دانلود تحقیق گرداننده دیسک سخت (درایو)

یک گرداننده (درایو) دیسک سخت (اغلب به صورت مختصر «دیسک سخت» یا «هارد درایو» یا «HDD» گفته می‌شود) یک وسیله ذخیره‌سازی غیرفرار (دائم) است که داده‌های رمزگذاری شده دیجیتال را به روی صفحات چرخشی سریع با سطح مغناطیسی ذخیره می‌شوند.

صراحتا گفته می‌شود «درایو» به وسیله‌ای مجزا اره رسانه خود (وسیله خود) ارجاع داده می‌شود.

از قبیل درایو نوار و نوار آن، یا یک درایور دیسک فلاپی و دیسک فلاپی آن، HDDهای اولیه یک رسانه قابل جابجایی داشتند؛ بهرحال، HDD امروزه اساسا یک واحد بسته شده (مورد انتظار برای یک سوراخ (حفره) دریچه تصفیه شده به فشار هوای برابر) با رسانه ثابت شده هستند.
تاریخچه
HDDها (معرفی شده در تاریخ 1956 به عنوان ذخیره‌سازی داده برای کامپیوتر محاسبه کننده IBM) هستند که بطور اساسی برای استفاده با هدف اصلی کامپیوترها توسعه یافته‌اند.

در طول دهه 1990، نیاز برای ذخیره‌سازی مقیاس بزرگ قابل اطمینان (معتبر) مستقل از یک وسیله بخصوص، به معرفی سیستم‌های احاطه کننده از قبیل RAIDها، سیستم‌های ذخیره‌سازی پیوسته شبکه (NAS) و سیستم‌های شبکه محیط ذخیره‌سازی (SAN) منتهی شد که دسترسی معتبر و کارآمد (قابل اطمینان) به حجم زیادی از داده‌ها را تهیه می‌کند.

در قرن 21، استفاده HDD به کاربردهای مشتری از قبیل دوربین‌ها، تلفن‌های موبایل (مثل Nokia N91)، پخش کننده‌های صوتی دیجیتال، دستیارهای دیجیتال شخصی و کنسولهای بازی ویدئویی توسعه پیدا کرده‌اند.
تکنولوژی
HDDها داده را که با استفاده از مواد فرد مغناطیسی بطور مستقیم مغناطیسی می‌شوند تا اعداد بانیری 0 یا یک را ارائه کنند، ذخیره می‌شوند.

آنها داده را با تشخیص (کشف) مواد مغناطیسی شده می‌خوانند.

طراحی یک HDD شخص شامل یک دوک است که یک یا چند دیسک سطح دایره‌ای را که پلاتر (صفحه) خوانده می‌شوند را نگه می‌دارد بطوریکه داده‌ها ضبط شده‌اند.

پلاترها از مواد غیرمغناطیسی، اغلب آلیاژ آلومینیوم یا شیشه، ساخته شده‌اند و با یک لایه نازک از مواد مغناطیسی پوشانده شده‌اند.

دیسک‌های قدیمی‌تر از اکسید آهن III‌به عنوان مواد مغناطیسی استفاده می‌کردند اما دیسک‌های حاضر از یک آلیاژ کبالت استفاده می‌کنند.

یک بخش متقاطع از سطح مغناطیسی در عمل است.

در این حالت، داده بانیری با استفاده از نوسان متناوب رمزگذاری می‌شوند.
پلاترها (صفحه‌ها) در سرعت‌های بسیار بالا می‌چرخند.

اطلاعات به روی یک پلاتر (صفحه) نوشته می‌شوند بطوریکه در طول وسایل می‌چرخند، هدهای خواندن و نوشتن خوانده می‌شوند که بسیار نزدیک به سطح مغناطیس (ده‌ها نانومتر در وسایل جدید) عمل می‌کنند.

هد خواندن و نوشتن برای شناسایی اصلاح مغناطیسی مواد بطور سریع در زیر آن استفاده شده‌اند.

در این جا یک هد برای هر سطح پلاتر مغناطیسی به روی اهرم قرار دارد که به روی بازوی مشترک بالا می‌رود.

یک بازوی محرک (یا بازوی دسترسی)، هدها را به روی قوس (کمان) (بطور ناهموار و سریع) در طول پلاترها حرکت می‌کنند بطوریکه آنها می‌چرخند، به هر هد اجازه دسترسی به تقریبا کل سطح پلاترها را در طول چرخش می‌دهد.

بازو با استفاده از محرک هسته صدا یا در طراحی‌های قدیمی‌تر یک موتور پله‌ساز حرکت می‌کنند.
رسانه ضبط مغناطیسی، فیلم‌های نازیک مغناطیسی مبتنی بر Cocrpt در حدود 20-10 nm در ضخامت هستند.

فیلم‌های نازک بطور نرمال به روی زیر لایه (لایه فرعی) شیشه/سرامیک/ فلزی ذخیره می‌شوند و با یک لایه نازک کربن برای حافظت پوشانده می‌شوند.

فیلم‌های نازک آلیاژ مبتنی بر co، بسیار شفاف هستند و اندازه بازو مرتبه‌ای از nm10 است.

به دلیل اینکه اندازه هر بازو بسیار کوچک است، آنها اساسا حوزه مغناطیسی منفردی دارند.
رسانه بطور مغناطیسی سخت است (اجبارا در حدود 0.3T است) بطوریکه اثر پایدار مغناطیسی می‌تواند بدست آید.

مرزهای بازو بسیار مهم از کار درآمده‌اند.

دلیل این است که بازوها بسیار کوچک هستند و به یکدیگر نزدیک هستند.

بطوریکه اتصال بین هر بازو بسیار وی است.

زمانیکه یک بازو مغناطیسی شود، بازوهای مجاور بطور موازی با آن تراز می‌شوند یا غیرمغناطیس می‌شوند.

