データの読み書き
メモリで最も重要なことは、情報を保存できることではなく、後でそれを見つけることができることです。 磁気を帯びた鉄の釘を160万本の同じ釘の山に保管することを想像してみてください。もしコンピュータが非常に整然とした方法で情報をファイリングしなければ、どれだけの問題に巻き込まれるかわかるでしょう。
コンピューターがハードディスクにデータを保存するとき、磁化された釘を箱の中に放り込んで、全部ごちゃごちゃにしているわけではありません。 データは各プラッターに非常に整然としたパターンで保存されます。 データのビットは、トラックと呼ばれる同心円状のパスに配置されています。各トラックは、セクターと呼ばれる小さな領域に分割されています。ハードドライブの一部は、すでに使用されているセクターとまだ空いている他のもののマップを格納します。 (Windowsでは、このマップは、ファイルアロケーションテーブルまたはFATと呼ばれています。）コンピュータが新しい情報を格納したいとき、それはいくつかの空きセクタを見つけるためにマップを見てみましょう。その後、それはプラッタtoexactly正しい場所に移動し、そこにデータを格納するために読み取り/書き込みヘッドを指示します。 情報を読み取るには、同じプロセスを逆に実行します。
どのようにして電子コンピューターは、ハードディスク・ドライブのすべての機械的な細部を操作するのでしょうか。 これは、アクチュエーターを操作し、読み取りと書き込みのために特定のトラックを選択し、コンピューターからのデータのパラレルストリームをディスクに書き込まれるデータのシリアルストリームに変換する（逆も同様）小さな回路です。 コントローラーは、ディスク・ドライブ自体の回路基板に組み込まれているか、コンピューターのメイン・ボード（マザーボード）の一部です。
非常に多くの情報が非常に小さなスペースに格納されているハード・ドライブは、エンジニアリングの驚くべき部分です。 そのため、ハードディスクには利点（たとえば、iPodに500枚のCDを保存できるなど）もありますが、欠点もあります。その1つは、ハードディスクに汚れやほこりが付着すると、正常に動作しなくなる可能性があることです。 ほこりの小さな作品は、プラッタに衝突し、そのmagneticmaterialを損傷し、読み取り/書き込みヘッドbounceupとダウンを行うことができます。 これはディスククラッシュ（またはヘッドクラッシュ）と呼ばれ、ハードディスクドライブ上のすべてのtheinformationの損失を引き起こす可能性があります（それは常にではありませんが）。 ディスククラッシュは通常、何の警告もなく、突然発生します。 そのため、重要な文書やファイルのバックアップは、常に別のハードディスク、コンパクトディスク（CD）またはDVD、またはフラッシュメモリースティックに保存しておく必要があります。
Photo: ハードディスク・ドライブの読み取り/書き込みヘッド。 1) アクチュエーターアームがヘッドを前後にスイングさせ、ドライブ上の正しい位置に配置されるようにします。 2)ハードディスクの極端な部分だけが、実際にプラッターから読み書きする。 2枚目の写真で見えているものの半分は、光沢のあるハードディスク・ドライブの表面の反射であることに注意してください！
Who invented the hard drive?
