-
Geschreven door Kees Jan Meerman
-
Bijgewerkt op
-
Min. Lezing 4 Min
Samenvatting: Harde schijven slaan data op met behulp van draaiende platters en lees-/schrijfkoppen die samenwerken om informatie te schrijven en te lezen. Deze onderdelen bewegen met hoge nauwkeurigheid om data nauwkeurig te verwerken. Hoewel nieuwere SSD's sneller en duurzamer zijn, worden harde schijven nog steeds veel gebruikt. Dit komt omdat ze betaalbaar en effectief zijn voor het opslaan van grote hoeveelheden data. Deze gids helpt u te begrijpen hoe deze onderdelen werken. U zult zien waarom harde schijven een belangrijk onderdeel van moderne computers blijven, ondanks de opkomst van nieuwere technologieën.
Harde schijven vormen de ruggengraat van de moderne computertechnologie. SSD's, of solid-state drives zonder bewegende delen, zijn een nieuwere opslagoplossing, maar ze hebben harde schijven niet vervangen. Deze gids richt zich op HDD's (harde schijven) en verkent hun innerlijke werking, de wetenschap achter harde schijven en hoe ze werken.
Inhoudsopgave
In de loop van dit artikel zult u de volgende dingen leren:
- Een inleiding tot aandrijvingen
- De ontwikkeling van harddisktechnologie
- De binnenkant van een harde schijf: De onderdelen begrijpen
- Hoe een schijf werkt: Het data proces?
- Veelgestelde vragen
En zonder verder oponthoud, laten we er meteen mee beginnen.
Een inleiding tot aandrijvingen
In de moderne wereld van computers zijn harde schijven onmisbare apparaten om grote hoeveelheden data op te slaan.
Een SSD is een nieuwere versie van de harde-schijftechnologie, maar het belangrijkste verschil is dat harde schijven bewegende onderdelen hebben, terwijl SSD's dat niet hebben. Harde schijven schrijven data naar magnetische opslag met behulp van draaiende platters en een "schrijfkop", vergelijkbaar met hoe een grammofoonnaald werkt.
De wetenschap van harde schijven is het coördineren van verschillende onderdelen zoals de draaiende platters en de lees-/schrijfkoppen om data efficiënt te beheren. Ondanks betere en nieuwere technologieën zijn harde schijven tegenwoordig zo populair omdat ze kosteneffectief zijn en een oplossing hebben gevonden voor alle grote problemen.
In het volgende gedeelte bekijken we de evolutie van de harde-schijftechnologie, vanaf de introductie tot het volwassen product dat het vandaag de dag is.
De ontwikkeling van harddisktechnologie
De eerste harde schijven waren grote, energieverslindende apparaten die slechts enkele MB's data konden opslaan, een wereld van verschil met de terabyte schijven die u vandaag de dag op zak hebt.
Een schijf van de eerste generatie uit 1950 met een drie meter brede plaat kon slechts 3,75 MB data opslaan. Ter vergelijking: een schijf van Western Digital kan tegenwoordig 5 TB opslaan op een schijf van 4 inch.
We moeten het ook hebben over de prijzen van deze schijven. De eerste harde schijven in de jaren 1950 kostten toen ongeveer 3.500 dollar, wat overeenkomt met 30.000 dollar vandaag. U betaalde dus in feite 10.000 dollar per MB opslagruimte. Vandaag de dag, met de vooruitgang in de wetenschap van harde schijven, kunt u een harde schijf van vijf terabyte krijgen voor minder dan 50 dollar - dat is minder dan 0,009 dollar per MB.
Moderne schijven hebben hun snelheid, betrouwbaarheid en opslagcapaciteit drastisch verbeterd. Ondanks de opkomst van SSD's blijven harde schijven onmisbaar, vooral in omgevingen waar grote hoeveelheden data moeten worden opgeslagen. Dit komt omdat SSD's weliswaar betere prestaties leveren, maar ook ongeveer 10 keer zo duur zijn. Gemiddeld besteedt u $0,07 voor één MB opslagruimte op een SSD tegenover $0,09 op een HDD.