سپس پایداری داده و نسبت سیگنال به پارازیت خراب می‌شوند.
یک مرز بازوی واضح می‌تواند اتصال بازوها را ضعیف کند و در نتیجه نسبت سیگنال به پارازیت را افزایش می‌دهد.

در طول پروسه (فرآیند) نوشتن، بطور مطلوب یک بازو می‌تواند یک بیت (1/0) را ذخیره کند، بهرحال، تکنولوژی حاضر هنوز نمی‌تواند به آن برسد.

بخصوص، یک گروه از بازوها (در حدود 100) به عنوان یک بیت مغناطیسی می‌شوند.

بنابراین، به منظور افزایش تراکم (چگالی) داده، بازوهای کوچکتری موردنیاز هستند.

از دیدگاه ساختار میکروسکوپی، ضبط طولی و سقونی (عمودی) مشابه هستند.

همچنین فیلم‌های باریک مبتنی بر CO مشابه در ضبط ستونی و طولی استفاده می‌شوند.

بهرحال، فرایندهای ساخت متفاوت از ساختار کریستال متفاوت بازو و ویژگی‌های مغناطیسی هستند.

در ضبط طولی، بازوهای دامنه منفرد، تک محور غیرمتقارن با محورهای ساده قرار گرفته، روی صفحه فیلم دارند.

یک توالی از این مرتب‌سازی این است که مغناطیس‌های مجاور یکدیگر را دفع می‌کنند.

بنابراین انرژی مغناطیسی بقدری بزرگ است که افزایش چگالی (تراکم) محیطی افزایش می‌یابد.

رسانه ضبط ستونی، به عبارت دیگر، محور تقارن ساده از بازوهای گردشی ستونی برای صفحه دیسک دارند.

مغناطیس‌های مجاور جذب یکدیگر می‌شوند و انرژی مغناطیسی بسیار پایین است.

بنابراین، چگالی (تراکم) محیطی بسیار بالاتر در ضبط ستونی می‌توانند بدست آیند.

ویژگی منحصر بفرد دیگر در ضبط ستونی این است که لایه مغناطیسی نازک با دیسک ضبط ترکیب می‌شوند.

این لایه زیرین برای هدایت جریان مغناطیسی نوشتاری استفاده می‌شوند که نوشتن بسیار کارآمد است.

این در فرآیند نوشتن بحث خواهد شد.

بنابراین، یک فیلم رسانه غیرمتقارن بالاتر، از قبیل Fept- lio و مغناطیس نایاب زمین می‌توانند استفاده شوند.
یک مرز بازوی واضح می‌تواند اتصال بازوها را ضعیف کند و در نتیجه نسبت سیگنال به پارازیت را افزایش می‌دهد.

بنابراین، یک فیلم رسانه غیرمتقارن بالاتر، از قبیل Fept- lio و مغناطیس نایاب زمین می‌توانند استفاده شوند.

درایوهای قدیمی f داده را به روی پلاتر توسط تشخیص نسبت تغییر مغناطیس در هد خوانده می‌شود؛ این هدها، فنرهای کوچکی دارند، و بطور عمده بسیار شبیه به هدهای بازپخش نوار مغناطیسی کار می‌کنند، اگر چه در تماس با سطح ضبط نیستند.

همانطور که چگالی (تراکم) داده افزایش پیدا می‌کند، هدهای خواندن با استفاده از مقاومت مغناطیسی (MR) مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ مقاومت الکتریکی هد، به نسبت استحکام مغناطیسی از پلاتر (صفحه) تغییر می‌کند.

پیشرفت بیشتر با استفاده از Spintronic ساخته شده است؛ در این هدها، اثر مقاومت مغناطیسی بسیار بزرگتر از انواع اولیه آن است و متفاوت مغناطیسی بسیار بزرگ (GMR) در تماس شده است.

این به درجه اثر وابسته است نه به اندازه فیزیکی آن از هد- هدها خودشان بسیار کوچک هستند و برای دیدن بدون یک میکروسکوپ بسیار کوچک هستند.

هدهای خواندن GMR حالا معمولی و پیش پا افتاده هستند.

هدهای HD از تماس با سطح صفحه (پلاتر) با هوایی که بسیار نزدیک به صفحه پلاتر است، دور نگه داشته می‌شود؛ این هوا، با سرعتی نزدیک به سرعت پلاتر حرکت می‌کند.

هد ضبط و پخش به روی بلوک بالا می‌رود که یک لغزنده خوانده می‌شوند، و سطح مجاور صفحه پلاتر برای فقط بدون در تماس نگه داشتن با آن، شکل گرفته‌اند.

این یک نوع از تحمل هوا است.

سطح مغناطیسی هر صفحه پلاتر بطور ادراکی به نواحی مغناطیسی به اندازه‌های بسیار کوچکی تقسیم می‌شوند، هر کدام از اینها برای رمزگذاری واحد بانیری منفردی از اطلاعات استفاده شده‌اند.

در HDDهای امروزه، هر کدام از این نواحی مغناطیسی، از چند صد بازوی مغناطیسی تشکیل شده‌اند.

هر ناحیه مغناطیسی یک دو قطبی دو مغناطیسی متشکل می‌دهد که یک میدان مغناطیسی بسیار متمرکز تولید می‌کنند.

هد نوشتن یک ناحیه با تولید یک میدان مغناطیسی محلی و متمرکز قوی، مغناطیسی می‌شوند.

HDDهای اولیه از الکترومغناطیس برای تولید این میدان و برای خواندن داده با استفاده از قیاس (استقراء) الکترومغناطیس استفاده می‌شوند.

نسخه‌های بعدی هدهای قیاسی شامل فلز در هدهای فضای خالی (GAP) (MIG) و هدهای فیلم باریک می‌باشند.در هدهای امروزه، اجزاء خواندن و نوشتن مجزا هستند، اما در مجاورت نزدیک، در قسمت هد بازوی متحرک هستند.

