ฮาร์ดดิสก์(Hard Disk)

ฮาร์ดดิสก์(Hard Disk)

Hard Diskเป็นอุปกรณ์สำหรับจัดเก็บขอมูลที่มีความเร็วและมีความจุสูงมาก และใช้เป็นที่พักข้อมูลชั่วคราวระหว่างการทำงานของโปรแกรมหรือระบบปฎิบัติการด้วย ภายในอาร์ดดิสก์จะมีแผ่นจานแม่แหล็กซึ่งอาจมีแผ่นเดี่ยวหรือมีหลายแผ่นที่บัณทึกข้อมูลได้เพียงด้านเดียวหรือสองด้านของแผ่นก็ได้ โดยหมนุนด้วยความเร็วหลายพันรอบต่อนาที(rpm)และมีหัวอ่าน/เขียนคอยวิ่งไปอ่านหรือบัณทึกข้อมูลตามคำสั่งที่ได้จาก ซีพียู ทั้งหมดจะบรรจุในกล่องโลหะที่ปิดสนิทปราศจากฝุ่นละอองใดๆ ปัจจุบันฮาร์ดดิสก์นิยมใช้ทั่วไปบนเครื่องพีซีจะมีอินเตอร์เฟส (Interface) หลักๆอยู่ 2 แบบคือ IDE (Integreted Drive Electronics) หรือเรียกอีกอย่างว่า ATA (AT Attachmet) และ Serial ATA (SATA) ซึ้งรายละเอียดดังนี้

IDE (Integreted Drive Electronics) หรือ ATA (AT Attachmet)

IDE หรือ ATA เป็นมาตรฐานของการเชื่อมต่อหรืออินเตอร์เฟสสำหรับอุปกรณ์ดิสก์ไดรว์ที่มีใช้กันมานานมีทั้งสิ้น 40 ขา ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องตั่งแต่มาตรฐาน IDE/ATA ดั้งเดิมในยุคแรก ที่สนับสนุน การถ่ายโอนข้อมูลในโหมด PIO (Programmed I/O) และ DMA(Direct Memory Access) จนมาถึงยุคปัจจุบันคือ ATA/ATAPI-6 และ 7 หรือ Ultra-DMA/100 และ 133 ที่ให้แบนด์วิดธ์สูงถึง 100 และ 133 MB/s ตามลำดับ หรือก็คือมาตรฐาน Ultra-ATA/100 และ 133 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันนั่นเอง

Serial ATA(SATA)และ Serial ATA-II(SATA-II)

Serial SATA หรือ SATA เป็นมาตรฐานใหม่ของการเชื่อมต่อหรืออินเตอร์เฟสสำหรับฮาร์ตดิสก์ที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ใช้วิธีรับส่งข้อมูลในแบบอนุกรม (Serial) คือการรับส่งข้อมูลที่ละบิตอย่างต่อเนื่อง แบบเดียวกับพอร์ต USB และ Firewire แต่ใช้ความเร็วที่รับสูงกว่ามาตรฐาน IDE/ATA เดิมทีใช้รับส่งข้อมูลในแบบมาตรฐาน (Parallel)มาก โดยใช้ความเร็ว 1.5 และ 3 Gbps หรือเที่ยบเป็นการรับส่งข้อมูลทีละไบต์ (byte) ได้เท่ากับ 150 และ 300 MBps โดยประมาณ สำหรับมาตรฐาน SATA และ SATA-II ตามลำดับ ในส่วนของสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อเข้ากับอินเตอร์เฟสของฮาร์ตดิสก์แบบ SATA นี้จะมีขนาดเพียง 7 เส้นเท่านั้นแลัสามารถยาวได้ 1 เมตร (ไม่แผ่กว้างและสั้นเหมืนสายแพแบบ 40 หรือ 80 เส็นของ IDE/ATA เดิม) ส่วนหัวต่อสายพาวเวอร์ (Power จะเป็นแบบ 15 พิน ที่ใช้กับฮาร์ดิสก์แบบ SATA นี้โดยเฉพาะด้วย

 การเก็บข้อมูล

ข้อมูลที่เก็บลงในฮาร์ดดิสก์จะอยู่บนเซกเตอร์และแทร็ก แทร็กเป็นรูปวงกลม ส่วนเซกเตอร์เป็นเสี้ยวหนึ่งของวงกลม อยู่ภายในแทร็กดังรูป แทร็กแสดงด้วยสีเหลือง ส่วนเซกเตอร์แสดงด้วยสีแดง ภายในเซกเตอร์จะมีจำนวนไบต์คงที่ ยกตัวอย่างเช่น 256 ถึง 512 ขึ้นอยู่กับว่าระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์จะจัดการแบ่งในลักษณะใด เซกเตอร์หลาย ๆ เซกเตอร์รวมกันเรียกว่า คลัสเตอร์ (Clusters) ขั้นตอน ฟอร์แมต ที่เรียกว่า การฟอร์แมตระดับต่ำ (Low -level format) เป็นการสร้างแทร็กและเซกเตอร์ใหม่ ส่วนการฟอร์แมตระดับสูง (High-level format) ไม่ได้ไปยุ่งกับแทร็กหรือเซกเตอร์ แต่เป็นการเขียน FAT ซึ่งเป็นการเตรียมดิสก์เพื่อที่เก็บข้อมูลเท่านั้น

หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์

ภายในฮาร์ดิสก์

• หลักการบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ไม่ได้แตกต่างจากการบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ทเลย เพราะทั้งคู่ต้องใช้สารบันทึกคือสารแม่เหล็กเหมือนกัน สารแม่เหล็กนี้สามารถลบหรือเขียนได้ใหม่อยู่ตลอดเวลา โดยเมื่อบันทึกหรือเขียนไปแล้ว มันสามารถจำรูปแบบเดิมได้เป็นเวลาหลายปี ความแตกต่างระหว่างเทปคาสเซ็ทกับฮาร์ดดิสก์มีดังนี้
  • สารแม่เหล็กในเทปคาสเซ็ท ถูกเคลือบอยู่บนแผ่นพลาสติกขนาดเล็ก เป็นแถบยาว แต่ในฮาร์ดดิสก์ สารแม่เหล็กนี้ จะถูกเคลือบอยู่บนแผ่นแก้ว หรือแผ่นอะลูมิเนียมที่มีความเรียบมากจนเหมือนกับกระจก
  • สำหรับเทปคาสเซ็ท ถ้าคุณต้องการเข้าถึงข้อมูลในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ก็จะต้องเลื่อนแผ่นเทปไปที่หัวอ่าน โดยการกรอเทป ซึ่งต้องใช้เวลาหลายนาที ถ้าเทปมีความยาวมาก แต่สำหรับฮาร์ดดิสก์ หัวอ่านสามารถเคลื่อนตัวไปหาตำแหน่งที่ต้องการในเกือบจะทันที
  • แผ่นเทปจะเคลื่อนที่ผ่านหัวอ่านเทปด้วยความเร็ว 2 นิ้วต่อวินาที (5.08 เซนติเมตรต่อวินาที) แต่สำหรับหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ จะวิ่งอยู่บนแผ่นบันทึกข้อมูล ที่ความเร็วในการหมุนถึง 30000 นิ้วต่อวินาที (ประมาณ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)
  • ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์เก็บอยู่ในรูปของโดเมนแม่เหล็ก ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ เมื่อเทียบกับโดเมนของเทปแม่เหล็ก ขนาดของโดเมนนี้ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไร ความจุของฮาร์ดดิสก์จะยิ่งมีขนาดเพิ่มขึ้นเท่านั้น และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ในเวลาสั้น
• เครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะปัจจุบันจะมีความจุของฮาร์ดดิสก์ประมาณ 500 จิกะไบต์ ถึง 40 เทระไบต์^{[ต้องการอ้างอิง]} ข้อมูลที่เก็บลงในฮาร์ดดิสก์ เก็บอยู่ในรูปของไฟล์ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลที่เรียกว่า ไบต์ (แอสกี ที่แสดงออกไปตัวอักษร รูปภาพ วิดีโอ และเสียง) โดยที่ไบต์จำนวนมากมายรวมกันเป็นคำสั่ง หรือโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ มีหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์อ่านข้อมูลเหล่านี้ และนำข้อมูลออกมาผ่านไปยังตัวประมวลผลเพื่อคำนวณและแปรผลต่อไป
• เราสามารถคิดประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ได้ 2 ทางคือ
  • อัตราการส่งผ่านข้อมูล (Data rate) คือ จำนวนไบต์ต่อวินาที ที่หัวอ่านของฮาร์ดดิสก์สามารถจะส่งไปให้กับซีพียูหรือตัวประมวลผล ซึ่งปกติมีอัตราประมาณ 5 ถึง 400 เมกะไบต์ต่อวินาที^{[ต้องการอ้างอิง]}
  • เวลาค้นหา (Seek time) คือ หน่วงเวลาที่หัวอ่านต้องใช้ในการเข้าไปอ่านข้อมูลตำแหน่งต่าง ๆ ในจานแม่เหล็ก โดยปกติประมาณ 10 ถึง 20 มิลลิวินาที^{[ต้องการอ้างอิง]} ซึ่งมักขึ้นอยู่กับความเร็วรอบในการหมุนจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสก์

ที่มา http://computerdodee.blogspot.com/2009_10_01_archive.html