شما در این مسیر هستید: خانه / سخت افزار / HDD / هارد دیسک چیست و چگونه کار می‌کند؟

هارد دیسک چیست و چگونه کار می‌کند؟

هارد دیسک چیست و چگونه کار می‌کند؟

دیسک سخت (Hard Drive Disk) یکی از حافظه‌های ذخیره سازی جانبی داده‌ها است و اغلب حافظه دائمی کامپیوتر نیز خوانده می‌شود. در ادامه این مقاله با ما باشید تا با این دیسک سخت و نحوه کارکردن آن به صورت خلاصه آشنا شوید.

کلمه HDD به چه معناست؟

کلمه HDD مخفف عبارت Hard Disk Drive به معنای "دیسک درایو سخت" است. دیسک درایو سخت با نام‌های زیر نیز شناخته می‌شود:

  • Hard Drive (درایو سخت)
  • Hard Disk (HD) (دیسک سخت)
  • Disk Drive (درایو دیسک)
  • Disk File (دیسک فایل‌ها)
  • Direct Access Storage Device (DASD) (فضای ذخیره سازی با دسترسی مستقیم)
  • Fixed Disk (دیسک ثابت)
  • Hard (هارد)

 

دیسک سخت یا هارد دیسک چیست؟

می‌توان گفت دیسک سخت یا (Hard Disk Drive) بزرگترین حافظه جانبی موجود در کامپیوتر است. تقریبا همه داده‌ها از جمله سیستم عامل (Operating System)، فایل‌ها، برنامه‌ها و ... روی حافظه جانبیِ دیسک سخت قرار می‌گیرند. هارد دیسک‌ها معمولا به اندازه یک کتابچه با اندازه‌ای بین ۳.۵ تا ۶ اینچ هستند.

هارد دیسک چه وظیفه‌ای دارد؟

دیسک سخت یک وظیفه دارد و آن حفظ دائمی داده‌ها است. هر داده دیجیتالی و اطلاعاتی که برای ذخیره سازی به هارد دیسک ارسال می‌شود، تا زمانی که حذف نشود بر روی سکتورها، در مکان‌ خود باقی خواهد ماند. البته ممکن است شرایط محیطی نیز در از بین درفتن این داده‌ها اثر بگذارد.

قسمت‌های مختلف هارد دیسک:

هارد دیسک اجزاء و قطعات مختلفی دارد که همگی آن‌ها در کنار هم داده‌ها را ذخیره کرده یا می‌خوانند.

هارد دیسک

قسمت‌های مختلف یک هارد دیسک

 

۱- قسمت Actuator (کنترل کننده مرکزی):

HDD Actuator

Actuator (کنترل کننده مرکزی)
منبع عکس silver-fox.ca

این قسمت وظیفه دارد تا بازوی مکانیکی را کنترل کند.این قسمت به نوعی مغز هارد دیسک است که وظیفه کنترل کردن قسمت‌های مختلف هارد را بر عهده دارد.

قسمت Actuator بسیار دقیق است. این قسمت وظیفه دارد تا با سایر قطعات کامپیوتر در ارتباط باشد.

۲- قسمت Head Arm (بازوی مکانیکی):

HDD Head Arm

Head Arm (بازوی مکانیکی)
منبع عکس: petervis.com

این قسمت وظیفه دارد تا Head را به نقطه مورد نظر برساند. قسمت بازوی مکانیکی  می‌تواند سر Head را از مرکزی ترین نقطه Platter (قسمت ۴) تا کناری ترین نقطه آن ببرد.

برای هر Platter (دیسک) دو Head Arm همراه با سر Head  وجود دارد.

۳- 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

این قسمت توسط Head Arm (قسمت ۲) جابجا می‌شود. کار این قسمت خواندن و نوشتن داده‌ها به صورت ۰ و ۱ (دیجیتالی) بر روی قسمت‌های بسیار ریز موجود در Platter است.

زمانی که Head وظیفه ذخیره داده‌ها را دارد، مقادیر مغناطیسی صفر و یک را در این قسمت‌های بسیار ریز قرار می‌دهد و زمانی که قصد خواندن داده‌ها را دارد، برعکس حالت نوشتن، مقادیری را در هر یک از قسمت‌هایی که توسط  Actuator مشخص می‌شود، می‌خواند.

