Prinsip Kerja Magnet, Disket, Hardisk

 

Magnetic Disk

Penyimpanan magnetik (bahasa Inggris: Magnetic disk) merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read−write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed−head memiliki satu head untuk tiap−tiap track, sedangkan cakram moving−head (atau sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus dipindah−pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya.

Apa Magnetik disk itu?

Magnetic disk adalah DASD pertama yang dibuat oleh industri komputer. Pada magnetic disk kecapatan rata-rata rotasi piringgannya sangat tinggi. Access arm dengan read/write head yang posisinya diantara piringan-piringan, dimana pengambilan dan penyimpanan representasi datanya pada permukaan piringan. Data disimpan dalam track, salah satu contoh dari magnetic disk ini adalah hardisk, Secara umum hard disk biasanya terpasang dan menyatu didalam CPU (fixed disk). Mekanisme yang menyebabkan data yang tersimpan bisa dibaca ataupun ditulis didalam hard disk, disebut sebagai disk drive. Didalam hard disk terdapat lempengan-lempengan logam bundar yang disusun berlapis-lapis serta terdapat motor penggerak lempengan logam dan read/write head-nya. Keunggulan dari hard disk adalah mampu menampung data dalam jumlah yang sangat besar serta memiliki kecepatan pada saat memanggil kembali data yang tersimpan.

Dalam sebuah pack/tumpukan umumnya terdiri dari 11 piringan, setiap piringan diameternya 14 inch (8 inch pada minidisk) dan menyerupai piringan hitam. Permukaannya dilapisi dengan metal oxide film yang mengandung magnetisasi seperti pada magnetic tape. Banyaknya track pada piringan menunjukkan karakteristik penyimpanan pada lapisan permukaan, kapasitas disk drive dan mekanisme akses. Disk mempunyai 200-800 track per permukaan (banyaknya track pada piringan adalah tetap). Pada disk pack yang terdiri dari 11 piringan mempunyai 20 permukaan untuk menyimpan data. Kedua sisi dari setiap piringan digunakan untuk menyimpan data, kecuali pada permukaan yang paling atas dan paling bawah tidak digunakan untuk menyimpan data, karena pada bagian tersebut lebih mudah terkena kotoran/debu daripada permukaan yang didalam juga arm pada permukaan luar hanya dapat mengakses separuh data. Untuk mengakses, disk pack disusun pada disk drive yang didalamnya mempunyai sebuah controller, access arm, read/write head dan mekanisme untuk rotasi pack. Mode pengalamatan dalam magnetic disk ( hardisk ) ada 2 yaitu :

 metode silinder dan metode sektor.

Apa Metode silinder itu?

yaitu merupakan Pengalamatan berdasarkan nomor silinder, nomor permukaan dan nomor record. Semua track dari disk pack membentuk suatu silinder. Jadi bila suatu disk pack dengan 200 track per permukaan, maka mempunyai 200 silinder. Bagian nomor permukaan dari pengalamatan record menunjukkan permukaan silinder record yang disimpan. Jika ada 11 piringan maka nomor permukaannya dari 0 – 19 atau dari 1 – 20. Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor permukaan.

Dan Apakah metode sektor?

Yakni Setiap track dari pack dibagi kedalam sektor-sektor. Setiap sektor adalah storage area untuk banyaknya karakter yang tetap. Pengalamatan recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track, nomor permukaan. Nomor sektor yang diberikan oleh disk controller menunjukkan track mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang mana. Setiap track pada setiap piringan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sama meskipun diameter tracknya berlainan. Keseragaman kapasitas dicapai dengan penyesuaian density yang tepat dari representasi data untuk setiap ukuran track. Keuntungan lain dari pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada disk tanpa merubah lokasi nomor sector (track atau cylinder) pada file.

Keunggulan dari hard disk adalah mampu menampung data dalam jumlah yang sangat besar serta memiliki kecepatan pada saat memanggil kembali data yang tersimpan.

operasi data dilakukan dengan 

perputaran piringan tersebut. Dari perputaran ini, dikenal satuan rotasi yang 

disebut RPM (Rotation Per Minute). Semakin cepat putaran, maka waktu 

akses pun semakin cepat, namun semakin besar juga tekanan terhadap 

piringan sehingga makin besar panas yang dihasilkan. Untuk media 

berkapasitas besar dikenal beberapa sitem yang ukuran RPM nya sebagai 

berikut:

• 3600 RPM Pre-IDE

• 5200 RPM IDE  

• 5400 RPM IDE/SCSI 

• 7200 RPM IDE/SCSI 

• 10000 RPM SCSI 

Setiap media penyimpanan memiliki suatu alat untuk membaca dan 

menulis yang dikenal dengan nama head

Tiap piringan memiliki dua sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1. 

