مهندسی پزشکی

هر آنچه که می خواهید درباره هارد دیسک بدانید   آنچه که در زیر پنهان است هارد درایو را به این دلیل hdd می گویند که خلاصه شده عبارت hard disk drive یا گرداننده دیسک سخت است. درون یک هارد درایوشما چیزی به نام «پلاتر» دارید که یک سطح مغناطیسی برای ضبط اطلاعات است و با سرعت بسیار زیادی به دور خود می چرخد. یک ابزار هم به نام هد در سراسر صفحه مغناطیسی حرکت می کند و کار خواندن و نوشتن اطلاعات را انجام می دهد. کار هارد از این نظر مشابه گرامافون است. اما تفاوت اصلی در این است که نوک هد هرگز با صفحه مغناطیسی تماس ندارد. هارد درایوها به طور معمول در اندازه های 1.8 اینچی، 2.5 و 3.5 اینچی تولید می شوند، اماممکن است در اندازه های بزرگتر و کوچکتر از این هم دیده شوند. 3.5 اینچی ها در کامپیوتر های رومیزی به کار می روند و 2.5 اینچی ها مخصوص لپ تاپ هستند. 1.8 اینچی ها هم در ipod کلاسیک، مک بوک ایر و برخی ابزارهای پرتابل کوچک کاربرد دارند. این اعداد نشان دهنده قطر پلاتر به کار رفته در آن هارد درایو هستند. یک درایو هرچه تعداد پلاتر بیشتری داشته باشد، توانایی نگهداری حجم بیشتری از اطلاعات را خواهدداشت. اما در این میان هنوز برخی محدودیت ها در خصوص تعداد و حجم اطلاعات پلاتر ها وجود دارد. هارد درایوهای پرظرفیتی که در کامپیوتر های رومیزی مورد استفاده قرار می گیرند می توانند تا 4 پلاتر داشته باشند. بسیاری از مدل های 3.5 اینچی و برخی از 2.5 اینچی های ویژه 3 پلاتر دارند. اما اغلب 2.5 اینچی های لپ تاپ و تمام 1.8 اینچی های پرتابل به دو پلاتر محدود می شوند. ممکن است فکر کنید در هارد 1 ترابایتی و یا غول های 1.5 و 2 ترابایتی که توسط هیتاچی و سی گیتتولید شده اند، با توده ای از پلاتر ها مواجه ایم. تکنیک استفاده شده در این هاردها به pmr یا ضبط مغناطیسی ستونی مشهور است که به ما این امکان را می دهد که بر روی پلاتر تا 10 برابر اطلاعاتبیشتری ضبط و نگهداری کنیم. روش کار بدین صورت است که اطلاعات بصورت عمودی (ستونی) بر رویپلاترها ضبط می شوند، در حالی که در گذشته به صورت افقی (سطری) این کار انجام می شده است. امااطلاعاتی که به این صورت نگهداری می شوند، در برابر پاک شدن و آسیب دیدن بسیار حساس و شکننده هستند. برای درک بهتر به عکس بالا و ویدئوی جذاب زیر نگاهی بیاندازید. این همه اعداد و حروف چه معنی دارند؟ اگربه برچسب هارد دیسک ها دقت کرده باشید ممکن است به کلماتی از قبیل ide، sata و pata برخورده باشید و یا خصوصیاتی مانند 5400rpm یا 7200rpm را مشاهده کرده باشید. همچنین اندازه های مختلفی چون 3.5 اینچ، 2.5 اینچ و 1.8 اینچ برای آنها ذکر می شود. حسابی گیج کننده است؟ همه این اطلاعات چه معنی می توانند داشته باشند؟ rpm در هارد دیسک ها دقیقا مترادف با معنی آن در اتوموبیل است: تعداد دور در دقیقه. این عدد در هارد دیسک ها بسیار مهم است، زیرا سرعت چرخش بالاتر به معنی سرعت خواندن و نوشتن بیشتر است. 7200rpm سرعت استاندارد هارد دیسک کامپیوترهای رومیزی است، اما مدل های ویژه ای با سرعت های 10,000rpm و 15,000rpm هم برای کاربردهای حرفه ای تولید می شوند. هارد لپ تاپ ها به علت اندازه کوچک شان،عموما 5400rpm سرعت دارند. اما می توانید مدل های 7200rpm را هم بیابید، ولی باید مقداری از شارژ لپ تاپ تان را فدای سرعت بیشتر هارد تان کنید. rpm را شاید بتوان مهمترین عامل کارایی هارد دیسک دانست. وقتی هارد با سرعت بیشتری بچرخد،اطلاعات بیشتری در واحد زمان قابل خواندن و نوشتن هستند، این امر همچنین امکان دسترسی سریعتر به اطلاعات را فراهم می کند. در سرعت های بالا، هد برای رسیدن به اطلاعات درست دچار وقفه نمی گردد و سریعا خود را به محل مناسب می رساند. زمان جستجوی هارد هم عبارت است از مدت زمان مورد نیاز که هارد هد را به محل مناسب برای خواندن و نوشتن اطلاعات برساند. هارد های با کیفیت و گرانقیمت زمان جستجویی در حد 2 میلی ثانیه دارند و برای هارد های معمولی موجود در بازار این زمان به 9 میلی ثانیه می رسد. بافر هارد هم نشان دهنده میزان اطلاعاتی است که قبل از استفاده cache می شوند و هر چه میزان آن بیشتر باشد هارد با سرعت بالاتری به درخواست های سیستم پاسخ می دهد. هاردهای معمول موجود در بازار با بافرهای 8، 16 و 32 مگابایت ارائه می گردند، اما برخی هارد های ویژه را بابافرهای بسیار بالا هم ( حتی تا یک گیگابایت ) می توان یافت. آنها چگونه وصل می شوند؟ ابزارهای بسیاری برای اتصال هارد دیسک به مادربورد وجود دارند. اما تا چند سال پیش در بازار هارد دیسک ها ata -اتصال با تکنولوزی پیشرفته- استاندارد حکمران بود. این اتصال عبارت از یک سوکت 16 پین بود که کنترل هارد دیسک را در اختیار مادر بورد قرار می داد. البته قبل از اینکه sata پا به عرصه بگذارد، رابط ata صاحب برادر دوقلویی به نام parallel ata هم شد. پس از آن، ata به دفعات دچار بازبینی ها و ارتقا های متعددی شد که به آن اجازه می داد با هارد های حجیم تر و سریعتر هم به راحتی کار کند. ممکن است هارد هایی را دیده باشید که بر روی آنها عبارت ultraata درج شده است. این دسته از رابط ها امکان جابجایی اطلاعات را با سرعت 133 مگابیت بر ثانیه مهیا می ساختند. ata در میان عموم به ide هم مشهور است، اما همان نام ata توصیف دقیق تری برای این رابط است. اگر درون کامپیوترتان را نگاهی انداخته باشید ممکن است این نوع رابط را دیده باشید. تشخیص این رابط هم بسیار آسان است، کابل های نواری عریضی که فضای زیادی را هم اشغال کرده اند، همان کابلهای ata هستند. نوع دیگری از کابل ها که ممکن است نام آن برایتان اشنا باشد، رابط های scsi(اسکازی) هستند که در زمان حکومت ata/ide، به طور معمول برای مقاصد تجاری و یا سیستم های با کاربری ویژه استفاده می شدند. یکی دیگر از دردسرهای رابط های ata/ide تنظیمات master/slave و نحوه کار با آنها بود که با ظهور sata این مشکل هم رفع شده است. در چند سال اخیر استاندارد sata برای هارد دیسک ها استفاده می شود که دنیایی کاملا متفاوت از ata است. این رابط ها از اولین ابزار هایی بودند که به سرعت 1.5 گیگابیت بر ثانیه دست یافتند و هم اکنون باسرعت 3 مگابیت بر ثانیه کار می کنند. البته چیزی نمانده که به سرعت 6 مگابیت بر ثانیه هم دست پیدا کنند. این کابل ها نازک ترند و جای کمتری از کیس را اشغال می کنند، که این امر باعث مرتب تر بودن داخل کیس و گردش هوای بهتر در آن می شود. با استفاده از این استاندارد، دیگر نیازی به تنظیمات پیچیده و گیج کننده ندارید و کار با آن بسیار راحت تر است. امروزه برخی از ابزارهای external هم از نوع خاص sata با نام esata استفاده می کنند که e مخفف همان external یا بیرونی است که امکان استفاده از سرعتبالای sata را بصورت پرتابل و بیرونی فراهم می کند. چیزی نمانده که esata هم به استانداردی شبیه usbو با سرعت بسیار بالاتر از آن تبدیل گردد. زمان جستجوی بالا، چیزی کاملا متفاوت با زمان انتقال بالا است. اولی نشان دهنده مدت زمانی است کهاطلاعات مورد نظر در هارد پیدا می شوند و دومی نشان دهنده مدت زمانی است که این اطلاعات به مقصد منتقل می گردند. اگر بخواهیم این موضوع را به شکل ساده توضیح دهیم، یک هارد با رابط کم سرعت و زمان جستجوی سریع بهتر است برای جاهایی که تکه های کوچک اطلاعاتی را مرتبا جابجا می کنند بکار گرفته شود و هارد با رابط پرسرعت و زمان جستجوی کندتر بدرد کسانی می خورد که همیشه حجم بالایی از اطلاعات را انتقال می دهند. چرا هاردها می میرند؟ به یاد دارید که گفتیم هد در حالت عادی هیچ گاه سطح پلاتر هارد را لمس نمی کند؟ هنگامی که هد با سطح پلاتر تماس پیدا کند در اصطلاح به آن شکستگی هد می گوییم (ویدئوی بالا را ببینید). به طور معمول هد بر روی کیسه کوچکی از هوا حرکت می کند، اما برخی ذرات ریز باعث می شوند هد بر روی دیسک کوبیده شود، این اتفاق در سرعت های چرخش بالاتر بیشتر اتفاق می افتد و تاثیر شدید تری هم بر هد و پلاتر می گذارد، زیرا ضربه آن مانند این است که هد دفعات بیشتری بر سطح پلاترکوبیده شود. قطعات ظریف مکانیکی با این اتفاقات سرانجام به پایان عمر خود می رسند، چیزی که معمولا با نام میانگین عمر شناخته می شود. متاسفانه هنگامی که عمر درایو شما به پایان می رسد دیگر کاری جز خرید یک هارد جدید از دستتان بر نمی آید. مگر اینکه مشکل ایجاد شده برای هارد شامل موارد گارانتیتولید کننده باشد. و مهمترین چیزی که در مورد هارد دیسک باید بدانید، این است که از خرت و پرت هایتان حتما نسخه پشتیبان تهیه کنید، ممکن است هارد دیسک ها با هیبت و مقاوم به نظر بیایند، اما این به این معنی نیست که آنها هیچ نقطه ضعفی ندارند.