ديسك مغناطيسي

معرفي ديسك
رسانه اي ايست گردان ، با امكان دستيابي مستقيم به داده هاي ذخيره شده و به آن اصطلاحاً DASD مي گويند . در اساس صفحه اي مدور است . ( به قطر 8/1 تا 14 اينچ ) مغناطيس شونده و گردان حول محوري عمودي . يك يا هردو رويه صفحه از غشائ فرو مغناطيس به ضخامت چند هزارم ميلي متر پوشيده شده است . براين غشا شيارهايي به صورت دوائر متحدالمركز و يا به صورت حلزون وار وجود دارد كه ا زبيرون به درون و معمولاً با شروع از صفر ، شماره گذاري مي شوند . فاصله هر دو شيار حدود 021/0 اينچ است . داده ها به صورت رشته بيتي روي شيارها ضبط مي شوند و تكنيكهاي مختلفي براي ضبط وجود دارد
به طور كلي نواحي رويه از بيرون به درون عبارتند از :
-ناحيه فرود نوك
-ناحيه شروع حركت
-ناحيه احتياطي بيروني
-ناحيه شيارهاي ضبط داده
-ناحيه احتياطي دروني
-ناحيه احتياطي نهايي
از آنجا كه ديسك پس از شروع به گردش ، پس از مدت كوتاهي به سرعت گردش ثابتي مي رسد و به طور مداوم در چرخش است ، ( البته نه در همه انواع ) لذا در نوع سخت آن بايد نوك خواندن / نوشتن فاصله بسيار اندكي با رويه داشته باشد . در فاصله بين نوك و رويه هواي تصفيه شده جريان دارد . هرگونه آلودگي هوا باعث خدشه دار شدن رويه مي شود .
رده بندي ديسكها
ديسك را از نقطه نظر هاي مختلفي رده بندي مي كنيم :

• از نظر امكان جابجا شدن : ديسكهاي ثابت و ديسكهاي جابجا شدني
• از نظر ثابت يا متحرك بودن نوك خواندن / نوشتن : ديسكهاي با نوك ثابت و ديسكهاي با نوك متحرك . در ديسكهاي با نوك ثابت ، بازويي كه نوك خواندن / نوشتن به آن متصل است . حركت نمي كند . در ديسكهاي با نوك متحرك ، بازو بر رويه ديسك حركت دارد و از شياري به شياري ديگر جابجا مي شود . در ديسكهاي با نوك ثابت ، هر شيار نوك خواندن / نوشتن خاص خود را دارد و نيازي به حركت بازوي ديسك براي رفتن از يك شيار به شيار ديگر نيست . اينگونه ديسكها سريعتر ، گرانتر و حساسترند .
• از نظر تعداد رويه در صفحه : يك رويه و دو رويه
• از نظر تعداد لايه در رويه : تك لايه ودو لايه ( رويه دولايه تكنولوژي جديدتر است ) .
• از نظر تعداد صفحاتي كه روي محور عمودي جايگذاري مي شوند : ديسكهاي تك صفحه اي و ديسكهاي چند صفحه اي .

ديسكهاي چند صفحه اي را اصطلاحاً پك مي گويند . يك پك با n صفحه داراي n 2 رويه است كه معمولاً 2-n2 رويه آن براي ذخيره سازي و دو رويه بالايي و و پاييني براي حفاظت بيشتر به كار مي روند . در بعضي انواع همه n2 رويه براي ذخيره سازي استفاده مي شود .

• از نظر جنس صفحه : دو نوع ديسك وجود دارد : ديسك سخت و ديسك انعطاف پذير ( نرم ) .

ديسك سخت ، معمولاً از جنس آلومينيوم و ديسك انعطاف پذير از جنس نوعي پلاستيك است

• از نظر تكنولوژي ساخت : ديسك مغناطيسي ، ديسك نوري و ديسك نوري – مغناطيسي .

تقسيمات ديسك

• استوانه : تمام شيارهاي با شعاع يكسان ( طبعاً از رويه هاي مختلف ) تشكيل يك استوانه را مي دهند . يك ديسك پك ، به تعداد شيارهاي هر رويه ، استوانه دارد .
• شيار : محل صبط بيت هاي اطلاعات در هر رويه . شيارها معمولاً به صورت دواير متحد المركز و يا حلزون وار هستند .
• سكتور : تقسيماتي است از شيار با اندازه مساوي ، هر شيار از تعدادي سكتور تشكيل شده است . دو نوع سكتور وجود دارد :
• سكتور نرم افزاري كه توسط سازنده ايجاد مي شود ( فرمت كردن سطح پايين )
• سكتور نرم افزاري ( گاه موسوم به بلاك ) كه از طريق نرم افزار ( سيستم عامل ) قابل ايجاد است و به اين كار فرمت كردن نرم افزاري مي گويند .
• شماره درايور
• شماره استوانه ( شماره شيار از رويه )
• شماره شيار در استوانه ( رويه از استوانه نيز گفته مي شود )
• شماره سكتور ( يا بلاك )