Setiap head/side dibagi menjadi lingkaran lingkaran konsentris yang disebut 

track. Kumpulan track yang sama dari seluruh head yang ada disebut cylinder. 

Suatu track dibagi lagi menjadi daerah-daerah lebih kecil yang disebut sector. (Politeknik Telkom)

Apa Pengertian dan ada berapa jenis Magnetic Disk?                                                                                       Beberapa memory yang tergolong pada magnetic disk ini sendiri adalah flopy disk, ide disk, dan scsi disk. Magnetik disk sendiri terbuah dari piringan bundar yang terbuat dari logam atau plastik dimana permukaan dari bahan tersebut mempunyai sifat magnetic sehingga nanti bisa menghasilkan semacam medan magnet yang sangat diperlukan untuk proses baca tulis dari memory tersebut karena saat proses baca/ tulis menggunakan kepala baca yang disebut dengan head. Secara fisik bentuknya adalah piringan yang bisa memutar sesuai kontrolnya. Pada awal perkembangannya piringan disk ini mempunyai ukuran diameter 50 cm, namun saat ini sudah ada yang berukuran 3 cm dan didominasi oleh ukuran 12 cm.

Bagaimana Cara Kerja Head Magnetic Disk
Head disk ini sendiri merupakan sebuah koil induksi yang menggantung diatas permukaan dan tertahan pada sebuah bantalan udara, kecuali pada flopy disk dimana head disk menyentuh ke permukaan. Setiap track mempunyai kepala head sendiri. Sistem kerja dari head ini adalah ketika arus + ataupun arus – melewati head, maka akan menimbulkan sebuah medan magnet yang nantinya akan menarik dari head tersebut. Head akan bergerak ke kiri atau kekanan tergantung dari polaritas arus drive tersebut.untuk membacanya, ketika head tersebut melewati sebuah daerah magnet maka sebuah arus + dan – dimunculkan dari head dan ini memungkinkan untuk membaca bit-bit yang telah disimpan sebelumnya.
Urutan melingkar bit bit ditulis ketika disk melakukan suatu putaran penuh yang disebut dengan track. Setiap track dibagi dalam sector-sektor yang memilik panjang tetap dan berisi 512 byte data. Namun didahului dengan proses sinkronisasi head sebelum menulis dan membaca. Semakin banyak data yang ditulis atau dibaca maka putarannya juga akan semakin rapat. Namun dengan kondisi seperti itu maka peluang error bacanya juga semakin tinggi. Teknologi winchester dari ibm mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya. Istilah winchester dikenalkan ibm pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis.
Semua disk mempunyai lengan yang mampu bergerak keluar masuk pada kumparan dan piringan yang berputar sehingga terbentuk jarak-jarak radial yang berbeda. Pada setiap radial yang berbeda dapat ditulis. Track track itu sendiri merupakan serangkaian lingkaran konsentrik di sekitar kumparan. Lebar sebuah track tergantung pada headnya dan seberapa akurat head tersebut ditempatkan secara radial. Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track. Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector.t rack biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya.

Apa saja Block Komponen Diagram Magnetic Disc?

• Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau  lastic)
• dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi.
• Mekanisme baca/tulis menggunakan kepala baca atau tulis yang disebut head,
• merupakan komparan pengkonduksi (conducting coil).
• Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai
• kontrolnya
• Dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple
• zoned recording
• Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track
• Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap(gap: mencegah atau mengurangi
• kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau
• karena interferensi medan magnet)
• Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia
• Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar
• Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil
• kapasitasnya daripada track
• Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector
• Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya

Bagaimana cara kerja magnet?

Pertanyaan yang sering muncul adalah, "Bagaimana cara kerja magnet atau?",, "Mengapa besi bersifat magnetik?",, "Apa yang membuat magnet,?" Atau, "Medan magnet terbuat dari apa?".

