آشنایی کامل با هارد دیسک

در اين مجموعه مقاله در سايت سرزمين دانلود شما را به طور کامل با هارد ديسک آشنا خواهيم کرد.با خواندن اين مقالات خواهيد ديد که دنياي هارد ديسک ها تا چه اندازه گسترده است:
هارد ديسک(HDD، که پيش از اين به عنوان ديسک گردان ثابت شناخته مي شد) يک حافظه دائمي است که بطور ديجيتالي رمزنگاري شده و اطلاعات را روي سطح مغناطيسي ديسک هاي خود ذخيره مي کند. آموزش تعمير هارد

هارد ديسک ها در ابتدا براي استفاده در کنار کامپيوتر توليد شدند و بعد ها از آن ها در داخل کامپيوتر استفاده شد. با گذشت زمان کاربرد هاي هاردديسک از حيطه کامپيوتر فراتر رفت .بطوريکه در تجهيزات ضبط تصوير ،پخش صدا ، همچنين در سيستم ها و دوربين هاي ديجيتال مورد استفاده قرار گرفت . در سال 2005 اولين تلفن هاي همراه ِ داراي هارد ديسک توسط شرکت هاي نوکيا و سامسونگ ارائه شد. ايجاد نياز به حافظه هاي بزرگ ، قبال اعتماد و مستقل ، منجر به توليد ساختارهايي همچون RAID ،سخت افزار هايي همچون NASحافظه هاي متصل به شبکه) و سيستم هايي همچون SAN شبکه هاي ذخيره اطلاعات) شد تا بتوان بطور موثر به حجم بالايي از اطلاعات دسترسي پيدا کرد.

با گذشت زمان، ظرفيت هارد ديسک ها رشد نمايي داشته است. در کامپوتر هاي شخصي ابتدايي يک درايو با ظرفيت 20 مگابايت بزرگ به نظر مي رسيد. در نيمه دوم دهه 90 ،هارد درايو هايي با ظرفيت يک گيگابايت و حتي بزرگتر به بازار آمد. از سال 2006 کوچکترين هارد ديسکي که براي کامپيوتر هاي خانگي توليد مي شود ظرفيتي برابر 40 گيگابايت دارد. اکنون بيشترين ظرفيت در درايو هاي داخلي 0/75 ترابايت(750 گيگابايت) و در درايو هاي خارجي با استفاده ازچند درايو داخلي از يک ترابايت نيز فراتر ميرود.

اين درايو هاي داخلي ظرفيت ذخيره سازي خود را با استفاده از شيوه ضبط ستوني افزايش داده اند.

? دسترسي و ارتباط :
دسترسي به هارد درايو ها عموما از طريق تعدادي از باس هاي زير صورت مي گيرد:

,و کانال هاي فيبري ATA (IDE, EIDE), Serial ATA (SATA), SCSI, SAS, IEEE 1394, USB.

در دوره رابط هاي ST 506 ، روش ها و برنامه هاي رمزنگاري نيز حائز اهميت بودند. در اولين ديسک ST 506 از روش MFM (تلفيق بسامدي اصلاح شده) استفاده مي شد. امروزه از اين روش در فلاپي ديسک هاي 1/44 مگابايتي استفاده مي شود که نرخ انتقال اطلاعات در آن برابر با 5 مگابايت در ثانيه مي باشد. بعدها کنترل کننده هايي که از RLL 2.7 استفاده مي کردند ، سرعت انتقال را به 1/5 برابر يعني 7/5 مگابايت در ثانيه افزايش دادند. اين فرايند همچنين باعث افزايش ظرفيت درايو ها تا 1/5 برابر شد.

بسياري از رابط هاي ST 50 فقط براي کار در سرعت پايين MFM ضمانت شده بودند. در حاليکه مدل هاي ديگر (اغلب ورژن هاي گران قيمت تر از همان هارد درايو) براي کارد در سرعت بالاي انتقال اطلاعات RLL طراحي شده بودند . در برخي موارد بر روي درايوها کاربيشتري انجام مي شد تا بتوان از مدل هاي مربوط به MFM در سرعت هاي بالا نيز استفاده کرد. اگر چه قبليت اعتماد در اين موارد پايين مي آمد و به همين دليل اين روش توصيه نمي شد.درايو هاي مخصوص RLL مي توانشتند در شرايط MFM کارکنند ولي از سرعت و ظرفيت آنها تا ميزان 33 درصد کاسته مي شد.