In het volgende gedeelte zullen we de interne onderdelen van een harde schijf bekijken om te begrijpen hoe deze opslagapparaten werken.
De binnenkant van een harde schijf: De onderdelen begrijpen
Om de wetenschap van harde schijven te begrijpen, moet u eerst de onderdelen begrijpen waaruit een harde schijf bestaat. De belangrijkste daarvan zijn:
1. serveerschalen:
Dit zijn dunne, ronde schijven die bedekt zijn met magnetisch materiaal en waarop data wordt opgeslagen. Ze draaien op hoge snelheid rond zodat data kan worden geschreven en gelezen. Een HDD kan tot acht schijven hebben. De data wordt op de platters opgeslagen als kleine magnetische gebieden die binaire informatie (0's en 1's) weergeven. De platters draaien met hoge snelheden - meestal 5.400 tot 7.200 omwentelingen per minuut (RPM) voor consumentenschijven. Hoogwaardige schijven kunnen 10.000 RPM of meer bereiken. Hoe sneller de platters draaien, hoe sneller de lees-/schrijfkoppen toegang hebben tot de data op de schijf.
2. lees- en schrijfkoppen:
Dit zijn naaldachtige apparaten die in contact komen met de dunne roterende schijven. Zoals de naam al zegt, lezen de lees-/schrijfkoppen data van de draaiende schijven en schrijven ze er data naartoe. Tijdens het schrijfproces genereert de schrijfkop een magnetisch veld dat de oriëntatie van de magnetische deeltjes op de schijf verandert en zo de data codeert. Tijdens het leesproces herkent de leeskop de magnetische uitlijning van deze deeltjes en zet de magnetische informatie weer om in elektrische signalen die de computer kan begrijpen. De koppen moeten met uiterste nauwkeurigheid over het oppervlak van de draaiende schijven worden geplaatst om data naar de schijf te schrijven.
3. actuatorarmen:
De lees-/schrijfkoppen zijn bevestigd aan miniatuurarmen die op de roterende schijfplaat zijn gemonteerd. Deze arm wordt een actuatorarm genoemd omdat hij wordt aangedreven door een actuatormotor. De arm beweegt in een boog over het oppervlak van de schijf, waardoor de koppen toegang krijgen tot verschillende datasporen. Dit is een nauwkeurige handeling, omdat de lees-/schrijfkop altijd in contact moet blijven met de juiste schijf zonder krassen op de schijf te maken, anders kunnen de data beschadigd raken.
4. spreekspoelmotor:
Deze motor regelt de beweging van de actuatorarm en zorgt ervoor dat de lees-/schrijfkoppen nauwkeurig over de juiste datasporen worden geplaatst.
5. printplaat (PCB):
De printplaat wordt vaak het brein van de schijf genoemd en beheert de dataoverdracht en communicatie tussen de harde schijf en de computer.
6. spindelmotor:
De spindelmotor bevindt zich in het midden van het station en draait de platen met een snelheid die meestal tussen 5.400 en 7.200 tpm ligt.
Zoals u kunt zien, zijn er verschillende afzonderlijke onderdelen die een schijf draaiende houden
en ze zijn allemaal belangrijk voor de werking ervan. Als er ook maar één defect raakt, kan dit leiden tot een volledig verlies van data, maar dat zullen we in een ander hoofdstuk behandelen. Laten we nu eerst de wetenschap van schijven
en hun werking leren kennen.
Hoe een schijf werkt: Het data proces?