Itu pertanyaan yang baik, dan berhak mendapatkan jawaban yang baik. Namun apakah Anda tahu bahwa ada banyak tentang magnet pada tingkat atom yang belum diketahui? Seperti halnya dengan sebagian besar kekuatan dasar lainnya kita kenal, seperti gravitasi, listrik, mekanik dan panas, para ilmuwan mulai dengan mencoba memahami bagaimana mereka bekerja, apa yang mereka lakukan, apakah ada rumus yang dapat dibuat untuk menggambarkan (memprediksi) perilaku mereka sehingga kita dapat mulai mengendalikan mereka, dan seterusnya .

Pekerjaan yang selalu dimulai dengan observasi sederhana (itu kata indah untuk bermain-main dengan hal ini!).. Itulah sebabnya mengapa begitu penting untuk memiliki beberapa "tangan" orang berpengalaman dengan magnet jika Anda mengamati mereka, anda akan mulai memahami bagaimana mereka bekerja. Ini adalah yang dikerjakan pelopor ilmiah, seperti Faraday, Lenz, Gilbert, Henry dan Fleming.

Kita mulai dengan bertanya, "Mengapa? Ini" adalah apa yang para ilmuwan terus lakukan - mencoba untuk mencari tahu mengapa hal-hal yang berperilaku seperti yang mereka lakukan Setelah kita mengetahuinya, kita memiliki pegangan yang lebih baik tentang bagaimana mereka nantinya membuat alat yang berguna bagi kita. Biarkan saya berbagi dengan Anda sebagian dari apa yang diketahui tentang bagaimana magnet bekerja.. Semua pertanyaan belum dijawab, mungkin Anda akan membantu menjawab beberapa dari mereka Jadi, sebagian dari apa yang diketahui hanya pengamatan, beberapa tebakan, tapi telah banyak dijelaskan.

Magnetisme Atom

Hanya ada beberapa unsur dalam tabel periodik yang tertarik pada magnet,. Tidak ada elemen, dengan sendirinya dapat menjadi magnet yang sangat kuat, paling-paling hanya bisa menjadi magnet lemah yaitu jika didekatkan pada magnet lain . Ketika paduan berbagai logam dibuat, beberapa paduan membuat magnet yang baik sangat tahu. Mengapa? Kita tidak benar-benar tahu, tapi kita dapat mengamatinya dengan beberapa aturan yang konsisten. Seperti yang Anda ketahui, kami telah melihat bahwa ketika arus mengalir dalam kawat, medan magnet dibuat di sekitar kawat. Kini hanya sekelompok bergerak elektron, dan elektron yang bergerak membuat medan magnet. Ini adalah bagaimana elektromagnet dibuat untuk bekerja. Hal ini akan menjadi penting untuk diingat saat kita memfokuskan diri pada struktur atom. Sekitar inti atom, dimana proton dan neutron hidup, ada elektron mengelilinginya. Kita selalu berpikir bahwa mereka memiliki orbit melingkar tertentu seperti planet memiliki sekitar, tapi telah menemukan bahwa jauh lebih rumit, dan banyak lebih menantang! Sebaliknya, pola-pola di mana kita mungkin akan menemukan elektron dalam satu orbital ini memperhitungkan's persamaan gelombang Schroedinger account orbital. Gambar dari orbital tersebut dapat ditemukan di http://www.shef.ac.uk/chemistry / orbitron / index.html .    Pertama, elektron dapat dianggap menempati kulit tertentu dalam mengelilingi inti atom. Kulit ini telah diberi nama seperti huruf K, L, M, N, O, P, T. Mereka juga diberi nomor nama, seperti sebagai 1,2,3,4,5,6,7.  Dalam kulit, mungkin ada subkulit atau orbital, dengan nama seperti s, p, d, f. Beberapa orbital ini tampak seperti bola, beberapa terlihat seperti jam pasir, yang lain tampak seperti manik-manik di gelang. K berisi shell orbital s. Disebut orbital 1s. Shell L berisi orbital s dan p. Disebut sebuah orbital 2s dan 2p. Kulit M berisi s, p dan d orbital. Disebut sebuah 3s, 3p dan 3d orbital. N, O, P dan Q masing-masing kulit berisi s, p, d dan f orbital. Disebut sebuah 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5F, 6s, 6p, 6d, 6f, 7s, 7P , 7d dan 7f orbital. Orbital ini juga memiliki berbagai sub-orbital. Orbital s hanya dapat berisi 2 elektron dan tidak memiliki sub-orbital. Orbital p dapat berisi 6 elektron, 2 di masing-masing 3 sub-orbital, seperti p _x, p _y dan p _z. orbital d dapat mengandung 10 elektron, 2 di setiap 5 sub-orbital, seperti d _xy, d _xz, d _yz, d _Z2, d _x2-y2. orbital f dapat berisi 14 elektron, 2 di masing-masing 7  sub-orbital. (Dan ada ag orbital yang dapat berisi 18 elektron, 2 di masing-masing dengan 9 sub-orbital, elektron ) Maksimal 2 elektron dapat menempati satu sub-orbital di mana satu memiliki spin dari UP, yang lain memiliki spin DOWN. Ada tidak dapat dua elektron dengan spin UP di sub-orbital pokok yang sama. Asas Pengecualian Pauli (.) Juga , saat Anda memiliki pasangan elektron dalam orbital-, sub bidang magnet gabungan mereka akan saling menghilangkan satu sama lainnya. Untuk menunjukkan berapa banyak elektron di orbital masing-masing, konvensi berikut ini kadang-kadang digunakan: Klor memiliki 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁵ dari total 17 elektron. ini memberitahu kita bahwa ada 2 di 1s, 2s 2, 2p 6, 2 di 3, dan 5 di 3p. Mari kita lihat pada pola bagaimana elektron orbital diisi ketika kita merujuk ke dalam tabel periodik unsur !. (ini adalah suatu unsur yang fantastis!)

