دیسک سخت (قسمت اول)

با سلام خدمت همه ی شما عزیزان. من سجاد هستم. دانشجوی فناوری اطلاعاتی که با وسوسه هایی که جناب مزیدی عزیز  با مطالبشون درباره سیستم خوب وردپرس در من ایجاد کرد ناگزیر شدم که وبلاگم را در وردپرس بنا کنم و از این بابت بی نهایت خوشحالم.

مقاله ی زیر ترجمه ای است از مقاله ای انگلیسی به همین نام در ویکی پدیا که من سال گذشته برای درس زبان ارائه کرده بودم. از آنجا که زبانم چندان خوب نیست، مطمئن هستم که این مقاله دارای ایرادات بسیاری است. پس بسیار خوشحال خواهم شد که مرا راهنمایی کنید.

دیسک سخت
دیسک سخت که بیشتر به عنوان دیسک ثابت شناخته می شود، یک وسیله ذخیره سازی دیجیتالی است که با رمزدار کردن اطلاعات برروی صغحه ی مغناطیسی پهن و بدون برق اطلاعات را حفظ می کنند.دیسک های سخت در اصل برای استفاده در اتصال و بعد ها در داخل کامپیوتر های شخصی مورد استفاده قرار گرفتند.
با گذشت زمان کاربرد های دیسک سخت که محدود به کامپیوتر ها بود ئا را فراتر گذاشت،حتی در دستگاه های ذخیره سازی تصویر ، پخش صوت و دوربین های دیجیتال استفاده شد.در سال 2005 بود که توسط دو شرکت سامسونگ و نوکیا اولین موبایلهای دارای دیسک سخت به معرض نمایش درآمد.در طول گذشت زمان ظرفیت دیسک های سخت به طور نمایی رشد یافته است.در ابتدا کامپیوتر های شخصی با تفکری بزرگ و گنجایش معادل 20 مگابایت بود. در نیمه سال 1990 دیسک های سخت با گنجایشی معادل 1 گیگابایت یا بیشتر در دسترس بودند.به طوریکه در سال 2006 کمترین ظرفیتی که برای کامپیوتر های رومیزی ساخته می شوند 40 گیگا بایت است.این در حالی است که بیشترین ظرفیت درایو های خارجی 750 گیگابایت معادل 4/3 ترابایت می باشد.درایوهای خارجی با استفاده چند برابر از دیسک های داخلی به اندازه 1 ترابایت پیشی گرفتند.این درایو های داخلی جدید با ضبط ستونی باعث افزایش گنجایش ذخیره سازی شدند.

1- فناوری 2- تاریخچه 3-ویژگی های دیسک سخت 4-اندازه ظرفیت
5- بی نقصی 6- پارک هد 7- دستیابی و واسطه ها 8-تشریح معنی مخفف ها و سر نام ها
9- تولید کنندگان

:::: فناوری :::

