CPU چیست و چه کاربردی دارد؟

CPU چیست و چه کاربردی در مینی کامپیوترها دارد؟

CPU واحد پردازش کامپیوترهایی است که همگان کم و بیش با آن آشنا هستند. اما چگونه کار می کند و چقدر اهمیت دارد؟

بنر نقشه ایران

اختصارات اغلب در دنیای فنی استفاده می شود. جملاتی که باعث سردرگمی کاربران می شود. یکی از مهمترین اصطلاحات CPU است. هنگام خرید رایانه شخصی یا نوت بوک، مهمترین ویژگی پردازنده آن است. تصمیم گیری بین AMD و Intel، Dual-Core و Quad-Core، i3 و i7 برای کاربران به دلیل عدم آگاهی از تفاوت های آنها می تواند دشوار باشد. به همین دلیل، در این مقاله به عملکرد CPU و اهمیت هر یک از قسمت های آن می پردازیم.

cpu چیست

پردازنده

واحد پردازش مرکزی (CPU)، که به عنوان مغز کامپیوتر شناخته می شود، تنها واحد پردازش کامپیوتری نیست. اما مهمترین آنهاست. پردازنده بخشی از کامپیوتر است که اعمال، محاسبات و اجرای برنامه ها را مدیریت می کند.

پردازنده داده های فرمان را از RAM دریافت، رمزگشایی، پردازش و تحویل می دهد. پردازنده‌ها در انواع مختلفی از دستگاه‌ها، از رایانه‌های شخصی و لپ‌تاپ گرفته تا گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و تلویزیون‌های هوشمند در دسترس هستند. این تراشه کوچک و معمولاً مربعی بر روی مادربرد دستگاه ها قرار می گیرد و با دیگر سخت افزارها برای تامین انرژی رایانه شما تعامل دارد.

نکات قالب بندی هارد

نکات قالب بندی هارد در مینی کامپیوتر

برای اینکه هارد دیسک قابل استفاده باشد ابتدا باید فرمت شود. با فرمت کردن هارد دیسک، آن را صفر می‌کند تا بتوان اطلاعات را روی آن ذخیره کرد و به آن دسترسی داشت. سازندگان هارد دیسک معمولا یک فرمت ساده یا به اصطلاح "سطح پایین" روی هارد دیسک انجام می دهند و شما فقط باید یک فرمت سطح بالا را روی آن انجام دهید تا سیستم فایل قابل اعتماد باشد. فرمت سطح پایین ساختار فیزیکی اولیه دیسک را تشکیل می دهد، یعنی آهنگ ها، بخش ها و سیلندرها را ایجاد می کند. مسیرها مانند شیارهایی روی میزهای گردان هستند.

با این تفاوت که شیارهای روی پلاتر به سمت مرکز پلتر مارپیچ می شوند، اما در هارد دیسک شیارها مرکزی هستند و هر چه به مرکز نزدیکتر می شویم دایره کوچکتر می شود. هر شیار با یک خط فرضی که از مرکز صفحه کشیده شده است به چندین بخش تقسیم می شود، شبیه به تیغه های چرخ دوچرخه. هر بخش می تواند مقدار معینی از اطلاعات را ذخیره کند.

هر چه بخش بزرگتر باشد، بخش بزرگتر است. اطلاعات هم در شیارهای صفحه نمایش و هم پشت صفحه نمایش شکل می گیرد و به عبارتی قابلیت ذخیره اطلاعات در پشت و روی صفحه را دارد. شیارهایی که از مرکز دیسک به یک اندازه فاصله دارند، استوانه یا استوانه را از بالا به پایین روی تمام دیسک های تشکیل دهنده هارد دیسک تشکیل می دهند.

بنابراین، هر هارد دیسک دارای یک سیلندر با تعداد شیار در هر طرف است. گروه بندی چند سیلندر مجاور با هم یک پارتیشن ایجاد می کند، بنابراین وقتی هارد دیسک را پارتیشن بندی می کنید، در واقع بخش های لوله ای هارد دیسک را از هم جدا می کنید.

علاوه بر این، قطر هر لوله به اندازه پارتیشن شما بستگی دارد. برای مثال در مورد هارد دیسکی که تنها یک پارتیشن دارد، قطر لوله برابر با کل سطح صفحه نمایش هارد دیسک است.

قالب منطقی

بعد از اینکه هارد دیسک خود را به چند پارتیشن تقسیم کردید، باید هر کدام را به صورت منطقی فرمت کنید تا اطلاعات روی آن ذخیره شود. قالب بندی منطقی هارد دیسک یا پارتیشن سیستم فایل را نصب می کند، سیستمی برای ذخیره و سازماندهی داده های شما.