Seperti yang Anda lihat, urutan umum untuk memenuhi orbital elektron tergantung dari tingkat energi masing-masing sub kulit, dan tingkat energi yang tinggi akan menampung elektron yang semakin banyak pula: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p  Setelah masing-masing orbital penuh, maka mulai mengisi tempat berikutnya dalam urutan ini. Ada beberapa lompatan aneh di urutan ketika Anda bisa mengisi 4f, 5d dan 6p orbital, tetapi itulah bagaimana seharusnya. Jika kita memeriksa Besi (nomor atom 26), Cobalt (27), Nikel (28) dan Gadolinium (64), yang semuanya dianggap feromagnetik karena mereka sangat tertarik pada magnet, sulit untuk melihat apa yang membuat mereka begitu berbeda dari unsur-unsur lain di samping mereka atau di bawah mereka dalam tabel periodik. Dengan kata lain, jika Besi magnet begitu kuat, mengapa Mangan tidak? Mungkin ada faktor lain yang kita perlu pertimbangkan seperti struktur kristalnya. Tapi secara umum diterima bahwa elemen-elemen feromagnetik memiliki momen magnetik besar karena elektron yang tidak berpasangan pada orbital terluar mereka. Ini seperti arus elektron yang mengalir dalam kumparan kawat, menciptakan sebuah medan magnet. spin dari elektron inilah yang sebenarnya dipikirkan dalam timbulnya medan magnet. Bila Anda mendapatkan sejumlah medan ini bersama-sama, mereka akan saling menambahkan hingga membuat medan yang lebih besar. 

Besi (Fe) Nomor Atom 26, Konfigurasi elektronnya 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶ 4s ² . Hal ini menunjukkan orbit elektron sebagai cincin melingkar di sekitar inti. Ini benar-benar tidak seperti ini, namun ini membuat diagram yang baik. Bulatan hijau di tengah adalah inti dengan 26 proton dan 26 neutron. Titik oranye yang di orbital 3d adalah 4 elektron tak berpasangan.  Elektron tak berpasangan dalam 3d menciptakan momen magnet, atau kekuatan.. Diperkirakan bahwa D / r harus 3 atau lebih untuk membuat ferromagnetism, Kondisi ini terjadi di Iron, Cobalt, nikel dan kelompok  bahan langka bumi.  Dengan keterangan diatas bukankah kita bisa pergi satu tingkat lebih dalam mekanika kuantum?. Ini adalah tempat kita bertanya, "Apa yang membuat medan magnet"  Saat ini, ada empat gaya dasar yang diketahui: gravitasi, elektromagnetisme, lemah, kuat?. Apa yang menciptakan gaya-gaya tersebut ??? Ada spekulasi di antara fisikawan partikel bahwa gaya tersebut adalah hasil dari foton yang dipertukarkan antara partikel. Pertukaran ini adalah apa yang membuat tolakan atau tarik-menarik antara berbagai partikel, memberi kita kekuatan yang disebut gravitasi, magnetisme, dan lain-lain yang terus mengikat proton bersama-sama di pusat atom. Untuk pemahaman yang lebih mendalam, Anda akan ingin membaca tentang Model Standar dari atom di http://particleadventure.org/particleadventure/frameless/standard_model.html dan  http://particleadventure.org/particleadventure/   http://www.schoolscience.co.uk/content/4/physics/particles/index.html

