▷ Apa itu hard drive dan bagaimana cara kerjanya

Hari ini kita akan melihat secara rinci apa itu hard drive dan untuk apa hard disk itu. Ada kemungkinan bahwa hari ini kita tidak memiliki komputer pribadi jika bukan karena penemuan perangkat penyimpanan. Lebih jauh, teknologi tidak akan maju sebanyak jika dukungan ini tidak ada untuk dapat menyimpan begitu banyak informasi.

Kita tahu bahwa hard disk bukan perangkat penting untuk pengoperasian komputer, karena bisa berfungsi jika itu. Tetapi tanpa data, kegunaan komputer praktis tidak ada .

Indeks isi

Sedikit demi sedikit hard drive dalam kerusakan ini atau SSD semakin kuat dibandingkan hard drive tradisional, yang mana yang akan kita bahas dalam artikel ini. Namun, ini masih menghadirkan kapasitas penyimpanan yang lebih besar dan lebih tahan lama. Jadi mari kita lihat apa itu hard drive dan cara kerjanya

Apa itu hard drive?

Hal pertama yang harus kita lakukan adalah mendefinisikan apa itu hard drive. Hard disk adalah perangkat untuk menyimpan data dengan cara yang tidak mudah menguap, yaitu menggunakan sistem perekaman magnetik untuk menyimpan data digital. Dengan cara ini dimungkinkan untuk menyimpan informasi yang direkam pada media secara permanen (oleh karena itu tidak mudah berubah). Juga disebut HDD atau Hard Disk Drive.

Hard disk terdiri dari satu atau lebih pelat kaku yang dimasukkan ke dalam kotak kedap udara dan disatukan oleh sumbu umum yang berputar dengan kecepatan tinggi. Pada masing-masing bebek, yang biasanya memiliki dua wajah yang ditakdirkan untuk penyimpanan, ada dua kepala baca / tulis terpisah.

Hard drive adalah bagian dari memori sekunder komputer atau vita dalam grafik, level memori 5 (L5) dan di bawahnya. Ini disebut memori sekunder karena merupakan sumber data sehingga memori utama (memori RAM) dapat membawanya dan bekerja dengannya mengirim dan menerima instruksi dari CPU atau prosesor. Memori sekunder ini akan menjadi yang dengan kapasitas terbesar tersedia di komputer dan juga tidak akan volatile. Jika kita mematikan komputer, RAM akan dikosongkan, tetapi bukan hard disk.

Komponen fisik hard drive

Sebelum mengetahui pengoperasian hard disk, sebaiknya Anda membuat daftar dan menetapkan berbagai komponen fisik yang dimiliki oleh hard disk:

• Piring: akan berada di tempat informasi itu disimpan. Mereka diatur secara horizontal dan setiap lempeng terdiri dari dua wajah atau permukaan bermagnet, permukaan atas dan bawah. Ini biasanya terbuat dari logam atau kaca. Untuk menyimpan informasi di dalamnya, mereka memiliki sel di mana mereka dapat dimagnetkan secara positif atau negatif (1 atau 0). Kepala membaca: itu adalah elemen yang melakukan fungsi membaca atau menulis. Akan ada satu dari kepala ini untuk setiap wajah atau permukaan piring, jadi jika kita memiliki dua piring akan ada empat kepala membaca. Head ini tidak melakukan kontak dengan pelat, jika ini terjadi disk akan tergores dan data akan rusak. Ketika piring berputar, film tipis udara dibuat yang mencegah penghitungan antara itu dan playhead (sekitar 3nm terpisah). Lengan mekanik: mereka akan menjadi elemen yang bertugas memegang kepala membaca. Mereka memungkinkan akses ke informasi piring dengan menggerakkan kepala membaca secara linear dari dalam ke luar. perpindahan ini sangat cepat, meskipun karena menjadi elemen mekanik mereka memiliki beberapa keterbatasan mengenai kecepatan membaca. Mesin: Kami akan memiliki dua motor di dalam hard drive, satu untuk memutar pelat, biasanya pada kecepatan antara 5.000 dan 7200 putaran per menit (rpm). Dan kami juga akan memiliki satu lagi untuk pergerakan lengan mekanik Sirkuit elektronik: selain elemen mekanik, hard drive juga berisi sirkuit elektronik yang bertanggung jawab untuk mengelola fungsi pemosisian kepala dan pembacaan dan penulisan ini. Sirkuit ini juga bertugas mengkomunikasikan hard disk dengan komponen komputer lainnya, menerjemahkan posisi sel pelat ke alamat yang dapat dimengerti oleh RAM dan memori CPU. Memori cache: hard drive saat ini memiliki chip memori yang terintegrasi dalam sirkuit elektronik yang berfungsi sebagai jembatan untuk pertukaran informasi dari piring-piring fisik ke memori RAM. Itu seperti penyangga dinamis untuk meringankan akses ke informasi fisik. Port koneksi: Di bagian belakang disk, dan di luar paket, adalah port koneksi. Mereka biasanya terdiri dari konektor bus ke motherboard, konektor daya 12 V dan, dalam kasus IDE, dengan slot jumper untuk pemilihan master / slave.

Teknologi Koneksi

Hard disk harus terhubung ke motherboard komputer. Ada beberapa teknologi koneksi yang akan memberikan karakteristik atau waktu pada hard drive.

IDE (Perangkat Elektronik Terpadu):

Juga dikenal sebagai ATA atau PATA (Parallel ATA). Sampai saat ini telah menjadi metode standar untuk menghubungkan hard drive ke komputer kita. Hal ini memungkinkan menghubungkan dua perangkat atau lebih melalui bus paralel yang terdiri dari 40 atau 80 kabel.

Teknologi ini juga dikenal sebagai DMA (Direct Memory Access), karena memungkinkan koneksi langsung antara RAM dan hard drive.

Untuk menghubungkan dua perangkat ke bus yang sama, mereka perlu dikonfigurasi sebagai master atau slave. Dengan cara ini, pengontrol akan tahu kepada siapa ia harus mengirim data atau membaca datanya dan bahwa tidak ada informasi yang melintasi. Konfigurasi ini dilakukan melalui jumper pada perangkat itu sendiri.

• Master: itu harus perangkat pertama yang terhubung ke bus, biasanya hard disk harus dikonfigurasi dalam mode master di depan pembaca DC / DVD. Anda juga harus mengkonfigurasi Hard Drive Motor Master jika sudah menginstal sistem operasi. Slave: akan menjadi perangkat sekunder yang terhubung ke bus IDE. Untuk menjadi budak, pertama-tama harus ada master.

Kecepatan transfer maksimum koneksi IDE adalah 166 MB / s. juga disebut Ultra ATA / 166.

SATA (Serial ATA):

Ini adalah standar komunikasi saat ini di PC saat ini. Dalam hal ini bus serial akan digunakan sebagai pengganti paralel untuk mengirimkan data. Ini jauh lebih cepat daripada IDE tradisional dan lebih efisien. Selain itu, memungkinkan koneksi panas dari perangkat dan memiliki banyak bus yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola.

Standar saat ini ditemukan di SATA 3 yang memungkinkan transfer hingga 600 MB / s

SCSI (Antarmuka Sistem Komputer Kecil):

Antarmuka tipe paralel ini dirancang untuk hard drive dengan kapasitas penyimpanan tinggi dan kecepatan putaran tinggi. Metode koneksi ini secara tradisional telah digunakan untuk server dan kelompok hard drive penyimpanan besar.