برای درک بهتر، فرض کنید می خواهید یک کتابخانه راه اندازی کنید. ابتدا باید ساختمان را برای کتابخانه قفسه بندی کنید تا کتاب ها در قفسه ها نگهداری شوند، سپس باید روشی برای چیدمان کتاب ها پیدا کنید تا هر کتاب به سرعت و به راحتی در دسترس باشد.

این کار را می توان برای مثال با قرار دادن کتاب ها در یک ردیف در قفسه ها به ترتیب حروف الفبای عنوان آنها یا برای مثال استفاده از نام نویسندگان انجام داد.

قفسه های کتابخانه مانند پارتیشن بندی هارد دیسک هستند و نحوه ذخیره کتاب ها مانند قالب بندی منطقی هارد دیسک است. هیچ کتابخانه ای بدون قفسه سیستم کاتالوگ نمی تواند زنده بماند. سیستم عامل کامپیوتر بدون سیستم آرشیو قابل استفاده نیست.

پارتیشن بندی

هنگام نصب ویندوز می توانید از ابتدا یک پارتیشن جدید ایجاد کنید و یا بعد از نصب ویندوز با کمک برنامه های پارتیشن بندی خاص این کار را انجام دهید. روش اول این است که کل هارد دیسک خود را پاک کنید و همه چیز را دوباره بسازید. بنابراین، اگر از قبل اطلاعاتی روی هارد دیسک خود دارید که نمی خواهید از دست بدهید، بهتر است از آن نسخه پشتیبان تهیه کنید.

سپس سی دی بوت ویندوز XP را در درایو قرار دهید و دستورالعمل های روی پارتیشن هارد دیسک را در تنظیمات دنبال کنید. اگر نمی خواهید هنگام پارتیشن بندی اطلاعات خود را از دست بدهید، بهتر است از نرم افزارهای مخصوص این کار استفاده کنید.

برنامه های زیادی برای دانلود رایگان در اینترنت وجود دارد، اما تقریباً هیچ یک از آنها نمی توانند سیستم NTFS را پارتیشن بندی کنند. سیستم NTFS یک سیستم بایگانی است که نقش مهمی در عملکرد ویندوز XP دارد. از این رو بهتر است از نرم افزارهای مهم و شناخته شده تری در این زمینه استفاده کنید. یکی از این نرم افزارها Partitions Magic نام دارد.

نکات مهم در مورد هارد و پارتیشن بندی

نکات مهم در مورد هارد و پارتیشن بندی

پارتیشن بندی یعنی تقسیم فضای هارد به دو یا چند قسمت به طوری که هر یک از این قسمت ها به عنوان یک هارد دیسک مجزا در ویندوز عمل کنند. امروزه با افزایش فضای هارد دیسک های مینی کامپیوترها که برای رایانه ها خریداری می شود، پارتیشن بندی تقریباً ضروری شده است زیرا چندین هارد دیسک کوچک اطلاعات را بهتر از یک هارد دیسک بزرگ ذخیره می کند.

امروزه بسیاری از رایانه ها دارای هارد دیسک های با ظرفیت بالا هستند، اما از این فضا به درستی استفاده نمی شود. اطلاعات، فایل‌ها و برنامه‌های ویندوز معمولاً در درایو C در کنار یکدیگر قرار دارند و اگر اتفاقی برای سیستم بیفتد، همه از هم می‌پاشند.

اما اگر هارد دیسک را به دو یا چند قسمت تقسیم کنید، در واقع دو یا چند درایو مستقل دارید که یکی از آنها روی اطلاعات درایوهای دیگر تأثیری نخواهد داشت. این به شما امکان می دهد فایل های داده را از فایل های برنامه ویندوز جدا کنید و اسناد، عکس ها و فیلم ها را حتی در صورت خرابی ویندوز ذخیره کنید.

یکی از دلایلی که بسیاری از کاربران به طور کامل از سیستم خود نسخه پشتیبان تهیه نمی کنند این است که فضایی برای پشتیبان گیری از فایل خود ندارند. اگر بخواهید به طور مرتب آن را تکرار کنید، تهیه نسخه پشتیبان از یک سی دی نیز زمان بر است.

اما تهیه نسخه پشتیبان از هارد دیسک سریع و آسان است. البته بعید است که همه افراد دو هارد دیسک روی سیستم خود داشته باشند.

اگر دو پارتیشن وجود داشته باشد، می توان از دومی به عنوان پشتیبان پارتیشن اول استفاده کرد. در این صورت اگر ویندوز از کار افتاد یا مشکلی پیش آمد، می توانید از کل ویندوز در پارتیشن دوم بک آپ بگیرید تا در کمتر از نیم ساعت آن را با تمامی برنامه ها و نرم افزارها بازیابی کنید.

