گذری کوتاه بر مشخصه ها و محدودیت های هارد دیسک ها

[Magsoud]

توضیح
--------
مطالب زیر را با مطالعه اطلاعات موجود در صد ها صفحه اینترنتی
جمع آوری و ترجمه کرده و به اطلاع عزیزان میرسانم
امید که مثمرالثمر باشد.
================


هارد دیسک ها در داخلشان دارای یک یا چند دیسک مغناطیسی هستند. هر دو طرف هارد دارای هد مغناطیسی
برای خواندن و نوشتن اطلاعات هست.

هر دو طرف هارد دیسک را در اصطلاح side یا head می نامند.
هر طرف هارد به بخش هائی تقسیم شده که اصطلاحا" track یا cylinder نام دارند.
هر track (یا cylinder) هم به قسمت هائی بنام sector تقسیم شده است.

هر sector میتواند فقط 512 بایت اطلاعات را ذخیره کند.

کوچکترین قسمتی که کنترل کننده هارد میتواند به آن دسترسی پیدا کند sector است.بدین معنی که اگر بخواهیم
حتی فقط یک بایت اطلاعات را از یک sector بخوانیم ، هارد مجبور است تمام اطلاعات موجود در سکتور مربوطه را
بخواند.

تعداد بایت ها در یک سکتور از هارد دیسک ثابت بوده و همانطوریکه در سطور بالا اشاره شد برابر 512 بایت است.
ولی تعداد track ها و تعداد سکتور های موجود در هر track نسبت به شرکت های مختلف سازنده هارد دیسک و
نسبت به حجم هارد ها متفاوت است.

توجه کنید که مجموعه مشخصه های (تعداد head ها ، تعداد track ها ، و تعداد سکنور های موجود در هر track) را
یرای هارد دیسک ها اصطلاحا" geometry میگویند.

اگر تعداد head های یک هارد را به تعداد track هایش ضرب کرده و سپس عدد حاصل را به تعداد سکتور های موجود
در هر track ضرب کنیم ، تعداد کل سکتور های یک هارد بدست می آید.که اگر این عدد را هم به 512 ضرب کنیم ،
حجم کل هارد مشخص خواهد شد.

یک نکته ای را در رابطه با هارد دیسک ها باید توجه کنید و آن این است که سازندگان هارد دیسک ها ، در روی هارد
هایشان حجم را براساس اعداد بر پایه 10 می نویسند در حالیکه کامپیوتر حجم را براساس اعداد بر پایه 2 محاسبه
میکند.
اجازه بدهید که با یک مثال مطلب را روشنتر بیان کنم:
وقتی کارخانه سازنده هارد دیسک در روی هارد ، حجم آن را یک گیگا بایت می نویسد.منظورش این است که حجم
هارد یک بیلیون بایت است (1000000000 یعنی برابر 10 بتوان 9).
ولی وقتی شما آن را در کامپیوتر استفاده میکنید ، چون سیستم بر اساس اعداد مبنای 2 کار میکند ،لذا چون عدد
1073741824 را یک گیگا بایت میداند (یعنی عدد 2 بتوان 30 را ). در نتیجه کامپیوتر این هارد (1000000000 بایتی )
بگفته سازنده را ، دیگر یک گیگا نمی شناسد بلکه آن را تقریبا" حدود هفتاد مگا بایت کمتر از یک گیگا بایت اعلام
خواهد کرد.
مثال دیگر :
------------
فرضا" شرکت Seagate هاردی را با حجم 250 گیگا بایت بیرون داده است.ولی با حساب کامپیوتری این هارد فقط
232.88 گیگا بایت حجم دارد (چون این هارد برابر اعلام سازنده دارای تعداد 488397168 سکتور است که اگر آنرا بعدد
512 ضرب کنیم حجمش برابر 250059350016 میشود که براساس اعداد بر مبنای 2 تقریبا" برابر 232 گیگا بایت است)

یعنی همواره حجم واقعی یک هارد کمتر از مقداری است که سازنده اعلام میکند

در جلسات بعد بیشتر صحبت میکنیم.

[Magsoud]

برای درک بیشتر هارد دیسک لازم است که مختصری به عقب برگردیم.

