ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk)
ที่มา : http://www.thaigoodview.com/
|
| Hard Disk คือ อุปกรณ์ที่เก็บข้อมูลได้มาก สามารถเก็บได้อย่างถาวรโดยไม่จำเป็นต้องมีไฟฟ้ามาหล่อเลี้ยงตลอดเวลา เมื่อปิดเครื่องข้อมูลก็จะไม่สูญหาย ดังนั้น Hard Disk จึงถูกจัดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บระบบปฏิบัติการ โปรแกรม และข้อมูลต่าง ๆ เนื่องจาก Hard Disk เป็นอุปกรณ์ที่ง่ายต่อการอัพเกรดทำให้เทคโนโลยี Hard Disk ในปัจจุบันได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ฉะนั้นการเลือกซื้อ Hard Disk จึงควรคำนึงซึ่งประสิทธิภาพที่จะได้รับจาก Hard Disk |
| ส่วนประกอบของ Hard Disk |
| 1. แขนของหัวอ่าน ( Actuator Arm ) ทำงานร่วมกับ Stepping Motor ในการหมุนแขนของหัวอ่านไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม สำหรับการอ่านเขียนข้อมูล โดยมีคอนโทรลเลอร์ ทำหน้าที่แปลคำสั่งที่มาจากคอมพิวเตอร์ จากนั้นก็เลื่อนหัวอ่านไปยังตำแหน่งที่ต้องการ เพื่ออ่านหรือเขียนข้อมูล และใช้หัวอ่านในการอ่านข้อมูล ต่อมา Stepping Motor ได้ถูกแทนด้วยVoice Coil ที่สามารถทำงานได้เร็ว และแม่นยำกว่า Stepping Motor 2 . หัวอ่าน ( Head ) เป็นส่วนที่ใช้ในการอ่านเขียนข้อมูล ภายในหัวอ่านมีลักษณะเป็น ขดลวด โดยในการอ่านเขียนข้อมูลคอนโทรลเลอร์ จะนำคำสั่งที่ได้รับมาแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าแล้วป้อนเข้าสู่ขดลวดทำให้เกิดการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็ก ไปเปลี่ยนโครงสร้างของสารแม่เหล็ก ที่ฉาบบนแผ่นดิสก์ จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลขึ้น 3. แผ่นจานแม่เหล็ก ( Platters ) มีลักษณะเป็นจานเหล็กกลมๆ ที่เคลือบสารแม่เหล็กวางซ้อนกันหลายๆชั้น (ขึ้นอยู่กับความจุ) และสารแม่เหล็กที่ว่าจะถูกเหนี่ยวนำให้มีสภาวะเป็น 0 และ1 เพื่อจัดเก็บข้อมูล โดยจานแม่เหล็กนี้จะติดกับมอเตอร์ ที่ทำหน้าที่หมุน แผ่นจานเหล็กนี้ ปกติ Hard Disk แต่ละตัวจะมีแผ่นดิสก์ประมาณ 1-4 แผ่นแต่ละแผ่นก็จะเก็บข้อมูลได้ทั้ง2 ด้าน 4. มอเตอร์หมุนจานแม่เหล็ก ( Spindle Moter ) เป็นมอเตอร์ที่ใช้หมุนของแผ่นแม่เหล็ก ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากต่อความเร็วใน การหมุน ของ Hard Disk เพราะยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วหัวอ่านก็จะเจอข้อมูลที่ต้องการเร็วขึ้น ซึ่งความเร็วที่ว่านี้จะวัดกันเป็นรอบต่อนาที ( Rovolution Per Minute หรือย่อว่า RPM ) ถ้าเป็น Hard Disk รุ่นเก่าจะหมุนด้วยความเร็วเพียง3,600รอบต่อนาที ต่อมาพัฒนาเป็น 7,200รอบต่อนาที และปัจจุบันหมุนได้เร็วถึง 10,000รอบต่อนาที การพัฒนาให้ Hard Disk หมุนเร็วจะได้ประสิทธิภาพสูงขึ้น 5. เคส ( Case ) มีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยม ใช้บรรจุกลไกต่างๆ ภายในแผ่นดิสก์เพื่อป้องกันความเสียหาย ที่เกิดจากการหยิบ จับ และป้องกันฝุ่นละออง |
ชนิดของ Hard Disk แบ่งตามการเชื่อมต่อ (Interface)
|