البته توجه داشته باشید که این شما را از خطر آسیب فیزیکی هارد دیسک نجات نمی دهد. این بدان معناست که اگر هارد دیسک از نظر فیزیکی آسیب دیده و غیر قابل استفاده باشد، دیگر نمی توانید از نسخه پشتیبان خود استفاده کنید.

به همین دلیل، همیشه بهتر است یک نسخه پشتیبان بر روی سی دی داشته باشید. دیسک‌های سخت از نظر فیزیکی از چندین دیسک مغناطیسی تشکیل شده‌اند که در فواصل بسیار کوتاه روی هم قرار گرفته‌اند و توسط یک محور مرکزی نگهداری می‌شوند.

این صفحات حول این محور می چرخند و می توانند اطلاعات مغناطیسی را در دو طرف ثبت کنند. مقاصد داخلی وجود دارد که می توان آنها را برای خواندن و نوشتن اطلاعات روی صفحات جابه جا کرد. برای درک بهتر موضوع، یک صفحه گردان را تصور کنید که در آن یک بشقاب چرخانده شده و سر آن روی بشقاب قرار می گیرد.

با این حال، این مقایسه چندان دقیق نیست، زیرا صفحه گردان فقط یک سر دارد که آن هم با صفحه نمایش در تماس فیزیکی است، در حالی که هارد دیسک اینطور نیست، زیرا برای هر طرف یک هد وجود دارد و هیچ تماس فیزیکی ندارند.

مورد دیگر این است که سر در میز گردان به سمت مرکز صفحه مارپیچ می شود، در حالی که سرهای روی هارد کاملا آزادانه به جلو و عقب حرکت می کنند. چرخش پلاترها و حرکت سر به جلو و عقب باعث می شود تا هر جایی از دیسک قابل دسترسی باشد.

مشخصات هارد دیسک در مینی کامپیوترها

مشخصات هارد دیسک در مینی کامپیوترها

ظرفیت هارد معمولاً بر حسب گیگابایت مشخص می شود. هارد دیسک های قدیمی با ظرفیت کمتر به مگابایت داده شد. سرعت انتقال اطلاعات داخلی از 44.2 مگابایت بر ثانیه تا 74.5 مگابایت بر ثانیه است، در حالی که سرعت انتقال اطلاعات خارجی از 74.0 مگابایت بر ثانیه تا 111.4 مگابایت بر ثانیه است. یک هارد دیسک با زمان دسترسی تصادفی بین 5 میلی ثانیه تا 15 میلی ثانیه متغیر است.

اندازه فیزیکی هارد دیسک بر حسب اینچ اندازه گیری می شود. بیشتر هارد دیسک های مورد استفاده در رایانه های شخصی حدود 3.5 اینچ عرض دارند، در حالی که لپ تاپ ها و لپ تاپ ها حدود 2.5 اینچ عرض دارند. در اوایل سال 2007، سازندگان هارد دیسک فروش SATA و 2.5 اینچی SAS را برای استفاده در کامپیوترهای شخصی و اداری آغاز کردند.

ساختاری که امروزه در ساخت پخش کننده های موسیقی و نوت بوک ها رواج یافته است ساختار 1.8 اینچی ATA-7LIF است که حدود 100 گیگابایت حافظه با ظرفیت کم از دست دادن و بازخوانی سریع اطلاعات دارد.

سری 1.8 اینچی قبلی که در ظرفیت های 2 تا 5 گیگابایتی موجود است، می تواند مستقیماً به رایانه های شخصی متصل شود. یک سری 1 اینچی کوچکتر از این ساختارها از این دسته ساخته شده و به گونه ای طراحی شده است که در CFهای نوع 2 قرار می گیرد و این ساختار همچنین برای ذخیره سازی در دستگاه های قابل حمل مانند دوربین های دیجیتال استفاده می شود.

در واقع ساختار 1 اینچی یک ساختار کاربردی بود که از میکرو درایوهای IBM به دست آمد. با این حال، در حال حاضر، آنها به طور کلی فقط به عنوان ساختارهای 1 اینچی نامیده می شوند، و دلیل آن این است که سایر تولید کنندگان محصولات مشابهی را تولید می کنند. توشیبا همچنین یک سری 0.85 اینچی را برای استفاده در سیستم های رادیویی موبایل و برنامه های مشابه معرفی کرده است. این خط از محصولات شامل SD / MMC سازگار با هارد دیسک و بهینه سازی شده برای برنامه های ذخیره سازی ویدئو تا 4 گیگابایت است.