در گذشته یک کامپیوتر بطور فیزیکی آدرس دهی می شد. ساده تر عرض کنم موقع نیاز به خواندن و نوشتن اطلاعات
در جای مشخصی از هارد لازم بود که محل فیزیکی دقیق سکتور مشخص شود. فرضا" گفته می شد 512 بایت اطلاعات
موجود در سکتور پنجم از track دهم در محدوده head اول را بخوان.
این طریق آدرس دهی را CHS می نامیدند که بترتیب مخفف کلمات (Cylinder, Head , Sector) میباشد.

در آن زمان مشکل اینجا بود که کامپیوتر ها فقط قادر بودند که تا شماره محدودی را از head و track و sector بشناسند.

این محدودیت در دو تا مورد بود:
1. در BIOS کامپیوتر که بایستی به CPU بگوید که چگونه با وسائلی از قبیل فلاپی و هارد ارتباط برقرار کند.

2. در کابل ارتباطی ATA که بنام های PATA و parallel ATA و IDE هم شناخته میشود و وطیفه وصل کردن هارد به
کامپیوتر را بعهده دارد.
این محدودیت ها به شرح زیر بودند:

BIOS تا track 1024 و تا head شماره 255 و تا سکتور 63 را میتوانست بشناسد و حداکثر حجمی برابر 7.84
گیگا بایت را می توانست تشخیص بدهد.

ATA تا track 65536 و تا head شماره 16و تا سکتور 255 را میتوانست بشناسد و حداکثر حجمی برابر 127.5
گیگا بایت را می توانست تشخیص بدهد.

HDD تا track 1024 و تا head شماره 16و تا سکتور 63 را میتوانست بشناسد و حداکثر حجمی برابر 504 مگا بایت
را می توانست تشخیص بدهد.

می بینید که BIOS اوریجینال حد اکثر 7.84 گیگا بایت را میتوانست شناسائی کند.(دوستان توجه داشته باشید که
استاندارد ATA-IDE در سال 1985 بنا نهاده شد که در آن زمان هارد ها حد اکثر 40 مگا بایت حجم داشتند و کسی
حتی بفکرش نمیرسید که روزی هاردی به بزرگی 7 گیگا بایت ساخته شود!!!).
این محدودیت 7.84 گیگا بایت که به غلط محدودیت 8 گیگا بایتی معروف است ، حدود سال 1999 با آپگرید شدن BIOS
برطرف شد.

نکته اینکه سیستم عامل 6.22 MS-DOS و ورژن های پائین تر هنوز این محدودیت را دارند.

محدودیت ATA را دیدیم که حداکثر 127.5 گیگا بایت را میتوانست شناسائی کند و بعدا" در این مود بحث خواهیم کرد.

محدودیت مربوط به HDD (که حداکثر 504 مگا بایت را میتوانست شناسائی کند) ، تا حول و حوش سال 1995 بشدت
مشکل ساز شده بود.ولی این مشکل بیشتر بخاطر محدودیت های موجود در BIOS و ATA بود.
این سه مورد(BIOS و ATA و HDD ) بهم وابسته هستند ،دیدیم که ATA میتوانست تا 65536 track را شناسائی کند
ولی چون BIOS نمی توانست بیش از 1024 track را ببیند، لذا اجبارا" حد اکثر دسترسی به 1024 محدود شده بود.

و همین مسائل در رابطه با سکتور و هد هم وجود داشت.
با آپدیت شدن BIOS راه هائی برای برطرف کردن این محدودیت ها پیدا شد و LBA بوجود آمد.در این روش بجای آدرس دهی
فیزیکی که در بحث بالا صحبت کردیم (CHS) ، میشود سکتور ها را مستقیما" آدرس دهی کرد. یعنی میشود فرضا"
عوض اینکه بگوئیم اطلاعات سکتور فلان از track فلان در محدوده هد فلان را بخوان میتوانیم مستقیما" بگوئیم که
اطلاعات سکتور فرضا" شماره 1186612 را بخوان.

با این روش بایستی محدودیت دسترسی به حجم هارد باید برطرف می شد ولی بازهم برطرف نشد و فقط محدودیت
عوض 504 مگا بایت به 128 گیگا بایت تبدیل شد.
علت این محدودیت 128 گیگا بایتی نوع ATA مورد استفاده در آن زمان بود که بصورت 28 بیتی کار میکرد.
مختصر اگر بگویم با ساخت LBA نوع 48 بیتی این مشکل هم حل شده و سیستم کامپیوتر با تغییراتی میتواند تا
حجمی برابر 131072 ترابایت را دسترسی پیدا کند.

