บทที่ 5 ฮาร์ดดิกส์

5.1 บทนำ

   "ฮาาร์ดดิกส์" เป็นอุปกกรณ์ที่เอาองค์ประกอบทั้งกลไกการทำงานและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เข้าไว้ด้วยกัน แม้ว่าฮาร์ดดิกส์นั้นจะได้ชื่อว่าเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนที่สุด  ในด้านอุปกรณ์ที่มีด้านเคลื่อนไหว

5.2 การทำงานของฮาร์ดดิกส์

       หลักการบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ไม่ได้แตกต่างจากการบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ทเลย เพราะทั้งคู่ต้องใช้สารบันทึกคือสารแม่เหล็กเหมือนกัน สารแม่เหล็กนี้สามารถลบหรือเขียนได้ใหม่อยู่ตลอดเวลา โดยเมื่อบันทึกหรือเขียนไปแล้ว มันสามารถจำรูปแบบเดิมได้เป็นเวลาหลายปี ความแตกต่างระหว่างเทปคาสเซ็ทกับฮาร์ดดิสก์มีดังนี้สารแม่เหล็กในเทปคาสเซ็ท ถูกเคลือบอยู่บนแผ่นพลาสติกขนาดเล็ก เป็นแถบยาว แต่ในฮาร์ดดิสก์ สารแม่เหล็กนี้ จะถูกเคลือบอยู่บนแผ่นแก้ว หรือแผ่นอะลูมิเนียมที่มีความเรียบมากจนเหมือนกับกระจกสำหรับเทปคาสเซ็ท ถ้าคุณต้องการเข้าถึงข้อมูลในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ก็จะต้องเลื่อนแผ่นเทปไปที่หัวอ่าน โดยการกรอเทป ซึ่งต้องใช้เวลาหลายนาที ถ้าเทปมีความยาวมาก แต่สำหรับฮาร์ดดิสก์ หัวอ่านสามารถเคลื่อนตัวไปหาตำแหน่งที่ต้องการในเกือบจะทันทีแผ่นเทปจะเคลื่อนที่ผ่านหัวอ่านเทปด้วยความเร็ว 2 นิ้วต่อวินาที (5.08 เซนติเมตรต่อวินาที) แต่สำหรับหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ จะวิ่งอยู่บนแผ่นบันทึกข้อมูล ที่ความเร็วในการหมุนถึง 30000 นิ้วต่อวินาที (ประมาณ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์เก็บอยู่ในรูปของโดเมนแม่เหล็ก ที่มีขนาดเล็กมากๆ เมื่อเทียบกับโดเมนของเทปแม่เหล็ก ขนาดของโดเมนนี้ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไร ความจุของฮาร์ดดิสก์จะยิ่งมีขนาดเพิ่มขึ้นเท่านั้น และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ในเวลาสั้น

5.3 การเขียนข้อมูลลงในฮาร์ดดิกส์

การเขียนข้อมูลลงบนฮาร์ดดิกส์นั้นจะเริ่มเขียนจากรอบนอกสุดของฮาร์ดดิกส์ก่อน จากนั้นเมื่อข้อมูลใน Track นอกสุดจนเต็มหัวอ่านก็จะเคลื่อนมายังแทร็คถัดมาที่ว่าแล้วทำการเขียนข้อมูลต่อไป ซึ้งก็ด้วยวิธีการนี้ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงเป็นอย่างมากเพราะหัวอ่าเขียนสามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า ในตำแหน่งหนึ่งก่อนท่จะเคลื่อนที่ไปยังแทร็คถัดไป