20 世紀のコンピューターにおける多くの技術革新と同様、ハードディスク・ドライブは、コンピューターに迅速にアクセスできる「ランダムアクセス」メモリを与える方法として IBM で発明されました。 パンチカードや磁気テープのような他のコンピューター メモリー デバイスの問題は、シリアルにしかアクセスできないことです (最初から最後までの順序で)。 ハードディスクは、読み取り/書き込みヘッドをディスクのある部分から別の部分に非常に速く移動させることができ、ディスクのどの部分にも他の部分と同じように簡単にアクセスすることができるため、すべてがはるかに速くなります。 最初のハードディスクは IBM のレイノルド B. ジョンソンによって開発され、1956 年 9 月 4 日に IBM 350 Disk Storage Unit として発表された。
IBM のエンジニアはフロッピーディスクも開拓し、取り外し可能な磁気ディスクを頑丈なプラスチックケース（当初は直径 20cm で柔軟なプラスチックスリーブに包まれていたが、後に直径 133mm、丈夫なプラスチックケースで包まれた）に入れていた。 1967年にIBMのWarren Dalziel氏が開発し、1971年に販売開始、1970年代後半から1980年代前半にマイクロコンピュータ（パソコンの前身）で大活躍したが、現在は廃れている。 わずか 1.44MB の記憶容量を持つ USB フラッシュ 「ドライブ」 に完全に取って代わられました。 オリジナルのハード ドライブ。 IBM のエンジニアは、1950 年代初頭から継続的な改良プロセスを通じて、この画期的な磁気メモリ (IBM 言語では DASD と呼ばれ、「ダスディー」と発音します) を開発し、1970 年にその設計に関する最終特許を授与されました。 基本的な読み書き機構は現在のドライブと全く同じで、個々のセクタ（紺色）で構成された複数のプラッタ（水色）があり、スライドするアクチュエータ（オレンジ色）の先端に取り付けられた複数の読み書きヘッド（赤色）によって書き込んだり読み出したりできることが分かる。 プラッターはプーリーとモーター（緑）で回転し、アクチュエーターはギヤとモーター（黄）で駆動する。 このドライブが現代のものと大きく異なるのは、このドライブには驚くほど多くの複雑な機械が搭載されていることだ（その内容は元の特許ですべて読むことができる）。 米国特許3,503,060号より。
ハード ドライブと SSD の比較
ハード ドライブは、試行錯誤され、大容量で安価ですが、多くの欠点もあります。 1 つの問題は、読み取り/書き込みヘッドが、必要な情報にアクセスするためにディスクの適切な部分に到達するまでにかかる時間です。 また、タブレットやスマートフォンなどのモバイル機器では、ハードディスクの重さと消費電力の大きさが問題となります。 また、信頼性の問題もあります。 ハードディスク・ドライブは、多くの複雑な可動部を持つ、すばらしい精密機械です。 20年間、まったく問題なく使えるかもしれません。 ハード ドライブのヘッド クラッシュ (ハード ドライブ プラッターの汚れまたは突然の機械的な衝撃などによる深刻な機械的故障) に見舞われ、これまでコンピューターに保存したすべてのデータを失ったことがある場合、それは安心材料にはならないでしょう。 メモリ チップを使用した SSD ドライブ (上) は、ハード ドライブ (下) に取って代わりつつあります。
重量、電力消費、アクセス時間、および信頼性といった問題はすべて、回転する磁気プラッターではなく、通常フラッシュ メモリ チップを使用するソリッド ステート ドライブ (SSD) の使用によって解決することが可能です。 コンピュータ メーカーは、少なくとも過去 10 年間、ハード ドライブから SSD へと移行してきました。これは、デスクトップ コンピュータからモバイル デバイスへの移行というトレンドが主な要因です。 AppleのiPodは、時代がどのように変化したかを示す良い例です。 2001年に発売された初代「クラシック」iPodは、ハードディスク、サウンドカード、バッテリーに過ぎず（上の写真でiPodのハードディスクを確認できます）、特にハードディスクは、ジョギングやバッグに入れて持ち歩くと、明らかに故障の口実となるものでした。 2007年に発売されたiPod Touchで、AppleはSSDテクノロジーに決定的に転換し、音楽プレーヤーをポケットに入れても薄くて軽く、機械的な故障が少なく、バッテリー駆動時間もはるかに長くなりました。 最新のiPodやiPhoneでは、内部のメモリチップにダメージを与えるよりも、ボタンが摩耗したり、画面が割れたりする可能性の方が高いのです。
ここで、従来のハード ディスク ドライブ (HDD) と SSD をいくつかの主要な測定値で簡単に比較してみましょう。1
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争わないか。 SSDの圧勝？ そうは問屋が卸さない! このような状況において、携帯電話やスマートフォンなどのモバイル端末は、より快適な使い勝手を提供するために、様々な工夫がなされています。 2020年現在、SSDは従来のハードディスクよりも1GBあたりかなり高価ですが、SSDの種類によって価格に大きな差があり、SSDとハードディスクとの差は年々縮まってきています。 その価格差が大幅に縮まるまでは、旧式のハードディスクがなくなるとは思わないでください！