توجه داسته باشید که ویندوز XP (سرویس پک های 1 و 2) از LBA نوع 48 بیتی پشتیبانی نمیکنند و لذا حداکثر
تا 128 گیگا بایت را میتوانند ببینند.

تا روزی دیگر و ادامه بحث

[Magsoud]

دیشب کی از دوستان ارجمند طی پیامی درخواست نمود که مختصری بیشتر در مورد ATA توضیح داده شود.
بطور مختصر میشود گفت:

ATA مخفف عبارت Advanced Technology Attachment است.
یک کاربر برای کار با کامپیوتر نیاز به داشتن هارد دیسک ، CD-ROM و غیره دارد.
ارتباط کامپیوتر با هارد دیسک ، CD-ROM و غیره توسط یک کابل صورت میگیرد .

در اوایل کار این ارتباط با کابلی پهن صورت می گرفت که کابل ATA یا IDE نامیده می شود (گاها" با نامهای ATAPI و
PATA هم عنوان می شوند).
هنوز این نوع ارتباط در هزاران کامپیوتر در کشورمان وجود دارد.

سیستم کنترل کننده این نوع ارتباط معایبی داشت از جمله :

__ سرعت انتقال اطلاعات از داخل هارد دیسک ، CD-ROM و غیره به سیستم بسیار کند بود.
__ اندازه این نوع کابل ها محدود بود یعنی طول این کابل اگر از 46 سانتیمتر بیشتر می شد دیگر کار نمیکرد.
__ کابل پهن و دست و پا گیر بود

و سرانجام بجای این کابل از نوع پیشرفته تر با نام SATA استفاده شد که سریعتر و کوچکتر از ATA هست.


====================================
تذکر
---------
عزیزان، در بحث ساخت ویندوز لایو XP ، دیدیم که ویندوز XP محدودیت هائی دارد از جمله بعضی هارد ها را نمی بیند
و یا در سیستم های جدید نصب نمیشود.
من در رابطه با علل این مسئله در بحث فوق اشاراتی کوتاه داشتم ولی تعدادی از عزیزان به آن اشارات قانع نشده
و طی پیام و غیره خواستار توضیحات بیشتر و واضح تر شدند.

شاید اگر من بتوانم توضیحات کافی و واضح بدهم ، دوستان جوان ما بتوانند راهی برای رفع این مشکل پیدا کنند.
در این مسیر و برای شرح درست موضوع ، لازم است مطالب زیادی را عنوان و شرح دهم

اگر فکر میکنید فایده ای ندارد و وقت تلف کردن هست بفرمائید تا این تاپیک را ادامه نداده و ببندم

[borhan_3010]

اگر فکر میکنین که میشود ویندوز لایو اکس پی رو کاریش کرد که هارد لپ تاپ های جدید رو بشناسه خواهشا ادامه بدین ...

Send from Galaxy Siii using Tapatalk 4

[Magsoud]

برهان جان
تو خودت کسی هستی که من قبولت دارم و میدانی که تاکنون کسی نتوانسته اینکار را انجام دهد.
ولی اگر تا کنون انجام نشده دلیل آن نیست که نمیشود کاری کرد. چون بالاخره روزی از همین روزها
یک نفر این کار را انجام و در اینترنت پخش خواهد کرد.
از کجا معلوم که آن نفر شما نباشید و یا یک ایرانی دیگر؟

من قصدم این بود که در این تاپیک مشخصه ها و محدودیت های هارد ها و سیستم عامل ها و انواع
فرمت های fat و ntfs و دیگر موارد را مشخص کنم ، تا کننده با چشم باز دنبال مطلب برود

ولی نمیدانم ، خودم آنقدر مشکلات روحی دارم که فکرم در یک موضوع متمرکز نمیشود و نمیدانم
واقعا" ادامه دهم یا نه .
شاید بهتر این باشد که منصرف شوم

[axon]