جزء خواندن اساسا مقاوم – الکترومغناطیس است در حالیکه جزء نوشتن اساسا قیاس فیلم نازک است.

در درایوهای مدرن، اندازه کوچک نواحی مغناطیسی خطری ایجاد می‌کند که حالت مغناطیسی آنها ممکن است به دلیل اثرات گرمایی از بین برود.

برای مقابله با این، پلاترها با دو لایه مغناطیسی موازی پوشانده می‌شوند، توسط لایه‌ای با 3 ایتم ضخامت از جزء غیرالکترومغناطیس ruthenium جدا می‌شوند و دو لایه در دو جهت متفاوت مغناطیسی می‌شوند، بنابراین یکدیگر را تقویت می‌کنند.

تکنولوژی دیگر استفاده شده برای غلبه بر اثرات گرمایی برای مجاز کردن تراکم‌های ضبط بزرگتر، ضبط عمودی هستند، اولین بار در سال 2005 ایجاد شدند و بطوریکه از سال 2007 این تکنولوژی در بسیاری از HDDها مورد استفاده قرار گرفت.

مشخصات (ویژگی‌های) دیگر نسبت انتقال اطلاعات (داده‌ها) از سال 2008، یک درایو هارد دیسک تاپ pm 7200، شاخص، نرخ (نسبت) انتقال داده «دیسک به بافر» تقویت شده در حدود 70 مگابایت در هر ثانیه دارند.

این نسبت به روی موقعیت ترک (Track) وابسته است، بنابراین برای داده‌ای در درونی‌ترین قسمت Trackها بالاترین است (جائیکه سکتورهای داده بیشتری وجود دارد) و به سمت ترک (Track)های داخلی پایین‌تر می‌شوند (جائیکه سکتورهای داده کمتری هستند)؛ و بطورکلی تا حدی برای درایوهای 10.000pm بالاتر هستند.

یک استاندارد رایج (معاصر) که بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای واسط «بافر به کامپیوتر» 3.0 Gbit/s SATA است، که می‌تواند در حدود 300 مگابایت/ ثانیه از بافر به کامپیوتر بفرستد، و بنابراین هنوز در امتداد نسبت‌های انتقال دیسک به بافر امروزه به راحتی است.

نسبت انتقال داده (خواندن/ نوشتن) می‌تواند با نوشتن یک فایل بزرگ به روی دیسک با استفاده از ابزار انتقال فایل بخصوص اندازه‌گیری شود، سپس فایل را می‌خواند.

نرخ (نسبت) انتقال می‌تواند با جزء جزء کردن (تقسیم‌بندی) درایو و طرح فایل تحت تأثیر قرار بگیرد.

برای مثال، یک فایل منفرد GB10 می‌تواند بصورت عمده سریعتر از 1000 فایل MB10 بخواند.

زمان جستجو زمان جستجو بطور رایج در محدوده‌ای از زیر 2 ms برای درایوهای مرور بالا- پایین تا 15 ms برای درایوهای کوچک با نوع دیسک تاپ رایج‌تر نوعی که در حدود 9 ms است طبقه‌بندی می‌شود.

در این جا هیچ بهبود (پیشرفت) عمده در این سرعت برای سالهای متعددی وجود نداشت.

تعدادی درایو pc ابتدایی یک موتور پله‌ساز برای حرکت هد استفاده می‌کردند و به عنوان نتیجه، زمان دسترسی آهسته‌تر از 125-80 ms دارند، اما این بسیار سریع با استفاده از تحریک نوع فنر- صوتی در اواخر دهه 1980 بهبود پیدا کرد، که زمان دسترسی را به حدود 20ms کاهش داد.

مصرف برق مصرف برق بسیار مهم شده است، نه فقط در وسایل متحرک (بسیار) از قبیل لپ تاپ کلیه در سرورها و بازارهای دیسک تاپع تراکم ماشین مرکزی داده افزاینده به مشکلاتی برای تحویل قدرت کافی (مناسب) برای وسایل منتهی می‌شود، و از گرمای زائد که در نتیجه آن تولید می‌شود، رها می‌شود، بطوریکه هزینه محیطی و الکتریکی در نظر گرفته می‌شوند (محاسبه معتدل (Grean) را ببینید).

موضوعات مشابه برای کمپانی‌های بزرگ با هزاران pc دسک تاپ وجود دارد.

سازنده‌های درایو (فرم کوچکتر اغلب برق کمتری نسبت به درایوهای بزرگ مصرف می‌کنند.

یک پیشرفت جالب در این محیط بطور فعال سرعت جستجو را کنترل می‌کند بطوریکه درایوهای هد در مقصد خود فقط در یک زمان سکتور را می‌خوانند، بطوریکه هر چه سریعتر برسند و سپس برای سکتور برای رسیدن به اطراف منتظر می مانند (همانند دوره عکس‌العمل چرخشی).

پارازیت شنیدنی اندازه‌گیری شده در Dba، پارازیت شنیدنی برای درخواستهای بخصوص، از قبیل PVRها، ضبط صوت دیجیتالی و کامپیوترهای بیصدا قابل توجه است.

دیسک‌های پارازیت کم اساسا از تحمل متحرک (سیال)، سرعتهای چرخشی آهسته‌تر (اغلب rpm 5400) استفاده می‌کنند و سرعت جستجو را تحت بارگذاری (AAM) برای کاهش صدا شنیدنی و اصوات خرد شدن کاهش پیدا می‌کنند.

درایوها در سازنده‌های فرم کوچکتر (مثل 5/2 اینچ) اغلب بی‌صداتر از درایوهای بزرگ هستند.

مقاومت در برابر ضربه و تکان مقاومت در برابر ضربه بخصوص برای ابزار سیار مهم است.