5.4  การจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดดิกส์

      การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์เป็นกระบวนการรวมข้อมูลที่อยู่กระจัดกระจายบนไดรฟ์ข้อมูล (เช่น ฮาร์ดดิสก์ หรืออุปกรณ์เก็บข้อมูล) เพื่อให้ข้อมูลทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การกระจายตัวของข้อมูลจะเกิดขึ้นกับไดรฟ์ข้อมูลตลอดเวลาเมื่อคุณบันทึก เปลี่ยนแปลง หรือลบแ้ฟ้ม การเปลี่ยนแปลงที่คุณบันทึกลงแฟ้มมักถูกเก็บไว้บนพื้นที่อื่นของไดรฟ์ที่ไม่ใช่แฟ้มเดิม การดำเนินการเช่นนี้ไม่ได้เปลี่ยนตำแหน่งที่แฟ้มจะปรากฏใน Windows แต่ข้อมูลบางส่วนที่ประกอบขึ้นเป็นแฟ้มนั้นจะถูกเปลี่ยนตำแหน่งในการจัดเก็บบนไดรฟ์จริง เมื่อเวลาผ่านไป ทั้งแฟ้มและไดรฟ์จะเริ่มมีข้อมูลกระจัดกระจาย และคอมพิวเตอร์จะทำงานช้าลงเนื่องจากต้องมองหาข้อมูลจากหลายตำแหน่งเพื่อเปิดแฟ้มๆ เดียว

'ตัวจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์' เป็นเครื่องมือจัดเรียงข้อมูลบนไดรฟ์ข้อมูลใหม่และรวบรวมข้อมูลที่กระจัดกระจายเข้าด้วยกันเพื่อให้คอมพิวเตอร์ของคุณทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ใน Windows รุ่นนี้ 'ตัวจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์' จะถูกเรียกใช้งานตามกำหนดการ ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องคอยจดจำว่า้ต้องเรียกใช้โปรแกมนี้ แ่ต่คุณก็สามารถเรียกใช้งานด้วยตนเองหรือเปลี่ยนกำหนดการใช้งานได้

5.5  การทำงานของหัวอ่าน-เขียน

      หัวอ่านเขียนของฮาร์ดดิกส์นับเป็นชิ้นส่วนที่มีราคาแพงที่สุด และลักษณะของมัน ก็มีผลกระทบอย่างยิ่งกับประสิทธิภาพของฮาร์ดดิกส์โดยรวม  หัวอ่าน-เขียนจะเป็นอุปกรณ์แม่เหล็ก มีรูปร่างคล้าย ๆ ตัว "C" โดยมีช่องว่างอยู่เล็กน้อย โดยจะมีเส้นคอยล์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า 

5.6  การเก็บข้อมูลของฮาร์ดดิกส์

       ข้อมูลที่เก็บลงแผ่นเรียกว่า เซกเตอร์ หรือ แทรกส์ แทรกสืเป็นรูปวงกลม ส่วนเซเตอร์เป็นรูปเสี่ยวหนึ่งของวงกลม อยู่ภายในแทททรกส์

       แทารกส์แสดดงด้วยสีเหลียง ส่วนเซกเตอร์แสดงด้วยสีน้ำเงิน ภายในเซกเตอร์จะมีไบต์คงที่

5.7  ระยะเวลาอ่านหรือหาข้อมูล (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) 

HARDDISK

  คอมพิวเตอร์มีส่วนที่สำคัญคือ ส่วนประมวลผล ส่วนรับข้อมูล และก็ส่วนแสดงผล แต่ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะนำข้อมูลมาประมวลผลก็ต้องมีข้อมูล ซึ่งข้อมูลนั้นจะต้องถูกนำมาจากที่แห่งหนึ่งนั้นก็คือส่วนที่เรียกว่า Storage ซึ่งคอมพิวเตอร์ในยุคแรกจะเป็นกระดาษที่เป็นรู ซึ่งใช้งานยาก จากนั้นได้พัฒนามาใช้ แผ่นพลาสติกที่เครื่องด้วยสารแม่เหล็ก ที่เรียกว่า Diskette ต่อมาเมื่อข้อมูลมากขึ้นจำนวนการเก็บข้อมูลก็มากขั้นทำให้การเก็บข้อมูลลงบนแผ่น Diskette นั้นไม่เพียงพอ ต่อมาก็ทำการพัฒนามาเป็น Hard Disk ในปัจจุบัน