اندازه طرح مهمتر از نوع عملکرد در نام پاس شده قطعات است. نام قطعات نشان دهنده عرض قطعه در حامل داده است. درایو 5.25 اینچی دارای عرض کاری 5.75 اینچ، درایو 3.5 اینچی عرض 4 اینچ و 2.5 اینچ 2.75 اینچ عرض دارد. یک درایو 1.8 اینچی بسته به کاربرد و عوامل طراحی می تواند از اجزای مختلفی تشکیل شود. درایو PCMCIA 54 میلی متر عرض دارد در حالی که درایو ATA-7LIF 2.12 اینچ عرض دارد.

هارد دیسک ها زمانی که 3.25 اینچ ارتفاع داشته باشند هارد دیسک های تمام قد نامیده می شوند. و با ارتفاع 1625 اینچ نیم قد هستند. یک هارد دیسک با مشخصات کم یا سطح مقطع تقریباً 1 اینچ ارتفاع دارد. درایوهای با سطح مقطع بسیار کوچک تقریباً 0.75 اینچ، 0.65، 0.4 اینچ یا 0.37 اینچ ارتفاع دارند.

داستان هارد دیسک

داستان هارد دیسک

سال ها پیش هارد دیسک ها بسیار بزرگ و سنگین بودند و برای محیط های محافظت شده مانند مراکز داده یا دفاتر بزرگ بسیار مناسب تر از محیط های صنعتی (به دلیل ظرافت و دقتشان) و دفاتر و منازل کوچک (به دلیل اندازه و عملکردشان) در مینی کامپیوترها  بودند. مصرف). . قبل از اوایل دهه 1980، بیشتر هارد دیسک‌ها دارای صفحه نمایش 8 اینچی (20 سانتی‌متری) یا 14» (35 سانتی‌متری) بودند که حاوی دستگاه‌های سطح بالا با مدارهای متحرک بودند (مخصوصاً هارد دیسک‌های بزرگ با دستگاه‌های متحرک که گاهی اوقات به آنها ماشین‌های اشکال زدایی می‌گویند). . بودن.).

و در بسیاری از موارد نیاز به جریان زیاد یا حتی سه فاز دارند. همچنین به دلیل موتورهای بزرگی که در ساختار آنها استفاده شده است. به همین دلیل تا دهه 1980 از هارد دیسک ها برای میکرو کامپیوترها استفاده نمی شد. پس از سال 1980، CGate فناوری ST-506 را توسعه داد، اولین هارد دیسک 5.25 اینچی با ظرفیت 5 مگابایت. در واقع پیکربندی کارخانه (کامپیوتر شخصی IBM) هارد دیسک نداشت.

 

اکثر میکروکامپیوترها در اوایل دهه 1980 به نام سازنده فروخته نمی شدند، به جز توسط OEM ها به عنوان بخشی از تجهیزات جانبی بزرگتر (مانند Corves Disk System و Apple Profile. رایانه های XT IBM هارد دیسک های داخلی بودند. این روند با خرید هارد دیسک های خام شروع شد. هارد دیسک‌ها (حتی با سفارش پستی) مستقیماً به سیستم وصل شدند، سازندگان هارد دیسک بازاریابی را برای مصرف‌کنندگان مانند OEM شروع کردند و در اواسط دهه 1990 هارد دیسک‌ها در هر خرده‌فروشی نیز یافت می‌شد.

 

زمانی که درایوهای داخلی به انتخاب ارجح برای رایانه‌های شخصی تبدیل شدند، درایوهای خارجی در مک‌های اپل و سایر تولیدکنندگان استفاده می‌شدند. اولین مکینتاش اپل بین سالهای 1984 و 1986 ساخته شد، با ساختمانی کاملاً محصور که درایوهای داخلی یا خارجی را پوشش نمی داد.

 

در سال 1986، اپل یک پورت SCSI در پشت دستگاه اضافه کرد که امکان اتصالات خارجی را فراهم می کرد. درایوهای SCSI خارجی معمولاً در میکرو رایانه‌های قدیمی‌تر مانند سری Apple 2 که به طور گسترده در خدمات مورد استفاده قرار می‌گرفتند (برنامه‌ای که هنوز هم مورد توجه است) استفاده می‌شد.

 

در اواخر دهه 1990، پورت‌های خروجی پرسرعت مانند USB و Fire Wire باعث محبوبیت بیشتر سیستم‌های دارای هارد دیسک خارجی در رایانه‌های شخصی شد، به‌ویژه در میان کاربران لپ‌تاپ، کاربرانی که از سیستم عامل لینوکس استفاده می‌کنند و کاربرانی که مایل به تبادل اطلاعات زیادی بین دو یا چند منطقه امروزه اکثر تولید کنندگان هارد دیسک هاردهای خود را با پورت های خروجی می سازند.