دیسک های سخت به وسیله مغناطیسی کردن (در طرحی که نمایان اطلاعات باشد) اطلاعات را ذخیره میکنند.آنها به وسیله پیدا کردن ماده مغناطیسی در ماده اطلاعات را بازگردانی میکنند.
نوعی دیسک سخت مرکب از یک محور که یک صفحه ی صاف مدور ( پلاتر)نگه داشته است طراحی شده اند که اطلاعات روی آن ذخیره می شوند.پلاتر از یک ماده غیر مغناطیسی ساخته شده ، معمولا شیشه و آلومینیوم که با یک لایه نازک از ماده مغناطیسی پوشانده میشود . دیسک های قدیمی از آهن3 اکسید به عنوان ماده مغناطیسی استفاده میکردند اما دیسک های رایج امروزی از آلیاژکبالت استفاده میکنند.
پلاترها با سرعت بالایی می چرخند.هد بسیار نزدیک با سطح مغناطیسی پرواز می کند و با مکانیزم گردشی به نام خواندن/ نوشتن روی پلاتر اطلاعات نوشته می شوند.هد خواندن/ نوشتن برای پیدا و اصلاح فوری مغناطیسی گری ماده در زیر آن استفاده می شود.
برای هر صفحه ی مغناطیسی یک هد برروی محور وجود دارد. که روی بازوی مشترک نصب شده اند.بازوی محرک هدها را سرتاسر صفحه هایی که به صورت کمانی میچرخند حرکت می دهند. هر هد اجازه دسترسی به بیشترین صفحه دست نخورده ای که می چرخند را دارند.صفحه ی مغناطیسی هر پلاتر به تعداد زیادی اندازه کوچک میکرومتری در ناحیه ی مغناطیسی تقسیم شده اند. هر یک از این ها در کد گذاری دو تایی در تک دستگاه از اطلاعات استفاده می شوند.امروزه دیسک های مغناطیسی با ناحیه هایی که از صد ذره هستند ترکیب شده اند.هر یک از نواحی مغناطیسی شکل(فرم) دو قطبی مغناطیسی بیشترین تمرکز را نزدیک میدان مغناطیسی تولید می کند.هد مغناطیسی با تولید کردن یک میدان مغناطیسی قوی در مجاور آن عمل نوشتن را انجام می دهند. دیسک های سخت اولیه از القاگری شبیه به الان استفاده می کردند.که برای خواندن اطلاعات مثل یک الکترومغناطیس برای خلق فیلدها استفاده میشد.بعد فلز در شکاف هد استفاده شد و امروزه هدهای نازک و سبک رایج شده اند.با این فناوری بعدی هد خواندن و نوشتن با مکانیزمی جا اما در روی همان بازوی محرک استفاده شد.
دیسک های سخت بیشترین محفظه ی محکم و مهروموم شده را دارند.که از داخل درایو در مقابل گرد و غبار ، تعرق و بقیه آلودگی ها محافظت میکند. هدهای خواندن/ نوشتن روی تشکی از هوا که فقط نانومتری بالاتر از سطح دیسک های سخت هستندحرکت می کنند.سطح دیسک و درایو درونی باید به منظور نگه داشتن اطلاعات از آسیب اثر انگشت ، موی،گرد و غبار ، ذرات دود و امثال آن جلوگیری کند.استفاده از پلاترهای سخت و مهروموم کردن دستگاه اجازه تحمل بیشتری برای جلوگیری ازداخل شدن هوا ، آب یا چیز دیگر نسبت به فلاپی دیسک ها میشود.به همین دلیل دیسک های سخت نسبت به فلاپی دیسک ها اطلاعات بیشتری ذخیره می کند.و نیز دسترسی و انتقال دادن آن ها سریعتر است.در سال 2006 یک ایستگاه نمونه کاری دیسک سخت با توانایی ذخیره کردن 80 گیگابایت تا 750 گیگابایت از اطلاعات با سرعت 7200 تا 10000 دور در دقیقه می چرخند و با سرعت انتقالی ترکیبی بیشتر از 50 MB/S هستند.
سریع ترین ایستگاه کاری و دیسک های سرور 15000 بار در دقیقه به دور خود می چرخند و میتوانند به ترتیب به سرعت بیشتر از 80 MB از اطلاعات دست یابند. دیسک سخت کامپیوترهای کیفی از لحاظ فیزیکی کوچکتراز هم نوع خود در رومیزی هستند. بیشترین چرخش این نوع 4200 یا 5400 دور در دقیقه است.با توجه به اینکه
جدیدترین و بالاترین مدل ها با سرعتی معادل 7200 دور در دقیقه می چرخند.

::: تاریخچه :::
در طول سال های بسیاری دیسک های سخت اندازه بزرگی داشتند. دستگاههایی سنگین که بیشتر تقاضا برای استفاده در محیط های خارجی و محافظت از اطلاعات یا دفتر بزرگتر در محیط خشن صنعتی یا دفتر کار کوچک یا خانه مقرر به اندازه کم مصرف بودن.تا قبل از اوایل 1980 بیشتر دیسکهای سخت دارای صفحه ای به اندازه 8 اینچ(20cm) یا 14 اینچ(35cm) بودند.لازم بودن تجهیزات قفسه یا میزان فضای زیاد( مخصوصا درایو های رسانه های قابل برداشتنی بزرگ که اغلب رجوع داده می شدند به ماشین های شستشو).در حالت مختلف به بالاترین شدت جریان برق و یا حتی برق سه فاز احتیاج دارند و برای منظور خاصی از موتور های بزرگ استفاده میکنند.به همین علت معمولا از دیسکهای سخت در کامپیوتر های کوچک استفاده نمی کردنند.تا بعد از 1980 که Seagate فناوری st-506 را معرفی کرد. اولین دیسک سخت 5.25 اینچی که ظرفیتی معادل 5 مگا بایت داشت. در حقیقت پیکربندی آن کارخانه IBM pc در اصل (IBM 5150) در ازاء دیسک سخت آماده نبود.در اوایل 1980 بیشتر دیسکهای سخت کامپیوترهای کوچک به اسم شرکت تولید کنندگانشان فروخته نشده بود.( اما به وسیله OEMS به عنوان بخشی از دستگاه های جانبی بزرگتر مثل سیستم غراب دیسک و نمایه APPLE . کامپیوتر های شخصی IBM خود دارای دیسک سخت بودند.که مدل X.T روند رو به رشد را شروع کرد. خریداری درایو های ساده اغلب به وسیله پست الکنرونیک و نصب مستقیم آنها در سیستم انجام می شد. سازندگان دیسکهای سخت بازاریابی را آغاز کردند تا بتوانند مصرف کنندگان را به خوبی OEMS در اختیار خود بگیرند. در اواسط 1990 دیسکهای سخت در فروشگاه های زنجیره ای در دسترس همگان بودند.هنگامی که درایوهای داخلی برای کامپیوتر های شخصی آمد دیسکهای سخت خارجی بیشتر برای عمومی و سیستم مکینتاش APPLE و بقیه پایگاها باقی ماند. همه ی سیستم های مکینتاش بین سال های 1986 و 1988 ساخته شده اند که در پشت آنها یک پورت SCSI وجود دارد.ترکیب ساختمانی خارجی آسان، همچنین “toaster” مکینتاش که قفسه دستیابی آسانی ندارد. و( یا در حالت مکینتاش پلاس هیچ نوع قفسه دیسک سختی نیست).بنابراین در آن مدل ها دیسک های خارجی SCSI تنها گزینه های معقول بودند.همچنین درایوهای خارجی SCSI با ریز کامپیوترهای قدیمی مثل سری 2 اپل رایج بودند.که همچنین به طور وسیع در سرورها مورد استفاده قرار می گیرند. که امروزه نیز این استفاده مرسوم است.بعد از سال 1990 که با پیدایش میانجی های خارجی و پرسرعتی همچون USB و فایر وایر(FireWire ) همراه بود دوباره باعث مرسوم شدن سیستم دیسک ها در کاربران شد.مخصوصا برای کاربرانی که مقدار زیادی از اطلاعات رابین دو یا چند مکان انتقال می دادند بیشتر عمومیت پیدا کرد.الان بیشتر سازندگان دیسک های سخت
دیسک های خارجی خود را در دسترس همگان قرار می دهند.