قسمت Head فقط چند نانومتر (۱ سانتی متر = ۱۰۰۰۰۰۰۰ نانومتر) با Platter خود فاصله دارد.

۴- قسمت Platter (دیسک):

HDD Platter

Platter (دیسک)
منبع عکس: megatechnews.com

وظیفه این صفحات، حفظ داده‌ها (به صورت مغناطیسی صفر و یک) در قسمت‌های بسیار ریز است. این قسمت‌های بسیار ریز سکتور (Sector) نامیده می‌شوند و می‌توانند یک بیت را در خود نگه دارند. در هر اینچ (هر اینچ = ۲.۵۴ سانتی متر) از این صفحات حدود ۳۰۰۰۰ قسمت ریز برای ذخیره وجود دارد. اندازه هر یک از این قسمت ها در حدود ۸۴۶ نانومتر است.

معمولاً در هر هارد دیسک تعداد بیشتر از یک صفحه Platter قرار میگیرد. این صفحات از جنس شیشه یا سرامیک بوده و خودشان مغناطیسی نیستند.

۵- قسمت Spindle (موتور چرخان دیسک‌ها):

HDD Spindle

Spindle (موتور چرخان دیسک ها)
منبع عکس: pcguide.com

وظیفه این قسمت فقط چرخاندن Platter هاست. به این ترتیب قسمت Head می‌تواند داده‌ها را بر روی نقاط مختلف صفحات مغناطیسی بخواند یا بنویسد. قسمت Spindle می‌تواند از ۴۲۰۰ (در هاردهای کم مصرف قابل حمل) تا ۱۵۰۰۰ (در هاردهایی مثل Cheetah 15K.4 محصول سی‌گیت) دور در دقیقه (RPM) بچرخد.

هارد دیسک چگونه کار می‌کند؟

دستورها همراه با داده‌های ارسالی یا دریافتی از هارد دیسک، توسط Disk Controller (کنترل کننده دیسک) تفسیر می‌شوند. تفسیر کردن به این معناست که هارد دیسک می‌فهمد که طبق دستور داده شده، مکان داده مورد نظر در کجا قرار داشته و طبق آن عمل خواندن یا نوشتن شروع می‌شود. زمانی که سیستم عامل یا یکی از قطعات سخت افزاری نیاز به ذخیره کردن داده یا دریافت آن داده‌ها را دارند، دیسک کنترلر وارد عمل می‌شود و دستور مورد نظر را برای Actuator ارسال می‌کند.

حال قسمت Actuator وظیفه دارد تا Head Arm (بازوی مکانیکی Head) را به قسمت‌های مختلف Platter هدایت کند. چون امکان دارد داده‌های یک فایل در مکان‌های مختلفی بر روی Platter ها ذخیره شود، بنابراین Head Arm ممکن است بین قسمت‌های مختلف پلاتر جابجا شود. حال قسمت Head وظیفه دارد تا با توجه به دستور داده شده (خواندن یا نوشتن داده) کار خود را بر روی سکتور فیزیکی مورد نظر انجام دهد.

درصورتی که دیسک کنترلر دستور خواندن نوشته را داده باشد، در این صورت Head وظیفه دارد تا داده‌های مغناطیسی صفر و یک را بر روی قسمت‌های مختلف Platter بخواند و آن را به Actuator بفرستد. سپس Actuator داده‌های خوانده شده را به دیسک کنترلر باز می‌گرداند تا مورد پردازش قرار گیرد.

اما در صورتی که دیسک کنترلر داده‌ای را برای ذخیره کردن به هارد دیسک بفرستد، در این صورت Actuator وظیفه دارد داده‌ها را تک به تک به Head ارسال کند تا قسمت Head این داده‌ها را به صورت صفر و یک در فضا های ذخیره سازی Platter ذخیره کند.

قسمت داخلی هارد دیسک‌ها معمولاً مهر و موم شده هستند تا از ورود گرد و غبار به داخل، و اختلال در کار قطعات جلوگیری شود. همچنین در داخل هارد دیسک‌ها یک فیلترینگ هوا برای فیلتر و خارج کردن گرد و غبار، جاسازی می‌شود.