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 

Rotational Latency 

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

5.8  ส่วนประกอบหลักของฮาร์ดดิกส์

ส่วนประกอบของ Harddisk

5.9  พาร์ติชันฮาร์ดดิกส์

       partition คือ การแบ่งพื้นที่ของฮาร์ดดิสก์เป็นส่วน ๆ หรือแบ่งเป็นหลาย ๆไดร์ฟ เพื่อความสะดวกในการเข้าถึงข้อมูลและโปรแกรม และยังทำให้การเจัดเก็บข้อมูลมีความเป็นระเบียบ นอกจากนี้ก็เพื่อแยกข้อมูลสำคัญต่างๆออกจากระบบปฏิบัติการ เพื่อความปลอดภัยจาก virus ได้ในระดับหนึ่งเพื่อให้ง่ายต่อการกู้ข้อมูล และกู้ระบบปฏิบัติการด้วย โดยปกติเราควรแบ่งพาร์ติชั่นอย่างน้อยเป็น 2 ไดร์ฟ คือ C และ D (ไดร์ฟ C สำหรับติดตั้งโปรแกรมต่าง ๆ ส่วน ไดร์ฟ D สำหรับเก็บข้อมูล หรือเพื่อสำรองข้อมูล) ประโยชน์ของการแบ่งฮาร์ดดิสก์เป็นส่วนๆ หรือเป็น partition ก็อย่างเช่น เมื่อมีการใช้งาน Windows ไปสักพักหนึ่ง แล้วระบบ windows เกิดมีมีปัญหาแบบแก้ไม่ได้ ทางแก้ไขที่ดีที่สุดคือการ format ฮาร์ดดิสก์ แล้วลง windows ใหม่และติดตั้งโปรแกรมใหม่ ดังนั้นถ้ามีไดร์ฟเดียว จะทำให้มีปัญหาของข้อมูลที่เราต้องการสำรอง แต่หากเราได้ทำการแบ่งฮาร์ดดิสก์แล้ว เราก็สามารถเลือก format เฉพาะไดร์ฟ C ซึ่งเป็นไดร์ฟที่เราลง windows (หรือระบบปฏิบัติการ) และโปรแกรมต่างๆไว้ได้ โดยที่ข้อมูลในไดร์ฟ D ที่เราสำรองเก็บไว้ไม่หายไปกับการ format

5.10  ประเภทของพาร์ติชัน

ประเภทของพาร์ติชั่น แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท
1.Primary Partition เป็นพาร์ติชั่นหลักของระบบคอมพิวเตอร์ ใช้สำหรับในการบูตเข้าระบบคอมพิวเตอร์ พาร์ติชั่นหลักจะหมายถึง drive C:

2.Extended Partition พาร์ติชั่นเสริม เพื่อใช้สำหรับเก็บข้อมูลและโปรแกรม เมื่อมีการสร้าง extened partition จะเกิด Logical Partition อัตโนมัติ โดยเราสามารถแบ่งเป็นพาร์ติชั่นย่อย ๆ ได้ และสามารถกำหนด drive ได้ตั้งแต่ D จนถึง Z การสร้าง extended partition จะสร้างได้ ต้องสร้างหลัง primary partition แล้วเท่านั้น

3.Logical Partition เป็นพาร์ติชั่นที่อยู่ภายใต้ extened partition จะเกิด logical partition ได้ต่อเมื่อมีการสร้าง extened partition ก่อนเท่านั้น

5.11  ปัญหาของฮาร์ดิกส์

ฮาร์ดดิสก์เงียบสนิท

ลักษณะอาการ : ฮาร์ดดิสก์ไม่หมุน หลอดไฟไดร์ฟไม่ติดหรือ มอเตอร์ของฮาร์ดดิสก์หมุนแต่มีข้อความที่แสดงว่า หาฮาร์ดดิสก์ไม่เจอปรากฏบนหน้าจอ

วิธีการตรวจสอบ :

1. ตรวจสอบการจ่ายไฟให้กับไดร์ฟโดยเช็คไฟ +12V (สายไฟเส้นสีเหลือง) +5V (สายไฟเส้นสีแดง)

2. ตรวจสอบการติดตั้งสายสัญญาณ (ตรวจสอบสภาพของสาย Pair Hard Disk เพื่อหาจุดบกพร่องของสาย เช่นสายขาดใน )

3. ตรวจสอบ CMOS Setup (เพื่อให้แน่ใจว่า ท่านได้กำหนดหัวข้อที่เกี่ยวกับฮาร์ดดิสก์ถูกต้องหรือไม่)