در بعضي از سيستمهاي عامل ، تعدادي سكتور همجوار و گاه نا همجوار نوعي تقسيم بندي منطقي را تشكيل مي دهند . مثلاً در محيط DOS ، خوشه " واحد تخصيص " فضا به فايل است و اندازه آن 2048 بايت ، 4096 بايت و 8191 بايت هم مي تواند باشد ، در حاليكه اندازه يك سكتور 512 بايت است .
پارامترهاي ديسك
دودسته پارامتر داريم :

• پارامترهاي ظرفيتي
• پارامترهاي زماني

پارامترهاي ظرفيتي عبارتند ا ز:

1. اندازه سكتور ( از 32 بايت تا 4096 بايت و معمولاً 512 بايت )
2. تعداد سكتور در شيار ( از 4 تا 32 در فلاپي ها و بيشتر در ساير انواع ، گاه تا 100 ) . تعداد سكتور در شيار در ديسكهاي سخت جديد، در شيارهاي بيروني بيشتر از شيارهاي دروني است . اين رسانه ها به IDE موسومند . البته وضع به گونه اي است كه ازنظر سيستم عامل ، انگار تعداد سكتور در همه شيارها يكسان است .
3. تعداد رويه در استوانه ( تعداد نوك R/W ) از يك تا بيش از 20 رويه
4. تعداد شيار در رويه ( تعداد استوانه : از 20 تا 2000 شيار )

چگالي هم از پارامترهاي ظرفيتي است و واحد آن بيت در اينچ مربع است ، اما در سيستم فايل مستقيماً در محاسبه ظرفيت به كار نمي آيد .
افزايش چگالي ديسك از قانوني تبعيت مي كند موسوم به قانون هوگلند .

پارامترهاي زماني عبارتند از :

1. زمان استوانه جويي ( پيگرد ) زماني است كه سپري مي شود تا نوك خواندن / نوشتن به استوانه مورد نظر برسد (يعني استوانه اي كه " داده مورد نظر " در آنست ، اين زمان در ديسكهاي با بازوي ثابت صفر است . متوسط اين زمان را با S نمايش مي دهيم و واحد آن ميلي ثانيه است . اين زمان معمولاً بين حدود 2 تا حدود 30 ميلي ثانيه است و در اكثر ديسكها مهمترين زمان است .
2. سرعت گردش ديسك : به واحد دور در دقيقه بيان مي شود ، مثلاً 3600 -5400-7200 دور در دقيقه و گاه حتي بيشتر . از اين پارامتر ، زمان يك دور گردش ديسك به دست مي آيد و آنر به2r نشان مي دهيم و واحد آن ميلي ثانيه است .
3. زمان انتظار دوران ( درنگ دوران ) . مدت زماني است كه سپري مي شود تا آغاز " داده مورد نظر " در اثر دوران ديسك به زير نوك R/W برسد .
4. نرخ انتقال : تعداد بايتي كه در يك ثانيه قابل انتقال است و به واحد بايت در ثانيه ( يا اضعافي از بايت در ثانيه ) بيان مي شود .دونوع نرخ انتقال داريم : اسمي و واقعي . نرخ انتقال اسمي توسط سازنده اعلام مي شود و نرخ انتقال واقعي قابل محاسبه است . نرخ انتقال ديسكهاي جديد از يك تا پنج مگابايت در ثانيه است .
5. زمان ديگري هم در ديسك وجود دارد موسوم به زمان استقرار .وقتي كه نوك R/W به استوانه اي برده مي شود ، به مدت كوتاهي ، (حدود ms 3 ) در حال لرزش است تا استقرار بيابد .

اين زمان را معمولاً به زمان استوانه جويي اضافه مي كنند و جزء همين زمان است و به عنوان پارامتر جداگانه اي مطرح نمي شود .
پارامتر ديگري هم در ديسكه مطرح است موسوم به مدت بي عيبي ، پارامتري است نشان دهنده ميزان اطمينان عملياتي ديسك و عبارتست از ميانگين مدت زماني كه ديسك بدون عيب كار مي كند ( معمولاًص بين 500000 تا 200000 ساعت .
نحوه ضبط داده ها روي ديسك
داده ها به صورت رشته هاي بيتي روي شيارها ذخيره مي شوند ، البته چگالي ضبط داده ها در شيارهاي بيروني كمتر از شيارهاي دروني است ، در تكنولوژي هاي اخير بيشتر از شيارهاي دروني است . چگالي ديسك با واحد بايت در اينچ مربع بيان مي شود .
ديسك نرم
از رسانه هاي ذخيره سازي خارجي با دستيابي مستقيم و از نظر شكل ظاهري ، مشابه ديسكهاي متداول ، البته با ابعادي كوچكتر است . جنس آن از نوعي پلاستيك است و سختي ديسكهاي موسوم به سخت را ندارد. اين ديسك در محفظه اي جاي دارد ، هم براي حفاظت آن از تماسهاي خارجي و هم به منظور ثابت نگاهداشتن آن .
برخلاف ديسكهاي سخت كه در آن نوك خواندن / نوشتن فاصله اي اندك و كنترل شده با سطح دارد ، در اين ديسكها نوك خواندن / نوشتن با ديسك تماس دارد . اين ديسكها مي توانند يك رويه يا دو رويه باشند. داده ها به صورت سريال روي شيارها ذخيره مي شوند .