لیست برخی از تولید کنندگان هارد دیسک:

۵۳ نظر

  1. مقاله مختصر و مفید و با عکس های با کیفیتی بود. ممنون

  2. واقعا ممنون مقاله هاتون خیلی مفید هستند.

    • مقاله خیلی کوتاه و مختصر بود . به کارم نیومد . می خواستم بدونم head اطلاعات رو فقط به صورتی چرخشی میخونه یا نه ؟ می خواستم بدونم انواع فرمت های هارد ایا تاثیری بر بر روی نحوه ی خواندن اطلاعات داره یا نه ؟ اصلا فرمت های مختلف تاثیری روی سخت افزار میزاره یا اینکه فقط نرم افزاریه ؟

      • امیررضا نصیری

        موتور هارد، پلاترهارو میچرخونه و هد هم اطلاعات رو میخونه یا مینویسه. این نحوه کار هارد دیسکه و به فرمت و غیره ربطی نداره. نحوه خواندن فقط به صورت چرخشی هستش. موتور پلاتر رو میچرخونه، بازوی مکانیکی هم هد رو به شیار مورد نظر میرسونه و هر موقع که هم قطعه و هم شیار درست پایین (یا بالا) هد قرار گرفت، اطلاعات نوشته یا خونده میشه.

  3. خیلی آقایی همین

  4. دست شما در درد نکند خیلی مفید وعالی بود.

  5. واقعا عالی ومفید بود

  6. خیلی خوب بود دستتون درد نکنه

  7. منم مثل شما عاشق it ولی چه فایده رشته تحصیلی چیز دیگه دارم یواش یواش چیزایی ازتون یاد میگیرم ممنونم.

  8. فوق‌العاده عالیه!
    برا من که کامپیوترم صفره.. خیلی مفید بود!
    به کارتون ادامه بدین!

  9. سلام
    من عاشق این چیزام یعنی همون it
    از مطالب خوبت ممنون

  10. دانشجو ای تی ترم یک سامان

    اقا امیررضا منم ای تی میخونم ولی خوب ترم یکم فعلا….مرسی خیلی سایتت به دردم خورد من از قسمتی که قطعات کامپیوتر رو توضیح دادی خیلی استفاده میکنم…
    مرسی دمت گـــــــــــــــــــــــــــرم

    • امیررضا نصیری

      سلام، خوشحال شدم که مطالب وبسایت به دردتون می‌خوره. راستی من IT نمیخونم، ایشالا از سال بعد میریم دانشگاه :)

  11. دستت درد نکنه خیلی به دردم خورد

  12. ممنون از مطالب خوبت. ولی آخر سر نفهمیدم این هد چیه. دقیقا چیه؟؟؟؟

    • امیررضا نصیری

      سلام، خب هد جاییه که مینویسه یا میخونه. یعنی مثل نوک خودکار وقتی که میخاین چیزی بنویسین یا مثل چشم که فقط چیزی رو میخونه درحالی که پردازش توی خود چشم انجام نمیشه. پس هد هم مثل اینا فقط برای نوشتن و خواندن استفاده میشه.

  13. یه سوال.شما در قسمت هارد دیسک درایو گفته بودید که اطلاعات برای پردازش به دیسک کنترولر میروند ولی اینجا گفتید که برای پردازش به سی پی یو میروند،چرا؟

    • امیررضا نصیری

      سلام دوباره، داده هایی که برای ذخیره کردن یا خواندن از هارد درخواست میشن توسط دیسک کنترلر پردازش میشن. یعنی فرض کنید که این دیسک کنترلر مثل یه دفتر دار هستش. شما سند رو میدین بهش و اون هم میزاره توی جایی که باید باشه یا برعکس از جایی که باید سند رو پیدا کنه میره میاره میده بهتون. نه این که خود اسناد رو نگاه کنه یا هر چیز دیگه ای فقط کاری که میکنه اینه که داده هارو روی آدرس های مختلف میگه که ذخیره کنه یا از همون آدرس اونارو بخونه.
      راستی من این کامنت رو از پست مربوط به RAM به اینجا آوردم. لطفا توی پست مربوطه بزارین که نظمشون بهم نریزن، موفق باشین.

