هارد دیسک چیست و چگونه کار می‌کند

ديسک سخت (Hard Drive Disk) يکي از حافظه‌هاي ذخيره سازي جانبي داده‌ها است و اغلب حافظه دائمي کامپيوتر نيز خوانده مي‌شود. در ادامه اين مقاله با ما باشيد تا با اين ديسک سخت و نحوه کارکردن آن به صورت خلاصه آشنا شويد.
کلمه HDD به چه معناست؟
کلمه HDD مخفف عبارت Hard Disk Drive به معناي "ديسک درايو سخت" است. ديسک درايو سخت با نام‌هاي زير نيز شناخته مي‌شود:
Hard Drive (درايو سخت)
Hard Disk (HD) (ديسک سخت)
Disk Drive (درايو ديسک)
Disk File (ديسک فايل‌ها)
Direct Access Storage Device (DASD) (فضاي ذخيره سازي با دسترسي مستقيم)
Fixed Disk (ديسک ثابت)
Hard (هارد)

اين مطلب نکاتي را در مورد آموزش تعميرات هارد ارائه مي دهد.
ديسک سخت يا هارد ديسک چيست؟
مي‌توان گفت ديسک سخت يا (Hard Disk Drive) بزرگترين حافظه جانبي موجود در کامپيوتر است. تقريبا همه داده‌ها از جمله سيستم عامل (Operating System)، فايل‌ها، برنامه‌ها و ... روي حافظه جانبيِ ديسک سخت قرار مي‌گيرند. هارد ديسک‌ها معمولا به اندازه يک کتابچه با اندازه‌اي بين ??? تا ? اينچ هستند.
هارد ديسک چه وظيفه‌اي دارد؟
ديسک سخت يک وظيفه دارد و آن حفظ دائمي داده‌ها است. هر داده ديجيتالي و اطلاعاتي که براي ذخيره سازي به هارد ديسک ارسال مي‌شود، تا زماني که حذف نشود بر روي سکتورها، در مکان‌ خود باقي خواهد ماند. البته ممکن است شرايط محيطي نيز در از بين درفتن اين داده‌ها اثر بگذارد.
قسمت‌هاي مختلف هارد ديسک:
هارد ديسک اجزاء و قطعات مختلفي دارد که همگي آن‌ها در کنار هم داده‌ها را ذخيره کرده يا مي‌خوانند.
هارد ديسک
قسمت‌هاي مختلف يک هارد ديسک

?- قسمت Actuator (کنترل کننده مرکزي):

HDD Actuator
Actuator (کنترل کننده مرکزي)
منبع عکس silver-fox.ca
اين قسمت وظيفه دارد تا بازوي مکانيکي را کنترل کند.اين قسمت به نوعي مغز هارد ديسک است که وظيفه کنترل کردن قسمت‌هاي مختلف هارد را بر عهده دارد.
قسمت Actuator بسيار دقيق است. اين قسمت وظيفه دارد تا با ساير قطعات کامپيوتر در ارتباط باشد.
?- قسمت Head Arm (بازوي مکانيکي):

HDD Head Arm
Head Arm (بازوي مکانيکي)
منبع عکس: petervis.com
اين قسمت وظيفه دارد تا Head را به نقطه مورد نظر برساند. قسمت بازوي مکانيکي مي‌تواند سر Head را از مرکزي ترين نقطه Platter (قسمت ?) تا کناري ترين نقطه آن ببرد.
براي هر Platter (ديسک) دو Head Arm همراه با سر Head وجود دارد.
?- قسمت Read/Write Head (سر خواندن و نوشتن به اصطلاح Head):

HDD Head
Read/Write Head (سر خواندن و نوشتن به اصطلاح Head)
منبع عکس: Wikipedia.org
اين قسمت توسط Head Arm (قسمت ?) جابجا مي‌شود. کار اين قسمت خواندن و نوشتن داده‌ها به صورت ? و ? (ديجيتالي) بر روي قسمت‌هاي بسيار ريز موجود در Platter است.
زماني که Head وظيفه ذخيره داده‌ها را دارد، مقادير مغناطيسي صفر و يک را در اين قسمت‌هاي بسيار ريز قرار مي‌دهد و زماني که قصد خواندن داده‌ها را دارد، برعکس حالت نوشتن، مقاديري را در هر يک از قسمت‌هايي که توسط Actuator مشخص مي‌شود، مي‌خواند.
قسمت Head فقط چند نانومتر (? سانتي متر = ???????? نانومتر) با Platter خود فاصله دارد.
?- قسمت Platter (ديسک):

