیری شود..
استفاده از صفحات صلب همچنین کیپ و عایق کردن هارد دیسک ، تولرانس بهتری را نسبت به فلاپی دیسک فراهم میکند.بنابراین هارد دیسک ها در مقایسه با فلاپی دیسک ها مقدار بیشتری اطلاعات را می توانند در خود ذخیره کنند.

همچنین قابلیت دسترسی و انتقال اطلاعات در هارد دیسک ها سریع تر می باشد.

در سال ۲۰۰۶ یک هارد دیسک باید بتواند بین ۸۰ تا ۷۵۰ مگابایت اطلاعات را در خود جای دهد، با سرعتی بین ۷۲۰۰ تا ۱۰۰۰۰ درو در دقیقه بچرخد و سرعت انتقال ترتیبی اطلاعات در آن باید بیشتر از ۵۰ مگابایت در هر ثانیه باشد.

سریع ترین هارد درایوهای مربوط به سرور ها و ایستگاه های کاری با سرعتی معادل ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه می چرخند و سرعت انتقال ترتیبی اطلاعات در آنها بالغ بر ۸۰مگابایت در هر ثانیه می باشد.

هارد دیسک ها ی مربوط به نوت بوک ها که از نظر فیزیکی کوچکتر از نمونه های خانگی هستند، معمولا دارای سرعت و ظرفیت پایین تری میباشند.

اغلب این هارد دیسک ها با سرعتی در حدود ۴۲۰۰ دور در دقیقه می چرخند.

البته لازم به ذکر است که جدید ترین انواع این دسته هارددیسک ها دارای سرعتی معادل ۷۲۰۰ دور در دقیقه می باشند
تاریخچه:
برای سالها ، هارد دیسک ها تجهیزات بزرگ و سنگین بودند و به دلیل بزرگی ، سنگینی ، حساسیت بالا و مصرف زیاد انرژی ، بیشتر برای محیط های حفاظت شدهء یک مرکز اطلاعات یا دفاتر بزرگ مناسب بودند تا محیط های خشن و ناملایم صنعتی ،خانه ها یا دفاتر کوچک .
.


















در سال ۱۹۷۹ IBMیک هارد دیسک قدیمی

تا قبل از دهه ۸۰ میلادی اغلب هارد دیسک ها صفحات ۸ اینچی (۲۰ سانتی) یا ۱۴ اینچی( ۳۵) سانتی داشتند.

و برای نگه داری آنها نیاز به فضای زیادی بود.( مخصوصا درایو های بزرگ قابل حمل و نقل (قابل نصب و برداشت) که به خاطر بزرگی به ماشین های لباسشویی معروف بودند).

این گونه هارد درایو ها به علت داشتن موتور های بزرگ، به منبع تغذیه سه فاز و آمپراژ بالا نیاز داشتند.

به همین دلیل تا سال ۱۹۸۰ برای میکروکامپیوتر ها از هارد دیسک استفاده نمی شد.

تا اینکه در این سال شرکت
تا قبل از دهه ۸۰ میلادی اغلب هارد دیسک ها صفحات ۸ اینچی (۲۰ سانتی) یا ۱۴ اینچی( ۳۵) سانتی داشتند.

تا اینکه در این سال شرکت seagate tecnology اولین هارد درایو ۵/۲۵ خود را با ظرفیت ۵ مگابایت تحت عنوان به بازار ارائه کرد.

در واقع تا آن زمان کامپیوتر های شخصی اولیه ST-۵۰۶ مجهز به هارد دیسک نبودند IBM۵۱۵۰ یعنی IBM در اوایل دهه ۸۰ اغلب هارد دیسک های مربوط به میکرو کامپیوتر ها با نام تولید کننده خود به فروش نمی رسیدند بلکه ها به عنوان بخشی از یک مجموعه بزرگتر OEM به وسیله فروخته می شدند.

کامپیوتر های نوع دارای هارد دیسک داخلی بودند و این باعث ایجاد تمایل عمومی به خرید درایو های خام (از طریق پست) و نصب مستقیم آنها در داخل سیستم شد.

سازندگان هارد دیسک شروع به بازاریابی کردندو بالاخره طولی نکشید که در اواسط دهه ۹۰ هارد دیسکها در قفسه مغازه های خرده فروش نیز قرار گرفتند هارد درایو های داخلی کم کم به یک گزینه رایج در کامپیوتر های تبدیل شدند و هارد درایو های خارجی محبوبیت خود را برای مدتها مخصوصا در بین انواع و انواع مشابه آن حفظ کردند.

