هارد کامپیوتر

هارد کامپیوتر چیست؟

HDD یا هارد دیسک کامپیوتر یک دستگاه ذخیره سازی اطلاعات غیر فرار است. هارد کامپیوتر غیر فرار به دستگاه های ذخیره سازی اطلاق می شود که در صورت خاموش شدن، داده های ذخیره شده را حفظ می کنند. همه رایانه ها به یک دستگاه ذخیره سازی نیاز دارند و HDD ها تنها نمونه ای از یک نوع دستگاه ذخیره سازی هستند.

هارد دیسک ها معمولا در داخل رایانه های رومیزی، دستگاه های تلفن همراه، لوازم الکترونیکی مصرفی و آرایه های ذخیره سازی سازمانی در مراکز داده نصب می شوند. آنها می توانند سیستم عامل ها، برنامه های نرم افزاری و سایر فایل ها را با استفاده از دیسک های مغناطیسی ذخیره کنند.

درایوهای هارد دیسک خواندن و نوشتن هارد دیسکی را که ذخیره سازی داده ها را فراهم می کند، کنترل می کنند. هارد دیسک ها به عنوان وسیله ذخیره سازی اولیه یا ثانویه در رایانه استفاده می شود. آنها معمولاً در محفظه درایو یافت می شوند و از طریق یک پیوست فناوری پیشرفته (ATA)، Serial ATA ، موازی ATA یا Small Computer System Interface ( SCSI ) و سایر فرمت ها به مادربرد متصل می شوند. هارد دیسک همچنین به یک منبع تغذیه متصل است و می تواند اطلاعات ذخیره شده را در حین خاموش بودن نگه دارد.

چرا کامپیوترها به هارد دیسک نیاز دارند؟

دستگاه های ذخیره سازی مانند هارد دیسک برای نصب سیستم عامل ها، برنامه ها و دستگاه های ذخیره سازی اضافی و ذخیره اسناد مورد نیاز هستند. بدون دستگاه‌هایی مانند HDD که می‌توانند پس از خاموش شدن داده‌ها را حفظ کنند، کاربران رایانه نمی‌توانند برنامه‌ها را ذخیره کنند یا فایل‌ها یا اسناد را در رایانه خود ذخیره کنند. به همین دلیل است که هر رایانه حداقل به یک دستگاه ذخیره سازی برای نگهداری دائمی داده ها تا زمانی که نیاز است نیاز دارد.

هارد دیسک چگونه کار می کند؟

اکثر هارد دیسک‌های اولیه از چندین صفحه دیسک تشکیل شده‌اند. یک دیسک مدور ساخته شده از آلومینیوم، شیشه یا سرامیک که در اطراف یک دوک در داخل یک محفظه مهر و موم شده قرار گرفته‌اند.

پلاتر با موتوری که به اسپیندل متصل است می چرخد. این محفظه همچنین شامل هدهای خواندن و نوشتن است که با استفاده از یک سر مغناطیسی اطلاعات را به صورت مغناطیسی به و از مسیرهای روی بشقاب‌ها ضبط می‌کند. دیسک ها همچنین دارای یک پوشش مغناطیسی نازک بر روی خود هستند.

موتور صفحات را با حداکثر 15000 دور در دقیقه می چرخاند. همانطور که پلاترها می چرخند، یک موتور دوم موقعیت هدهای خواندن و نوشتن را کنترل می کند که به صورت مغناطیسی اطلاعات را روی هر صفحه ضبط و می خواند.

ظرفیت ذخیره سازی هارد دیسک

برخی از رایج ترین ظرفیت های درایو ذخیره سازی شامل موارد زیر است:

16 گیگابایت، 32 گیگابایت و 64 گیگابایت. این محدوده برای فضای ذخیره سازی HDD در میان کمترین میزان است و معمولاً در دستگاه های قدیمی و کوچکتر یافت می شود.
120 گیگابایت و 256 گیگابایت. این محدوده به طور کلی یک نقطه ورودی برای دستگاه های HDD مانند لپ تاپ یا رایانه در نظر گرفته می شود.
500 گیگابایت، 1 ترابایت و 2 ترابایت. حدود 500 گیگابایت و بالاتر از حافظه HDD معمولاً برای یک کاربر معمولی مناسب در نظر گرفته می شود.

