วันอังคารที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2553

ฮาร์ดดิส (HARDDISK) คืออะไร



ฮาร์ดดิส (HARDDISK) คืออะไร

คอมพิวเตอร์มีส่วนที่สำคัญคือ ส่วนประมวลผล ส่วนรับข้อมูล และก็ส่วนแสดงผล แต่ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะนำข้อมูลมาประมวลผลก็ต้องมีข้อมูล ซึ่งข้อมูลนั้นจะต้องถูกนำมาจากที่แห่งหนึ่งนั้นก็คือส่วนที่เรียกว่า Storage ซึ่งคอมพิวเตอร์ในยุคแรกจะเป็นกระดาษที่เป็นรู ซึ่งใช้งานยาก จากนั้นได้พัฒนามาใช้ แผ่นพลาสติกที่เครื่องด้วยสารแม่เหล็ก ที่เรียกว่า Diskette ต่อมาเมื่อข้อมูลมากขึ้นจำนวนการเก็บข้อมูลก็มากขั้นทำให้การเก็บข้อมูลลงบนแผ่น Diskette นั้นไม่เพียงพอ ต่อมาก็ทำการพัฒนามาเป็น Hard Disk ในปัจจุบัน
ระบบของ Hard disk ต่างจากแผ่น Diskette โดยจะมีจำนวนหน้าในการเก็บข้อมูลมากกว่า 2 หน้า ในการเก็บข้อมูลของ Hard Disk นั้นก็ไม่ต่างกับการเก็บข้อมูลลงบน Diskette ทั่วไปมากนัก Hard Disk ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กมากกว่า 2แผ่นเรียงกันอยู่บนแกน Spindle

ทำให้แผ่นแม่เหล็กหมุนไปพร้อมๆกัน Hard Disk ใช้หัวอ่านเพียงหัวเดียวในการทำงาน ทั้งอ่านและเขียนข้อมูล ในการเขียนข้อมูลหัวอ่านจะได้รับกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าสู่คอยล์ของหัวอ่าน เพื่อรับข้อมูล เป็นการแปลงความหนาแน่นของสารแม่เหล็กที่เคลือบอยู่บน Disk ออกมาให้กับ CPU เพื่อทำการประมวลผล ส่วนการเก็บข้อมูล จะเก็บอยู่ในรูปแบบของสัญญาณดิจิตอล โดยเก็บเป็นเลขฐาน 2 คือ 0 และ 1 การเก็บข้อมูลจะเริ่ม

Seek Time

เป็นระยะเวลาที่แกนยืดหัวอ่านเขียน Hard Disk เคลื่อนหัวอ่านเขียนไประหว่างแทร็คของข้อมูลบน Hard Disk ซึ่งในปัจจุบัน Hard Disk จะมีแทร็คข้อมูลอยู่ประมาณ 3,000 แทร็คในแต่ละด้านของแพล็ตเตอร์ ขนาด 3.5 นิ้ว ความสามารถในการเคลื่อนที่ จากแทร็คที่อยู่ไปยังข้อมูลในบิตต่อไป อาจเป็นการย้ายตำแหน่งไปเพียง อีกแทร็คเดียวหรืออาจย้ายตำแหน่งไปมากกว่า 2,999 แทร็คก็เป็นได้ Seek time จะวัดโดยใช้หน่วยเวลาเป็น มิลลิเซก (ms) ค่าของ Seek time ของการย้ายตำแหน่งของแขนยึดหัวอ่านเขียน ไปในแทร็คถัดไปในแทร็คที่ อยู่ติดๆกันอาจใช้เวลาเพียง 2 ms ในขณะที่การย้ายตำแหน่งจากแทร็คที่อยู่นอกสุดไปหาแทร็คที่อยู่ในสุด หรือ ตรงกันข้ามจะต้องใช้เวลามากถึงประมาณ 20 ms ส่วน Average seek time จะเป็นค่าระยะเวลาเฉลี่ย ในการย้ายตำแหน่ง ของหัวเขียนอ่านไปมาแบบสุ่ม (Random) ในปัจจุบันค่า Average seek time ของ Hard Disk จะอยู่ ในช่วงตั้งแต่ 8 ถึง 14 ms แม้ว่าค่า seek จะระบุเฉพาะคุณสมบัติในการทำงานเพียง ด้านกว้างและยาวของ แผ่นดิสก์ แต่ค่า Seek time มักจะถูกใช้ในการเปรียบเทียบ คุณสมบัติทางด้านความ เร็วของ Hard Disk ปกติจะเรียกรุ่นของ Hard Disk ตามระดับความเร็ว Seek ค่า Seek time ยังไม่สามารถแสดงให้ประสิทธิภาพทั้งหมดของ Hard Disk ได้ จะแสดงให้เห็นเพียงแต่การค้นหาข้อมูลในแบบสุ่ม ของตัว Drive เท่านั้น ไม่ได้แสดงในแง่ของ การอ่านข้อมูลแบบเรียงลำดับ (sequential)