De wetenschap van harde schijven is gebaseerd op de nauwkeurigheid van de processen waarmee data kan worden opgeslagen en opgehaald. Er zijn drie belangrijke schijfprocessen: data schrijven, data lezen en de inschakelprocedure. Elk van deze processen wordt hieronder uitgelegd:
1. proces van data-acquisitie:
Wanneer een computer data op een schijfstation opslaat, begint het proces met de Printed Circuit Board (PCB) die de data van de computer ontvangt. De printplaat instrueert vervolgens de aandrijfarm om de lees-/schrijfkoppen op de juiste plaats op de draaiende schijven te zetten. De lees-/schrijfkoppen coderen de data magnetisch op de schijven door de magnetische uitlijning van kleine gebieden op het oppervlak van de schijf te veranderen. Door deze nauwkeurige verandering in de magnetische velden kunnen de data veilig worden opgeslagen en later worden opgehaald.
2. proces van het lezen van data:
Wanneer de data is opgehaald, beweegt de actuatorarm de lees-/schrijfkoppen terug naar de juiste positie op de platen. De lees-/schrijfkoppen herkennen de magnetische velden op de platen en zetten deze om in elektrische signalen. De printplaat verwerkt deze signalen en stuurt ze naar de computer, waar ze weer in de oorspronkelijke data worden omgezet. Dit proces is ongelooflijk snel en maakt vrijwel onmiddellijke toegang tot de opgeslagen informatie mogelijk.
3. inschakelsequentie:
Wanneer een harde schijf wordt ingeschakeld, zorgt de spindelmotor er eerst voor dat de platters tot hun werksnelheid worden opgedraaid, meestal duizenden omwentelingen per minuut. Zodra de schijven de juiste snelheid hebben bereikt, worden
de lees- en schrijfkoppen uit hun rustpositie getild en over de schijven bewogen. De printplaat voert vervolgens een reeks controles uit om ervoor te zorgen dat alle componenten correct functioneren voordat de toegang tot data wordt ingeschakeld.
Deze procedure zorgt ervoor dat de schijf klaar is om lees- en schrijfbewerkingen efficiënt uit te voeren.
Deze processen moeten perfect functioneren om dataverlies te voorkomen. Daarom zijn services voor data recovery essentieel in
geval van fouten.
Houd er rekening mee dat er weliswaar software voor data recovery isbeschikbaar , maar dat deze alleen werkt als uw harde schijf werkt. Als een van de bovenstaande processen mislukt, duidt dit op een mechanisch defect van de harde schijf. Alleen een gespecialiseerde HDD data recovery service zoals Stellar Data Recovery Services kan u helpen uw data te herstellen van een mechanisch defecte harde schijf.
Dit brengt ons aan het einde van dit artikel over de wetenschap van harde schijven en hoe harde schijven werken. Als u nog vragen hebt, laat ze dan achter in het commentaarvak en een van onze experts zal zo snel mogelijk contact met u opnemen.
Veelgestelde vragen
De levensduur van een harde schijf kan variëren afhankelijk van het gebruik, omgevingsfactoren en de kwaliteit van de schijf. Gemiddeld gaat een harde schijf 3 tot 5 jaar mee onder normale gebruiksomstandigheden. Regelmatige back-ups worden aanbevolen als bescherming tegen onverwachte schijffouten.
Interne schijven worden in een computer geïnstalleerd en zijn rechtstreeks op het moederbord aangesloten via SATA of vergelijkbare interfaces. Externe harde schijven zitten in hun eigen behuizing en zijn op de computer aangesloten via USB, Thunderbolt of eSATA, waardoor ze draagbaar zijn en gemakkelijk op meerdere apparaten gebruikt kunnen worden. Ze werken echter allemaal hetzelfde, met dezelfde interne onderdelen en processen.
Veel voorkomende tekenen van een defect aan de schijf dreigend zijn ongewone geluiden, langzame prestaties, regelmatig vastlopen of bevriezen, beschadigde bestanden en geen toegang meer tot bepaalde bestanden. Als u deze symptomen opmerkt, moet u onmiddellijk een back-up van uw data maken en overwegen om de schijf te vervangen.