تمامی کامپیوتر های ساخت بین سال های ۱۹۸۶ تا ۱۹۹۸ یک پورتدر پشت خود داشتند که جداسازی خارجی را آسان می ساخت بهدلیل شرایط موجود، هارد درایو های خارجیتنها گزینه منطقی به نظر می رسیدند هارد درایو های خارجی همچنین در میکرو کامپیوتر های قدیمی تر مانند سری به کار می رفتند، همچنین از آنها حتی امروزه بطور گسترده ای در سرور ها استفاده می شود.

ظهور رابط های پرسرعت خارجی مانندو در اواخر دهه ۹۰ ، به کاربرد درایو های خارجی در بین کاربران جانی دوباره داد.به طور اخص کاربرانی که حجم بالایی از اطلاعات را بین دو یا چند محل جا به جا می کردند از این سیستم استقبال کردند.

امروزه اغلب تولید کننده گان هارد دیسک ، دیسک های خود را به صورت خارجی نیز می سازند.

خصوصیات هارد دیسک: ظرفیت معمولا با گیگابایت بیان می شود اندازه فیزیکی معمولا با اینچ بیان می شود امروزه تقریبا تمام هارد دیسک هایی که در کامپیوتر های رومیزی (خانگی - اداری) و نوت بوک ها استفاده می شوند ، ۳/۵ یا ۲/۵ اینچی هستند.

هارد دیسک های ۲/۵ اینچی معمولا کند تر هستند و حجم کمتری نیز دارند اما در عوض برق کمتری مصرف می کنند و مقاومت به ضربه و تکان در آنها بیشتر است.

اندازه دیگری که استفاده از آن بطور فزاینده ای در حال رشد است نوع ۱/۸ اینچی می باشد که در ها و نوت بوک های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.این نوع از هارد درایو ها مصرف انرژی بسیار پایینی دارند ودر مقابل ضربه بسیار مقاوم می باشند علاوه بر موارد مذکور انواع دیگری نیز موجود می باشندکه در ادامه به توضیح آنها پرداخته می شود: نوع یک اینچی که طوری طراحی شده اند تا با ابعاد کانال های فیبری نوع دوم جور باشند.

از این نوع هاردیسک در تجهیزات قابل حمل و نقل از جمله دوربین های دیجیتال نیز استفاده می شود.

همچنین نوع۰/ ۸۵ اینچی نیزتوسط شرکت توشیبا جهت استفاده در گوشی های تلفن همراه و کاربرد های مشابه آن ساخته شده است.

طراحی سایز هاردیسک ها کمی گیج کننده است ، به عنوان مثال یک دیسک درایو ۳/۵ اینچی دارای کیسی با پهنای ۴ اینچ می باشد.

علاوه بر این هاردیسک های مخصوص سرور در دو اندازه ۳/۵ و ۲/۵ اینچی تولید می شوند.

قبلیت اعتماد، با واحد یا فاصله زمانی بین خطاها سنجیده می شود.

درایو های ۱ ایچی ساتا سرعت هایی تا حدود ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه را ساپورت می کنند .

و دارای برابر با یک ملیون ساعت با چرخه فعالیت سبک ۸ ساعته می باشند.

درایو های FC قابلیت چرخیدن با سرعت ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه را دارا هستند و آنها برابر با۱ /۴ ملیون ساعت با ۲۴چرخه فعالیت ساعت ۲۴ ساعته می باشد تعداد فعالیت های ورودی خروجی در هر ثانیه: دیسک های جدید در هر ثانیه قادرند ۵۰ دسترسی اتفاقی و یا ۱۰۰ دسترسی ترتیبی را برآورده سازند.

* مصرف انرژی( این موضوع به خصوص در رابطه با لب تاپ هایی که از باطری استفاده می کنند حائز اهمیت می باشد).

شدت صدا و نویز تولید شده بر حسب دسی بل البته بسیاری افراد آن را برحسب بل می سنجند نه دسی بل.) میزان ( که در درایو های جدید بسیار بالا می باشد) * سرعت انتقال اطلاعات: درایو های داخلی : از۴۴ /۲ تا۷۴ /۵ مگابایت در هر ثانیه.

درایو های خارجی: از ۷۴ تا۱۱۱ /۴ مگابایت در هر ثانیه.

* سرعت دسترسی تصادفی : از ۵ تا ۱۵ میلی ثانیه.

تولید کنندگان هارد درایو معمولا ظرفیت درایو را با استفاده از پیشوندهای SI مشخص می کنند.

پیشوند های گیگا و مگا از این دسته اند.