برخی لپ‌تاپ‌ها امروزه شامل سنسور (حس‌گر) حرکتی هستند که هدهای دیسک را اگر ماشین بیفتد، بطور امیدوارانه قبل از اصابت ضربه نگه می‌دارد تا شانس تحمل بیشتری برای نجات از این قبیل حوادث را ارائه کند.

ماکزیمم تحمل ضربه برای تاریخ 350 GS برای اجر و 1000 GS برای غیر اجرایی است.

دسترسی در واسط‌ها درایوهای دیسک سخت تحت یکی از تعداد انواع باس (گذرگاه) مورد دسترسی قرار می‌گیرند، که شامل ATA موازی (P-ATA، که IDE یا EIDE نیز خوانده می‌شوند)، AT سریال (SATA)، SCSI، SCSI متصل شده سریال (SAS)، و کانال فیبر می‌باشد.

شدت جریان برق پل (Bridge) گاهی اوقات برای اتصال درایوهای دیسک سخت به گذرگاههایی که نمی‌توانند به طور محلی ارتباط برقرار کنند، از قبیل 1394 USB, IEEE و SCSI استفاده می‌شوند.

در روزهای گذشته واسط ST-506، طرح رمزگذاری داده نیز مهم است.

اولین دیسک‌های ST-506 از رمزگذاری نوسان فرکانس اصلاح شده (MFM) استفاده می‌کند و داده را در نرخ نسبت 5 مگابایت در هر ثانیه منتقل می‌کند.

بعد از آن، کنترل کننده‌ها از RLL 2.7 (یا فقط RLL) رمزگذاری شده برای افزایش نسبت انتقال با 50٪ تا 7.5 مگابایت در هر ثانیه استفاده می‌کند؛ این هم چنین ظرفیت دیسک را به 50 درصد افزایش می‌دهد.

بسیاری از دیسک‌های درایور واسط ST-506 فقط توسط سازنده برای اجرا در نسبت داده MFM پایین‌تر مشخص شده‌اند، در حالیکه مدل‌های دیگر (اغلب نسخه‌های گران‌تر درایور دیسک پایه مشابه) برای اجرا در نسبت داده RLL بالاتر مشخص شده‌اند.

در تعدادی حالات، یک درایو هارد حاشیه مناسب برای اجازه دادن به مدل بخصوص MFM برای اجرا در نسبت داده RLL سریعتر دارند؛ بهرحال، این اغلب غیرقابل باور (نامحتمل) است و پیشنهاد نشده است.

یک درایو دیسک RLL تضمین شده باید به روی یک کنترل کننده MFM اجرا شود، اما با تراکم داده و سرعت کمتر.

واسط دیسک کوچک افزایش یافته (بالا رفته) (ESDI) نیز نسبت‌های داده چندتایی (دیسک‌های ESOI همیشه از RLL 2.7 استفاده می‌کنند، اما در 10، 15 یا 20‌ مگابایت در هر ثانیه) پشتیبانی می‌شوند، اما این اغلب به واسطه درایور هارد و کنترل کننده‌ بطور خودکار مذاکره می‌کنند؛ بیشتر مواقع بهرحال، 15 یا 20 مگابایت درایورهای دیسک ESDI سازگار رو به پایین نیستند (به عبارت دیگر یک 15 یا 20 مگابایت درایور دیسک در 10 مگابایت کنترل کننده اجرا نمی‌شوند).

درایورهای دیسک ESOI اساسا نیز جهنده‌هایی برای تنظیم تعداد سکتورها در هر تبرک و (در برخی حالات) اندازه بخش (سکتور) دارند.

درایورهای دیسک سخت مدرن یک واسط سازگار برای باقیمانده کامپیوتر وجود دارد، مهم نیست چه نوع نقشه رمزگذاری داده بطور داخلی مورد استفاده قرار بگیرد، اساسا یک DSP در الکترونیک درون هارد درایو، ولتاژ آنالوگ نارس (بی تجربه) از هر خواندن می گیرد و از PRML و تصحیح خطای Reed – Solomon برای کشف رمز مرزهای سکتور و داده سکتور استفاده می‌کند و سپس داده را به خارج از واسط استاندارد می فرستد.

این DSP هم چنین نسبت خطای تشخیص داده شده توسط تشخیص خطا (کشف خطا) و تصحیح را مشاهده می‌کند و نقشه‌یابی مجدد سکتور خراب را اجرا می‌کند، جمع‌آوری داده برای خود نظارتی، تحلیل و گزارش تکنولوژی، و دیگر کارهای داخلی.

SCSI بطور اصلی فقط یک فرکانس (متناوب) اخطار (نشانه) MHZ5 برای بالاترین نسبت داده از 5 مگابایت/ ثانیه بالای 8 رسانای (هادی) موازی را دارند، اما بعد از این بطور منظم افزایش می‌یابد.

سرعت گذرگاه باس SCCI هیچ گونه عمق سرعت داخلی دیسک را ندارد زیرا بین درگاه باس SCSI و باس داده داخلی درایو دیسک بافر می‌شود؛ بهرحال، بسیاری از درایوهای دیسک ابتدایی، بافرهای بسیار کوچکی دارند، و بنابراین برای درمیان صفحات متفاوت گذاشتن (فقط مثل دیسک‌های ST-506) زمانیکه به روی کامپیوترهای آهسته از قبیل Commodore Amiga ابتدایی، بسته‌های کامپیوتر شخصی IBM ابتدایی و کلینتاژ Apple استفاده می‌شوند، باید دوباره قالب‌بندی شوند.

دیسک‌های ATA اساسا مشکلی با صفحات درونی یا نسبت داده به علت طراحی کنترل کننده خود ندارند، اما بسیاری از مدل‌های اولیه با یکدیگر ناسازگار هستند و نمی‌توانند با دو وسیله به روی یک کابل فیزیکی مشابه در تنظیمات رهبر/برده اجرا شوند.