1. แบบ IDE (Integrate Drive Electronics)
Hard Disk แบบ IDE เป็นอินเทอร์เฟซรุ่นเก่า ที่มีการเชื่อมต่อโดยใช้สายแพขนาด 40 เส้น โดยสายแพ 1 เส้นสามารถที่จะต่อ Hard Disk ได้ 2 ตัว บนเมนบอร์ดนั้นจะมีขั้วต่อ IDE อยู่ 2 ขั้วด้วยกัน ทำให้สามารถพ่วงต่อ Hard Disk ได้สูงสุด 4 ตัว ความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 8.3 เมกะไบต์/ วินาที สำหรับขนาดความจุก็ยังน้อยอีกด้วย เพียงแค่504 MB รูปแสดง Slot IDE บนแผงวงจร Mainboard
2. แบบ E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)
Hard Disk แบบ E-IDE พัฒนามาจากประเภท IDE ด้วยสายแพขนาด 80 เส้น ผ่านคอนเน็คเตอร์ 40 ขาเช่นเดียวกันกับ IDE ซึ่งช่วยเพิ่มศักยภาพ ในการทำงานให้มากขึ้น โดย Hard Disk ที่ทำงานแบบ E-IDE นั้นจะมีขนาดความจุที่สูงกว่า504 MB และความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น โดยสูงถึง 133 เมกะไบต์/ วินาที
วิธีการรับส่งข้อมูลของ Hard Disk แบบ E-IDE แบ่งออกเป็น 2 โหมด คือ PIO และ DMA
โหมด PIO (Programmed Input Output) เป็นการรับส่งข้อมูลโดยผ่านการประมวลผลของซีพียู คือรับข้อมูลจากHard Disk เข้ามายังซีพียู หรือส่งข้อมูลจากซีพียูไปยัง Hard Disk การทำงานในโหมดนี้จะเน้นการทำงานกับซีพียู ดังนั้นจึงไม่เหมาะกับงานที่ต้องการเข้าถึงข้อมูลใน Hard Disk บ่อยครั้งหรือการทำงานหลาย ๆ งานพร้อมกันในเวลาเดียวที่เรียกว่าMultitasking environment โหมด DMA (Direct Memory Access) จะอนุญาตให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ส่งผ่านข้อมูลหรือติดต่อไปยังหน่วยความจำหลัก (RAM) ได้โดยตรงโดยไม่ต้องติดต่อไปที่ซีพียูก่อนเหมือนกระบวนการทำงานปกติ ทำให้ซีพียูจัดการงานได้รวดเร็วขึ้น
3. แบบ SCSI (Small Computer System Interface)
Hard Disk แบบ SCSI เป็น Hard Disk ที่มีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจาก E-IDE โดย Hard Disk แบบ SCSI จะมีการ์ดสำหรับควบคุมการทำงาน โดยเฉพาะ เรียกว่า การ์ด SCSI สำหรับการ์ด SCSI นี้ สามารถที่จะควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่มีการทำงานแบบ SCSI ได้ถึง 7 ชิ้นอุปกรณ์ ผ่านสายแพรแบบ SCSI อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของ แบบ SCSIมีความเร็วสูงสุด 320 เมกะไบต์/วินาที กำลังรอบในการหมุนของจานดิสก์ปัจจุบันแบ่งเป็น 10,000 และ 15,000 รอบต่อนาที ซึ่งมีความเร็วที่มากกว่าประเภท E-IDE ดังนั้น Hard Disk แบบ SCSI จะนำมาใช้กับงานด้านเครือข่าย (Server) เท่านั้น
รูปแสดง อุปกรณ์ Hard Disk ที่เป็น SCSI
4. แบบ Serial ATA
