Hard Disk Drive یا هارد دیسک سخت چیست و چگونه کار می‌کند؟
Hard Disk Drive یا هارد دیسک سخت چیست و چگونه کار می‌کند؟
کلمه HDD مخفف عبارت Hard Disk Drive به معنای “دیسک درایو سخت” است. دیسک درایو سخت با نام‌های زیر نیز شناخته می‌شود:
Hard Disk Drive (درایو سخت)
Hard Disk Drive (HD) (دیسک سخت)
Disk Drive (درایو دیسک)
Disk File (دیسک فایل‌ها)
Direct Access Storage Device (DASD) (فضای ذخیره سازی با دسترسی مستقیم)
Fixed Disk (دیسک ثابت)
Hard (هارد)
دیسک سخت یا Hard Disk Drive چیست؟
می‌توان گفت دیسک سخت یا (Hard Disk Drive) بزرگترین حافظه جانبی موجود در کامپیوتر است.
تقریبا همه داده‌ها از جمله سیستم عامل (Operating System)، فایل‌ها، برنامه‌ها و … روی حافظه جانبیِ دیسک سخت قرار می‌گیرند. هارد دیسک‌ها معمولا به اندازه یک کتابچه با اندازه‌ای بین ۳.۵ تا ۶ اینچ هستند.
هارد دیسک چه وظیفه‌ای دارد؟
دیسک سخت یا Hard Disk Drive یک وظیفه دارد و آن حفظ دائمی داده‌ها است.
هر داده دیجیتالی و اطلاعاتی که برای ذخیره سازی به هارد دیسک ارسال می‌شود، تا زمانی که حذف نشود بر روی سکتورها، در مکان خود باقی خواهد ماند. البته ممکن است شرایط محیطی نیز در از بین درفتن این داده‌ها اثر بگذارد.
قسمت‌های مختلف هارد دیسک:
هارد دیسک اجزاء و قطعات مختلفی دارد که همگی آن‌ها در کنار هم داده‌ها را ذخیره کرده یا می‌خوانند.
قسمت‌های مختلف یک هارد دیسک
۱- قسمت Actuator (کنترل کننده مرکزی)
این قسمت وظیفه دارد تا بازوی مکانیکی را کنترل کند.
این قسمت به نوعی مغز هارد دیسک است که وظیفه کنترل کردن قسمت‌های مختلف هارد را بر عهده دارد.
قسمت Actuator بسیار دقیق است.
این قسمت وظیفه دارد تا با سایر قطعات کامپیوتر در ارتباط باشد.
۲- قسمت Head Arm (بازوی مکانیکی)
این قسمت وظیفه دارد تا Head را به نقطه مورد نظر برساند.
قسمت بازوی مکانیکی می‌تواندسرHead را از مرکزی ترین نقطه Platter (قسمت ۴) تا کناری ترین نقطه آن ببرد.
برای هر Platter (دیسک) دو Head Arm همراه با سر Head وجوددارد.
۳- قسمت Read/Write Head (سر خواندن و نوشتن به اصطلاح Head)
این قسمت توسط HeadArm (قسمت ۲) جابجا می‌شود.
کار این قسمت خواندن و نوشتن داده‌ها به صورت ۰ و ۱ (باینری) بر روی قسمت‌های بسیار ریز موجود در Platter است.
زمانی که Head وظیفه ذخیره داده‌ها را دارد، مقادیر مغناطیسی صفر و یک را در این قسمت‌های بسیار ریز قرار می‌دهد (با تغییر قطب مغناطیسی هر یک از مکان‌های ذخیره داده) و زمانی که قصد خواندن داده‌ها را دارد، برعکس حالت نوشتن، مقادیری را در هر یک از قسمت‌هایی که توسط Actuator مشخص می‌شود، طبق قطب مغناطیسیشان حس کرده و بر اساس آن صفر یا یک منطقی معادلش را تحویل می‌دهد.