این غالبا در اواسط دهه 1990 قابل چاره هستند، زمانیکه مشخصات (خصوصیات) ATP استاندارد شده باشند و جزئیات شروع به پاک شدن کنند،اما هنوز گاهی اوقات سبب مشکلاتی می‌شوند.

(بخصوص با دیسک‌های CD-ROM و DVD-ROM و زمانیکه وسایل چندگانه DMA و بدون DMA ترکیب می‌شوند).

ATA سریال با تنظیمات سرور/برده (master/slare) به طور کامل دور گذاشته شده‌اند، در عوض هر دیسک به روی کانال خود (با مجموعه تنظیمات در گامهای JIO خود) قرار گرفته‌اند.

HDDهای USB (1.0/2.0) 9 Firewire/IEEEE 1394 واحدهای خارجی هستند که بطور کلی شامل دیسک‌های ATA یا SCSI با در گامهایی در پشت با اجازه توسعه و تحرک بسیار ساده و کارآمد می‌باشند.

اغلب مدلهای Fire wira/IEEEE 1394 قادر به داشتن حلقه‌های تو در تو به منظور ادامه اضافه کردن عوامل محیطی (خارجی) بدون نیاز به پورت‌ها (در گامهای) اضافی به روی خود کامپیوتر می‌باشند.

بهرحال USB، یک شبکه نقطه به نقطه است و اجازه حلقه‌های تو در تو را نمی‌دهد.

مرکزها USB (hub) برای افزایش تعداد درگاههای موجود استفاده شده‌اند و برای وسایلی که نیاز به شارژ کردن ندارند استفاده می‌شوند تا زمانیکه فرآورده‌های جاری (مرسوم) توسط hubها اساسا پایین تر از آنچه توسط درگاههای USB داخلی موجود است می‌باشد.

خانواده‌های واسط دیسک استفاده شده در کامپیوترهای شخصی خانواده‌های برجسته توسط دیسک شامل موارد زیر است: واسط‌های سریال بیت: تاریخی- یک درایو دیسک سخت (HDD) را به کنترل کننده دیسک سخت (HDC) با دو کابل، یکی برای کنترل و یکی برای داده، متصل می‌کند.

(هر درایو یک کابل اضافی برای برق نیز دارد که اغلب آن را به واحد تولید برق به طور مستقیم متصل می‌کند).

HDC توابع بخصوصی را از قبیل تبدیلات سریال/موازی، جداسازی داده، و قالب‌بندی تیرک و تنظیمات موردنیاز برای درایور (بعد از قالب‌بندی به منظور تضمین اعتبار و قابلیت اطمینان تهیه می‌کند.

هر کابل کنترل باید دو یا بیشتر وسایل را به خدمت بگیرید، در حالیکه یک کابل داده اختصاص یافته (و کوچک‌تر) در خدمت هر درایو است.

S5060 از MFM (تبدیلات تناوب اصلاح شده) بری متد رمزگذاری داده استفاده می‌کند.

ST4120 در متغیرهای رمزگذاری MFM یا RL2 (طول اجرای محدود شده) حاضر و موجود است.

Q واسط دیسک کوچک تقویت شده (ESDI) یک واسطه توسعه یافته توسط Maxtor برای اجازه ارتباطات سریعتر بین پردازشگر و دیسک نسبت به MFM یا RLL است.

واسطه‌های سریال بیت مدرن- یک درایور هارد دیسک را به آداپتور واسط درگاه باس میزبان (امروزه اساسا به «پل شمالی» کامل شده‌اند).

با یک کابل کنترل/ داده متصل می‌شوند.

(همانند آنچه برای واسط سریال بیت تاریخی بالا، هر درایور یک کابل برق اضافی نیز دارد که اغلب به واحد تولید برق مستقیم وصل می‌شود).

کانال فیبر (FC)، یک جانشین برای واسط SCSI موازی در بازارهای اقتصادی است.

یک پروتکل سریال است.

در درایورهای دیسک (اغلب توپولوژی اتصال حلقه حکمیت (Arbitrade) کانال فیبر (FC-AL) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

FCها کاربرد وسیع‌تری نسبت به واسطهای دیسک انحصاری دارند، این یک بنیاد (اساس) شبکه‌های محیط ذخیره‌سازی (SANها) هستند.

اخیرا دیگر پروسه‌ها برای این زمینه، مثل ISCSI و ATA تحت اترنت به خوبی پیشرفت کرده‌اند.

اشتباها، درایورها اغلب از کابل‌های هم محور مسی برای کانال فیبر استفاده می‌کنند، نه فیبرهای نوری.

قدیمی‌ها برای وسایل بزرگ‌تر از قبیل سرورها یا کنترل‌کننده‌های صف دیسک بطور سنتی به خدمت گرفته شده‌اند.

ATA سریال (SATA).

کابل داده SATA یک جفت داده برای انتقال اختلاف داده به وسایل و یک جفت برای دریافت اختلاف از وسایل درست مثل ETA-422 دارند که نیازمند این است که داده بطور سریال فرستاده شود.

سیستم سیگنال اختلاف مشابه RS485، Local Talk، USB، Firewire و اختلاف SCSI استفاده شده است.

SCSI متصل شده سریال (SAS)، SAS یک نسخه جدید پروتکل سریال ارتباطی برای وسایل طراحی شده برای اجازه دادن به انتقال داده بسیار سریعتر است و سازگار با SATA است.

SAS یک داده یکسان مکانیکی و اتصال دهنده قدرت (برق) برای HDDهای SATA1/SATA2 3.5 استفاده می‌کند و بسیاری از کنترل کننده‌های SAS RAID سرور گراینده قادر به آدرس‌دهی درایورهای هارد SATA هستند.

SAS از ارتباطات سریال به جای پروتکل موازی پیدا شده در وسایل SCSI سنتی استفاده می‌کنند، اما هنوز از احکام SCSI استفاده می‌کنند.