Pengontrol SCSI secara bersamaan dapat bekerja dengan 7 hard drive pada koneksi rantai daisy hingga 16 perangkat. Jika kecepatan transfer maksimum adalah 20 Mb / s

SAS (SCSI terlampir serial):

Ini adalah evolusi dari antarmuka SCSI dan, seperti SATA, itu adalah bus yang bekerja secara seri, meskipun perintah tipe SCSI masih digunakan untuk berinteraksi dengan hard drive. Salah satu propertinya, selain yang disediakan oleh SATA, adalah bahwa beberapa perangkat dapat dihubungkan pada bus yang sama dan juga mampu memberikan kecepatan transfer yang konstan untuk masing-masingnya. Dimungkinkan untuk menghubungkan lebih dari 16 perangkat dan memiliki antarmuka koneksi yang sama dengan disk SATA.

Kecepatannya kurang dari SATA, tetapi dengan kapasitas koneksi yang lebih besar. Pengontrol SAS dapat berkomunikasi dengan disk SATA, tetapi pengontrol SATA tidak dapat berkomunikasi dengan disk SAS.

Faktor bentuk yang digunakan

Mengenai faktor bentuk, ada beberapa jenis yang diukur dalam inci: 8, 5'25, 3'5, 2'5, 1'8, 1, dan 0'85. Meskipun yang paling banyak digunakan adalah 3, 5 dan 2, 5 inci.

3, 5 inci:

Pengukurannya adalah 101, 6 x 25, 4 x 146 mm. Ukurannya sama dengan pemutar CD, meskipun mereka lebih tinggi (41, 4 mm). Hard drive ini adalah yang kami gunakan di hampir semua komputer desktop.

2, 5 inci:

Pengukurannya adalah 69, 8 x 9, 5 x 100 mm, dan merupakan ukuran khas dari floppy drive. Hard drive ini digunakan untuk komputer notebook, yang lebih kompak, kecil dan ringan.

Struktur fisik dan logis

Setelah melihat komponen fisik hard drive, kita harus tahu bagaimana struktur datanya dibagi ke dalam setiap lempeng hard drive. Seperti biasa, ini bukan hanya masalah merekam informasi secara acak pada disk, mereka memiliki struktur logis sendiri yang memungkinkan akses ke informasi spesifik yang tersimpan di dalamnya.

Struktur fisik konten

Lacak

Masing-masing wajah cakram dibagi menjadi cincin konsentris, dari dalam ke luar setiap wajah. Track 0 mewakili tepi luar hard drive.

Silinder

Mereka adalah himpunan beberapa lagu. Sebuah silinder dibentuk oleh semua lingkaran yang secara vertikal sejajar pada masing-masing pelat dan permukaan. Mereka akan membentuk silinder imajiner pada hard drive.

Sektor

Jejak pada gilirannya dibagi menjadi potongan-potongan busur yang disebut sektor. Bagian ini adalah tempat blok data disimpan. Ukuran sektor tidak tetap, meskipun normal menemukannya dengan kapasitas 510 B (byte), yang berjumlah 4 KB. Di masa lalu, ukuran sektor untuk setiap tapak ditetapkan, yang berarti bahwa trek luar dengan diameter lebih besar terbuang karena memiliki lubang kosong. Ini berubah dengan teknologi ZBR (Bit Recording by Zones) yang memungkinkan ruang untuk digunakan lebih efisien, dengan memvariasikan jumlah sektor tergantung pada ukuran trek (trek dengan radius lebih besar, lebih banyak sektor)

Cluster

Juga disebut unit alokasi, ini adalah pengelompokan sektor. Setiap file akan menempati sejumlah cluster, dan tidak ada file lain yang dapat disimpan dalam cluster tertentu.

Sebagai contoh, jika kita memiliki 4096 B cluster dan file 2700 B itu akan menempati satu cluster dan juga akan memiliki ruang di dalamnya. Tetapi tidak ada lagi file yang dapat disimpan di dalamnya. Ketika kita memformat hard drive, kita dapat menetapkan ukuran cluster tertentu untuk itu, semakin kecil ukuran cluster semakin baik ruang di atasnya akan dialokasikan, terutama untuk file kecil. Meskipun, sebaliknya, akan lebih sulit untuk mengakses data untuk kepala membaca.