تاریخچه این نام گذاری به زمانی بر میگردد که ظرفیت ذخیره سازی از مرز ملیون بایت فراتر رفت یعنی بسیار قبل تر از پیشوند های استاندارد باینری ( حتی قبل از اینکه پیشوند های SI درسال ۱۹۶۰ ایجاد شوند.) IEC در سال ۱۹۹۹ ، پیشوند های باینری را استاندارد کرد.

بعد از آن بسیاری از دست اندر کاران تولید کامپیوتر و نیمه رساناها عبارت کبلو بایت را برای ۱۰۲۴ بایت پذیرفتند.

دلیل پذیرش عبارت مذکور این بود که عدد ۱۰۲۴ به اندازه کافی به پیشوند کیلو(۱۰۰۰) نزدیک بود.

بعضی مواقع این استاندارد غیر SI یک توصیف کننده نیز به همراه خود داشت،مثلا: ۱ KB = ۱۰۲۴ Bytes اما این توصیف کننده، به خصوص در بین بازاریان کم کم حذف شد.

این روند به تدریج تبدیل به عادت شد و به دنبال آن پیشوندهای مگا ، گیگا،ترا و حتی پتا نیز مورد استفاده قرار گرفتند سیستم های عامل و نرم افزار های کاربردی آنها ( به ویژه سیستم عامل های گرافیکی مثل مایکروسافت ویندوز اغلب ظرفیت را با پیشوند های باینری بیان می کردند.

و همین امر باعث شد تا بین ظرفیت اعلام شده از طرف تولید کنندگان و ظرفیت گزارش شده توسط سیتم های عامل اختلاف ایجاد شود.

این اختلاف مخصوصا در مورد هارد درایو های با ظرفیت چندین گیگابایت بیشتر به چشم می آمد.

کاربران اغلب متوجه می شدند که ظرفیت گزارش شده توسط سیستم عامل بسیار کمتر از ظرفیت اعلام شده توسط تولید کننده است .

به عنوان مثال مایکروسافت ویندوز ۲۰۰۰ ، ظرفیت درایو را درسیستم دسیمال (ده دهی) با ۱۲ رقم و در سیتم باینری با ۳ رقم بیان میکرد.

بنابر این هارد درایوی که ظرفیت آن توسط تولید کننده ۳۰ گیگابایت اعلام شده بود، توسط ویندوز، ۳۰۰۶۵۰۹۸۵۶۸ بایت یا ۲۸ گیگابایت گزارش می شد.

تولید کنندگان هارد درایو از اصطلاح گیگا (۱۰ به توان ۹) در سیتم SI استفاده می کردنند که تقریب خوبی برای گیگا بایت به حساب می آمد.ولی سیتم عامل ها گیگابایت را۳۰^۲ ، یعنی ۱۰۷۳۷۴۱۸۲۴ بایت تعریف می کردند.بنابراین ظرفیت گزارش شده توسط سیستم عامل بیشتر نزدیک به ۲۸ گیگابایت بود.به همین علت بسیاری از نرم افزار ها که ظرفیت را گزارش می دادند شروع به استفاده از پیشوند های استاندارد IEC کردند.(مثلا KiB ، MiB و GiB ).

بسیاری افراد اشتباها اختلاف در گزارش ظرفیت را به فضای اختصاص داده شده به اطلاعات مربوط به پارتیشن بندی و فایل های سیستم، نسبت می دهند.اما حتی برای فایل سیستم های بسیار بزرگ (چند GiB) ، فضای مرد نیاز از چند MiB تجاوز نمی کند.بنابراین فرضیه نمی تواند توجیه قانع کننده ای برای گم شدن ده ها گیگابایت باشد.

ظرفیت یک هارد دیسک را می توان با استفاده از رابطه زیرمحاسبه کرد: ظرفیت هارد درایو= تعداد سیلندر ها× تعداد هد ها × تعداد سکتور ها ×۵۱۲ در حین حرکت دیسک ،سیستم مخروط هارد دیسک به کمک فشار هوای داخل محفظه درایو، هد ها را در ارتفاع مناسبی از صفحه های مغناطیسی قرار می دهد.

برای اینکه یک هارد درایو به خوبی کارکند به مقدار معینی فشارهوا نیاز دارد.

ارتباط با محیط خارج و فشار اتمسفر از طریق یک سوراخ کوچک(تقریبا به قطر ۱/۲ میلیمتر) که رویدرپوش قرار دارد میسر می شود.که معمولا یک فیلتر کربنی از داخل روی آن را پوشانده(فیلتر تنفسی).