Cylinder Switch Time

เวลาในการสลับ Cylinder สามารถเรียกได้อีกแบบว่าการสลับแทร็ค (track switch) ในกรณีนี้แขนยึดหัวอ่านเขียนจะวางตำแหน่งของหัวอ่านเขียนอยู่เหนือ Cylinder ข้อมูลอื่น ๆ แต่มีข้อแม้ว่า แทร็คข้อมูลทั้งหมดจะต้องอยู่ใน ตำแหน่งเดียวกันของแพล็ตเตอร์อื่น ๆ ด้วย เวลาในการสลับระหว่าง Cylinder จะวัดด้วยระยะเวลาเฉลี่ยที่ตัว ไดร์ฟใช้ในการสลับจาก Cylinder หนึ่งไปยัง Cylinder อื่น ๆ เวลาในการสลับ Cylinder จะวัดด้วยหน่วย ms

Head Switch Time

เป็นเวลาสลับการทำงานของหัวอ่านเขียน แขนยึด หัวอ่านเขียนจะเคลื่อนย้ายหัวอ่านเขียนไปบนแพล็ตเตอร์ที่อยู่ในแนวตรงกัน หัวอ่านเขียนเพียงหัวเดียวทำหน้าที่อ่านหรือบันทึกข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ระยะเวลาในการสลับกันทำงานของหัวอ่านเขียนจะวัดด้วยเวลาเฉลี่ยที่ตัวไดร์ฟ ใช้สลับ ระหว่างหัวอ่านเขียน สองหัวในขณะ อ่านบันทึกข้อมูล เวลาสลับหัวอ่านเขียนจะวัดเป็นหน่วย ms

Rotational Latency

เป็นช่วงเวลาที่คอยการหมุนของแผ่นดิสก์ภายในการหมุนภายใน Hard Disk เกิดขึ้นเมื่อหัวอ่านเขียนวางตำแหน่งอยู่เหนือแทร็คข้อมูลที่เหมาะสม ระบบการทำงานของหัวอ่านเขียนข้อมูลจะรอให้ตัวไดร์ฟ หมุนแพล็ตเตอร์ไปยังเซ็กเตอร์ที่ถูกต้อง ช่วงระยะเวลาที่รอคอยนี้เองที่ถูกเรียกว่า Rotational Latency ซึ่งจะวัดเป็นหน่วย ms แต่ระยะเวลาก็ขึ้นอยู่กับ RPM (จำนวนรอบต่อนาที)

การควบคุม Hard Disk

Hard Disk จะสามารถทำงานได้ต้องมีการควบคุมจาก CPU โดยจะมีการส่งสัญญาณการใช้งานไปยัง Controller Card ซึ่ง Controller Card แบ่งออกได้ประมาณ 5 ชนิด ซึ่งจะกล่าวถึงเพียง 3 ชนิดที่ยังคงมีและใช้อยู่ในปัจจุบัน

IDE (Integrated Drive Electronics)

ระบบนี้มีความจุใกล้เคียงกับแบบ SCSI แต่มีราคาและความเร็วในการขนย้ายข้อมูลต่ำกว่า ตัวควบคุม IDE ปัจจุบันนิยมรวมอยู่ใน
แผงตัวควบคุม
รูปแสดง Slot IDE บนแผงวงจร Mainboard
SCSI (Small Computer System Interface)