واسط‌های سریال کلمه – یک درایو هارددیسک را به آداپتور گذرگاه باس میزبال (امروزه اساسا به پل شمالی (Sarth bridge) تکمیل شده) با یک کابل برای ترکیب داده/کنترل متصل می‌شوند.

(همانطوری که برای تمام واسط‌های سریال بیت بالا، هر درایو یک کابلی برق اضافی نیز دارد، اغلب به واحد تولید برق بطور مستقیم وصل می‌شود).

نسخه‌های جدیدتر این واسطها اساسا یک انتقال داده موازی 8 بیتی به/ از درایور دارند، اما نسخه‌های 16 بیتی بسیار رایج‌تر شدند، و نسخه‌های 32 بیتی هستند.

متغیرهای مدرن- انتقال داده سریال دارند.

طبیعت کلمه انتقال داده یک طراحی از آداپتور گذرگاه باس میزبان را می‌سازند که بطور عمده ساده‌تر از پرسسورهای کنترل HDD هستند.

درایور یکپارچه‌سازی الکترونیکی (IDE) که بعدها به ATA تغییر نام داد، با نام مستعار PATA (ATA موازی) که با عطف بگذشته به روی معرفی متغیر جدید ATA سریال اضافه شده است.

نام اصلی یکپارچه‌سازی ابداعات کنترل کننده HDD با خود HDD را منعکس می‌کند که در دیسک‌های ابتدایی‌تر پیدا نمی‌شد.

حرکت کنترل‌کننده HDD از کارت واسط به درایور دیسک به استانداردسازی واسط‌ها، کمک می‌کند و هزینه پیچیدگی را کاهش می‌دهد.

اتصال JDE/ATA و 4 بیتی، 16 بیت داده را در یک زمان به روی کابل داده منتقل می‌کند.

کابل داده اساسا 40 هادی دارد اما نیازهای سرعت بالاتر اخیر برای انتقال داده به و از درایور هارد منتهی به حالت ماوراء DMA می‌شود که به عنوان UDMA شناخته می‌شود.

پیشرفت سریعتر نسخه‌های این استاندارد اخیرا نیاز برای متغیر هادی 80 کابل مشابه را اضافه می‌کند؛ جائیکه نیمی از هادی (راهنمای) اساسی (زمینی) ضروری برای افزایش کیفیت سیگنال با سرعت بالا را توسط کاهش کلام متقاطع (Crass Talk) تهیه می‌کند.

واسط برای 80 هادی فقط 39 پین دارد، پین از دست رفته (غایب) به عنوان یک کلید برای جلوگیری از درج غیرصحیح هادی به یک سوکت ناسازگار، یک دلیل رایج دیسک و خسارت هادی عمل می‌کند.

EIDE یک به روزرسانی غیررسمی (توسط دیجیتال و سترن) برای IDE اصلی استاندارد است که بهبود کلید استفاده شده برای دسترسی حافظه مستقیم (DMA) به انتقال داده بین دیسک و کامپیوتر بدون درگیری CPU، پیشرفت اخیر توسط استانداردهای ATA مورد پذیرش قرار گرفته است.

با انتقال سیستم داده بین حافظه و دیسک، DMA نیاز CPU را تحت کپی بایت برای هر بایت حذف می‌شود، بنابراین به آن اجازه پردازش کارهای دیگر را در حالیکه انتقال داده اتفاق می‌افتد می‌دهد.

واسط سیستم کامپیوتر کوچک (SCSI)، بطور اساسی SASI برای واسط سیستم مرتبط Shugart خوانده می‌شود، یک رقیب ابتدایی ESDI است.

دیسک‌های SCSI به روی سرورها، ایستگاههای کای (Work stations)، Commodore Amiga و کامپیوترهای مکینتاژ apple در طول اواسط دهه 90 استاندارد هستند بطوریکه بیشتر مدلها به دیسک‌های خانواده IDE (و دیرتر، SATA) تغییر حالت می‌دهد (منتقل می‌شود).

فقط در سال 2005 ظرفیت دیسک‌های SCSI پشت تکنولوژی دیسک IDE می‌مانند، از طریق دیسک‌های اجرایی بالاتر هنوز در SCSI و فقط کانال فیبر موجود هستند.

طول محدودیت‌های کابل داده برای وسایل SCSI خارجی مجاز هستند.

کابل‌های داده SCSI اصلی از انتقال داده پایانی منفرد (حالت رایج) استفاده شده‌اند.

اما SCSI کلاس سرور از انتقال دیفرانسیلی (اختلافی)، اختلاف ولتاژ پایین (LVD) یا اختلاف ولتاژ بالا (HVD) می‌تواند استفاده کند.

(ولتاژهای بالا و پایین برای اختلاف‌های SCSI نسبت‌های استاندارد SCSI هستند و مفاهیم اصلی ولتاژ بالا و پایین، همان مفاهیم استفاده شده در مهندسی الکترونیکی اصلی نیستند، بطوریکه کدهای الکتریکی قانونی برای مثال به کار می‌برند؛ LVD و HVD از سیگنالهای ولتاژ پایین (به ترتیب 3.3V و 5V) در اصطلاحات اصلی استفاده می‌شوند).

یکپارچه‌سازی هد IBM,HDD به روی پلاتر دیسک تکیه می‌کند تا زمانیکه وسیله در حال اجرا نباشد، هد به سادگی در مقابل دیسک توسط وقفه‌ها فشار داده می‌شود.

( ) نمای نزدیک هد دیسک سخت به روی پلاتر دیسک و وقفه‌های آن تکیه می‌کند.