اگر فشار هواخیلی پایین باشدهد ها به اندازه کافی از جای خود بلند نمی شوند و در ارتفاع مناسبی قرار نمی گیرند و خطر برخوردهد ها با صفحه و از دست رفتن اطلاعات وجود دارد.

برای کارکرد در ارتفاع زیاد(۳۰۰۰ متر) به درایو های عایق و تنظیم فشار شده نیاز داریم.

بدین منظور درایو های جدید دارای سنسور های دما هستند تا بتوانند فعالیت خود را با محیط اطرافشان تطبیق دهند.

مجاورت با رطوبت بالا برای مدت زمان طولانی باعث ایجاد خوردگی در هد ها و دیسک ها می شود.

اگر درایو برای قراردادن هد های خود بر روی صفحات از تکنولوژی کلید های قطع و وصل تماسی(CSS ) استفاده کند ، رطوبت افزایش یافته و باعث افزایش تمایل چسبندگی هدها به صفحات مغناطیسی می گردد.این پدیده ممکن است منجر به وارد آمدن صدمات فیزیکی به دیسک و موتور شود همچنین ممکن است باعث برخورد هد با صفحات مغناطیسی گردد.

سوراخ های تنفس بر روی تمام هارد درایو ها دیده می شوند و معمولا در کنار خود یک برچسب هشدار دهنده دارند که به کاربر هشدار می دهد که این سوراخ ها را نپوشاند.

هوای داخل درایو در حال کار ،پیوسته در حال حرکت است .

هوا بر اثر اصطکاک با صفحات در حال چرخش دیسک به حرکت در می آید.

این هوا از یک فیلتر داخلی عبور داده می شود تا از هرگونه آلودگی ناشی از فرآیند تولید ،ذرات یا مواد شیمیایی که به نحوی داخل محفظه شده اند و ذراتی که در حین کارِ درایو ایجاد شده اند پاک شود.

با توجه به فاصله بسیار کم بین هدها و صفحات ، هرگونه آلودگی روی آنها منجر به برخود هد با صفحه مغناطیسی خواهد شد.هد پس از برخورد با صفحه آن را می خراشد و لایه نازک مغناطیسی آن را از بین می برد.

در مورد هد های بزرگ مقاومتی مغناطیسی(GMR) وجود آلودگی های بسیار کم (که حتی باعث خراشیده شدن صفحات نمی شوند) به علت ایجاد اصطکاک با سطح صفحات منجر به داغ شدن بیش از حد هد می گردند .

گرم شدن بش از حد هد موجب می گردد که اطلاعات بطور موقت یعنی تا زمانی که هد دمای نرمال خود را بدست بیاورد غیر قابل خواندن شوند.

این عارضه را که نامیزانی حرارتی نامیده می شود می توان به وسیله فیلتر کردن الکترونیکی سیگنال خوانده شده بر طرف کرد.

علاوه بر مورد ذکر شده موراد دیگری نیز می توانند به برخورد هد با صفحات مناطیسی منجر شوند از جمله: خطاهای الکترونیک، ضربه های فیزیکی ، فرسودگی ،خوردگی و تولید نامناسب هد ها یا صفحات.

در اغلب درایو های سرور وقتی سیستم خاموش می شود هد ها در منطقه ای که منطقه ی فرود نامیده می شود قرار می گیرند .

منطقه فرود محدوده ای از دیسک است که اطلاعات در آنجا ذخیره نمی شود و معمولا نزدیک مرکز صفحه قرار دارد.

به این منطقه CSS نیز گفته می شود( منطقه شروع و توقف تماسی).

اما در مدل های قدیمی هارد درایو توقف های ناگهانی خطاهای منبع تغذیه در برخی موارد باعث می شد که هد ها بر روی محدوده های ذخیره اطلاعات فرود بیایند که خطر از دست رفتن اطلاعات را افزایش می داد.

در واقع قبلا باید طی فرآیندی هد ها از روی دیسک کنار رفته و به اصطلاح پارک می شدند و بعد سیستم خاموش می شد.

در درایو های جدید ، هنگام قطع ناگهانی برق از فنر های خاصی(در ابتدا) و یا از نیروی گریز از مرکز و اینرسی چرخشی صفحات برای پارک کردن هد ها استفاده می شود.

قطعات الکترونیکی هارد درایو حرکات بازوی محرک و چرخش دیسک را کنترل می کنند.

و با توجه به دستوری که از کنترل گر دیسک دریافت می کنند ،امکان خواندن ونوشتن بر روی دیسک را فراهم می سازند .