ظرفیت و سرعت دسترسی هارد دیسک

ظرفیت و سرعت دسترسی هارد دیسک در مینی کامپیوترها

افزایش تصاعدی فضای هارد دیسک و سرعت دسترسی به داده ها به دیسک های سخت، سازندگان تجاری را قادر می سازد تا هارد دیسک های با ظرفیت بالا را برای استفاده بهتر مصرف کننده ایجاد کنند، مانند: ب. اپل آی پد، پخش کننده موسیقی و ضبط کننده ویدئو TiVO. علاوه بر این، تعداد زیاد تراشه های حافظه، بستری را برای تعداد زیادی سیستم ایجاد کرده است که بر اساس وب سایت ها ساختار یافته اند و ظرفیت بسیار بالایی نیاز دارند. مانند سیستم جستجو و ایمیل که توسط شرکت های بزرگی مانند گوگل سفارش داده شده است.

مهمترین راه برای کاهش زمان دسترسی به داده ها افزایش سرعت چرخش است. راه اصلی برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی، افزایش تراکم سطح است. CGate، معاون شرکای فناوری، رشد تراکم دیسک در آینده را 40٪ در سال پیش بینی می کند. .

از سال 2006، درایوهای دیسک از فناوری ذخیره سازی عمودی برای افزایش ذخیره سازی و توان عملیاتی داده ها استفاده می کنند.

اولین هارد دیسک 3.5 اینچی که می توانست 1 ترابایت داده را ذخیره کند از نوع مدل Hitachi Desk Star 7K1000 بود. این صفحه شامل 5 صفحه با تقریباً 400 گیگابایت حافظه با 935.5 گیگابایت بود. فضای ذخیره سازی قابل استفاده ایجاد کنید. هیتاچی از آن زمان به سامسونگ و CGate در تولید هارد دیسک های 1 ترابایتی پیوست. .

نام پیش‌فرض عرض حداکثر ظرفیت تا کنون (2007) صفحات (حداکثر مقدار)

5.25 "FH 146 mm 47 GB [8] 14

5.25 "HH 146 mm 19.3 GB [9] 4 [10]

3.5 اینچ 102 میلی متر 1.2 ترابایت 5

2.5 اینچ 69.9 میلی متر 250 گیگابایت [11] 3

1.8 اینچ (PCMCIA) 54 میلی متر 100 گیگابایت [12]

1.8 اینچ (ATA-7 LIF) 53.8 میلی متر

اندازه گیری ظرفیت

ظرفیت هارد دیسک را می توان با ضرب تعداد سیلندرها، تعداد پیک ها، تعداد شیارها، تعداد شیارها بر حسب بایت محاسبه کرد. در درایو ATA بزرگتر از 8 گیگابایت، مقادیر 16383 سیلندر، 16 نقطه، 63 شیار برای سازگاری با سیستم عامل های قدیمی تر است.

لازم به ذکر است که مقادیر سیلندرها، نوک ها، شیارهای یک درایو پیشرفته با مقادیر واقعی در حین کار منطبق نیست و هنگام ذخیره بیت ها، تعداد بخش های مختلف با مساحت آنها مشخص می شود.

سازندگان هارد دیسک ظرفیت هارد دیسک ها را با استفاده از پیشوندهای سیستم SI Mega، Giga، Tera که به اختصار M، G، T نامیده می شوند، تعیین می کنند. بایت نیز به صورت B بیان می شود.

سیستم‌های عامل به طور متناوب ظرفیت را با کلمات اختصاری یکسان گزارش می‌کنند، البته در ترجمه باینری. به عنوان مثال، پیشوند الگو: مگا نیز به صورت 2 (1048576) بیان می شود که تقریباً 100،000،000 است. برنامه های مشابه برای اندازه های بزرگتر با پیشوندهای مختلف استفاده می شود.

این نتایج به تفاوت های محاسباتی بین سازندگان دیسک از نظر ظرفیت و مشخصات سیستم تبدیل می شود. این تفاوت در محدوده چند گیگابایتی واضح تر می شود. مثال: مایکروسافت ویندوز ظرفیت هارد دیسک را هم به صورت اعشاری با افزایش آن به 12 و هم به صورت باینری با افزایش آن به 3 تعریف می کند.

بنابراین، دیسکی با نام "30 گیگابایت" توسط سازنده آن توسط ویندوز 2000 به صورت 30065098 بایت و 28.0 گیگابایت قابل بیان است. با این حال، به دلیل کاربرد بیشتر، ویندوز امکان گزارش یک گیگابایت را به عنوان 1,073,744,824 بایت (2 بایت) فراهم کرده است در حالی که سیستم عامل 28.0 گیگابایت گزارش می دهد.