یک انعکاس از هد و وقفه در پایین سطح آینه‌ای شکل دیسک قابل رویت است (زیرنویس ) به علت فاصله بسیار نزدیک بین هدها و سطح دیسک، هر نوع آلودگی هدهای خواندن – نوشتن یا پلاترها می‌تواند به خرد شدن هد منتهی شود – یک شکست دیسک در حالیکه هد در طول سطح پلاتر خراش ایجاد کند، اغلب فیلم مغناطیسی نازک را خرد و خراب می‌کند و سبب فقدان داده (از دست دادن اطلاعات) می‌شود.

خرد شدن هد می‌تواند به واسطه شکست الکترونیکی، شکست برق ناگهانی، شک فیزیکی، فرسودگی در اثر استعمال، خوردگی (فساد تدریجی) یا پلاترها و هدهایی که با کیفیت پایین ساخته شده‌اند ایجاد شود.

سیستم دوکی HDDها به روی فشار هوای درون حصر برای پشتیبانی هدها در ارتفاع مطلق مناسب آنها در حالیکه دیسک می‌چرخد واقع شده است.

درایورهای دیسک سخت یک محدوده مشخص از فشار هوا را به منظور اجرای مناسب نیاز دارند.

اتصال به محیط خارجی و فشار از طریق حفره کوچک در حصار (در حدود 0.5 میلی‌متر در قطر) اغلب با یک فیلتر در داخل (فیلتر استراحت) اتفاق می‌افتد.

اگر فشار هوا بسیار پایین باشد، کشش مناسبی برای هر معلق وجود ندارد، بنابراین هد بسیار نزدیک به دیسک می‌شود و ریسک خراش دیسک و از دست دادن داده وجود دارد.

دیسکهای مهر و موم شده (بسته شده) و تنظیم شده با فشار هوا که به طور خاص ساخته شده‌اند.

برای عملیات ما ارتفاع بالای قابل اطمینان موردنیاز هستند، در حدود بالای m3.000 (ft 10,000) هستند.

دیسک‌های مدرن شامل حس‌گرهای دمایی هستند و عملیات آنها را در محیط اجرایی وفق می‌دهد.

سوراخ‌های استراحت را می‌توان در تمام درایورهای دیسک دید.

آنها اغلب یک برچسب نزدیک به آنها دارند، که به کاربران هشدار می‌دهد آنها را نپوشاند.

هوای درون درایو اجرایی بطور دائم حرکت می‌کند، در حرکت به واسطه اصطکاک با پلاترهای چرخیده پیچ خورده‌اند.

این هوا در سراسر فیلتر چرخش دوباره (یا recirc) برای برداشتن هر آلودگی باقیمانده از کارخانه، هر جزء یا ماده شیمیایی که ممکن است به طریقی وارد محوطه شود، و هر جزء یا گاز خارج شونده تولید شده داخلی در عملیات نرمال عبور داده می‌شود.

رطوبت هوای بسیار بالا برای دوره‌های توسعه یافته می‌تواند هدها و پلاترها را بپوشاند.

برای هدهایی با مقاومت الکتریکستی و مغناطیسی زیاد (GMR) بخصوص، خراش هد آینه‌ای از آلودگی (که از سطح مغناطیسی دیسک برداشته نشده است) هنوز منجر به گرم شدن بیش از حد موقت هد می‌شود، به علت اصطکاک با سطح دیسک و می‌تواند سبب انتقال داده غیرقابل خواندن برای دوره کوتاهی تا زمانیکه دمای هد تثبیت نشده است، شود.

(گرمای نامطبوع خوانده می‌شود، مشکلی که می‌تواند بطور جزئی با فیلتر کردن الکترونیکی مناسب سیگنال خواندن سرو کار داشته باشد).

تحریک بازوی متحرک الکترونیک درایو هارد، حرکت تحرک و چرخش دیسک را کنترل می‌کند، و خواندن و نوشتن را به روی تقاضای کنترل کننده دیسک اجرا می‌شود.

بازتاب الکترونیک هارد به وسیله قطعات بخصوص دیسک اختصاص داده شده به بازتاب Servo انجام می‌شود.

اینها دایره‌های هم مرکز را کامل می‌کنند (در حالتی که تکنولوژی servo اختصاص یافته است) یا قطعات پراکنده شده با داده واقعی (در حالتی که تکنولوژی servo اجرا شده است تکمیل می‌شود.

بازتاب Servo، سیگنال را به نسبت پارازیت سنسورهای GMR بوسیله تنظیم فنر – صدایی بازوی تحریک شده بهینه می‌شوند.

چرخش دیسک نیز از موتور Servo استفاده می‌کند.

ابزار ثابت دیسک مدرن قادر به زمان‌بندی خواندن و نوشتن کارآمد به روی سطوح پلاتر و مکان‌یابی مجدد سکتورهای وسایلی که شکست خورده‌اند می‌باشد.

نقاط (نواحی) فرود و تکنولوژی بارگذاری / تخلیه عکس ذرهَبنی هد و لغزنده دیسک سخت نسخه‌های قدیمی (دهه 1990).

اندازه جهت (سمت) رو به رو (که جهت (وجه) دنباله (لغزنده) حدود 1.0mm 0.3mm است.

این موقعیت (محل) هد واقعی (سنسورهای مغناطیسی) است.

وجه پایینی غیرقابل دیدن لغزنده 1.25mm 1.0mm است (که اندازه نانو گفته می‌شود) و وجوه پلاتر است.

شامل سطوح نسبت هوای میکرو مکانیکی حکاکی (ABS) می‌باشد که به لغزنده اجازه پرواز در یک سبک به شدت کنترل شده را می‌دهد.

یک بخش کاربردی هد ساختار دایره‌ای، نارنجی قابل رویت در وسط است.

فنر مسی تعریف شده حکاکی شده نوشته ترانسفورماتور، همچنین توجه داشته باشید که اتصالات الکترونیکی توسط سیم‌ها به معابر طلایی بسته شده‌اند (زیرنویس تصویر صفحه 9) HDDهای مدرن قطع برق یا دیگر بد عمل کردن‌ها را از قرار گرفتن هدهای آن در منطقه داده توسط گذاشتن هدها در یک منطقه فرود یا با تخلیه (به عبارت دیگر بارگذاری/ تخلیه) هدها جلوگیری می‌کند.