4. ปัญหาที่ IDE Controller หรือ SCSI Controller

5. ตรวจสอบสัญญาณ IDE Interface (ใช้ Logic Probe วัดที่ขา 39 ท่านควรเห็นสัญญาณ Pulse Low 1 ครั้ง หลังจากที่นับ RAM บนหน้าจอเสร็จ) หากไม่มีสัญญาณที่ขา 39 ปัญหามาจากแผงวงจรบนตัวฮาร์ดดิสก์ไม่ทำงาน

มองเห็นฮาร์ดดิสก์มีปฏิกิริยาแต่ไม่ยอมบูต

โดยทั่วไปเป็นปัญหาเกี่ยวกับ Drive Failure Boot Sector Failure DOS/Windows File Corruption

วิธีการตรวจสอบ :

1. ตรวจสอบสายสัญญาณ

2. ตรวจสอบ CMOS Setup

3. ตรวจสอบ Boot Sector

4. ลองตรวจสอบดู MBR ด้วย FDISK/MBR

5. ตรวจสอบ Drive และ Controller

5.12  การบำรุงรัษาฮาร์ดดิกส์

วิธีการดูแลบำรุงรักษา

ท้าย สุด เรามาดูวิธีการดูแลบำรุงรักษา เนื่องจากฮาร์ดดิสก์สุดเลิฟนั้นสำคัญการเรามาก ดังนั้นเมื่อเป็นของรักก็ต้องดูแลรักษากันหน่อย โดยวิธีการดูแลรักษาฮาร์ดดิสก์โดยทั่วไปนั้น จะมีสองขั้นตอนหลักๆ ดังนี้

1. ทำการ Check Disk เป็นประจำ

ข้อ นี้จะเป็นข้อแนะนำแรกๆ เสมอ เมื่อพูดถึงการการดูแลรักษาฮาร์ดดิสก์ ซึ่งมีโปรแกรมสำหรับทำ Check Disk ให้มาพร้อมกับวินโดวส์อยู่แล้ว และวิธีการทำก็ง่ายโดยการเปิด My Computer แล้วคลิกขวาที่ Hard Disk ที่ต้องการ คลิก Propeties จากนั้นคลิก Tools แล้วคลิก Check Now เท่านี้ก็เรียบร้อย อาจเลือกอ็อปชันอื่นๆ ตามความต้องการ ทั้งนี้หาก Hard Disk ที่ต้องการทำการ Check นั้นเป็นพาร์ติชันที่ติดตั้งระบบปฏิบัติการอยู่ ก็จะแสดง Message แจ้งให้ทำการ Check ในตอนการสตาร์ทเครื่อง หากทำเป็นประจำก็ช่วยให้ฮาร์ดดิสมีสุขภาพแข็งแรง และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

2. ทำการ Defragment สม่ำเสมอ

ข้อนี้ อาจจะไม่ได้ช่วยให้ฮาร์ดดิสก์ มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น หรือเสียยากขึ้นโดยตรง แต่จะช่วยให้การทำงานของกลไกต่างๆ ทำงานน้อยลง การสึกหรอน้อยลง ทำให้อายุการใช้งานนานขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากการจัดเก็บข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์นั้น โดยทั่วไปจะจัดเก็บแบบสุ่ม นั้นคือ ไฟล์เดียวกันอาจจะจัดเก็บอยู่คนละที่กัน ซึ่งทำให้การแอคเซสไฟล์นั้น ทำได้ช้ากว่าการที่ไฟล์เก็บอยู่ในบริเวณพื้นที่เดียวกัน เนื่องจากหัวอ่านอาจต้องย้อนกลับไปกลับมา นอกจากนี้การ Defrag ยั้งช่วยให้การทำงานเร็วขึ้น ซึ่งมีโปรแกรมสำหรับทำ Defragment ให้มาพร้อมกับวินโดวส์อยู่แล้ว และวิธีการทำก็ง่ายโดยการเปิด My Computer แล้วคลิกขวาที่ Hard Disk ที่ต้องการ คลิก Propeties จากนั้นคลิก Tools แล้วคลิก Defragment Now จากนั้นเลือก Hard Disk ตัวที่ต้องการ หากไม่อยากใช้โปรแกรมของวินโดวส์ ก็สามารถใช้โปรแกรมฟรีที่ชื่อ Power Defragmenter ก็ได้ อ่านรายละเอียดวิธีใช้ได้ที่เว็บไซต์