لخت افزار های درایو های جدید(لخت افزار ترکیبی است از سخت افزار و نرم افزار )قادرند که فرآیند خواندن /نوشتن بر روی دیسک را برنامه ریزی کرده و سکتور هایی را که دچار خطا شده اند اصلاح نمایند.

همچنین امروزه اغلب هارد درایو ها و مادر بردها از تکنولوژی SMART برخوردارند.

( تکنولوژی کنترل ، تحلیل و گزارش اتومات ) .

به وسیله این تکنولوژی خطا های احتمالی پیشبینی شده و به کاربر هشدار داده می شود تا از صدمه دیدن اطلاعات جلوگیری شود.

توضیح تصویر: میکرو فوتوگراف مربوط به یک هد هارد دیسک.

اندازه صفحه روبرویی ۰/۳×۰/۱ میلیمتر می باشد.

کفلغزنده (که در شکل دیده نمی شود) ابعادی برابر با ۰/۱×۱/۲۵ میلیمتر دارد(اندازه نانومتری) که همین وجه ازمیکر فوتوگراف بالای صفحه مغناطیسی قرار می گیرد.

یکی دیگر از قسمت های حیاتی هد، ساختار گرد و نارنجی رنگ وسط تصویر است.

به سیم ها و اتصلات الکتریکی متصل به تشتک های طلایی توجه کنید.

در حدود سال ۱۹۹۵ IBM تکنولوژی را ارائه داد که در آن مناطق فرود با پردازش دقیق لیزری تعیین می شدند.

(LTZ ) .در این تکنولوژی یک ردیف برجستگی نانومتری و بسیار ظریف در مرکز صفحات ایجاد می شوند که عمل درگیری ونگه داشتن هد را تسهیل می کنند.

این تکنولوژی امروزه نیز بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

چند سال بعد از آن IBM تکنولوژی تخلیه ء هد را ارئه کرد که در تجهیزات قابل حمل و نقل مثل لب تاپ ها ودیگر انواع هارد دیسک ها مورد استفاده قرارمی گرفت.

در این تکنولوژی، هد از روی صفحه برداشته می شود و بر روی یک برجستگی پله مانند درلبه صفحات قرار می گیرد .با این فرآیند خطر چسبیدگی و بروز خطا به علت ضربات فیزیکی کاهش یافت.

امروزه تمامی تولید کننده گان برای تولید محصولاتشان یکی از این دو تکنیک را مورد استفاده قرار می دهند.

هر دو روش دارای مزایا و معایب خاص خودشان هستند.

از جمله ایراداتی که به این روش ها وارد است می توان به کمتر شدن فضای ذخیره سازی ، کنترل نسبتا مشکل تلرانس و هزینه های تولید و بکارگیری اشاره کرد.

IBM برای لب تاپ های سری Thinkpad خود، اقدام به طراحی سیستم حفاظت فعال کرد.

وقتی یک ضربه یا حرکت ناگهانی توسط سنسور های حرکت داخل درایو حس می شد، هد های داخل هارددیسک از روی صفحات برداشته شده و در منطقه فرود قرار می گرفتند تا احتمال هرگونه صدمه و از دست رفتن اطلاعات و ایجاد خراش روی صفحات کاهش بابد.

شرکت Apple نیز بعدها از این تکنولوژی تحت عنوان سنسور حرکت ناگهانی درPowerbookها،iBook ها ، MacBook pro هاوMacBook Line های خود استفاده کرد.

دسترسی به هارد درایو ها عموما از طریق تعدادی از باس های زیر صورت می گیرد: ,و کانال های فیبری ATA (IDE, EIDE), Serial ATA (SATA), SCSI, SAS, IEEE ۱۳۹۴, USB در دوره رابط های ST-۵۰۶ ، روش ها و برنامه های رمزنگاری نیز حائز اهمیت بودند.

در اولین دیسک ST-۵۰۶ از روش MFM (تلفیق بسامدی اصلاح شده) استفاده می شد.

امروزه از این روش در فلاپی دیسک های ۱/۴۴ مگابایتی استفاده می شود که نرخ انتقال اطلاعات در آن برابر با ۵ مگابایت در ثانیه می باشد.

بعدها کنترل کننده هایی که از RLL ۲.۷ استفاده می کردند ، سرعت انتقال را به ۱/۵ برابر یعنی ۷/۵ مگابایت در ثانیه افزایش دادند.

این فرایند همچنین باعث افزایش ظرفیت درایو ها تا ۱/۵ برابر شد.

بسیاری از رابط های ST-۵۰ فقط برای کار در سرعت پایین MFM ضمانت شده بودند.