تعدادی HDD اولیه، PCها هدها را نگه نمی‌دارند و به روی داده فرود نمی‌آیند.

منطقه فرود محیطی از پلاتر است که اغلب نزدیک به قطر داخلی آن (ID) است، که هیچ داده‌ای ذخیره نشده است.

این محیط، منطقه آغاز/پایان تماس (CSS) خوانده می‌شود.

دیسک‌ها طوری طراحی می‌شوند که یک ناکاری (سکون) فنری یا اخیرا، مدور در پلاترها برای قرار دادن هدها در حالت فقدان (از دست دادن) برق غیرمنتظره استفاده می‌شود.

در این حالت، موتور دوکی بطور موقت (آنی) به عنوان یک ژنراتور برای تهیه برق برای تحرک عمل می‌کند.

کشش فنر از بالا رفتن هد بطور دائم هدها را به سمت پلاتر فشار می‌دهد.

در حالیکه دیسک می‌چرخد، هدها به وسیله نسبت هوا پشتیبانی می‌شود و هیچ تماس فیزیکی یا فرسودگی را تجربه نمی‌کند.

در درایورهای CSS، لغزنده‌هایی که حس گرهای هد را حمل می‌کنند (اغلب فقط هد خوانده می‌شوند) برای نجات تعدادی از فرود و بلند شدن‌های سطح رساله تعریف شده‌اند، با وجود اینکه فرسودگی در اثر استفاده به روی این اجزاء ذره‌بینی به تدریج تلفات آن اتفاق می‌افتد.

بیشتر کارخانه‌ها، لغزنده‌ها را برای نجات 50.000 حلقه تماس قبل از احتمال خسارت به روی شروع با در حدود 50٪ افزایش طراحی می‌کنند.

بهرحال، نسبت فساد، خطی نیست: زمانیکه یک دیسک جوانتر باشد و چرخه‌های آغاز توقف کمتری داشته باشد؛ شانس بهتری برای نجات شروع بعدی نسبت به نوع قدیمی‌تر، دیسک بزرگتر بر حسب مایل دارند (بطوریکه هد دقیق در طول سطح دیسک کشیده می‌شود تا زمانیکه نسبت هوا ایجاد شده است).

برای مثال، سریهای Seagate Barracula 7200.10هارد دیسک‌های دسک تاپ به چرخه‌های شروع- پایان 50.000 نرخ‌گذاری شده‌اند، به عبارت دیگر هیچ شکست نسبت داده شده به واسط هد- پلاتر قبلا حداقل چرخه‌های شروع – توقف 50.000 در طول آزمایش دیده شده‌اند.

در حدود سال 1995، IBM پیشگام تکنولوژی شد که منطقه فرود به روی دیسک توسط یک پردازش لیزر دقیق ساخته می‌شود (بافت منطقه لیزر، L2T) یک آرایه از ضربات در مقیاس نانومتریک در منطقه فرود تولید می‌شوند، بنابراین، چسبندگی بسیار پیشرفت کرده است و فرسوده می‌شود.

این تکنولوژی امروزه هنوز بطور وسیع استفاده می‌شود (2008)، بطور عمده در درایورهای دسک تاپ و تشکیلات اقتصادی (3.5 اینچ)، استفاده می‌شود.

بطور کلی تکنولوژی CSS برای افزایش Stictim (تمایل برای هدها جهت چسبیدن به سطح پلاتر) مهیا است، بطوریکه به عنوان یک نتیجه برای افزایش رطوبت است.

چسبندگی بیش از اندازه می‌تواند سبب خسارت فیزیکی به پلاتر و لغزنده یا موتور پله‌ساز باشد.

تکنولوژی بارگذاری / تخلیه به روی هدهای برداشته شده از روی پلاترها به یک موقعیت ایمن واقع شده است، بنابراین حذف ریسک (خطر) فرسودگی و چسبندگی رویهم رفته انجام می‌شود.

RAMAC HDD ابتدایی و بیشتر درایورهای دیسک اولیه از مکانیزم پیچیده‌ای برای بارگذاری و تخلیه هد استفاده می‌شود.

HDDهای مدرن از بارگذاری پله‌ها استفاده شده است که توسط Memorex در سال 1967 برای بارگزاری/ تخلیه به روی پله‌های پلاستیکی نزدیک به لبه خارجی دیسک معرفی شده‌اند.

همه HDDهای امروزه هنوز یکی از این دو تکنولوژی لیست شده در بالا را استفاده می‌کنند.

هر کدام یک لیست از مزایا و موانع در اصطلاح فقدان و از دست دادن محیط ذخیره‌سازی به روی دیسک، نسبت به مشکلات کنترل قدرت تحمل مکانیکی، ضعف ضربه غیراجرایی، هزینه اجرا و تکمیل و غیره دارند.

آدرس‌دهی ضعف ضربه، JBM نیز یک تکنولوژی برای خط Think pad کامپیوترهای لپ‌تاب ایجاد کرده‌اند که سیستم حفاظتی فعال خوانده می‌شود.

زمانیکه یک حرکت سریع و تند توسط شتاب سنج داخلی در Think pad کشف شده‌اند، هدهای دیسک سخت داخلی به طور خودکار خود را برای کاهش خطر هر گونه فقدان داده فعال یا معیوب کردن خراش تخلیه می‌شود.

Apple قبل‌تر نیز این تکنولوژی را در خط power book، Book، MacBook pro و Mac book استفاده می‌کنند، به عنوان حسگر حرکت سریع شناخته می‌شوند.

Sony، HP با 3D Drive Guard و Toshiba تکنولوژی مشابهی را در کامپیوترهای نوت بوک خود منتشر ساخته است.