قسمت Head فقط چند نانومتر (۱ سانتی متر = ۱۰۰۰۰۰۰۰ نانومتر) با Platter خود فاصله دارد.
۴- قسمت Platter (دیسک)
وظیفه این صفحات، حفظ داده‌ها (به صورت مغناطیسی صفر و یک) در قسمت‌های بسیار ریز است.
این قسمت‌های بسیار ریز سکتور (Sector) نامیدهمی‌شوندومی‌توانندیکبیترادرخودنگهدارند. درهراینچ (هراینچ = ۲.۵۴ سانتی متر) از این صفحات حدود ۳۰۰۰۰ قسمت ریز برای ذخیره وجود دارد. اندازه هر یک از این قسمت ها در حدود ۸۴۶ نانومتر است.
معمولاً در هر هارد دیسک تعداد بیشتر از یک صفحه Platter قرار میگیرد.
۵- قسمت Spindle (موتور چرخان دیسک‌ها)
وظیفه این قسمت فقط چرخاندن Platter هاست.
به این ترتیب قسمت Head می‌تواند داده‌ها را بر روی نقاط مختلف صفحات مغناطیسی بخواند یا بنویسد. قسمت Spindle می‌تواند از ۴۲۰۰ (در هاردهای کم مصرف قابل حمل) تا ۱۵۰۰۰ (در هاردهایی مثل Cheetah 15K.4 محصول سی‌گیت) دور در دقیقه (RPM) بچرخد.
هارد دیسک چگونه کارمی‌کند؟
دستورها همراه با داده‌های ارسالی یا دریافتی از هارد دیسک، توسط Disk Controller (کنترل کننده دیسک) تفسیر می‌شوند.
حال قسمت Actuator وظیفه دارد تا Head Arm (بازوی مکانیکی Head) را به قسمت‌های مختلف Platter هدایت کند.
چون امکان دارد داده‌های یک فایل در مکان‌های مختلفی بر روی Platter ها ذخیره شود، بنابراین Head Arm ممکن است بین قسمت‌های مختلف پلاتر جابجا شود. حال قسمتHead وظیفه دارد تا با توجه به دستور داده شده (خواندن یا نوشتن داده) کار خود را بر روی سکتور فیزیکی مورد نظر انجام دهد.
درصورتی که دیسک کنترلر دستور خواندن نوشته را داده باشد، در این صورت Head وظیفه دارد تا داده‌های مغناطیسی صفر و یک را بر روی قسمت‌های مختلف Platter بخواند و آن را به Actuator بفرستد.
خواندن به این صورت است که قطب‌های مغناطیسی (N یا S) هر یک از مکان‌های داده را حس کرده سپس معادل صفر یا یک آن را برمی‌گرداند. سپس Actuator داده‌های خوانده شده را به دیسک کنترلر باز می‌گرداند تا مورد پردازش قرار گیرد.
اما اگر دیسک کنترلر داده‌ای را برای ذخیره کردن به هارد دیسک سخت یا Hard Disk Drive بفرستد، در این صورت Actuator وظیفه دارد داده‌ها را تک به تک به Head ارسال کند تا قسمت Head این داده‌ها را به صورت صفر و یک در فضا های ذخیره سازی Platter ذخیره کند.
ذخیره به این صورت است که هد نوشتن، مکان‌های داده موجود روی پلاتر را طبق دستور صفر یا یک بودن، تغییر قطب می‌دهد. مثلاً قطب N را به بالا یا برعکس نشانه گذاری می‌کند.
قسمت داخلی هارد دیسک‌ها معمولاً مهر و موم شده هستند تا از ورود گرد و غبار به داخل، و اختلال در کار قطعات جلوگیری شود.
همچنین در داخل هارد دیسک‌ها یک فیلترینگ هوا برای فیلتر و خارج کردن گرد و غبار، جاسازی می‌شود.