در حالیکه مدل های دیگر (اغلب ورژن های گران قیمت تر از همان هارد درایو) برای کارد در سرعت بالای انتقال اطلاعات RLL طراحی شده بودند .

در برخی موارد بر روی درایوها کاربیشتری انجام می شد تا بتوان از مدل های مربوط به MFM در سرعت های بالا نیز استفاده کرد.

اگر چه قبلیت اعتماد در این موارد پایین می آمد و به همین دلیل این روش توصیه نمی شد.درایو های مخصوص RLL می توانشتند در شرایط MFM کارکنند ولی از سرعت و ظرفیت آنها تا میزان ۳۳ درصد کاسته می شد.

ESDI ( رابط کوچک ارتقاء یافته دیسک) هر دونوع سرعت را ساپورت می کرد.

(درایو های ESDI قبلیت استفاده از RLL ۲.۷ را در سرعت های ۱۰، ۱۵ یا ۲۰ مگابایت در ثانیه دارا می باشد).

گرچه اغلب اوقات درایو های ESDI با سرعت ۱۵ یا ۲۰ مگابایت با کنترل کننده های مدل های پایین تر از خود سازگار نبودند.( به عنوان مثال درایو های ۱۵ یا ۲۰ مگابایتی با کنترل کننده های ۱۰ مگابایتی کار نمی کردند.).

درایو های ESDI دارای جامپر هایی بودند که تعداد سکتور های هر شیار و اندازه سکتور ها را تنظیم می کردند.

SCSI در ابتدا فقط یک سرعت داشت .۵ مگاهرتز.

(به ازای نرخ انتقال اطلاعات حداکثر ۵ مگابایت در ثانیه).

اما بعد ها این مقدار افزایش چشمگیری پیدا کرد.

سرعت باس SCSI ربطی به سرعت درونی درایو ندارد.( به علت استفاده از حافظه میانی بینِ باس SCSI و باسِ اطلاعات درونی درایو.

اگرچه اغلب درایو های اولیه دارای بافر های کوچکی بودند .

وقتی از این درایو ها روی کامپیوتر های کم سرعت استفاده می شد باید مجددا پیکر بندی می شدند .

مثل مدل های IBM سازگار با PC و مدل های Apple Macintosh ولی بسیاری از مدل های اولیه بایکدیگر سازگار نبودند و هنگامی که دو درایو روی یک کابل قرار می گرفتند تنظیمات .

در آنها قابل اجرا نبود.

این مشکل در اواسط دهه ۹۰ برطرف شد.

این پیشرفت وقتی حاصل شد که خصوصیات استاندارد شده و جزئیات غیر ضروری حذف شدند.

اما هنوز هم این مشکل در مورد ها و ها همچنین هنگام ترکیب تجهیزات فوقو غیر به چشم می خورد های سریال، با قراردادن هر قطعه بر روی کانال اختصاصی خود با پورت های ورودی خروجی مجزا ، کاملا از شر تنظیمات خلاص شدند هارددیسک های مدل ۱۳۹۴واحد های خارجی هستند که درایو های پورت هایی در پشت خود دارند.

این پورت ها قابلیت حمل و نقل و جداسازی را بسیار ساده می کنند.

خانوادهء درایو هایی که در کامپیوتر های شخصی استفاده می شوند.: مهمترین این گروه ها عبارتند از: درایو هاینیازمندند که ساختار الکترونیکی کنترل کننده در آنها با ساختار الکترونیکی درایو سازگار باشددرایو های کارکرد محدود) که بعداز ابداع تکنیک تلفیقی به این نام خوانده شدند.

این گونه درایو ها به کابل های بزرگ بین کنترل کننده هایو خود هارد درایو نیاز دارند.

این درایو ها کنترل کننده ندارند بلکه فقط یک ترکیب/ تلفیق کننده دارند(یا رابط کوچک ارتقاء یافته دیسک) یک رابط است که توسط شرکتبرای سرعت دادن به ارتباط بین و دیسک تولید شده است ·(الکترونیک مجتمع درایو) که بعدها با نامخوانده می شد.

کابلهای اطلاعات از ۴۰ سیم رسانا تشکیل شده بودند اما های مربوط به درایو های جدید تر به کابل های ۸۰ سیمی نیاز داشتند .( البته توجه داشته باشید که این کابل های ۸۰سیمی هنوز هم از کانکتورها و اتصال دهنده های ۴۰ خانه ای استفاده می کردند یعنی دو سیم برای هر خانه تعداد پین های رابط از ۴۰ به ۳۹ کاهش یافت .