تکنولوژی ساخت هارد دیسک

تکنولوژی ساخت هارد دیسک در مینی کامپیوتر

یک هارد دیسک اطلاعات را روی یک یا چند فلاپی دیسک تخت به نام صفحه نمایش ذخیره می کند. صفحات روی یک محور قرار می گیرند، با فاصله یا فاصله بین هر صفحه و محور موتور در زیر. برای خواندن و نوشتن روی سطح صفحات، درایو از یک قطعه الکترومغناطیسی کوچک استفاده می کند که یک سر آن در انتهای بازوی محرک و هر انتهای آن روی سطح صفحه نمایش قرار دارد.

صفحات با سرعت بسیار بالایی می چرخند تا نوک بازوی محرک به سرعت حرکت کند. در جلوی نوک دیگر بازوی محرک مرکز چرخش بازو قرار دارد و در انتهای آن صدایی وجود دارد که سر بازو را حرکت می دهد.

بالا و زیر هر پیچ صدا (پیچ تنظیم) یک آهنربای زمینی وجود دارد که باعث می شود سر بازو به صورت شعاعی به سمت مرکز یا کنار دیسک حرکت کند.

کنترل کننده دیسک از مبدل آنالوگ به دیجیتال برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می کند که از طریق تنظیم در بازوی محرک انجام می شود.

این مقاله استفاده از کامپیوتر در مدارس (رایگان) را نیز ببینید

پیچ تنظیم مانند یک آهنربا عمل می کند و میدان مغناطیسی ایجاد می کند که با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مغناطیس کننده ها در بالا و پایین پیچ تنظیم شده تعامل می کند و باعث می شود که پیچ تنظیم بازو را حرکت دهد و در نتیجه نوک دیگر را به پیچ متصل می کند. بازوی درایو

بنابراین، زمانی که پیچ تنظیم از یک سر به جلو رانده می شود، قطعه از بالا به سمت مرکز دیسک حرکت می کند و با فشار دادن از سر دیگر، قطعه از بالا به سمت لبه های دیسک حرکت می کند. مبدل دیجیتال به آنالوگ به کنترل کننده های دیسک اجازه می دهد تا در یک مرحله بسیار کوچک مستقیماً به سمت هد حرکت کنند.

صفحات از مواد غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم و شیشه ساخته شده اند و با یک لایه مغناطیسی بسیار نازک پوشیده شده اند. دیسک های قدیمی از اکسید آهن به عنوان آهنربا استفاده می کردند، در حالی که دیسک های مدرن از آلیاژهای کبالت استفاده می کنند.

قسمت داخلی هارد دیسک با صفحات و محور موتور موتور با یک توپ متحرک سمت چپ قسمت مرکزی بازوی محرک (نوک خواندن و نوشتن) است. نوک قرمز و سفید آن در انتهای بازو قرار دارد.

سر کشویی آن دقیقاً در پشت نوک، یعنی در سطح پایین بازو قرار دارد. سیم های نارنجی رنگ کنار بازو، قسمت بالای بازو را به کنترلر متصل می کند. نقطه مرکزی (محور) شامل یک پیچ مدور است که در جلوی صفحه فلزی قرار می گیرد.

در گوشه سمت چپ بالا صفحه فلزی نیم دایره ای است که در واقع آهنربای دائمی برای حرکت بازو است و در پایین پیچ تنظیم قرار دارد که حاوی آهنربای ثانویه در پایین است. فیلتر هوا در محفظه پلاستیکی در سمت چپ کف قرار دارد.

سطح مغناطیسی هر دیسک به تعداد زیادی میدان مغناطیسی به اندازه میکرومتر تقسیم می شود که از هر یک برای رمزگذاری یک موجودیت باینری که حاوی اطلاعات است استفاده می شود. در هارد دیسک های امروزی، هر یک از این میدان های مغناطیسی ترکیبی از چند صد ذره مغناطیسی است.

هر قسمت مغناطیسی به شکل یک دوقطبی مغناطیسی است که یک میدان مغناطیسی متمرکز در اطراف خود ایجاد می کند که با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی در اطراف، نوک نوشتاری سطح مغناطیسی را مغناطیسی می کند. هارد دیسک های امروزی از یک سلف برای خواندن اطلاعات با ایجاد میدان مغناطیسی توسط آهنربای الکتریکی استفاده می کنند.

نسخه های جدیدتر شامل نوک القایی، نوار مغناطیسی (MIG) و نوک لایه نازک هستند. نوک‌هایی که امروزه تولید می‌شوند، عناصر نوشتاری و خواندنی جداگانه‌ای هستند، اما هر یک از آنها در کنار یکدیگر قرار دارند و تنها بخش کوچکی از بازوی محرک را تشکیل می‌دهند. عنصر قابل خواندن معمولاً از نوع مقاومت مغناطیسی است در حالی که عنصر قابل خواندن از نوع فیلم القایی است.