เป็นอินเทอร์เฟซที่กำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน เมื่อการเชื่อมต่อในลักษณะParallel ATA หรือ E-IDE เจอทางตันในเรื่องของความเร็วที่มีความเร็วเพียง 133 เมกะไบต์/วินาทีส่วนเทคโนโลยีเชื่อมต่อรูปแบบแบบใหม่ที่เรียกว่า Serial ATA ให้อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลขั้นแรกสูงสุดถึง 150 เมกะไบต์/วินาที โดยเทคโนโลยี Serial ATA นี้ถูกคาดหวังว่าจะสามารถ ขยายช่องสัญญาณ (Bandwidth) ในการส่งผ่านข้อมูลได้เพิ่มขึ้นถึง 2-3 เท่า และยังรองรับข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น ไม่เฉพาะ Hard Disk เพียงเท่านั้นที่จะมีการเชื่อมต่อในรูปแบบนี้ แต่ยังรวมไปถึง อุปกรณ์ตัวอื่น ๆ อย่าง CD-RW หรือDVD อีกด้วย รูปแสดง สายสัญญาณแบบ Serial ATA ด้วยการพัฒนาของ Serial ATA ทำให้ลดปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการส่งผ่านข้อมูลระหว่าง CPU ความเร็วสูงกับตัวHard Disk ลงได้ ในอนาคต Serial ATA ยังแตกต่างจาก Hard Drive ที่ใช้อินเทอร์เฟซ Parallel ATA ซึ่งเป็นแบบขนาน เพราะอินเทอร์เฟซ Serial ATA นี้ มีการกำหนดให้ Hard Drive ตัวไหนเป็น Master (ตัวหลัก) หรือ Slave (ตัวรอง) ผ่านช่องเชื่อมต่อบนเมนบอร์ดโดยตรง สามารถลดความยุ่งยากในการติดตั้งลงไป อีกทั้ง Hard Disk ประเภทนี้บางตัวยังรองรับการถอดสับเปลี่ยนโดยทันที (Hot Swap) ทำให้การเชื่อมต่อในลักษณะนี้กำลังได้รับความนิยมอย่างมาก |
หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์
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
มีความแตกต่างระหว่างเทปคาสเซ็ทกับฮาร์ดดิสก์ดังนี้
- สารแม่เหล็กในเทปคาสเซ็ท ถูกเคลือบอยู่บนแผ่นพลาสติกขนาดเล็ก เป็นแถบยาว แต่ในฮาร์ดดิสก์ สารแม่เหล็กนี้ จะถูกเคลือบอยู่บนแผ่นแก้ว หรือแผ่นอลูมิเนียมที่มีความเรียบมากจนเหมือนกับกระจก
- สำหรับเทปคาสเซ็ท ถ้าต้องการเข้าถึงข้อมูลในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ก็จะต้องเลื่อนแผ่นเทปไปที่หัวอ่าน โดยการกรอเทป ซึ่งต้องใช้เวลาหลายนาที ถ้าเทปมีความยาวมาก แต่สำหรับฮาร์ดดิสก์ หัวอ่านสามารถเคลื่อนตัวไปหาตำแหน่งที่ต้องการในเกือบจะทันที
- แผ่นเทปจะเคลื่อนที่ผ่านหัวอ่านเทปด้วยความเร็ว 2 นิ้วต่อวินาที (5.00 เซนติเมตรต่อวินาที) แต่สำหรับหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ จะวิ่งอยู่บนแผ่นบันทึกข้อมูล ที่ความเร็วในการหมุนถึง 3000 นิ้วต่อวินาที (ประมาณ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)
- ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์เก็บอยู่ในรูปของโดเมนแม่เหล็ก ที่มีขนาดเล็กมากๆ เมื่อเทียบกับโดเมนของเทปแม่เหล็ก ขนาดของโดเมนนี้ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไร ความจุของฮาร์ดดิสก์จะยิ่งมีขนาดเพิ่มขึ้นเท่านั้น และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ในเวลาสั้น
เครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะปัจจุบันจะมีความจุของฮาร์ดดิสก์ประมาณ 10 ถึง 40 กิกะไบต์ ( 1 กิกะไบต์ = 1000 เมกะไบต์) ข้อมูลที่เก็บลงในฮาร์ดดิสก์ เก็บอยู่ในรูปของไฟล์ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลที่เรียกว่า ไบต์ : ไบต์คือรหัส แอสกี้ ที่แสดงออกไปตัวอักษร รูปภาพ วีดีโอ และเสียง โดยที่ไบต์จำนวนมากมาย รวมกันเป็นคำสั่ง หรือโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ มีหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์อ่านข้อมูลเหล่านี้ และนำข้อมูลออกมา ผ่านไปยังตัวประมวลผล เพื่อคำนวณและแปรผลต่อไป