Domain Magnetik

1.  Momen Magnetik dari atom tetangga terikat paralel dengan gaya kuantum mekanik.

 
; 2.  Atom ini dengan karakteristik magnetik seperti ini dikelompokkan ke dalam daerah yang disebut domain. Domain Masing-masing memiliki kutub sendiri yaitu kutub Utara dan Selatan.

Domain adalah dikenal magnet permanen terkecil. sekitar 6.000 domain akan menempati area seukuran ujung jarum. Sebuah domain terdiri dari sekitar 1,000,000,000,000,000 atau 10 ¹⁵ atom.

3. Pada bahan yang belum bersifat magnet , wilayah domain berorientasi secara acak dan menetralisir satu sama lain atau melemahkan satu sama lainnya. Namun, medan magnet masih ada dalam domain! (Diagram ini menunjukkan domain sebagai kubus kecil atau kotak - pandangan mikroskopik.)

Berikut ini adalah contoh dari besi yang belum termagnetisasi, menunjukkan domain magnetik dalam orientasi acak (x adalah panah menjauhi Anda = Kutub Selatan, dot panah ke arah Anda = Kutub Utara)

Ini menunjukkan medan magnet di sekitar sampel besi tak termagnetisasi dengan kelompok-kelompok  domain, seperti yang disebutkan di atas, dengan orientasi acak. Seperti yang Anda lihat, sampel ini memiliki beberapa kutub Utara dan Selatan di mana garis gaya medan magnet keluar dan masuk ke materi.  
4. Pengaruh medan magnet luar menyebabkan domain magnet menjadi terserahkan sehingga momen magnetik mereka saling menguatkan satu sama lain dan searah dengan bidang diterapkan.

 

Ini menunjukkan medan magnet di sekitar kelompok domain, dimana semua adalah berorientasi pada arah yang sama.

Dan ini menunjukkan medan magnet di sekitar kelompok domain pada garis yang samaDengan bahan magnetik lunak seperti besi, bidang eksternal kecil akan menyebabkan sejumlah besar keselarasan. Namun, karena kekuatan menyimpan energi kecil maka hanya sedikit penyelarasan akan dipertahankan.  Dengan bahan magnetik keras seperti Alnico medan eksternal yang lebih besar harus diberikan untuk membuat keselarasan dari domain, tapi sebagian besar keselarasan akan dipertahankan walaupun medan eksternal dihapus, sehingga menciptakan sebuah magnet permanen yang lebih kuat, yang akan memiliki satu kutub Utara dan satu kutub Selatan. Jika kita melihat ini lebih dari tingkat makro, tingkat di mana kita telah benar-benar melihat di bawah mikroskop, kita akan melihat domain yang lebih besar - bukan sebagai kubus atau kotak, tetapi lebih seperti poligon beraturan. Jika Anda adalah untuk memeriksa sepotong besi yang tidak magnet, Anda akan menemukan bahwa domain dalam besi tidak akan menunjuk ke arah yang sama, namun akan menunjuk ke arah sekelompok keacakan. Keacakan ini adalah apa yang menyebabkan medan magnet setiap domain akan dilemahkan oleh medan magnet dari domain lain yang hasilnya adalah bahwa ada kutub utara tidak tunggal atau kutub selatan Sebaliknya, ada sekelompok kutub utara dan selatan di seluruh tempat yang saling melemahkan. Nah, kalau ini sepotong besi diletakkan dalam medan magnet luar (diciptakan oleh arus listrik yang mengalir dalam solenoida), maka domain akan mulai untuk searah dengan medan magnet eksternal. Dibutuhkan energi untuk membuat orientasi magnet menjadi kuat. Seperti medan magnet eksternal menjadi semakin kuat, lebih dan lebih dari domain magnet pada materi tersearahkan. Akan ada kondisi di mana semua domain dalam besi berda dalam kondisi saturasi (jenuh). kondisi ini disebut jenuh karena tidak ada lagi domain yang belum tersearahkan, tidak peduli berapa banyak kuat medan magnet dibuat. ( (Diagram ini menunjukkan domain sebagai poligon beraturan - lebih dari pandangan makro.) no external mag field               small mag field                      larger mag field                    large mag field,  