ساختار هارد دیسک ها محکم بسته شده است تا از نفوذ بادام زمینی و سایر منابع آلودگی جلوگیری شود. در واقع این ذرات در عملکرد صحیح هارد دیسک ها اختلال ایجاد می کنند.دیسک های هوا بنددار نیستند (از ورود هوا جلوگیری می کنند) اما از فیلتر هوا برای جلوگیری از ورود هوا به داخل هارد دیسک ها استفاده می کنند.

چرخش صفحات یک جریان هوای گردابی ایجاد می کند که ذرات و گرد و غبار را به سمت فیلتر حرکت می دهد. چرخش پلاترها همچنین به نوک هارد دیسک ها اجازه می دهد تا با همان جریان تولید شده در سطح صفحه ها شناور بمانند.

استفاده از هارد دیسک ها و یونیت های آب بندی، استحکام و دوام آنها را در مقایسه با فلاپی دیسک ها افزایش می دهد، به طوری که هارد دیسک ها می توانند اطلاعات بیشتری نسبت به فلاپی دیسک ها ذخیره کنند.

دسترسی به اطلاعات نیز بسیار سریعتر است. در سال 2007 ذخیره شده است

ذخیره سازی داده ها در مینی کامپیوترها

ذخیره سازی داده ها در مینی کامپیوترها 

اطلاعات بر روی سطح هر هارد دیسک در مجموعه هایی به نام سکتورها و شیارها ذخیره می شود. شیارها دایره های گریز از مرکز (مناطق زرد) هستند که بر روی هر یک از آنها تعداد محدودی بخش (مناطق آبی) با ظرفیت بین 256512 بایت ایجاد می شود.

بخش های فوق در ادامه و همزمان با شروع فعالیت سیستم عامل در واحدهای دیگری به نام خوشه سازماندهی می شوند. هنگامی که یک درایو تحت عملیاتی به نام قالب‌بندی سطح پایین قرار می‌گیرد، شیارها و بخش‌ها ایجاد می‌شوند.

 

سپس هنگام فرمت شدن درایو، با توجه به نوع سیستم عامل و دستورالعمل های استراتژیک مربوطه، ساختارهایی مانند: جدول تخصیص فایل، جدول آدرس دهی فایل و ... ایجاد می شود تا بستر مناسبی برای تهیه فایل های اطلاعاتی فراهم شود.

 

هارد دیسک جزء یک کامپیوتر است.

هارد دیسک دستگاهی با یک یا چند صفحه انعطاف پذیر است که سطح آن با موادی پوشیده شده است که می توان داده ها را به صورت مغناطیسی روی آنها ثبت کرد. علاوه بر صفحات ذکر شده، این دستگاه حاوی هدهای خواندن/نوشتن، مکانیزمی برای تعیین محل هد و موتوری است که در محفظه ای قرار می گیرد تا از آلودگی های خارجی محافظت کند. این محیط محافظت شده به هدها اجازه می دهد تا 10 تا 25 میلیونم اینچ از سطح صفحه نمایش فاصله داشته باشند که معمولاً با سرعت 3600 تا 2700 دور در دقیقه کار می کند، بنابراین میزان داده هایی که می توان ذخیره و بازیابی کرد بسیار سریعتر از فلاپی دیسک است.

 

هارد دیسک های جدید که به عنوان دیسک های پرسرعت نیز شناخته می شوند، دارای سرعت هارد دیسک تا 10000 دور در دقیقه هستند. ظرفیت هارد دیسک بسیار بزرگتر از فلاپی دیسک است و ظرفیت آن هر روز بیشتر می شود، به عنوان مثال میانگین ظرفیت هارد دیسک های امروزی حدود 700 گیگابایت است. هارد دیسک ها می توانند چندین هارد دیسک را ذخیره کنند، بنابراین فلاپی دیسک می تواند به بیش از یک هارد دیسک دسترسی پیدا کند.

دو روش اصلی برای اندازه گیری عملکرد هارد دیسک وجود دارد:

دو روش اصلی برای اندازه گیری عملکرد هارد دیسک در مینی کامپیوتر وجود دارد:

هارد

نرخ داده. تعداد بایت های ارسال شده به پردازنده در هر ثانیه. حجم فوق بین 5 تا 40 مگابایت بر ثانیه است.

به دنبال زمان. زمان بین درخواست پردازشگر برای ارسال اولین بایت فایل مورد نظر به پردازنده.

کالبد شکافی هارد

بهترین راه برای فهمیدن نحوه کار یک هارد دیسک، کالبد شکافی آن است. تصویر زیر یک هارد دیسک را نشان می دهد.

 

یک پوسته (قاب) آلومینیومی که کنترل کننده هارد دیسک در آن قرار دارد (سمت دیگر). کنترلر فوق مکانیسم های خواندن، نوشتن و موتور را کنترل می کند که باعث چرخش کناره های هارد دیسک می شود.

