หลักการทำงานของฮาดดิสก์
ฮาร์ดดิสก์ถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1950 ตอนนั้น มีขนาดค่อนข้างใหญ่ มีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 20 นิ้ว มีความจุระดับเพียงเมกะไบต์เท่านั้น ( 1 เมกะไบต์ เท่ากับ 1,000,000 ไบต์)
ตอนแรกใช้ชื่อว่า ฟิกส์ดิสก์ (Fixed disks) หรือ
วินเชสเตอร์ (Winchesters) เป็นชื่อที่บริษัท IBM เรียกผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ของพวกเขา ภายหลังจึงเรียกว่า ฮาร์ดดิสก์ (Hard disk) เพื่อให้มีความแตกต่างจากฟลอปปี้ดิสก์( Floppy disk) ภายในฮารด์ดิสก์ มีส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด คือ จานกลมแข็ง ซึ่งฉาบไว้ด้วยสารแม่เหล็ก
หลักการบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ไม่ได้แตกต่างจากการบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ทเลย เพราะทั้งคู่ต้องใช้สารบันทึกคือสารแม่เหล็กเหมือนกัน สารแม่เหล็กนี้สามารถลบหรือเขียนได้ใหม่อยู่ตลอดเวลา โดยเมื่อบันทึกหรือเขียนไปแล้ว มันสามารถจำรูปแบบเดิมได้เป็นเวลาหลายปี
เราสามารถคิดประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ได้ 2 ทางคือ
- อัตราการไหลของข้อมูล
( Data rate) คือจำนวนไบต์ต่อวินาที ที่หัวอ่านของฮาร์ดดิสก์สามารถจะส่งไปให้กับซีพียูหรือตัวประมวลผล ซึ่งปกติมีอัตราประมาณ 5 ถึง 40 เมกะไบต์ต่อวินาที
- เวลาค้นหา (Seek time) เวลาที่ข้อมูลถูกส่งไปให้กับซีพียู โดยปกติประมาณ 10 ถึง 20 มิลลิวินาที
ภายในฮาร์ดดิสก์ วิธีดีที่สุดในการรู้จักฮาร์ดดิสก์ คือแกะออกมาดูภายในกัน ภาพล่างนี้เป็นฮาร์ดดิสก์ที่เรานำมาใช้กันอยู่
กล่องอลูมิเนียมผนึกไว้เป็นอย่างดี โดยมีแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ติดไว้อยู่ที่ด้านหนึ่งของฮาร์ดดิสก์โดยแผงวงจรควบคุมนี้ จะควบคุมมอเตอร์ให้หมุน และอ่านหรือเขียนข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์
ใต้แผ่นควบคุม หรือแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จะเป็นมอเตอร์ที่ใช้ในการหมุนแผ่นจานภายใน และมีตัวกรองอากาศที่ละเอียด และมีรูอากาศที่เล็กมาก แต่ต้องไม่ให้ตัน เพื่อให้ความดันอากาศภายนอกกับภายในฮาร์ดดิสก์ต้องเท่ากัน
แกะฝาครอบออกมาจะเห็นอุปกรณ์ภายใน ที่แสนจะธรรมดา แต่ว่ามีความเที่ยงตรงสูงมากๆ
ในรูปนี้คุณจะเห็น
- แผ่นจานแม่เหล็กที่สามารถหมุนได้ 3600 หรือ 7200 รอบต่อนาที ช่องว่างภายในมีขนาดเล็กมาก และ บนแผ่นมีความเรียบมาก เหมือนแผ่นกระจก - จะมีหัวอ่านอยู่ที่ปลายแขน ซึ่งสามารถควบคุมด้วยกลไก ที่อยู่มุมบนซ้าย ตำแหน่งของหัวอ่านสามารถเปลี่ยนได้ จากจุดศูนย์กลางของแผ่นจนถึงขอบแผ่น การเคลื่อนที่เป็นไปได้อย่างรวดเร็วและนิ่มนวลมาก ใน 1 วินาที สามารถเคลื่อนที่กลับไปมาได้ ถึง 50 ครั้ง ช่างน่าอัศจรรย์ล้ำลึกจริงๆ
เพื่อจะเพิ่มความจุของฮาร์ดดิสก์ให้มากขึ้น ให้วางแผ่นแม่เหล็กซ้อนกันหลายๆชั้น ในรูปเป็นแผ่นแม่เหล็ก 3 แผ่น มีหัวอ่านเขียน 6 หัว
กลไกที่ใช้การหมุนแขนบนตัวฮาร์ดดิสก์ มีความเร็วและความเที่ยงตรงสูงมาก จึงต้องใช้ลิเนียร์มอเตอร์ ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ
ลำโพงทั่วไป
การเก็บข้อมูล
ข้อมูลที่เก็บลงบนแผ่นเรียกว่า เซกเตอร์ หรือแทรคส์ แทคส์เป็นรูปวงกลม ส่วนเซกเตอร์เป็นรูปเสี้ยวหนึ่งของวงกลม อยู่ภายในแทคส์ดังรูป
แทคส์แสดงด้วยสีเหลือง ส่วนเซคเตอร์แสดงด้วยสีน้ำเงิน ภายในเซคเตอร์จะมีจำนวนไบต์คงที่ ยกตัวอย่างเช่น 256 ถึง 512 ขึ้นอยู่กับว่าระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์จะจัดการแบ่งในลักษณะใด เซคเตอร์หลายๆ เซคเตอร์รวมกันเรียกว่า คลัสเตอร์ (Clusters) ขั้นตอน ฟอร์แมต
ที่เรียกว่า การฟอร์แมตระดับต่ำ (Low -level format ) เป็นการสร้างแทคส์และเซคเตอร์ใหม่ ส่วนการฟอร์แมตระดับสูง (High-level format) ไม่ได้ไปยุ่งกับแทคส์หรือเซคเตอร์ แต่เป็นการเขียน FAT ซึ่งเป็นการเตรียมดิสก์เพื่อที่เก็บข้อมูลเท่านั้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น