Perhatikan bahwa domain masih punya medan magnet mereka sendiri, tetapi garis-garis medan tinggal hampir secara eksklusif di dalam material. Sangat sedikit garis medan magnet keluar dari material, ini akan

menjadi contoh besi yang belum termagnetisasi. Menghasilkan medan magnet dengan domain seperti yang ditunjukkan di atas dengan medan magnet eksternal kecil. Ini memiliki dua kutub utara (kanan bawah dan kanan atas) dan kutub selatan (di sebelah kiri).

Menghasilkan medan magnet dengan domain seperti yang ditunjukkan di atas dengan medan magnet ekternal yang lebih besar. Mulai tampak seperti sebuah magnet dengan kutub utara dan selatan yang pasti.

 Menghasilkan medan magnet dengan domain seperti yang ditunjukkan di atas dengan medan magnet eksternal besar, domain pada kondisi saturasi. Inilah yang biasanya terlihat pada magnet tetap atau sementara. Apa yang terjadi ketika medan magnet eksternal berkurang kembali ke nol? Dalam bahan magnetik lunak (seperti besi atau baja silikon), sebagian besar domain akan kembali ke orientasi acak mereka, sehingga Anda akan ditinggalkan dengan magnet yang sangat lemah sejak hanya beberapa domain akan berbaris dengan arah yang sama. Anda akan kembali memulai dari Dalam bahan magnetik keras (paduan besi seperti Alnico, beberapa jenis baja, besi-neodymium boron, dll ), sebagian besar domain akan tetap selaras, sehingga Anda akan ditinggalkan dengan magnet yang kuat. Karena titik akhir tidak sama dengan titik awal untuk bahan magnetik, mereka memiliki apa yang disebut hysteresis (kurva histerisis). 

Pengertian, Cara Kerja, Komponen dan Fungsi Hard Disk

Hard Disk adalah suatu storage device atau sebuah komponen pada komputer yang berfungsi sebagai media penyimpanan data (storage) dan juga termasuk dalam memory eksternal dari sebuah komputer.

Pengertian Hard Disk

Hard disk adalah media penyimpanan data permanen, jadi data tidak hilang meskipun listrik sudah dimatikan. Hard disk berisi cakram magnetik yang mampu menyimpan data. Hard disk ditemukan pertama kali oleh Reynold Johnson di tahun 1956. Hard disk pertama berukuran 4.4 MB.

Satuan data hard disk dinyatakan dalam Byte (B) dan satuan transfer data hard disk dinyatakan dalam bit (b). Sekarang ukuran hard disk sudah mencapai 500GB bahkan 1000 GB (1 Terra Byte), sehingga menyimpan data menjadi lebih leluasa.

Beberapa pabrik pembuat hard disk yang terkenal yaitu Seagate, Maxtor, West Digital, Quantum, Samsung.

Cara Kerja Hard Disk

Spindle memiliki sebuah penggerak yang disebut spindle motor, yang berfungsi untuk memutar pelat hard disk dalam kecepatan tinggi. Perputaran ini diukur dalam satuan rotation per minute (RPM). Makin cepat putaran tiap menitnya, makin bagus kualitas hard disk tersebut. Ukuran yang lazim kita dengar adalah 5400, 7200, atau 10.000RPM.

Sebuah peranti baca-tulis elektromagnetik yang disebut dengan heads ditempatkan pada kedua permukaan pelat. Heads berukuran kecil ini ditempatkan pada sebuah slider, sehingga heads bisa membaca data/informasi yang tersimpan pada pelat dan merekam informasi ke dalam pelat tersebut.