در نزدیکی برد کنترل کانکتورهای موتور قرار دارند که هارد دیسک را می چرخانند.

 

اگر پوشش مربوطه را از درایو جدا کنیم، وضعیتی شبیه شکل زیر ایجاد می شود.

 

در تصویر بالا می توانید تصویر زیر را مشاهده کنید:

 

صفحات این صفحات می توانند با سرعت 3600 تا 7200 دور در دقیقه بچرخند.

بازویی که سر خواندن و نوشتن را نگه می دارد. این بازو می تواند در امتداد هر یک از صفحات با سرعت 50 بار در ثانیه حرکت کند (حرکت شعاعی)

برای افزایش ظرفیت هارد دیسک می توان از صفحات متعدد استفاده کرد. شکل زیر یک هارد دیسک با سه طرف و شش هد خواندن/نوشتن را نشان می دهد.

 

مکانیزمی که بازوها را روی هارد دیسک حرکت می دهد، سرعت و دقت را با استفاده از یک موتور خطی با سرعت بالا تضمین می کند.

هارد دیسک در مینی کامپیوتر

هارد دیسک در مینی کامپیوتر

 

در هر رایانه حداقل یک هارد دیسک وجود دارد. برخی از سیستم ها ممکن است بیش از یک هارد دیسک داشته باشند. هارد دیسک یک محیط ذخیره سازی دائمی برای اطلاعات فراهم می کند. داده های دیجیتال روی کامپیوتر باید به گونه ای تبدیل شوند که بتوان آن ها را به طور دائم روی هارد دیسک مغناطیسی ذخیره کرد.

اصول هارد دیسک

هارد دیسک در سال 1950 اختراع شد. هارد دیسک های اولیه حاوی دیسک های بزرگی به قطر 20 اینچ (8.50 سانتی متر) بودند و دیگر نمی توانستند چندین مگابایت را ذخیره کنند. این نوع هارد دیسک ها در ابتدا با عنوان "هارد دیسک" شناخته می شدند. برای تشخیص آن از فلاپی دیسک از کلمه هارد دیسک استفاده شد.

 

هارد دیسک ها دارای یک بشقاب برای نگهداری محیط مغناطیسی هستند. هارد دیسک مانند کاست کار می کند و از همان روش برای ضبط مغناطیسی استفاده می کند.

 

هارد دیسک‌ها و کارتریج‌ها از همان ابزار ذخیره‌سازی مغناطیسی استفاده می‌کنند، در چنین مواردی اطلاعات به راحتی حذف یا بازنویسی می‌شوند. اطلاعات ذخیره شده در هر یک از رسانه های فوق برای سال های زیادی حفظ خواهد شد. علیرغم شباهت ها، رسانه های فوق نیز از چند جهت با هم متفاوت هستند:

 

لایه مغناطیسی بر روی یک نوار کاست روی یک سطح پلاستیکی نازک توزیع می شود. با هارد دیسک، لایه مغناطیسی روی یک شیشه یا یک آلومینیوم شبح مانند قرار می گیرد. سپس سطح آن به خوبی جلا داده می شود.

در کاست مورد استفاده، هر یک از اقلام ذخیره شده باید به ترتیب (سرعت معمولی یا سرعت بالا) در محل مورد نظر قرار گیرند تا بتوان مقاله مورد نظر را حذف (شنود). در مورد هارد دیسک ها، می توانید به سرعت به هر نقطه ای که می خواهید دسترسی داشته باشید و اطلاعات مورد نظر خود را بازیابی کنید (بخوانید یا بنویسید).

برای نوار کاست، سر خواندن/نوشتن باید در تماس مستقیم با سطح نوار باشد. روی هارد دیسک، سر خواندن و نوشتن روی دیسک پرواز می کند! (هرگز به آن دست نزنید)

نوار کاست در ضبط صوت 2 اینچ (8.5 سانتی متر) در ثانیه حرکت می کند. هارد دیسک می تواند هد هارد دیسک را 3000 اینچ در ثانیه بچرخاند.

یک هارد دیسک پیشرفته قادر است حجم بسیار زیادی از اطلاعات را در فضای کوچک ذخیره کند و با سرعت بسیار بالایی اطلاعات را بازیابی کند. اطلاعات ذخیره شده روی هارد دیسک در قالب فایل ذخیره می شود. فایل نام دیگری برای مجموعه ای از بایت ها است که به نوعی اطلاعات مرتبط را ذخیره می کنند. هنگامی که یک برنامه اجرا می شود و فایلی را درخواست می کند، هارد دیسک اطلاعات را بازیابی کرده و برای استفاده به پردازنده ارسال می کند.