  14. سلام خسته نباشید اگر برد هارددیسک مدل seagate را روی روی هارد مدل WD نصب کنم میشه اطلاعاتش بخونم

    • امیررضا نصیری

      سلام. فکر نکنم جواب بده چون بردهاشون باهم فرق دارد در ضمن ممکنه قطعات داخلش که روی برد نیستن هم فرق کنن که این مهمترین مشکله. درصورتی که دانش الکترونیکیتون در سطح بالایی باشه شاید بتونید با تغییر برد کارتونو حل کنید. ولی فکر کنم برد همون مدل با یکی دیگه از مدل خودش به هم بخورن. موفق باشین.

  15. سلام خیلی خوب توضیح داده بودین واقعا عالی و قابل فهم بود موفق باشید

  16. سلام واقعاً عالی بود سپاسگزارم

  17. Slm dash reza kheili khob bod

  18. سلام ، از مطالبتون استفاده کردم ممنون ،
    یه سؤال : هارد قبلی من ۱۵۰ گیگه ، می خوام یکی دیگه براش بذارم ، میشه دو تا هارد با هم روی دستگاه باشند و کار کنند ؟

  19. سلام واقعا عالی بود

  20. عالی بود کاکو ممنون

  21. دست تون درد نکنه . زور سپاس

  22. سلام من واسه درس سخت افزارم باید یه پروژه تحویل بدم راجع به هارددیسک. مطالبی که گذاشته بودین خیلی به دردم خورد.خیلی ممنون.فقط میشه لطفا برای لیست قیمتای هاردیسک ها و این که کدوم مدل کاراییش بیشتره و اینکه جدیدترین مدلای هارد دیسک کدوما هستن هم مطالبی ارایه بدین؟

    • امیررضا نصیری

      سلام، متاسفانه به دو دلیل این که زیاد به قیمت های بازار آشنایی ندارم، یعنی هنوز اون قدر تجربه تو این کار ندارم، نمیتونم درباره قیمت ها راهنماییتون کنم. میتونید به سایت هایی مثل دیجی کالا و … مراجعه کنید تا قیمت ها دستتون بیاد. از طرفی به دلیل این که امسال قراره کنکور بدم، زیاد وقت نمیکنم سایت رو بروز کنم. میبینین که همش پست هایی رو این روزا میزارم که مدت نوشتنشون خیلی کوتاهه. معمولا در رابطه با سوالتون، راهنما های خرید خیلی میتونن کمک کنن. درسته که شاید اصلا قصد خرید نداشته باشید ولی چون کاربرد ها و .. رو تفکیک میکنن، خیلی به درد میخورن مثل {این لینک}. از جدید ترین مدل های هارد دیسک میشه هارد دیسک های وایرلسی رو نام برد، اگه تحقیق دست خودتونه، به نظر من بهتره روی هارد دیسک های وایرلسی تمرکز کنید چون هم چیزای تازه ای هستن و هم مدل هاشون طبق استاندارد های وایرلس (وای فای) با هم فرق دارن. شرمنده واسه جواب دادن کوتاهم. موفق باشید.

  23. سلام
    تشکر از مطالب

  24. سلام
    ایا نسبت پارتیشن بندی ها یعنی مقدار ظرفیت برای هر درایو میتونه روی سرعت یا بهتر کار کردن hdd تاثیر بزاره؟
    اگه تاثیر میزاره ; روی ssd هم تاثیر میزاره؟

    • امیررضا نصیری

      سلام. خیر طبق منابع، این باور غلطه و اندازش تاثیری بر سرعت یا کارایی نداره پس فرقی نمیکنه که هارد دیسک باشه یا دیسک حالت جامد. موفق باشید.

  25. با سلام
    اگر اطلاعاتی راجع به پاسخ سوال من دارید، لطفا مرا راهنمایی کنید.
    سپاسگزارم
    ۱- زمانیکه نتایج را روی دیسک ذخیره میکنیم. لزوما آیا همیشه روی موجودیتی به نام فایل ذخیره می شود ؟

    • امیررضا نصیری

      سلام، خیر. ما میتونیم تک تک سکتور های هارد رو ست کنیم بدون این که تو فایل سیستم موجود در پارتیشنش (در فایل تیبل) اطلاعاتی ذکر کنیم.