پین حذف شده به عنوان کلیدی جهت جلوگیری از جازدن نادرست کابل به کانکتور استفاده می شود.

این خطا یکی از عوامل رایج صدمه به درایو وکنترل کننده ها بود.

رابط کوچک سیستم کامپیوتر) رقیب قدیمیدر ابتدا با نام شرکت یعنیخوانده می شد.

در اواسط دهه ۹۰ درایو هایبرای استفاده در سرور ها ، ایستگاه های کاری و کامپیوتر هایاستاندارد شدند.

تا این زمان اغلب مدل ها دارایوبعدها شده بودند** .

رسانه های فوق در مواردی نیز با یکدیگر متفاوت می باشند:: لایه مغناطیسی بر روی یک نوار کاست بر روی یک سطح پلاستیکی نازک توزیع می گردد.

در هارد دیسک لایه مغناطیسی بر روی یک دیسک شیشه ای ویا یک آلومینیوم اشباح شده قرار خواهد گرفت .

در ادامه سطح آنها بخوبی صیقل داده می شود.

در نوار کاست برای استفاده از هر یک از آیتم های ذخیره شده می بایست بصورت ترتیبی ( سرعت معمولی و یا سرعت بالا) در محل مورد نظر مستقر تا امکان بازیابی ( شنیدن ) آیتم دلخواه فراهم گردد.

در رابطه با هارد دیسک ها می توان بسرعت در هر نقظه دلخواه مستفر و اقدام به بازیابی ( خواندن و یا نوشتن ) اطلاعات مورد نظر کرد.در یک نوار کاست ، هد مربوط به خواندن / نوشتن می بایست سطح نوار را مستقیما" لمس نماید.

در هارد دیسک هد خواندن و نوشتن در روی دیسک به پرواز در می آید!

( هرگز آن را لمس نخواهد کرد ) نوار کاست موجود در ضبط صوت در هر ثانیه 2 اینچ ( 5/08 سانتیمتر ) جابجا می گردد.

گرداننده هارد دیسک می تواند هد مربوط به هارد دیسک را در هر ثانیه 3000 اینچ به چرخش در آورد یک هارد دیسک پیشرفته قادر به ذخیره سازی حجم بسیار بالائی از اطلاعات در فضائی اندک و بازیابی اطلاعات با سرعت بسیار بالا است .

اطلاعات ذخیره شده برروی هارد دیسک در قالب مجموعه ای از فایل ها ذخیره می گردند.

فایل نامی دیگر برای مجموعه ای از بایت ها است که بنوعی در آنها اطلاعاتی مرتبط به هم ذخیره شده است .

زمانیکه برنامه ای اجراء و در خواست فایلی را داشته باشد، هارد دیسک اطلاعات را بازیابی و آنها برای استفاده پردازنده ارسال خواهد کرد.

برای اندازه گیری کارآئی یک هارد دیسک از دو روش عمده استفاده می گردد: میزان داده (Data rate) .

تعداد بایت هائی ارسالی در هر ثانیه برای پردازنده است .

اندازه فوق بین 5 تا 40 مگابایت در هر ثانیه است .

زمان جتسجو (Seek Time) .

مدت زمان بین درخواست یک فایل توسط پردازنده تا ارسال اولین بایت فایل مورد نظربرای پردازنده را می گویند.

بهترین روش شناخت نحوه عملکرد هارد دیسک کالبد شکافی آن است .شکل زیر یک هارد دیسک را نشان می دهد.

یک پوسته ( قاب ) آلومینیومی که کنترل کننده هارد دیسک در درون آن ( یک سمت دیگر ) قرار دارد.

کنترل کننده فوق مکانیزمهای خواندن ، نوشتن و موتوری که باعث چرخش صفحات هارد دیسک می شود را کنترل می نماید.

در نزدیکی برد کنترل کننده کانکتورهای مربوط به موتوری که باعث چرخش صفحات هارد می شود قرار دارد.

در صورتیکه روکش مربوطه را از روی درایو برداریم با وضعیتی مشابه شکل زیر برخورد خواهیم کرد.

در تصویر فوق موارد زیر مشاهده می گردد: Platters ( صفحات ) این صفحات می توانند با سرعت 3600 تا 7200 دور در دقیقه چرخش نمایند.

بازوئی که هد خواندن و نوشتن را نگاه داشته است .