کاربران به احتمال زیاد می توانند تمام موسیقی، عکس ها، فیلم ها و سایر فایل های خود را با این فضای زیاد ذخیره کنند. افرادی که دارای بازی هایی هستند که فضای زیادی را اشغال می کنند باید 1 تا 2 ترابایت فضای هارد دیسک مناسب پیدا کنند.

بیش از 2 ترابایت هر چیزی بیش از 2 ترابایت فضای هارد دیسک برای کاربرانی مناسب است که با فایل های با وضوح بالا کار می کنند، نیاز به ذخیره یا نگهداری حجم زیادی از داده ها دارند، یا می خواهند از آن فضا برای پشتیبان گیری و افزونگی استفاده کنند.
در حال حاضر بالاترین ظرفیت هارد دیسک 20 ترابایت است. با این حال، یک HDD در واقع فضای کمتری نسبت به تبلیغ دارد، زیرا سیستم عامل، ساختارهای سیستم فایل و برخی روش‌های افزونگی داده از بخشی از آن فضا استفاده می‌کنند.

اجزای هارد دیسک و عوامل شکل

بخش های درایو هارد دیسک شامل دوک، پلاتر دیسک، محرک، بازوی محرک و سر خواندن و نوشتن است. حتی اگر این اصطلاح می تواند به واحد به عنوان یک کل اشاره کند، اصطلاح دیسک سخت مجموعه ای از دیسک های انباشته شده است. به عبارت دیگر، بخشی از HDD که ذخیره می کند و دسترسی به داده ها را بر روی یک سطح باردار الکترومغناطیسی فراهم می کند.

فاکتور فرم HDD به اندازه فیزیکی یا هندسه دستگاه ذخیره سازی داده ها اشاره دارد. این فاکتورها از مجموعه ای از استانداردهای صنعتی پیروی می کنند که بر طول، عرض و ارتفاع آنها و همچنین موقعیت و جهت کانکتور رابط میزبان حاکم است. داشتن یک فرم فاکتور استاندارد صنعت به تعیین سازگاری مشترک با دستگاه های محاسباتی مختلف کمک می کند.

متداول ترین فرم فاکتورها برای هارد دیسک ها در سیستم های سازمانی 2.5 اینچی و 3.5 اینچی هستند. همچنین به عنوان ضریب فرم کوچک (SFF) و ضریب فرم بزرگ (LFF) شناخته می شوند. اندازه‌های 2.5 و 3.5 اینچی نشان‌دهنده قطر تقریبی صفحه در محفظه‌های درایو است.

در حالی که فاکتورهای فرم دیگری وجود دارد، تا سال 2009، تولیدکنندگان توسعه محصولات با فرم فاکتورهای 1.3 اینچی، 1 اینچی و 0.85 اینچی را متوقف کردند. کاهش قیمت فلش باعث شد این عوامل دیگر تقریباً منسوخ شوند. همچنین توجه به این نکته مهم است که در حالی که اندازه های اسمی بر حسب اینچ هستند، ابعاد واقعی بر حسب میلی متر مشخص می شوند.

بسیاری از درایوهای حالت جامد ( SSD ) نیز برای فرم فاکتور HDD طراحی شده اند. SSD هایی که در همان اسلات هارد دیسک ها قرار می گیرند، معمولاً از رابط SATA یا SCSI ( SAS ) متصل به سریال برای انتقال داده ها به و از سیستم محاسبات میزبان استفاده می کنند.

هاردهای اکسترنال چیست؟

اکثر HDD ها در داخل کامپیوتر یافت می شوند و همانطور که در بالا ذکر شد کار می کنند. با این حال، افراد می توانند هارد دیسک های خارجی را نیز خریداری کنند. هارد دیسک های خارجی را می توان برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی رایانه یا برای عمل به عنوان یک دستگاه قابل حمل برای پشتیبان گیری از داده ها استفاده کرد.

