Cakera keras disambungkan ke papan induk sama ada menggunakan antaramuka SATA ataupun IDE yang juga dikenali sebagai ATA selari. Ia adalah sekeping logam tetap yang menyimpan data sebagai bintik magnetik. Setiap kepingan logam itu disadur dengan ferum oksida.
Keseluruhan unit cakera keras dibungkus dalam kotak dimeterai, yang di dalamnya terdapat cakera keras, satu set pemacu cakera dan motor yang memutarkan cakera. Ini berbeza dengan cakera liut yang cakera dan pemacu cakera terasing. Unit yang mempunyai satu kepala baca/tulis, satu lengan capaian dan satu keping cakera yang termeterai juga dikenali sebagai Pemacu Cakera Winchester (Winchester disk drives).
Mekanik
Kepala baca-tulis pada cakera keras -->
Data-data dalam cakera keras disimpan di permukaan piring magnetik yang berputar. Maklumat disimpan dengan menghantar fluks elektromagnet melalui satu antena atau kepala tulis (write head) yang amat berdekatan dengan permukaan piring, yang menjadikan permukaan magnetik itu menukar polarisasinya. Begitu juga maklumat dapat dibaca, apabila medan magnetik piring menghasilkan cas elektrik pada kepala baca (read head) yang menghampirinya.
Secara fizikal, cakera keras dibina daripada satu paksi tengah dan piring magnet itu akan berpusing pada satu kelajuan tetap. Dan diantara piring-piring tersebut terdapat satu kepala baca/tulis untuk setiap permukaan pada satu angker (armature) umum. Angker itu akan mengerakkan kepala ke mana-mana bahagian yang dikehendaki.
Permukaan cakera keras dan kepala baca/tulis begitu rapat sehingga sebarang partikel kotoran boleh menjejaskan kelancaran proses baca/tulis dan juga menyebabkan head crash. Kejadian ini akan merosakkan permukaan cakera keras (data akan hilang) dan juga merosakkan kepala baca/tulis.
Kaedah data disimpan pada cakera keras hampir sama dengan kaedah penyimpanan cakera liut iaitu kaedah jejak dan sektor. Bagaimanapun, cakera keras boleh terdiri lebih daripada satu kepingan dan kepala baca/tulis. Bentuk cakera keras sedemikian disebut pek cakera (disk pack). Pek cakera keras boleh terdapat sehingga 12 atau lebih kepingan cakera magnetik. Jika ini keadaannya, satu konsep "silinder (cylinder)" digunakan. Kaedah silinder ini adalah satu kaedah menyimpan data pada jejak yang sama dan pada permukaan cakera yang berlainan.
Struktur dalaman cakera keras
Cakera keras mengandungi piring (platter) rakaman bermagnet yang terdiri daripada substrat aluminium yang diselaputi atau dilapisi - biasanya di kedua-dua belah dengan bahan bermagnet. Penggerak (actuator) pula ialah mekanisma yang menyebabkan kepala digerakkan ke bahagian data yang dikehendaki. Pemutar (spindle) pula memutar piring-piring supaya dapat dibaca oleh kepala baca/tulis.
Kapasiti Storan (Storage Capacity)
Kapasiti storan ialah jumlah data yang dapat disimpan oleh cakera keras. Biasanya saiz pemacu cakera diukur dalam gigabait GB. Lebih besar saiznya, lebih mahal harganya. Tetapi anda harus ingat di mana kebanyakan aplikasi terkini seperti multimedia dan permainan memerlukan saiz storan yang besar. Semasa artikel ini ditulis, kebanyakan cakera keras yang dijual dipasaran berkapasiti antara 100GB hingga 200GB.
Kepantasan Akses (Akses Time)
Kepantasan akses ialah masa yang diambil kepala baca/tulis untuk tiba ke tempat yang diperlukan pada permukaan piring di mana ia disukat dalam milisaat ms. Semakin rendah milisaat, semakin cepat kepala baca/tulis tiba di satu-satu kawasan data.
Kepantasan Pemutar (Spindle Speed)
Kepantasan Pemutar merujuk kepada selaju mana Pemutar (Spindle) berputar dibawah kepala baca/tulis. Kelajuan ini disukat dalam putaran seminit RPM. Semakin tinggi nilai RPM semakin laju putaran cakera keras dan semakin pantas data dapat dipindahkan.
Kadar Pemindahan Data (Data Transfer Rate)
Ramai diantara anda yang sudah memahami di mana kadar pemindahan data ialah kelajuan sistem menyalin data dari cakera keras dan disukat dalam Mbps. Kadar pemindahan ini dapat dibahagikan kepada dua iaitu:-
1) Kadar pemindahan dalaman (internal) - iaitu kelajuan pemindahan data antara kepala baca/tulis dan piring.