Slider ini dihubungkan dengan sebuah lengan yang disebut actuator arms. Actuator arms ini sendiri dipasang mati pada poros actuator, di mana seluruh mekanisme gerakan dari actuator ini dikendalikan oleh sebuah papan pengendali (logic board) yang mengomunikasikan setiap pertukaran informasi dengan komponen komputer yang lainnya. Antara actuator dengan karena keduanya dihubungkan dengan sebuah kabel pita tipis. Kabel inilah yang menjadi jalan instruksi dari dan ke dalam pelat hard disk.

Jumlah pelat masing-masing hard disk berbeda-beda, tergantung dari ukuran/daya tampung masing-masing pelat dan ukuran hard disk secara keseluruhan.

Sebuah pelat hard disk pada umumnya memiliki daya tampung antara 10 atau 20gigabyte (GB). Sebuah hard disk yang berkapasitas total 40GB berarti memiliki 2 pelat, sedangkan bila berukuran 30GB, ia memiliki dua buah pelat berukuran 10 dan 20GB atau tiga buah pelat berukuran 10GB. Masing-masing pelat hard disk mampu menangani/menampung puluhan juta bit data. Data-data ini dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok yang lebih besar, sehingga memungkinkan pengaksesan informasi yang lebih cepat dan mudah.

Masing-masing pelat memiliki dua buah head, satu berada di atas permukaan pelat, satunya lagi ada di bawah head. Dari sini ketahuan bahwa hard disk yang memiliki tiga buah pelat misalnya (rata-rata sebuah hard disk memang terdiri atas tiga pelat) memiliki total enam permukaan dan enam head.

Masing-masing pelat memiliki kemampuan merekam dan menyimpan informasi dalam suatu lingkaran konsentris yang disebut track (bayangkan track ini seperti lintasan dalam suatu arena perlombaan atletik).

Masing-masing track terbagi lagi dalam bagian-bagian yang lebih kecil yang disebut sektor (sector). Nah, setiap sektor dalam tracktrack hard disk ini mampu menampung informasi sebesar 512 bytes.

Sektor-sektor dalam sebuah hard disk ini tidak dikelompokkan secara mandiri tetapi dikelompokkan lagi dalam sebuah gugusan yang lebih besar yang disebut cluster. Apa fungsi peng-cluster-an ini? Tak lain adalah untuk membuat mekanisme penulisan dan penyimpanan data menjadi lebih sederhana, lebih efisien, tidak berisiko salah, dan dengan demikian memperpanjang umur hard disk.

Sekarang kita ambil contoh ketika kita tengah menjalankan sebuah program spreadsheet pada komputer kita. Ketika kita memasukkan data ke dalam program spreadsheet, di sana terjadi ribuan atau bahkan jutaan pengaksesan disk secara individual. Dengan demikian, memasukkan data berukuran 20megabyte (MB) ke dalam sektor-sektor berukuran 512 byte jelas akan memakan waktu dan menjadi tidak efisien.

Fungsi Hard Disk

Hard disk merupakan ruang simpan utama dalam sebuah computer. Di situlah seluruh sistem operasi dan mekanisme kerja kantor dijalankan, setiap data dan informasi disimpan.

Dalam sebongkah hard disk, terdapat berbagai macam ruangruang kecil (direktori, folder, subdirektori, subfolder), yang masing-masing dikelompokkan berdasarkan fungsi dan kegunaannya. Di situlah data-data diletakkan.

Ruang kecil dalam hard disk bekerja dalam logika saling tergantung (interdependent). Data/informasi dalam satu ruang kadangkala diperlukan untuk menggerakkan data/ informasi yang berada di ruang lain. Ada ruang di mana data di dalamnya tidak boleh diutak-atik atau dipindahkan ke tempat lain, ada ruang di mana kita bisa membuang dan menaruh data secara bergantian sesuai kebutuhan.

Hard disk terdiri atas beberapa komponen penting. Komponen utamanya adalah pelat (platter) yang berfungsi sebagai penyimpan data. Pelat ini adalah suatu cakram padat yang berbentuk bulat datar, kedua sisi permukaannya dilapisi dengan material khusus sehingga memiliki pola-pola magnetis. Pelat ini ditempatkan dalam suatu poros yang disebut spindle.