درایوهای خارجی از طریق رابط‌هایی مانند USB 2.0، USB-C یا با SATA خارجی (eSATA) به رایانه یا دستگاه متصل می‌شوند. هارد های اکسترنال نیز ممکن است سرعت انتقال داده های کمتری نسبت به هاردهای داخلی داشته باشند.

مزیت اصلی هارد اکسترنال، جدای از اینکه می‌تواند فضای ذخیره‌سازی دستگاه را افزایش دهد، قابل حمل بودن است. کاربران می‌توانند داده‌ها را از چندین دستگاه ذخیره کنند و به صورت فیزیکی آن داده‌ها را هر کجا که می‌روند با خود بیاورند.

خطاهای رایج هارد کامپیوتر

هارد دیسک ها به دلایل مختلف ممکن است از کار بیفتند. با این حال، شکست ها به طور کلی در شش دسته کلی زیر قرار می گیرند.

خرابی الکتریکی زمانی اتفاق می‌افتد که، برای مثال، یک نوسان برق به مدار الکترونیکی هارد کامپیوتر آسیب می‌رساند و باعث از کار افتادن هد خواندن/نوشتن یا برد مدار می‌شود. اگر هارد کامپیوتر روشن می شود اما نمی تواند داده ها را بخواند و بنویسد یا بوت شود، این احتمال وجود دارد که یک یا چند جزء آن دچار خرابی الکتریکی شده باشد.
خرابی مکانیکی می تواند در اثر سایش و پارگی و همچنین در اثر ضربه سخت، مانند یک قطره سخت، ایجاد شود. این ممکن است باعث شود، از جمله موارد دیگر، هد درایو خواندن و نوشتن به یک بشقاب چرخان برخورد کند و باعث آسیب فیزیکی غیرقابل برگشت شود.
هنگامی که نرم افزار هارد کامپیوتر به خطر افتاده یا به درستی کار نمی کند، خرابی منطقی رخ می دهد. همه انواع خرابی داده ها می تواند منجر به شکست منطقی شود. این شامل فایل‌های خراب، بدافزارها و ویروس‌ها، بستن نادرست برنامه یا خاموش کردن رایانه، خطای انسانی یا حذف تصادفی فایل‌هایی است که برای عملکرد هارد دیسک حیاتی هستند.
خرابی سکتور بد زمانی رخ می دهد که رسانه مغناطیسی روی صفحه چرخان دیسک سخت قرار نداشته باشد و در نتیجه یک منطقه خاص در صفحه غیر قابل دسترس شود. بدسکتورها رایج هستند و در صورت وقوع اغلب محدود می شوند.

با این حال، با گذشت زمان، تعداد بدسکتورها می‌تواند افزایش یابد و در نهایت منجر به از کار افتادن سیستم، غیرقابل دسترس شدن فایل‌ها یا معلق شدن یا تاخیر در عملکرد یک هارد دیسک شود.
خرابی سفت‌افزار زمانی اتفاق می‌افتد که نرم‌افزاری که وظایف تعمیر و نگهداری را بر روی یک درایو انجام می‌دهد و دیسک سخت را قادر می‌سازد تا با رایانه ارتباط برقرار کند، خراب شود یا به درستی کار نمی‌کند. این نوع خرابی می‌تواند منجر به یخ زدن دیسک در هنگام راه‌اندازی شود یا کامپیوتری که دیسک سخت به آن متصل است، آن را تشخیص نمی‌دهد یا به اشتباه تشخیص می‌دهد.
چندین خرابی ناشناخته که در طول زمان انباشته می شوند نیز می توانند رخ دهند. به عنوان مثال، یک مشکل الکتریکی می تواند منجر به خرابی مکانیکی شود، مانند خرابی سر خواندن و نوشتن. همچنین ممکن است منجر به یک شکست منطقی شود که منجر به ایجاد چندین بخش بد در صفحات هارد دیسک شود.