Disarankan bahwa klaster 4096 KB ideal untuk unit penyimpanan besar.

Struktur konten yang logis

Struktur logis menentukan cara di mana data disusun di dalamnya.

Sektor boot (Master Boot Record):

Juga secara umum disebut MBR, ini adalah sektor pertama dari seluruh hard disk, yaitu, trek 0, silinder 0 sektor 1. Ruang ini menyimpan tabel partisi yang berisi semua informasi tentang awal dan akhir partisi. Program Boot Mester juga disimpan, program ini bertugas membaca tabel partisi ini dan menyediakan kontrol untuk sektor boot partisi aktif. Dengan cara ini komputer akan mem-boot dari sistem operasi partisi aktif.

Ketika kita memiliki beberapa sistem operasi yang diinstal pada partisi yang berbeda, kita perlu menginstal bootloader sehingga kita dapat memilih sistem operasi yang ingin kita boot.

Ruang partisi:

Hard disk dapat terdiri dari partisi lengkap yang mencakup seluruh hard disk, atau beberapa di antaranya. Setiap partisi membagi hard drive menjadi sejumlah silinder tertentu dan mereka dapat menjadi ukuran yang ingin kita tetapkan. Informasi ini akan disimpan dalam tabel partisi.

Setiap partisi akan diberi nama yang disebut label. Di Windows akan ada huruf C: D: C:, dll. Agar partisi dapat aktif, partisi tersebut harus memiliki format file.

Ruang tanpa partisi:

Mungkin juga ada ruang tertentu yang belum dipartisi, yaitu, kita belum memberinya format file. Dalam hal ini tidak akan tersedia untuk menyimpan file.

Mengatasi sistem

Sistem pengalamatan memungkinkan kepala baca ditempatkan di tempat yang tepat di mana data yang ingin kita baca berada.

CHS (cylinder - head - sector): Ini adalah sistem pengalamatan pertama yang digunakan. Dengan menggunakan ketiga nilai ini, dimungkinkan untuk menempatkan kepala pembaca di tempat di mana data berada. Sistem ini mudah dimengerti, tetapi membutuhkan arah penentuan posisi yang cukup panjang.

LBA (logical block addressing): dalam hal ini kami membagi hard disk menjadi beberapa sektor dan kami memberikan masing-masing nomor unik. Dalam hal ini, rantai instruksi akan lebih pendek dan lebih efisien. Ini adalah metode yang saat ini digunakan.

Sistem file

Untuk menyimpan file dalam hard disk, perlu diketahui bagaimana ini akan disimpan. Oleh karena itu, kita harus mendefinisikan sistem file.

FAT (File Allocate Table):

Ini didasarkan pada membuat tabel alokasi file yang merupakan indeks disk. Cluster yang digunakan oleh setiap file disimpan, serta cluster yang bebas dan rusak atau terfragmentasi. Dengan cara ini, jika file didistribusikan dalam cluster yang tidak bersebelahan, melalui tabel ini kita akan dapat mengetahui di mana mereka berada.

Sistem file ini tidak dapat bekerja dengan partisi yang lebih besar dari 2 GB

FAT 32:

Sistem ini menghilangkan batasan FAT 2GB, dan memungkinkan ukuran cluster yang lebih kecil untuk kapasitas yang lebih besar. Drive penyimpanan USB biasanya menggunakan sistem file ini karena ini paling kompatibel untuk berbagai sistem operasi dan perangkat multimedia seperti pemutar audio atau video.

Satu batasan yang kami miliki adalah bahwa kami tidak akan dapat menyimpan file yang lebih besar dari 4 GB.