2) Kadar pemindahan luaran (external) - iaitu kelajuan pemindahan data antara CPU dan piring melalui antaramuka (interface).
Memori Cache (SRAM)
Sepertimana CPU, cakera keras juga memiliki cachenya yang tersendiri. Ia lebih dikenali sebagai buffer iaitu kawasan sementara yang terdapat pada pengawal cakera (controller) untuk menyimpan data sebelum diproses bagi meningkatkan prestasi sesebuah cakera keras. Saiz memori cache ini biasanya mempunyai saiz sebesar 128K, 2MB, 4MB, dan 8MB bergantung kepada pengeluar. Semakin tinggi saiz cache, semakin banyak data dapat disimpan ke dalamnya.
Bagaimana cakera keras berfungsi?
Cakera keras mengandungi terlalu banyak piring-piring logam (platters). Piring-piring ini menyimpan data secara magnetik (seperti besi berani). Kepala baca/tulis akan membetulkan hujungnya kesekitar permukaan piring, sama seperti kepala perakam muzik yang merakam data ke dalam pita rakam.
Sebelum sesuatu data dapat disimpan ke dalam mana-mana cakera (disk), cakera tersebut perlulah diformat terlebih dahulu. Cakera yang belum diformat tidak boleh menerima apa-apa data. Terdapat dua peringkat format iaitu Low-level dan High-Level.
Low-Level format ialah proses untuk mencipta trek-trek (tracks), sektor, dan juga silinder (cylinder). Proses ini biasanya dilakukan di kilang sebelum diedarkan kepada pengguna.
High-Level format pula ialah proses untuk mencipta sistem fail (file system) seperti FAT/NTFS dan juga akar (root). Apabila anda memformat cakera keras perigkat high-level, cakera keras anda sudah bersedia untuk menerima dan menyimpan data secara magnetik.
Apabila program atau sistem operasi digunakan, pengawal cakera keras akan menggerakkan kepala baca/tulis ke fail pertama iaitu FAT. FAT menyimpan trek semua kelompok (clusters) fail. Sistem operasi akan membaca FAT terlebih dahulu untuk menentukan kelompok manakah yang kosong atau kelompok manakah yang telah terisi. Apabila anda menyimpan (save) sesuatu fail, kepala baca/tulis akan mencatatkan rekod di dalam FAT nama fail tersebut dan di mana fail tersebut disimpan. Pendek kata FAT berfungsi seolah-olah sebuah direktori yang mengandungi senarai nama fail dan tempat fail tersebut berada. Ini memudahkan kepala baca/tulis untuk terus ke tempat yang diperlukan tanpa perlu membuat carian.
Rujukan
- Ilmuit
- Wikipedia
Kepala baca-tulis pada cakera keras -->Data-data dalam cakera keras disimpan di permukaan piring magnetik yang berputar. Maklumat disimpan dengan menghantar fluks elektromagnet melalui satu antena atau kepala tulis (write head) yang amat berdekatan dengan permukaan piring, yang menjadikan permukaan magnetik itu menukar polarisasinya. Begitu juga maklumat dapat dibaca, apabila medan magnetik piring menghasilkan cas elektrik pada kepala baca (read head) yang menghampirinya.
Secara fizikal, cakera keras dibina daripada satu paksi tengah dan piring magnet itu akan berpusing pada satu kelajuan tetap. Dan diantara piring-piring tersebut terdapat satu kepala baca/tulis untuk setiap permukaan pada satu angker (armature) umum. Angker itu akan mengerakkan kepala ke mana-mana bahagian yang dikehendaki.
Permukaan cakera keras dan kepala baca/tulis begitu rapat sehingga sebarang partikel kotoran boleh menjejaskan kelancaran proses baca/tulis dan juga menyebabkan head crash. Kejadian ini akan merosakkan permukaan cakera keras (data akan hilang) dan juga merosakkan kepala baca/tulis.
Kaedah data disimpan pada cakera keras hampir sama dengan kaedah penyimpanan cakera liut iaitu kaedah jejak dan sektor. Bagaimanapun, cakera keras boleh terdiri lebih daripada satu kepingan dan kepala baca/tulis. Bentuk cakera keras sedemikian disebut pek cakera (disk pack). Pek cakera keras boleh terdapat sehingga 12 atau lebih kepingan cakera magnetik. Jika ini keadaannya, satu konsep "silinder (cylinder)" digunakan. Kaedah silinder ini adalah satu kaedah menyimpan data pada jejak yang sama dan pada permukaan cakera yang berlainan.