این بازو با سرعتی معادل 50 بار در ثانیه قادر به حرکت در طول هر یک از صفحات است ( حرکت شعاعی ) بمنظور افزایش ظرفیت هارد دیسک می توان تعدادی از صفحات را استفاده کرد مکانیزمی که باعث حرکت بازوها بر روی هارد دیسک می گردد ، سرعت و دقت را تضمین می نماید.در این راستا از یک موتور خطی با سرعت بالا استفاده می گردد.

حافظه موقت ( Buffer ) : 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 ، منطقی بوده و اثرات مثبتی را در رابطه با افزایش کارائی سیستم بدنبال خواهد داشت .

بطور کلی بافر حافظه ایست واسط بین پردازنده و درایو های کامپیوتر ( از قبیل هارد دیسک ) تا هماهنگی این ابزارها را با Cpu درعملیات I/O ( Input/Output ) انجام دهد.

اندازه فیزیکی: امروزه تقریبا تمام هارد دیسک هایی که در کامپیوتر های رومیزی (خانگی - اداری) و نوت بوک ها استفاده می شوند ، ۳/۵ یا ۲/۵ اینچی هستند.

اندازه دیگری که استفاده از آن بطور فزاینده ای در حال رشد است نوع ۱/۸ اینچی می باشد که در mp3 player ها و نوت بوک های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.

این نوع از هارد درایو ها مصرف انرژی بسیار پایینی دارند ودر مقابل ضربه بسیار مقاوم می باشند.

برای اندازه گیری کارآئی یک هارد دیسک از دو روش عمده استفاده می گردد: - نرخ انتقال داده (Data rate) : تعداد بایت هائی ارسالی در هر ثانیه برای پردازنده است .

اندازه فوق بین 5 تا 40 مگابایت در هر ثانیه است.

- زمان جتسجو (Seek Time) : مدت زمان بین درخواست یک فایل توسط پردازنده تا ارسال اولین بایت فایل مورد نظربرای پردازنده را می گویند سرعت دورانی :.

سرعت دوران ( چرخش ) هارد دیسک های ATA موجود ، 5400 یا 7200 دور در دقیقه ( rpm ) می باشد .

درایوهائی که دارای سرعت 7200 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 5200 دور در دقیقه انجام شده است ، مشاهده شده است که سرعت تکثیر اطلاعاتی به اندازه 1/2 گیگابایت ، حدود 33 % سریعتر از سرعت درایوهای 7200 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.

انواع هارد دیسک دیسک سخت با هارد دیسک منبع و محل ذخیره تمام برنامه ها و داده هاى موجود درون یک کامپیوتر است.

در حال حاضر دیسک هاى سخت در دو نوع IDE و SATA بیشتر مورد توجه مصرف کنندگان است.

کابل هاى اتصالى به هارد دیسک هاى IDE شامل کابل ۴۰ پین دیتا و کابل چهار پین برق مى باشد، اما در دیسک هاى سخت SATA از کابل هاى برق ۱۵ پین و هفت پین دیتا استفاده مى شود.

یکى از مزایاى هاردهاى Sata استفاده از کابل هفت پین دیتا است.

با استفاده از این کابل، فضاى داخل کیس خلوت و جریان هوا در کیس راحت تر به گردش درمى آید، همین طور براى تنظیم دو هارد Sata نیازى به جابه جایى جامپرهاى روى هارد نیست، چون خود آن ها بنا به شماره پورت Sata تنظیم مى شوند.

هاردهاى IDE داده ها و اطلاعات را با سرعت ۱۳۳ مگابایت در ثانیه منتقل مى کنند، اما دیسک هاى Sata اطلاعات را با سرعت ۱۵۰ مگابایت در ثانیه جابه جا مى کنند.

البته در انواع جدید این دیسک (A10) اطلاعات با سرعت سه گیگا بایت در ثانیه منتقل مى شوند که انقلابى در صنعت هاردیسک مى باشد.

تمام هارد دیسک ها مقدار فضایى را به عنوان بافز یا حافظه در اختیار دارند تا عملیات و محاسبات انتقالات، سریع تر و مطمئن تر انجام شود.

هارد دیسک هاى جدید از مقدار حافظه بیشترى استفاده مى کنند، مانند هارد هشت مگابایتى Sata که بسیار سریع تر از هاردهاى موجود در بازار است.

در زمان بستن و باز کردن هارد دیسک باید به این نکات توجه کرد: ۱- رعایت کردن جهت قراردادن کابل هاى برق و دیتا توسط نشانه هاى روى کابل ۲- در زمان روشن بودن چراغ هارد، به هیچ وجه هارد را تکان ندهید، زیرا امکان دارد که به سطح سخت دیسک صدمه وارد شود که اصطلاحاً به آن بدسکتور گویند