::: ویژگی های دیسک سخت:::
” ظرفیت معمولا با گیگابایت و اندازه فیزیکی با اینچ بیان می شود.”
امروزه بیشتر دیسک های سخت در دو نوع 3.5 و 2.5 اینچی به ترتیب در کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ ها مورد استفاده قرار می گیرند.
دیسک های 2.5 اینچی معمولا کندتر هستند و ظرفیت کمتری نیز دارند. اما برق بسیار کم مصرف می کنند و مقاومت بیشتری نیز در حرکت و جابجایی دارند.معمولا از اندازه 1.8 اینچی در دستگاه های قابل حمل مثل MP3 پلیرها و نوت بوک ها استفاده می شود که دارای مصرف کم برق و مقاومت زیاد در برابر ضربه و حرکت هستند.به علاوه با وجود تشکیل کارخانه مخصوص برای تولید مناسب نوع CF (این نوع استفاده می شود برای ذخیره سازی در وسایل قابل حمل همچون دوربین دیجیتالی)، میکرودیسک های IBM که یک کارخانه غیر رسمی پیشگام بود اما الان بعد از، از دست دادن نام خود برای بقیه تولیدکنندگان به طور جامع محصول شیشه تولید می کند. همچنین درایوهای تولید شده به وسیله توشیبا برای استفاده در تلفن همراه و کاربردهای مشابه دارای اندازه ای برابر 85/ اندازه فیزیکی درایوهاست.نقش اندازه می تواند کمی گیج کننده باشد برای مثال یک دیسک 3.5 اینچی دارای یک جلد که به اندازه 4 اینچ پهنا دارد می باشد.از این گذشته دیسک های سخت که در کلاس سرور قرار دارند با اندازه های 3.5 و 2.5 اینچی از کارخانه عرضه می شوند.
معمولا اعتباردادن به دستگاه ها در زمان میانگین بین دو خرابی داده می شود. که این زمان به عنوان شاخص برای دادن اعتبار به دستگاه استفاده می شود.(MTBF)
درایو های ساتا SATA1.0 با سرعت 10000 RPM دور در دقیقه و نیز تراز زمان میانگین بین دو خرابی بیش از یک میلیون ساعت زیر 8 ساعت پایین چرخه کار را پشتیبانی می کند.
Fibre Channel یک فناوری که برای انتقال اطلاعت بین دستگاه های کامپیوتری که با سرعتی معادل 1GBPS (یک میلیون بیت در هر ثانیه ). این فناوری از درایوهای با سرعت بیش از 15000 دور در دقیقه و زمان میانگین بین دو خرابی از 1.4 میلیون ساعت زیر 24 ساعت چرخه کار پشتیبانی میکند.
تعداد عملکرد ورودی / خروجی در هر ثانیه:
دیسک های مدرن می توانند پیرامون 5 دستیابی تصادفی و یا 100 دستیابی ترتیبی در هر ثانیه عملیات انجام دهند.مصرف برق ( که در باتری های لپ تاپ دارای اهمیت است) صداهای قابل شنیدن dba پایگاه داده ها ، (اگرچه هنوز در مقیاس بل است نه دسی بل)، سنجش تکان(به طور شگفت آور در درایو های مدرن بالاست)
سرعت انتقال:
منطقه داخلی: از 42.2 Mb/s تا 74.5 Mb/s ، منطقه خارجی از 74.0 تا 111.4 Mb/s
زمان دستیابی تصادفی: از 5 تا 15 (یک هزارم ثانیه)

ادامه دارد…