NTFS (Sistem File Teknologi Baru):

Ini adalah sistem file yang digunakan untuk sistem operasi Windows setelah Windows NT. Keterbatasan pada file dan partisi sistem FAT dihilangkan dan juga semua keamanan yang lebih besar untuk file yang disimpan karena mendukung enkripsi file dan konfigurasi izin ini. Selain itu, memungkinkan alokasi ukuran cluster yang berbeda untuk ukuran partisi yang berbeda.

Batasan sistem file ini adalah bahwa itu tidak sepenuhnya kompatibel dengan Linux atau Mac OS di versi yang lebih lama. Dan yang terpenting, itu tidak didukung oleh perangkat multimedia seperti pemutar audio dan video atau TV.

HFS (Hierarchical File System):

Sistem dikembangkan oleh Apple untuk sistem operasi MAC-nya. Ini adalah sistem file hierarkis yang membagi volume atau partisi menjadi blok logis 512 B. Blok ini dikelompokkan ke dalam blok alokasi.

EXT Extended File System):

Ini adalah sistem file yang digunakan oleh sistem operasi Linux. Saat ini dalam versi Ext4-nya. Sistem ini mampu bekerja dengan partisi besar dan mengoptimalkan fragmentasi file.

Salah satu fitur yang paling menonjol adalah mampu membuat sistem file sebelum ini dan nanti.

Cara mengetahui apakah hard drive baik

Ada langkah-langkah berbeda yang menentukan kapasitas hard disk dalam hal kinerja dan kecepatan. Ini harus diperhitungkan untuk mengetahui bagaimana membandingkan kinerja satu hard disk yang lain.

• Kecepatan rotasi: ini adalah kecepatan di mana pelat hard disk berputar. Pada kecepatan yang lebih tinggi kita akan memiliki kecepatan transfer data yang lebih tinggi, tetapi juga kebisingan dan pemanasan yang lebih besar. Cara terbaik adalah membeli drive IDE atau SATA dengan kecepatan lebih dari 5400 rpm. Jika SCSI, ini menunjukkan bahwa ia memiliki lebih dari 7200 rpm. Rotasi yang lebih tinggi juga mencapai latensi rata-rata yang lebih rendah. Latensi rata-rata: ini adalah waktu yang dibutuhkan kepala pembaca untuk berada di sektor yang ditunjukkan. Playhead harus menunggu disk berputar untuk menemukan sektor tersebut. Oleh karena itu, pada rpm yang lebih tinggi, latensi yang lebih rendah. Waktu pencarian rata-rata: waktu yang diperlukan playhead untuk sampai ke Track yang ditunjukkan. Ini adalah antara 8 dan 12 milidetik Waktu akses: waktu yang dibutuhkan pembaca untuk mengakses sektor ini. Ini adalah jumlah latensi rata-rata dan waktu pencarian rata-rata. Waktunya antara 9 dan 12 milidetik. Waktu tulis / baca: Waktu ini tergantung pada semua faktor lain dan selain ukuran file. Memori Cache: Memori tipe padat seperti RAM yang untuk sementara menyimpan data yang dibaca dari disk. Dengan cara ini kecepatan membaca meningkat. Semakin banyak memori cache, semakin cepat membaca / menulis. (sangat penting) Kapasitas penyimpanan: jelas itu adalah jumlah ruang yang tersedia untuk menyimpan data. Semakin banyak semakin baik. Antarmuka komunikasi: Cara data ditransfer dari disk ke memori. Antarmuka SATA III adalah yang tercepat saat ini untuk hard drive jenis ini.

Jika Anda juga ingin tahu lebih banyak tentang perangkat keras, kami sarankan artikel kami:

• Mengapa TIDAK perlu mendefrag SSD?

Dengan ini kami menyelesaikan penjelasan kami tentang bagaimana hard disk itu dan bagaimana cara kerjanya. Semoga ini sangat berguna bagi Anda dan Anda sudah memahami pentingnya memiliki hard drive yang baik.