سلام
من چند بار نوشتار رو خوندم تا تونستم بیشترش رو بفهمم.
ترجمه، جمع کردن، انتخاب درست ترین، مرتب کردن نوشته
گرچه وقت بَر هست اما هنگام تموم شدن لذت بخشه برای نویسنده.
اما چند پرسش دارم که شاید شما گفتید و من نفهمیدم:

Head اینه (http://www.hitechreview.com/uploads/2009/01/hddhead.jpg)؟
شما گفتید
هر sector میتواند فقط 512 بایت اطلاعات را ذخیره کند.
هنگام "Format" کردن "USB Flash" گزینه "Allocation Uni Size" رو داریم که تا "8192" رو میتونیم انتخاب کنیم، آیا اینها یکیه؟

اگر تعداد head های یک هارد را به تعداد track هایش ضرب کرده
و سپس عدد حاصل را به تعداد سکتور های موجود در هر track ضرب کنیم ،
تعداد کل سکتور های یک هارد بدست می آید.که اگر این عدد را هم به 512 ضرب کنیم ،
حجم کل هارد مشخص خواهد شد. تعداد اینها رو از کجا میتونم بفهمم؟
درباره فرق بین اون چیزی که روی جعبه ذخیره سازها نوشته شده و اون چیزی که
توی رایانه دیده میشه نکته خوبی رو گفتید که من میخواستم بدونم، چون خیلی های
این میگن این دزدی و... هست اما من مطمئن بودم که نیست. اما هنوز پرسش دارم:



مگر واحد ذخیره سازی داده ها یکی نیست پس چرا اینا با هم تفاوت داره؟
این اعداد مبانی که توی شرکت ها و رایانه با هم فرق میکنه از کجا اومده؟



روش "LBA" چی داره که میتونه مستقیم "Sector" منظور رو بخونه اما "CHS" نمیتونسته؟

توجه داسته باشید که ویندوز XP (سرویس پک های 1 و 2) از LBA
نوع 48 بیتی پشتیبانی نمیکنند و لذا حداکثر تا 128 گیگا بایت را میتوانند ببینند.

برای همینه که چرا شرکتهای نرم افزاری، ویندوز "XP" رو تو 2 نسخه میذارن
(یکی برای رایانه های رومیزی و دومی برای رایانه های قابل حمل)؟

[Magsoud]

axon (http://www.ariadl.ir/member.php?u=132508) عزیز
من چند بار نوشتار رو خوندم تا تونستم بیشترش رو بفهمم.

شرح این مطلب به زبانی که برای عموم قابل درک باشد واقعا" خیلی مشکل است. برای اینکه برای درک درست
مطلب ضرورت دارد که کاربر با اصول الکترونیک و بعد چگونگی کار مدارات دیجیتالی و مبنای اعداد مورد استفاده
آشنا باشد.
ما در زندگی روزمره از اعداد بر مبنای 10 استفاده میکنیم. این بدان معنی است که ما هر عددی را که بخواهیم
بگوئیم ، با کنار هم قرار دادن اعداد دهگانه 0 تا 9 این کار را انجام میدهیم.
ولی در مدارات دیجیتالی و کامپیوتر فقط دو عدد 0 و 1 وجود دارند و در نتیجه اینها هر عددی را با کنار هم قرار دادن
فقط اعداد 0 و 1 انجام میدهند
فرضا" در سیستم 4 بیتی عدد 0000 بمعنی 0 است و عدد 0001 بمعنی عدد 1 است و فرضا" 0101 بمعنی عدد 2
است (توجه داشته باشید که همه اعدادی که در اینجا عرض میکنم فرضی هستند).

حالا این فکر را بکنید که ما با داشتن فقط دو عدد 0 و 1 در یک سیستم آدرس دهی 4 بیتی چند عدد را میتوانیم بنویسیم.

