HARDDISK

Een harde schijf(engels: harddisk is een elektro-mechanisch computeronderdeel waarop gegevens bewaard kunnen worden. Met de aanduiding harde schijf kan men de schijf bedoelen waarop in de vorm van magnetische polarisatie de gegevens zijn geschreven, of men kan het gehele apparaat bedoelen met schijven, lees- en schrijfkoppen en besturingselektronica. In IT-documentatie wordt de term vaste schijf gebruikt. De gegevens blijven, in tegenstelling tot het RAM-geheugen, bewaard als de computer uit staat. Een harde schijf is (tegenwoordig) altijd voorzien van een besturingseenheid, de controller, een elektronische schakeling die de toegang tot de data op de schijf regelt.

TOEPASSINGEN
Meestal worden op de harde schijf van een computer het besturingssysteem, de programma's en de gegevens van de gebruiker bewaard. Daarnaast kan een computer de harde schijf tijdelijk als geheugen gebruiken wanneer er geen RAM meer over is. Linux doet dit door middel van een speciale swap-partitie, terwijl Windows de "pagefile" op de systeemschijf zet (of op een door de gebruiker gedefinieerde partitie).

CONSTRUCTIE EN INTERFACE
De harde schijf heet hard omdat hij bestaat uit één of meer stijve, niet-flexibele ronde platen gecoat met een magnetiseerbare laag. De informatie wordt met schrijf- resp. leeskoppen op de schijf gezet en weer teruggelezen. Omdat hiervoor de kop moet worden verplaatst en soms moet worden gewacht tot het juiste gedeelte van de schijf onder de kop doordraait is de harde schijf een aantal ordes van grootte trager dan geheugen in geïntegreerde schakelingen. De opslagcapaciteit van harde schijven is de laatste decennia enorm toegenomen. Was in de begintijd een capaciteit van 10 MB heel normaal, nu (2006) zijn er schijven met een capaciteit van 500 GB en meer.
In de meeste pc's is een harde schijf vast ingebouwd. Deze kan op meerdere manieren worden aangesloten. De meest gebruikte manieren zijn varianten van IDE (ATA), Serial ATA en SCSI. Er zijn ook losse externe harde schijven, die worden aangesloten op de Universal Serial Bus USB-poort of op de Firewire-poort (ook wel iLINK of IEEE 1394 genoemd). In de toekomst zal mogelijk een optische verbinding via een glasvezel gebruikt gaan worden. Ook heeft S-ATA (Serial ATA) een mogelijkheid om schijven extern aan te sluiten.
Fabrikanten van harde schijven slaan vaak gegevens over mechanische problemen van de harde schijf op in een EEPROM in de controller. Om dergelijke gegevens op te vragen is een standaard ontwikkeld die S.M.A.R.T. heet, wat staat voor "Self Monitoring Analysis and Reporting Technology". Als gegevens nog wel leesbaar zijn, maar minder betrouwbaar, dan kan via S.M.A.R.T. een waarschuwing gegeven worden dat de harde schijf binnenkort stuk zou kunnen gaan.
Een harde schijf is in de fabriek geformatteerd, en is verdeeld in cilinders, tracks, sides en sectoren. De gebruikersgegevens worden opgeslagen als een lange rij bits. De mappenstructuur van de schijf wordt bepaald door het bestandssysteem die de conversie tussen mappen en bestanden enerzijds en bits anderzijds verzorgt. Sommige database-systemen maken geen gebruik van een bestandssysteem, en schrijven de data als bits weg op de juiste plaats op de harde schijf. Dit heeft enkele performance-voordelen die met een RAID-configuratie nog beter uit te buiten is.
In 1999 werd door IBM de Microdrive op de markt gebracht, een zeer kleine (42 x 36 mm) en platte (5 mm) harde schijf van 170 en 340 megabyte, die als Compact Flash-kaart in een laptop, PDA of digitale camera gestoken konden worden. Deze harde schijven zijn net als de andere schijfformaten gestaag in capaciteit gegroeid, 4 en 6 gigabyte-varianten worden (in 2005) gebruikt in mp3-spelers, zoals de iPod.

BETROUWBAARHEID
Gegevens die op de harde schijf zijn opgeslagen, blijven over het algemeen minstens 10 jaar intact. De levensduur van een harde schijf hangt voornamelijk af van twee dingen: de temperatuur en mechanische schokken. Bij de desktopcomputer die stil staat hoeft alleen op de temperatuur gelet te worden. Een vuistregel is dat bij iedere 10 graden hogere temperatuur de levensduur halveert. Er zijn dan ook speciale behuizingen en ventilators om harde schijven te koelen. Om gegevensverlies bij een falende schijf te beperken kunnen meerdere schijven in een RAID configuratie gebruikt worden.

GEGEVENS WISSEN VAN DE HARDE SCHIJF
Wanneer een bestand wordt verwijderd, wordt het meestal naar de "prullenbak" verplaatst. Hierbij wordt niet het hele bestand op de harde schijf verplaatst, maar de verwijzing naar het bestand wordt aangepast. Vervolgens kan het ook uit de prullenmand verwijderd worden. In dat geval wordt de verwijzing naar de gegevens verwijderd, zodat het gebied op de harde schijf weer vrij is om nieuwe gegevens te schrijven.
Op een FAT-schijf onder DOS en Windows wordt daarvoor in de directory-ingang van het bestand de eerste letter van de naam van het bestand vervangen door een teken (hexadecimaal E5) en de gegevensblokken die het bestand bezette worden als "vrij" gemarkeerd. De gegevens van het bestand staan echter nog steeds op de harde schijf en zijn met speciale (data recovery-) programma's terug te vinden, zolang ze maar niet overschreven worden.
Zelfs wanneer de gegevens wel overschreven worden, zijn ze nog terug te halen. Een harde schijf bevat in tegenstelling tot een bandrecorder geen wiskop. De oude magnetische gegevens worden dus niet eerst gewist, maar de nieuwe informatie wordt daar gewoon overheen geschreven. Daardoor wordt de nieuwe magnetische informatie nog enigszins beïnvloed door de vorige informatie. Dit is normaal gesproken geen enkel probleem, omdat de elektronica van de harde schijf het altijd naar de correcte bit (een "1" of een "0") vertaalt. Fabrikanten van harde schijven, geheime diensten en data-recovery-bedrijven kunnen de magnetische informatie echter analoog lezen en zo nog een deel van de oude gegevens terug vinden. Het is echter onbekend in hoeverre dat in de praktijk goede gegevens oplevert. Om te voorkomen dat oude informatie te lezen is, zijn er speciale wismethodes waarbij de te wissen gegevens zeven tot vijfendertig keer met willekeurige bitpatronen worden overschreven.
[ terug... ]