  26. با سلام و تشکر بابت پاسخ شما به سوال قبلی

    لطف کنید اگر اطلاعاتی در زمینه این سوالات نیز دارید، دریغ نفرمائید.
    ۲- ثابت کنید که در برنامه ،توابع سیستمی را فراخوانی می کنیم یا نه ؟
    ۳-آیا تفاوت فایل های اجرایی در لینوکس و ویندوز در فرمت آنهاست ؟
    خواهمشندم اگر برای پاسخ های خود به منبعی مراجعه می نمایید، آدرس منبع را در اختیار من بگذارید.
    _____
    راهی برای اثبات پاسخ شما به سوال اول وجود دارد ؟

    • امیررضا نصیری

      سلام، خواهش میکنم.
      خب این یه چیزیه که همیشه اینجوریه! یعنی من مثلا نمیدونم چه منابعی رو براتون ذکر کنم که ۲+۲ رو بگه ۴. درحالی که میدونیم همیشه ۴ ـه!
      ۱- شما یه هارد رو بردارین بعد به صورت دستی یا با استفاده از ابزارهای بسیار موجود، سکتورها رو تغییر بدین در حالی که لزما یک برنامه نیست و فقط یه سری داده ذخیره شده هست.
      ۲- اصلا اساس کار برنامه های سطح بالای هر سیستم عامل فراخوانی توابع خود سیستمه. یعنی به عبارت دیگه، مجموعه این فراخوانی ها که به وسیله کد نویسی انجام میشه یه برنامه نام داره. برنامه های سطح پایین فرق میکنن و به صورت مستقیم به زبان ماشین نوشته میشن که اجرا کردنشون حتی به سیستم عاملی هم نیازی نداره مثل اسمبلی.
      ۳- جواب سوال سومتون هم تو دومی هست. سیستم عامل ها توابع مختلفی دارن که برای هر کدوم با اون یکی فرق میکنه. پس ضمن این که برای هر سیستم عامل فرمت استانداردی برای فایل های اجرایی اختصاص داده شده، نیاز به یک نوع منابع و توابع سیستمی دارن که در سیستم عامل های مختلف فرق میکنن باهم. یعنی برای رابط ها و توابع لینوکس با ویندوز فرق میکنه. البته میشه از برنامه هایی مثل WINE در لینوکس هم استفاده کرد که برنامه های exe ویندوز رو اجرا کنه. کارش هم اینه که به لینوکس توابع ابتدایی ویندوز رو اضافه میکنه.

  27. سلام خسته نباشی داداش.
    من دوتا هارد رو سیستمم دارم چطوری میتونم یکی رو اصلی بزارم یکی تابع؟

  28. سلام عرض شد … من میخوام یه هارد اکسترنال بخرم میشه راهنماییم کنین چه مارکی بهتر و مطمئن تره ؟؟ ممنون میشم

  29. سلام
    آقا امیر یک سوال داشتم . وقتی ما یک هارد داریم که در اونفایل pdf و یک فیلم و یک موزیک هست چجور اینها رو ما همزمان می بینیم در حالی که بازوی هارد روی یک قسمت می تونه قرار بگیره
    لطفا توضیح دهید

    با تشکر

    • امیررضا نصیری

      سلام. نمیشه همه برنامه ها و فایل ها رو باز کرد حتی اگه بهینه ترین دستورات رو در حد زبان ماشین بنویسیم. پس چجوری این سه تا رو با هم داریم؟ ببینید مثلا ما فایل pdf رو باز میکنیم، در این لحظه سیستم عامل اون فایل رو از هارد میگیره و روی رم ذخیره میکنه. حالا کار هارد با اون فایل تموم شده. فایل بعدی که یه موزیکه رو باز میکنید. درحالی که فایل قبلی بر روی رم در حال پردازشه، هارد اون موزیک رو به رم انتقال میده و اینجوری میتونیم همشو در کنار هم داشته باشیم.

  30. ببخشید فعلا نمیتونین یعنی به خاطر ممنوعیت تبلیغاتشه یا قبل از عید زمان خوبی نیس؟؟

یک نظر بگذارید

گزینه‌های ستاره دار الزامی هستند و ایمیل شما منتشر نخواهد شد. شرایط استفاده و حریم خصوصی وبسایت را بخوانید. همچنین درصورتی که سوالی خارج از موضوع پست را دارید، بهتر است از قسمت تماس با ما اقدام کنید.

*

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

رفتن به بالا