ESDI ( رابط کوچک ارتقاء يافته ديسک) هر دونوع سرعت را ساپورت مي کرد. (درايو هاي ESDI قبليت استفاده از RLL 2.7 را در سرعت هاي 10، 15 يا 20 مگابايت در ثانيه دارا مي باشد). گرچه اغلب اوقات درايو هاي ESDI با سرعت 15 يا 20 مگابايت با کنترل کننده هاي مدل هاي پايين تر از خود سازگار نبودند.( به عنوان مثال درايو هاي 15 يا 20 مگابايتي با کنترل کننده هاي 10 مگابايتي کار نمي کردند.). درايو هاي ESDI داراي جامپر هايي بودند که تعداد سکتور هاي هر شيار و اندازه سکتور ها را تنظيم مي کردند.

SCSI در ابتدا فقط يک سرعت داشت .5 مگاهرتز. (به ازاي نرخ انتقال اطلاعات حداکثر 5 مگابايت در ثانيه). اما بعد ها اين مقدار افزايش چشمگيري پيدا کرد. سرعت باس SCSI ربطي به سرعت دروني درايو ندارد.( به علت استفاده از حافظه مياني بينِ باس SCSI و باسِ اطلاعات دروني درايو. اگرچه اغلب درايو هاي اوليه داراي بافر هاي کوچکي بودند . وقتي از اين درايو ها روي کامپيوتر هاي کم سرعت استفاده مي شد بايد مجددا پيکر بندي مي شدند . مثل مدل هاي IBM سازگار با PC و مدل هاي Apple Macintosh .

درايو هاي ATA به خاطر طراحي خاص کنترل کننده هايشان، هيچگونه مشکلي با سرعت انتقال اطلاعات نداشتند. ولي بسياري از مدل هاي اوليه بايکديگر سازگار نبودند و هنگامي که دو درايو روي يک کابل قرار مي گرفتند تنظيمات master/slave در آنها قابل اجرا نبود. اين مشکل در اواسط دهه 90 برطرف شد. اين پيشرفت وقتي حاصل شد که خصوصيات ATA استاندارد شده و جزئيات غير ضروري حذف شدند. اما هنوز هم اين مشکل در مورد CD ROM ها و DVD ROM ها همچنين هنگام ترکيب تجهيزات فوق DMA و غير UDMA به چشم مي خورد .

ATA هاي سريال، با قراردادن هر قطعه بر روي کانال اختصاصي خود با پورت هاي ورودي خروجي مجزا ، کاملا از شر تنظيمات master/slave خلاص شدند .

هاردديسک هاي مدل1394 FireWire/IEEE وUSB(1.0/2.0) واحد هاي خارجي هستند که درايو هاي SCSI يا ATA با پورت هايي در پشت خود دارند. اين پورت ها قابليت حمل و نقل و جداسازي را بسيار ساده مي کنند.

خانوادهء درايو هايي که در کامپيوتر هاي شخصي استفاده مي شوند.:

مهمترين اين گروه ها عبارتند از:

? درايو هاي MFM نيازمندند که ساختار الکترونيکي کنترل کننده در آنها با ساختار الکترونيکي درايو سازگار باشد.

? درايو هاي RLL( کارکرد محدود) که بعداز ابداع تکنيک تلفيقي به اين نام خوانده شدند. اين گونه درايو ها به کابل هاي بزرگ بين کنترل کننده هاي PC و خود هارد درايو نياز دارند. اين درايو ها کنترل کننده ندارند بلکه فقط يک ترکيب/ تلفيق کننده دارند.

? ESDI (يا رابط کوچک ارتقاء يافته ديسک) يک رابط است که توسط شرکت Maxtor براي سرعت دادن به ارتباط بين PC و ديسک توليد شده است .