Struktur dalaman cakera keras
Cakera keras mengandungi piring (platter) rakaman bermagnet yang terdiri daripada substrat aluminium yang diselaputi atau dilapisi - biasanya di kedua-dua belah dengan bahan bermagnet. Penggerak (actuator) pula ialah mekanisma yang menyebabkan kepala digerakkan ke bahagian data yang dikehendaki. Pemutar (spindle) pula memutar piring-piring supaya dapat dibaca oleh kepala baca/tulis.
Kapasiti Storan (Storage Capacity)
Kapasiti storan ialah jumlah data yang dapat disimpan oleh cakera keras. Biasanya saiz pemacu cakera diukur dalam gigabait GB. Lebih besar saiznya, lebih mahal harganya. Tetapi anda harus ingat di mana kebanyakan aplikasi terkini seperti multimedia dan permainan memerlukan saiz storan yang besar. Semasa artikel ini ditulis, kebanyakan cakera keras yang dijual dipasaran berkapasiti antara 100GB hingga 200GB.
Kepantasan Akses (Akses Time)
Kepantasan akses ialah masa yang diambil kepala baca/tulis untuk tiba ke tempat yang diperlukan pada permukaan piring di mana ia disukat dalam milisaat ms. Semakin rendah milisaat, semakin cepat kepala baca/tulis tiba di satu-satu kawasan data.
Kepantasan Pemutar (Spindle Speed)
Kepantasan Pemutar merujuk kepada selaju mana Pemutar (Spindle) berputar dibawah kepala baca/tulis. Kelajuan ini disukat dalam putaran seminit RPM. Semakin tinggi nilai RPM semakin laju putaran cakera keras dan semakin pantas data dapat dipindahkan.
Kadar Pemindahan Data (Data Transfer Rate)
Ramai diantara anda yang sudah memahami di mana kadar pemindahan data ialah kelajuan sistem menyalin data dari cakera keras dan disukat dalam Mbps. Kadar pemindahan ini dapat dibahagikan kepada dua iaitu:-
1) Kadar pemindahan dalaman (internal) - iaitu kelajuan pemindahan data antara kepala baca/tulis dan piring.
2) Kadar pemindahan luaran (external) - iaitu kelajuan pemindahan data antara CPU dan piring melalui antaramuka (interface).
Memori Cache (SRAM)
Sepertimana CPU, cakera keras juga memiliki cachenya yang tersendiri. Ia lebih dikenali sebagai buffer iaitu kawasan sementara yang terdapat pada pengawal cakera (controller) untuk menyimpan data sebelum diproses bagi meningkatkan prestasi sesebuah cakera keras. Saiz memori cache ini biasanya mempunyai saiz sebesar 128K, 2MB, 4MB, dan 8MB bergantung kepada pengeluar. Semakin tinggi saiz cache, semakin banyak data dapat disimpan ke dalamnya.
Bagaimana cakera keras berfungsi?
Cakera keras mengandungi terlalu banyak piring-piring logam (platters). Piring-piring ini menyimpan data secara magnetik (seperti besi berani). Kepala baca/tulis akan membetulkan hujungnya kesekitar permukaan piring, sama seperti kepala perakam muzik yang merakam data ke dalam pita rakam.Sebelum sesuatu data dapat disimpan ke dalam mana-mana cakera (disk), cakera tersebut perlulah diformat terlebih dahulu. Cakera yang belum diformat tidak boleh menerima apa-apa data. Terdapat dua peringkat format iaitu Low-level dan High-Level.
Low-Level format ialah proses untuk mencipta trek-trek (tracks), sektor, dan juga silinder (cylinder). Proses ini biasanya dilakukan di kilang sebelum diedarkan kepada pengguna.
High-Level format pula ialah proses untuk mencipta sistem fail (file system) seperti FAT/NTFS dan juga akar (root). Apabila anda memformat cakera keras perigkat high-level, cakera keras anda sudah bersedia untuk menerima dan menyimpan data secara magnetik.
Apabila program atau sistem operasi digunakan, pengawal cakera keras akan menggerakkan kepala baca/tulis ke fail pertama iaitu FAT. FAT menyimpan trek semua kelompok (clusters) fail. Sistem operasi akan membaca FAT terlebih dahulu untuk menentukan kelompok manakah yang kosong atau kelompok manakah yang telah terisi. Apabila anda menyimpan (save) sesuatu fail, kepala baca/tulis akan mencatatkan rekod di dalam FAT nama fail tersebut dan di mana fail tersebut disimpan. Pendek kata FAT berfungsi seolah-olah sebuah direktori yang mengandungi senarai nama fail dan tempat fail tersebut berada. Ini memudahkan kepala baca/tulis untuk terus ke tempat yang diperlukan tanpa perlu membuat carian.
Rujukan
- Ilmuit
- Wikipedia
Tiada ulasan:
Catat Ulasan
Terima kasih :)