حالا بیائیم به سیسیتم دیجیتالی 8 بیتی ، در اینجا فرضا" عدد 00000000 بمعنی عدد 0 ما است و عدد 00000001 به معنی
عدد 1 ما است و الی آخر

حالا با همین مختصر این مطلب را جمع کنم.
فرضا" میخواهیم عدد 10 را با سیستم 4 بیتی نوشته و جائی منتقل کنیم در اینجا برای عد 10 ما سیستم دیجیتالی باید اعداد
مبنای 2 یعنی 0000 و 0001 را کنار هم بنویسد و موقع انتقال بجای دیگر هم چون سیستم 4 بیتی است باید اول 4 بیت اول را
یعنی 0000 را منتقل کرده و سپس چهار بیت دوم یعنی 0001 را منتقل کند که زمانبر است

در حالیکه در سیستم 8 بیتی میشود 10 مثلا" بصورت 00000010 نوشت ک در یکبار هم منتقل میشود یعنی سرعت بالا رفته
است.

در سیستم مبنای دو همه اعدادی که ساخته میشوند بر مبنای 2 بتوان فلان نوشته میشوند

که حرف آخر اینکه عدد 1024 در مبنای 2 معادل عدد 1000 در اعداد مبنای 10 خودمان میشود.
شرکت سازنده هارد ، حجم را بر مبنای 10 اعلام میکند ولی کامپیوتر حجم را بر مبنای 2 محاسبه و اعلام میکند
و چون کامپیوتر هر 1024 را یک کیلو می شناسد لذا همواره حجمی که ما می بینیم کوچکتر از آنی هست که
سازنده گفته است.

میبینی که با اینکه من سعی کردم مطلب را ساده تر بگویم ولی ممکن است بدتر شد و بیشتر گیجتان کرده باشم
متاسفم

[axon]

خوب اکنون کمی فهمیدم اما این پرسش میمونه:
چرا
شرکت سازنده هارد ، حجم را بر مبنای 10 اعلام میکند ولی کامپیوتر حجم را بر مبنای 2 محاسبه و اعلام میکند
؟
رایانه که نمیتونه بر مبانی 10 بشناسه خوب شرکت بر مبانی 2 بگه حجم رو.
راستی اقا مقصود پاسخ دیگر پرسشها رو ندادید.

[Magsoud]

axon (http://www.ariadl.ir/member.php?u=132508) عزیزدر این چند روزه آنقدر سوالات مختلف که اکثرا" بهم ربط نداشتند را توضیح داده ام و از این کوچه
یه آن کوچه پریده ام که خودم هم قاطی کرده ام.
میشود سوال هائی را که جواب ندادم عنوان بفرمائید؟

[Magsoud]

در رابطه با هارد ها دیدیم که فرضا" یک هارد 1000 گیگا می خریم ولی کامپیوتر آن را کمتر از این مقدار نشان می دهد.
بنده علت را توضیح دادم.
بد ندیدم که برنامه زیر را معرفی کنم که شاید بدردتان بخورد

برنامه رایگان و کم حجم و پرتابل Decimal Binary Unit Converter با جاوا نوشته شده و میتواند اعداد باینری و دسیمال
را بهمدیگر تبدیل کند.
برای مثال در شکل زیر ، بنده در قسمت (1) حجم هاردی را که خریداری کرده ام (1000 گیگا بایت یا 1 ترابایت) وارد
کرده ام و برنامه در قسمت (2) حجمی را که کامپیوتر نشان خواهد داد را مشخص کرده است. در این مثال می بینیم
که کامپیوتر حجم یک ترابایت (1000 گیگا بایت) را ، مقدار 931.32 گیگا بایت نشان خواهد داد

http://www.worldup.ir/images/jp7qkgqgmyge1jvaee.png (http://www.worldup.ir/)

تذکر برای اجرای این برنامه باید در سیستمتان جاوا نصب باشد
http://www.mediafire.com/download/z07mv6jicj15htz/DecBinUnitConverter-1.0.jar.7z

[axon]

سلام
اقا با معرفی این برنامه همه چی مشخص شد و کار ما رو ساده کردید.
نوشته 6 همین صفحه رو بخونید چند 4 پرسش هست که پاسخ ندادید.
البته میتونم دوباره اینجا بنویسمشون اما بیخودی جا میگیره.