HDD Platter
Platter (ديسک)
منبع عکس: megatechnews.com
وظيفه اين صفحات، حفظ داده‌ها (به صورت مغناطيسي صفر و يک) در قسمت‌هاي بسيار ريز است. اين قسمت‌هاي بسيار ريز سکتور (Sector) ناميده مي‌شوند و مي‌توانند يک بيت را در خود نگه دارند. در هر اينچ (هر اينچ = ???? سانتي متر) از اين صفحات حدود ????? قسمت ريز براي ذخيره وجود دارد. اندازه هر يک از اين قسمت ها در حدود ??? نانومتر است.
معمولاً در هر هارد ديسک تعداد بيشتر از يک صفحه Platter قرار ميگيرد. اين صفحات از جنس شيشه يا سراميک بوده و خودشان مغناطيسي نيستند.
?- قسمت Spindle (موتور چرخان ديسک‌ها):

HDD Spindle
Spindle (موتور چرخان ديسک ها)
منبع عکس: pcguide.com
وظيفه اين قسمت فقط چرخاندن Platter هاست. به اين ترتيب قسمت Head مي‌تواند داده‌ها را بر روي نقاط مختلف صفحات مغناطيسي بخواند يا بنويسد. قسمت Spindle مي‌تواند از ???? (در هاردهاي کم مصرف قابل حمل) تا ????? (در هاردهايي مثل Cheetah 15K.4 محصول سي‌گيت) دور در دقيقه (RPM) بچرخد.
هارد ديسک چگونه کار مي‌کند؟
دستورها همراه با داده‌هاي ارسالي يا دريافتي از هارد ديسک، توسط Disk Controller (کنترل کننده ديسک) تفسير مي‌شوند. تفسير کردن به اين معناست که هارد ديسک مي‌فهمد که طبق دستور داده شده، مکان داده مورد نظر در کجا قرار داشته و طبق آن عمل خواندن يا نوشتن شروع مي‌شود. زماني که سيستم عامل يا يکي از قطعات سخت افزاري نياز به ذخيره کردن داده يا دريافت آن داده‌ها را دارند، ديسک کنترلر وارد عمل مي‌شود و دستور مورد نظر را براي Actuator ارسال مي‌کند.
حال قسمت Actuator وظيفه دارد تا Head Arm (بازوي مکانيکي Head) را به قسمت‌هاي مختلف Platter هدايت کند. چون امکان دارد داده‌هاي يک فايل در مکان‌هاي مختلفي بر روي Platter ها ذخيره شود، بنابراين Head Arm ممکن است بين قسمت‌هاي مختلف پلاتر جابجا شود. حال قسمت Head وظيفه دارد تا با توجه به دستور داده شده (خواندن يا نوشتن داده) کار خود را بر روي سکتور فيزيکي مورد نظر انجام دهد.
درصورتي که ديسک کنترلر دستور خواندن نوشته را داده باشد، در اين صورت Head وظيفه دارد تا داده‌هاي مغناطيسي صفر و يک را بر روي قسمت‌هاي مختلف Platter بخواند و آن را به Actuator بفرستد. سپس Actuator داده‌هاي خوانده شده را به ديسک کنترلر باز مي‌گرداند تا مورد پردازش قرار گيرد.
اما در صورتي که ديسک کنترلر داده‌اي را براي ذخيره کردن به هارد ديسک بفرستد، در اين صورت Actuator وظيفه دارد داده‌ها را تک به تک به Head ارسال کند تا قسمت Head اين داده‌ها را به صورت صفر و يک در فضا هاي ذخيره سازي Platter ذخيره کند.
قسمت داخلي هارد ديسک‌ها معمولاً مهر و موم شده هستند تا از ورود گرد و غبار به داخل، و اختلال در کار قطعات جلوگيري شود. همچنين در داخل هارد ديسک‌ها يک فيلترينگ هوا براي فيلتر و خارج کردن گرد و غبار، جاسازي مي‌شود.