باسمه تعالی

عنوان تحقیق : دیسک سخت HDD

هارد دیسک(HHD)که پیش از این به عنوان دیسک گردان ثابت شناخته می‌شد، یک حافظه دائمی است که به طور دیجیتالی رمزنگاری شده و اطلاعات را روی سطح مغناطیسی دیسک های خود ذخیره می‌کند.

هارد دیسک ها در ابتدا برای استفاده در کنار کامپیوتر تولید شدند و بعد ها از آن ها در داخل کامپیوتر استفاده شد. با گذشت زمان کاربرد های هارد دیسک از حیطه‌ی کامپیوتر فراتر رفت؛ بطوریکه در تجهیزات ضبط تصویر، پخش صدا ،همچنین در سیستم ها و دوربین های دیجیتال مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۲۰۰۵ اولین تلفن همراه دارای هارد دیسک توسط شرکت های نوکیا و سامسونگ ارائه شد.

برای سال ها ، هارد دیسک ها تجهیزات بزرگ و سنگین بودند و به دلیل بزرگی ، سنگینی ،حساسیت بالا و مصرف زیاد انرژی ، بیشتر برای محیط های حفاظت شده یک مرکز اطلاعات یا دفاتر بزرگ مناسب بودند تا محیط های خشن و ناملایم صنعتی ، خانه ها یا دفاتر کوچیک.

با گذشت زمان ، ظرفیت هارد دیسک ها رشد نمایی داشته است. در کامپیوتر های شخصی ابتدایی یک درایو با ظرفیت ۲۰ مگابایت بزرگ بنظر میرسید. در نیمه دوم دهه۹۰ ، هارد درایو هایی با طرفیت یک گیگابایت و حتی بزرگتر به بازار آمدند. از سال ۲۰۰۶ کوچکترین هارد دیسکی که برای کامپیوتر های خانگی تولید می‌شود ظرفیتی برابر با ۴۰ گیگابایت دارد. اکنون بیشترین ظرفیت در درایو های داخلی یک ترابایت (۱۰۰۰ گیگابایت) و در درایو های خارجی با استفاده از چند درایو های داخلی از یک ترابایت نیز فراتر میرود.

این درایو های داخلی ظرفیت ذخیره سازی خود را با استفاده از شیوه ضبط ستونی افزایش داده‌اند.

هارد درایو ها با تحت میدان قرار دادنِ یکسری مواد مغناطیسی اطلاعات را درخود ضبط می‌کنند. و با تشخیص مغناطیس شدگی آن ماده اطلاعات را از روی آن می‌خوانند. 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 می‌شوند. این صفحه ها از یک ماده غیر مغناطیسی( اغلب شیشه یا آلومینیوم) ساخته می‌شوند و با یک لایه نازک از مواد مغناطیسی روکش می‌شوند. در درایو های قدیمی از تری اکسید آهن به عنوان ماده مغناطیسی استفاده می‌شد اما امروزه از آلیاژهای کبالت پایه استفادهمی‌کنند.

صفحات با سرعت های بالا به گردش در می‌آیند. اطلاعات در حین چرخش صفحات بر روی آنها نوشته می‌شوند.این کار توسط مکانیزمی با نامِ هد خواندن/ نوشتن انجام می‌شود. این هد با فاصله بسیار کم بالای سطح مغناطیسی حرکت می‌کند. از این وسیله برای تشخیص و تغییر در وضعیت مغناطیس شدگیِ ماده زیر آن استفاده می‌شود. 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 می‌شود که تقریبا به تمام سطح صفحه‌ی در حال دوران دسترسی پیدا کند.

منبع :

Deycafenet

قسمت های مختلف هارد دیسک

هارد دیسک اجزاء و قطعات مختلفی دارد که همگی آن‌ها در کنار هم داده‌ها را ذخیره کرده یا می‌خوانند.

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  می‌تواند سر Head 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  وجود دارد.

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

این قسمت توسط Head Arm (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(۱سانتی متر=۱۰۰۰۰۰۰۰نانومتر )ا 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) نامیده می‌شوند و می‌توانند یک بیت را در خود نگه دارند. در هر اینچ (هر اینچ=۲.۵۴سانتی 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. این صفحات از جنس شیشه یا سرامیک بوده و خودشان مغناطیسی نیستند.

۵- قسمت Spindle (موتور چرخان دیسک‌)

وظیفه این قسمت فقط چرخاندن