? IDE (الکترونيک مجتمع درايو) که بعدها با نام ATA و PTA خوانده مي شد.

کابلهاي اطلاعات از 40 سيم رسانا تشکيل شده بودند اما UMDA هاي مربوط به درايو هاي جديد تر به کابل هاي 80 سيمي نياز داشتند .( البته توجه داشته باشيد که اين کابل هاي 80سيمي هنوز هم از کانکتورها و اتصال دهنده هاي 40 خانه اي استفاده مي کردند يعني دو سيم براي هر خانه ).

تعداد پين هاي رابط از 40 به 39 کاهش يافت . پين حذف شده به عنوان کليدي جهت جلوگيري از جازدن نادرست کابل به کانکتور استفاده مي شود. اين خطا يکي از عوامل رايج صدمه به درايو وکنترل کننده ها بود.

? SCSI ( رابط کوچک سيستم کامپيوتر) رقيب قديمي ESDI ، در ابتدا با نام شرکت Shugart يعني SASI خوانده مي شد. در اواسط دهه 90 درايو هاي SCSI براي استفاده در سرور ها ، ايستگاه هاي کاري و کامپيوتر هاي Apple Macintosh استاندارد شدند. تا اين زمان اغلب مدل ها داراي IDE وبعدها SATA شده بودند. تنها در سال 2005 ظرفيت درايو هاي SCSI از درايو هاي IDE عقب افتاد.البته هنوز هم بهترين کيفيت عملکرد تنها با SCSI و کانال هاي فيبري حاصل ميشود. محدوديت طول در کابل هاي اطلاعات باعث استفاده بيشتر از تجهيزات خارجي SCSI مي گردد. کابل هاي اطلاعات نوع SCSI در انتقال يک طرفه اطلاعات استفاده مي شوند. اما مدل سرور SCSI انتقال دو يا چند طرفه اطلاعات را نيز ميسر مي کند و هارد درايو هاي متصل به رابط هاي FCو حلقه هاي FC AL از فيبر نوري استفاده مي کنند.

? FC AL سنگ بناي شبکه هاي ذخيره اطلاعات مي باشند. با اين وجود پروتکل هاي ديگر نيز همچون iSCSI و ATA over Ethernet نيز پيشرفت خوبي داشته اند.

? SATA (Serial ATA):کابل اطلاعات SATA داراي يک جفت داده براي انتقال افتراقي اطلاعات به سيستم و يک جفت ديگر براي دريافت افتراقي اطلاعات از سيستم مي باشد. اين وضعيت نيازمند اين است که اطلاعات به ترتيب انتقال داده شوند. ازهمين سيستم در RS485, LocalTalk, USB, Firewire وSCSI نيز استفاده ميشود

? SAS (Serial Attached SCSI). : SAS امروزه نسل جديدي از پروتکل هاي ارتباطي است که جهت اسفاده در وسايل انتقال اطلاعات سرعت بالا طراحي شده است و با SATA نيز سازگاري دارد.

SAS به جاي روش موازي از روش ارتباط ترتيبي استفاده مي کند . اين روش در سيستم هاي سنتي SCSI ابداع شد اما هنوز براي ارتباط با SAS از دستورات SCSI استفاده مي شود.

? EIDE: يک ارتقاءغير رسمي ِ IDE اوليه مي باشد که توسط شرکت Western Digital انجام شد. که در آن از بهبود کليد ها براي استفاده DMA جهت انتقال اطلاعات بين کامپيوتر و درايو استفاده شده است .در همين زمينه پيشرفت ديگري توسط استاندارد هاي ATA پذيرفته شد. از DMA براي انتقال اطلاعات بدون اينکه CPU و يا برنامه خاصي درگير انتقال هر کلمه باشد ، استفاده مي شود. اين ويژگي ، اين امکان را فراهم مي کند که هنگام انتقال اطلاعات CPU ، برنامه هاي اجرايي و سيستم عامل به کار هاي ديگر بپردازند.
منبع: سرزمين دانلود