تاریخچه ی هارد HDD  :

این نوع هارد ها تا قبل از سال ۱۹۸۰ در ابعاد بسیاربزرگتر نسبت به امروز اندازه ی صفحات ۱۴ اینچی بودند و برای مصارف خانگی و صنعتی کاربرد نداشتند تا این که در همین سال شرکت seagate اولین هارد را با اندازه ی ۵٫۲۵ اینچی را با فضای ۵ مگابایتی ساخت،و در اواسط دهه ی ۹۰ این نوع هارد ها برای مصارف خانگی نیز عرضه شد.

هارد HDD :

HDD مخفف Hard Disk Drive به معنی دیسک درایو سخت می باشد . این نوع هارد ها رو معمولا هارد های مکانیکی نیز میگویند که علت اون داشتن قطعه ی متحرک برای نوشتن و خواندن اطلاعات هستش که این نوع هارد ها با حافظه ۳۲۰ GB تا ۱۰ TB (که البته هنوز در بازار عرضه نشده است )و با سرعت۵۴۰۰RPM  و۷۲۰۰RPM  عرضه میشوند.همانطور که در بالا گفتیم این نوع هارد ها به دو نوع اینترنال  و اکسترنال تقسیم میشوند :

هارد های HDD اینترنال :

این نوع مخصوصا برای کامپیوترها و لپتاب ها ساخته شده اند و نمیتوان از آنها به طریق دیگری استفاده کرد در کامپیوتر های های شخصی حافظه های بسیاری وجود داره بعنوان مثال RAM نیز نوعی حافظه هستش ولی با قطع برق سیستم اطلاعات این بخش به طور خودکار پاک میشه و به نوعی RAM چرک نویس سیستم به حساب میاد ولی هارد ها حافظه ی دائمی هستند.

هارد های HDD اکسترنال :

بخش داخلی هاردهای  درایو های اکسترنال دقیقا از نوعه اینترنال میباشد فقط بزرگترین فرق و تفاوت این نوع کابل متصل کننده میباشد ک در هاردهای اینترنال همانگونه که دربالا دیدید دو کابل (یکی برای انتقال داده و دیگری کابل برق میباشد) که صرفاََ برای کامپیوترمیباشد (مگر این که SATA به USB تبدیل کرد) ولی هارد اکسترنال قابلیت اتصال به هرچیزی که دارای ورودی USB میباشد را داراست و از طرفی قابلیت حمل دارد (برخی از هاردهای اکسترنال در مقابل ضربه و آب مقاوم است).

وظیفه اصلی هارد دیسک ها

هارد دیسک یک وظیفه اصلی دارد و آن حفظ دائمی اطلاعات می باشد . هر اطلاعاتی که برای ذخیره سازی به هارد دیسک ارسال می شود، 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 داده ها اثر بگذارد .

قسمت های مختلف هارد دیسک:

هارد دیسک اجزاء و قطعات مختلفی دارد که همگی آن ها در کنار هم داده ها را ذخیره کرده یا جابجا می کنند .

۱ – قسمت کنترل کننده مرکزی (Actuator)

این قسمت وظیفه کنترل بازوی مکانیکی را دارا می باشد . این قطعه به نوعی مغز هارد دیسک است که وظیفه کنترل کردن قسمت های مختلف هارد را بر عهده دارد.

کار قسمت کنترل کننده مرکزی بسیار دقیق است . این قسمت وظیفه دارد تا با سایر قطعات کامپیوتر در ارتباط باشد و تمامی دستورات ارسالی از قطعات را با هارد دیسک هماهنگ کند تا جابجایی اطلاعات به بهترین نحو ممکن انجام شود .

۲– قسمت بازوی مکانیکی (Head Arm)

وظیفه این قسمت رساندن Head به نقطه مورد نظر می باشد. قسمت بازوی مکانیکی می تواند سر Head را از مرکزی ترین نقطه دیسک (Platter) تا کناری ترین نقطه آن ببرد .

برای هر دیسک دو بازوی مکانیکی همراه با سر هد وجود دارد .

۳– قسمت Read/Write Head (سر خواندن و نوشتن به اصطلاح Head)

این قسمت توسط بازوی مکانیکی جابجا می گردد. کار این قسمت خواندن و نوشتن داده ها به صورت ۰ و ۱ (باینری) بر روی قسمت های بسیار ریز موجود در دیسک می باشد .

زمانی که هد وظیفه ذخیره داده ها را دارد ، مقادیر مغناطیسی صفر و یک را در این قسمت های بسیار ریز قرار می دهد (با تغییر قطب مغناطیسی هر یک از مکان های ذخیره داده) و زمانی که قصد خواندن داده ها را دارد ، برعکس حالت نوشتن ، مقادیری را در هر یک از قسمت هایی که توسط کنترل کننده مرکزی مشخص می شود ، طبق قطب مغناطیسیشان حس کرده و بر اساس آن صفر یا یک منطقی معادلش را تحویل می دهد.

قسمت هد فقط چند نانومتر (۱ سانتی متر = ۱۰۰۰۰۰۰۰ نانومتر) با دیسک خود فاصله دارد.

۴– قسمت دیسک (Platter)

وظیفه این صفحات، حفظ داده ها (به صورت مغناطیسی صفر و یک) در قسمت های بسیار ریز است . این قسمت های بسیار ریز سکتور (Sector) نامیده می شوند و توانایی نگهداری یک بیت را دارا می باشند . در هر اینچ (هر اینچ = 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 بیشتری از یک صفحه دیسک قرار می گیرد. این صفحات از جنس شیشه یا سرامیک بوده و خودشان مغناطیسی نیستند .

۵– قسمت موتور چرخان دیسک ها (Spindle)

وظیفه این قسمت فقط چرخاندن دیسک هاست . به این ترتیب قسمت هد می تواند داده ها را بر روی نقاط مختلف صفحات مغناطیسی بخواند یا بنویسد. قسمت موتور چرخان می تواند از ۴۲۰۰ (در هاردهای کم مصرف قابل حمل) تا ۱۵۰۰۰ (در هاردهایی مثل Cheetah 15K.4 محصول سی گیت) دور در دقیقه (RPM) بچرخد.

هارد دیسک چگونه کار می‌کند؟

دستورها همراه با داده‌های ارسالی یا دریافتی از هارد دیسک، توسط Disk Controller (کنترل کننده دیسک) تفسیر می‌شوند. تفسیر کردن به این معناست که هارد دیسک می‌فهمد که طبق دستور داده شده، مکان داده مورد نظر در کجا قرار داشته و طبق آن عمل خواندن یا نوشتن شروع می‌شود. زمانی که سیستم عامل یا یکی از قطعات سخت افزاری نیاز به ذخیره کردن داده یا دریافت آن داده‌ها را دارند، دیسک کنترلر وارد عمل می‌شود و دستور مورد نظر را برای Actuator ارسال می‌کند.

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 قسمت Head 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 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.