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
ภายในมีส่วนประกอบที่สำคัญมากคือ คอยส์เสียง หรือ (Voice coil) ซึ่งเป็นคอยส์ที่อยู่ในลำโพงทั่วไป
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
วิธีการดูแลบำรุงรักษา 1. ทำการ Check Disk เป็นประจำ ข้อ นี้จะเป็นข้อแนะนำแรกๆ เสมอ เมื่อพูดถึงการการดูแลรักษาฮาร์ดดิสก์ ซึ่งมีโปรแกรมสำหรับทำ Check Disk ให้มาพร้อมกับวินโดวส์อยู่แล้ว และวิธีการทำก็ง่ายโดยการเปิด My Computer แล้วคลิกขวาที่ Hard Disk ที่ต้องการ คลิก Propeties จากนั้นคลิก Tools แล้วคลิก Check Now เท่านี้ก็เรียบร้อย อาจเลือกอ็อปชันอื่นๆ ตามความต้องการ ทั้งนี้หาก Hard Disk ที่ต้องการทำการ Check นั้นเป็นพาร์ติชันที่ติดตั้งระบบปฏิบัติการอยู่ ก็จะแสดง Message แจ้งให้ทำการ Check ในตอนการสตาร์ทเครื่อง หากทำเป็นประจำก็ช่วยให้ฮาร์ดดิสมีสุขภาพแข็งแรง และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น 2. ทำการ Defragment สม่ำเสมอ ข้อนี้ อาจจะไม่ได้ช่วยให้ฮาร์ดดิสก์ มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น หรือเสียยากขึ้นโดยตรง แต่จะช่วยให้การทำงานของกลไกต่างๆ ทำงานน้อยลง การสึกหรอน้อยลง ทำให้อายุการใช้งานนานขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากการจัดเก็บข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์นั้น โดยทั่วไปจะจัดเก็บแบบสุ่ม นั้นคือ ไฟล์เดียวกันอาจจะจัดเก็บอยู่คนละที่กัน ซึ่งทำให้การแอคเซสไฟล์นั้น ทำได้ช้ากว่าการที่ไฟล์เก็บอยู่ในบริเวณพื้นที่เดียวกัน เนื่องจากหัวอ่านอาจต้องย้อนกลับไปกลับมา นอกจากนี้การ Defrag ยั้งช่วยให้การทำงานเร็วขึ้น ซึ่งมีโปรแกรมสำหรับทำ Defragment ให้มาพร้อมกับวินโดวส์อยู่แล้ว และวิธีการทำก็ง่ายโดยการเปิด My Computer แล้วคลิกขวาที่ Hard Disk ที่ต้องการ คลิก Propeties จากนั้นคลิก Tools แล้วคลิก Defragment Now จากนั้นเลือก Hard Disk ตัวที่ต้องการ หากไม่อยากใช้โปรแกรมของวินโดวส์ ก็สามารถใช้โปรแกรมฟรีที่ชื่อ Power Defragmenter ก็ได้ อ่านรายละเอียดวิธีใช้ได้ที่เว็บไซต์ Power Defragmenter 3. ทำประกันอุบัติเหตุให้กับข้อมูล เป็น การรับประกันว่าถ้าเกิดดวงแตกขึ้นมาจริงๆ จะเกิดผลกระทบกับข้อมูลน้อยที่สุด (ไม่รวมผลกระทบกับกระเป๋าสตางค์) ก็ให้ทำการซื้อประกันอุบัติเหตุให้กับข้อมูล ไม่ต้องตกใจ แต่หมายถึงให้ทำการ Backup ข้อมูล เก็บไว้ในสื่อต่างๆ เช่น CD หรือ DVD เป็นต้น ซึ่งวิธีการก็ไม่ได้ยากอะไร คิดว่าคงทำเป็นกันทุกท่าน วิธีการ Backup อย่างง่ายที่สุด ก็ให้เขียนลงแผ่น CD หรือ DVD ไปเลย แต่ถ้าหากต้องการให้ดูเป็นมืออาชีพ ก็สามารถใช้โปรแกรมช่วยในการ Backup ก็ไม่ว่ากัน วิธีที่ง่ายและฟรี คือ ใช้โปรแกรม Backup ที่มากับวินโดวส์แล้ว (เรียกได้จาก All Programs\Accessorie\System Tools\Backup) ซึ่งใช้งานได้ดีในระดับนึง |
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น