[Magsoud]

axon (http://www.ariadl.ir/member.php?u=132508) عزیز ، معذرت میخواهم که متوجه سوالات شما نشدم
جواب سوالات جنابعالی
------------------------------
برابر استاندارد هر sector میتواند فقط 512 بایت اطلاعات را ذخیره کند.
اگر برنامه شما مقدار زیادتری را نشان میدهد یعنی اینکه در یک زمان تعداد بیشتری سکتور را میتواند بخواند
اگر دقت کنید "8192" یعنی 16 سکتور یعنی 512 ضربدر 16 مساوی است با 8192

---------
برای اینکه تعداد سکتور ها و دیگر مشخصات مربوط به هارد را بدانید به خط فرمان ویندوز وارد شده سپس
وارد پوشه system32 گشته و دستور زیر را اجرا کنید


fsutil fsinfo ntfsinfo c:

برای مثال من در شکل زیر این دستور را دادم و با اجرای این دستور سیستم من مشخصات زیر را داد:

http://www.worldup.ir/images/bphar2w9y8998bzp826a.png (http://www.worldup.ir/)


در ضمن


How Many Sectors are on Your Hard Drive?
================================================== ====
HDDs of exactly 10 GB have: 19,531,250 sectors.
HDDs of exactly 20 GB have: 39,062,500 sectors.
HDDs of exactly 30 GB have: 58,593,750 sectors.
HDDs of exactly 40 GB have: 78,125,000 sectors.
HDDs of exactly 60 GB have: 117,187,500 sectors.
HDDs of exactly 80 GB have: 156,250,000 sectors.
HDDs of exactly 100 GB have: 195,312,500 sectors.
HDDs of exactly 120 GB have: 234,375,000 sectors.
HDDs of exactly 140 GB have: 273,437,500 sectors.
HDDs of exactly 160 GB have: 312,500,000 sectors.
HDDs of exactly 180 GB have: 351,562,500 sectors.
HDDs of exactly 200 GB have: 390,625,000 sectors.
HDDs of exactly 250 GB have: 488,281,250 sectors.
HDDs of exactly 300 GB have: 585,937,500 sectors.
HDDs of exactly 320 GB have: 625,000,000 sectors.
HDDs of exactly 500 GB have: 976,562,500 sectors.
HDDs of exactly 640 GB have: 1,250,000,000 sectors.
HDDs of exactly 750 GB have: 1,464,843,750 sectors.
HDDs of exactly 860 GB have: 1,679,687,500 sectors.
HDDs of exactly 1.0 TB have: 1,953,125,000 sectors.
HDDs of exactly 1.5 TB have: 2,929,687,500 sectors.
HDDs of exactly 2.0 TB have: 3,906,250,000 sectors.
HDDs of exactly 3.0 TB have: 5,859,375,000 sectors.
This data depends upon 1 GB = 1,000,000,000 bytes, and 512-byte sectors.

===============
LBA و CHS دو نوع فرمت هستند
در نوع LBA سکتور ها بترتیب از 0 ببالا شماره گذاری شده اند و لذا موقعیکه میخواهیم به اطلاعات سکتوری دسترسی
پیدا کنیم کافی است بگوئیم اطلاعات سکتور شماره فلان را بخوان.

ولی در نوع CHS اینگونه نیست. چون تقسیم بندی بصورت Cylinder/Head/Sector است یعنی ما برای خواندن اطلاعات
یک سکتور باید بگوئیم برو سیلندر شماره فلان ، سپس برو هد شماره بهمان و سپس اطلاعات موجود در سکتور فلان
را بخوان
بصورت دیگر در این نوع ، دستگاه باید برای خواندن یک نقطه سه تا حرکت بکند تا به آن نقطه برسد

[Magsoud]

یک روش دیگر برای اینکه بتوانید تعداد سکتور ها و دیگر مشخصات هاردتان را متوجه شوید
این است که از برنامه هائیکه مشخصات سیستم شما را نشان میدهند استفاده کنید

برای مثال بنده از برنامه خوب AIDA64 استفاده کردم و این برنامه مشخصات هارد 500 گیگا بایتی بنده را بصورت زیر
اعلام کرد
که همانطور که مشاهده میکنید در قسمت Parameters تعداد سیلندر (یعنی track ) و هد و سکتور را مشخص نموده
است که مطابق زیر ، مجوع حاصلضرب آن ها برابر حجم هارد بنده یعنی 500 گیگا بایت میشود
:

969021 x 16 x 63 x 512 = 500,107,862,016 Byte = 500 GB

http://www.worldup.ir/images/latrd1kkr4tzerhldz.png (http://www.worldup.ir/)