เป็น Controller Card ที่มี Processor อยู่ในตัวเองทำให้เป็นส่วนเพิ่มขยายกับแผงวงจรใหม่ ใช้ควบคุมอุปกรณ์เสริมอื่นที่เป็นระบบ SCSI ได้ เช่น Modem CD-ROM Scanner และ Printer ใน Card หนึ่งๆจะสนับสนุนการต่ออุปกรณ์ได้ถึง 8 ตัว

รูปแสดง อุปกรณ์ Hard Disk ที่เป็น SCSI
Serial ATA (Advanced Technology Attachment)
                            
เปิดตัวครั้งแรกในวันที่ 26 มิถุนายน 2545 งาน PC Expo ใน New York ประเทศสหรัฐอเมริกา หลังจากที่มีการนำเสนอ Parallel ATA มากว่า 20 ปี รวมถึงเทคโนโลยีอื่นๆที่ทำให้การอ่านข้อมูลได้เร็วขึ้น วันนี้บริษัท Intel Seagate และบริษัทอื่นๆ คอยช่วยกันพัฒนาให้เกิดเทคโนโลยี Serial ATA ขึ้นมาแทนที่
Serial ATA มีความเร็วในเข้าถึงข้อมูลถึง 150 Mbytes ต่อ วินาที และให้ผลตอบสนองในการทำงานได้เร็วมากในส่วนของ extreme application เช่น Game Home Video และ Home Network Hub มีจำนวน pin น้อยกว่า Parallel ATA
Serial ATA II ของทาง Seagate คาดว่าจะออกวางตลาดภายในปี 2546 และจะทำงานได้กับ Serial ATA 1.0 ทั้งทางด้าน products และ maintain software

รูปแสดง สายสัญญาณแบบ Serial ATA

การบำรุงรักษา


การ Defrag ซึ่งก็คือการจัดเรียงข้อมูลใน Hard Disk เสียใหม่เพื่อให้ Hard Disk ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด ทุกครั้งที่เราเขียนข้อมูล ไม่ว่าจะด้วยการติดตั้งโปรแกรมใหม่ หรือว่าใช้คำสั่ง Save จากโปรแกรมใดๆ ก็ตาม หรือการ Download ข้อมูล Program จาก Internet รวมไปถึงการ Copy ข้อมูลลงไปใน Hard Disk นั้น สิ่งที่เครื่อง คอมพิวเตอร์ต้องสั่งให้ Hard Disk ทำคือ เขียนข้อมูลเหล่านั้นลงไปบนพื้นที่ว่างบน Hard Disk ซึ่งการเขียนข้อมูลของ Hard Disk นั้นจะไม่เหมือนกับการเขียนข้อมูลในหนังสือหรือกระดาษอย่างที่เราทำกัน แต่โครงสร้างของ Drive จะแบ่งออกเป็นส่วนย่อยๆ เป็นบล็อกอย่างที่เรารู้จักกันคือ Cluster ในการเขียนข้อมูลนั้น เครื่องคอมพิวเตอร์ต้องเข้าไปจองพื้นที่เป็น Cluster โดยที่ไม่สนใจว่าจะใช้เต็มพื้นที่หรือไม่ ถ้าข้อมูลมีขนาดใหญ่เกินไปก็จะใช้พื้นที่หลายๆ Cluster ซึ่งจะว่าไปแล้วในตอนแรกนั้นข้อมูลก็ยังคงจะเรียงกันอย่างเป็นระเบียบอยู่ อย่างที่ควรจะเป็น แต่ว่าเมื่อมีการใช้งานหนักเข้าเรื่อยๆ โดยเฉพาะ Application ต่างๆ บนวินโดวส์จำเป็นต้องมีการเปิด File หลายๆ File พร้อมกัน รวมทั้งมีการเขียนและลบ File บ่อยๆ จะทำให้ข้อมูลกระจายออกไป..

ข้อมูลจาก www.dcomputer.com

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น