Komponen Hard Disk

1. Spindle

Hard disk terdiri dari spindle yang menjadi pusat putaran dari keping-keping cakram magnetik penyimpan data. Spindle ini berputar dengan cepat, oleh karena itu harus menggunakan high quality bearing.

Dahulu hard disk menggunakan ball bearing namun kini hard disk sudah menggunakan fluid bearing. Dengan fluid bearing maka gaya friksi dan tingkat kebisingan dapat diminimalisir. Spindle ini yang menentukan putaran hard disk. Semakin cepat putaran rpm hard disk maka semakin cepat transfer datanya.

2. Cakram Magnetik (Magnetic Disk)

Pada cakram magnetik inilah dilakukan penyimpanan data pada hard disk. Cakram magnetik berbentuk plat tipis dengan bentuk seperti CD-R. Dalam hard disk terdapat beberapa cakram magnetik.

Hard disk yang pertama kali dibuat, terdiri dari 50 piringan cakram magnetik dengan ukuran 0.6 meter dan berputar dengan kecepatan 1.200 rpm. Saat ini kecepatan putaran hard disk sudah mencapai 10.000rpm dengan transfer data mencapai 3.0 Gbps.

3. Read-write Head

Read-write Head adalah pengambil data dari cakram magnetik. Head ini melayang dengan jarak yang tipis dengan cakram magnetik. Dahulu head bersentuhan langsung dengan cakram magnetik sehingga mengakibatkan keausan pada permukaan karena gesekan. Kini antara head dan cakram magnetik sudah diberi jarak sehingga umur hard disk lebih lama.

Read-write head terbuat bahan yang terus mengalami perkembangan, mulai dari Ferrite head, MIG (Metal-In-Gap) head, TF (Thin Film) Head, (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, GMR (Giant Magnetoresistive) Heads dan sekarang yang digunakan adalah CMR (Colossal Magnetoresistive) Heads.

4. Enclosure

Enclosure adalah lapisan luar pembungkus hard disk. Enclosure berfungsi melindungi semua bagian dalam hard disk agar tidak terkena debu, kelembaban dan hal lain yang dapat mengakibatkan kerusakan data.

Dalam enclosure terdapat breath filter yang membuat hard disk tidak kedap udara, hal ini bertujuan untuk membuang panas yang ada didalam hard disk karena proses putaran spindle dan pembacaan Read-write head.

5. Interfacing Module

Interfacing modul berupa seperangkat rangkaian elektronik yang mengendalikan kerja bagian dalam hard disk, memproses data dari head dan menghasilkan data yang siap dibaca oleh proses selanjutnya. Interfacing modul yang dahulu banyak dipakai adalah sistem IDE (Integrated Drive Electronics) dengan sistem ATA yang mempunyai koneksi 40 pin.

Teknologi terbaru dari interfacing module adalah teknologi Serial ATA (SATA). Dengan SATA maka satu hard disk ditangani oleh satu bus tersendiri didalam chipset, sehingga penanganannya menjadi lebih cepat dan efisien. hard disk SATA sekarang perlahan sudah menggantikan hard disk ATA yang makin lama mulai hilang dari pasaran.

Teknologi Hard Disk

1. RAID (Redudancy Array of Independent Disk)

RAID adalah teknologi penggabungan beberapa hard disk yang oleh sebuah operating system komputer dianggap menjadi satu hard disk. Konsep ini pertama kali didefinisikan oleh David A. Patterson, Garth A. Gibson dan Randy Katz dari University of California, Berkeley pada tahun 1987.

Keuntungan RAID adalah peningkatan kecepatan akses pada hard disk. Dengan menggantikan hard disk besar dengan beberapa hard disk kecil maka dimungkinkan pembacaan data secara paralel pada masing-masing hard disk. RAID diibatatkan sebuah database hard disk yang menghasilkan data secara paralel sesuai dengan indeks pengalamatan hard disk.

2. S.M.A.R.T (Self Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

SMART adalah teknologi monitoring kinerja hard disk. Dengan SMART maka hard disk mampu mendeteksi adanya error dan melaporkan error ini kepada sistem. SMART paertama kali dipelopori oleh COMPAQ, namun kini hampir semua menggunakan teknologi SMART.

Keuntungan penggunaan SMART adalah adanya peringatan dini terhadap ketidak normalan yang terjadi pada hard disk sehingga pengguna dapat melakukan tindakan preventif seperti memback-up data.