1.หลักการทำงานของดิสก์ไดร์ฟ

1.หลักการทำงานของดิสก์ไดร์ฟ

กลไกการทำงานของดิสก์ไดร์ฟจะค่อนข้างง่ายเมื่อเทียบกับฮาร์ดดิสก์ โดยตัวจานหมุนจะเป็นวัสดุที่อ่อนนิ่ม เช่น ไมลาร์(Mylar) ที่ เป็นพลาสติกสังเคราะห์เคลือบสารแม่เหล็กเอาไว้ ในดิสก์ 1 แผ่นจะมีจานเดียว หัวอ่านจะเลื่อนเข้าไปอ่านข้อมูล เริ่มแรกสามารถอ่านข้อมูลได้เพียงด้านเดียว ต่อมามีการพัฒนาให้สามารถอ่านข้อมูลได้ทั้ง 2 ด้าน เรียกว่า Double-sided  หัว อ่านจะสัมผัสกับแผ่นดิสก์โดยตรง ทำให้ต้องใช้ความเร็วหมุนจานที่ต่ำ คือประมาณ 300 รอบต่อนาทีเท่านั้น (เทียบกับ 7200 รอบต่อนาทีที่เป็นมาตรฐานของฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบัน) และเนื่องจากหัวอ่านสัมผัสกับแผ่นดิสก์โดยตรง ทำให้แผ่นมีการสึกหรอได้ง่าย เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลจะมีการส่งสัญญาณไปเปลี่ยนแปลงค่าสนามแม่เหล็ก ที่หัวอ่าน

ความจุของฟล็อปปี้ดิสก์แบบต่าง ๆ

ขนาด	แบบ	ด้านที่บันทึก	ความจุข้อมูล
5.25 นิ้ว	Single sided-Double Density	1	160/180 KB
	Double sided-Double Density	2	320/360 KB
	HD(High Density)	2	1.2 MB
3.5 นิ้ว	Double sided-Single Density	2	720 KB
	Double sided-High Density	2	1.44 MB
	Double sided-Quad Density	2	2.88 MB
3.5 นิ้ว	Floptical Disk	2	120 MB

........เมื่อ ตัวไดรว์ของดิสก์อ่านข้อมูลได้แล้วจะทำการส่งต่อให้กับคอนโทรลเลอร์ควบคุม แบบอนุกรม(ทีละบิตต่อเนื่องกัน ต่างกับฮาร์ดดิสก์ที่ส่งแบบขนาน ทำให้ส่งข้อมูลได้ช้ามาก อัตราการส่งข้อมูลจะอยู่ในช่วง 0.5-1 เมกะไบต์ต่อวินาที ส่วนความเร็วในการค้นหาข้อมูลตกประมาณ 60-200 Millisecond) โดยส่งต่อข้อมูลให้ซีพียูด้วยการทำ DMA (Direct Memory Access) ขณะที่ฟล็อปปี้ไดรว์ทำงาน อุปกรณ์อื่น ๆ ต้องหยุดรอ ทำให้การทำงานของระบบเกือบจะหยุดชะงักไป ที่มุมด้านหนึ่งของฟล็อปปี้ดิสก์จะมีกลไกป้องกันการเขียนทับข้อมูล (write-protect) หาก เป็นแผ่น 5.25 นิ้ว จะเป็นรอยบากซึ่งหากปิดรอยนี้จะไม่สามารถเขียนข้อมูลได้ ต่างกับ ดิสก์ 3.5 นิ้ว ที่จะเป็นสลักพลาสติกเลื่อนไปมา หากเลื่อนเปิดเป็นช่องจะบันทึกไม่ได้

Floptical Disk

......เป็นการนำเทคโนโลยีด้านแสงเข้ามาช่วยในการบันทึกข้อมูล แต่ไม่ได้ใช้แสงโดยตรง ลักษณะ Floptical disk จะ มีรูปร่างเหมือนฟล็อปปี้ดิสก์ขนาด 3.5 นิ้วทุกประการ แต่มีความจุมากขึ้นเป็น 120 เมกะไบต์ทีเดียว และตัวไดรว์ยังใช้อ่านเขียนข้อมูลแผ่นดิสก์ธรรมดาได้ด้วย  ชื่อทางการค้าของ Floptical Drive ที่เป็นที่รู้จักกันได้แก่ SuperDisk จากบริษัท Imation

......หลักการของ Floptical Drive อาศัยการบันทึกข้อมูลด้วยสนามแม่เหล็กเหมือนฟล็อปปี้ดิสก์ธรรมดา แต่ใช้กลไกการอ่านที่เรียกว่า optical servo (หรือบางทีเรียกว่า Laser servo)หรือ วงจรเลื่อนตำแหน่งหัวอ่านควบคุมด้วยแสง ทำให้สามารถเลื่อนหัวอ่าน/เขียนได้ตรงกับแทรคที่มีความหนาแน่นกว่าดิสเก็ต ธรรมดามาก เช่น ในดิสก์ธรรมดามี 80 แทรค 2480 sector แต่ใน Floptical disk จะมี ถึง 1,736 แทรค 245,760 sector ทำให้ได้ความจุรวมถึง 120 เมกะไบต์ต่อแผ่น Floptical disk หมุนด้วยความเร็ว 720 รอบต่อนาที และมีอัตรารับส่งข้อมูล ประมาณ 3.2-5.4 เมกะบิตต่อวินาที

ZIP drive ของ Iomega                                                              

Jazz drive

......นอกจากนี้ยังมีผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีคล้ายกัน แต่รูปแบบต่างกันไป เช่น Zip Drive จาก Iomega ที่ออกมาก่อน Superdisk แต่ได้รับความนิยมมากพอสมควร Zip Drive มีทั้งรุ่นที่ต่อกับ Parallel port,USB port และแบบ SCSI และได้เพิ่มความจุจาก 100 เป็น 250 เมกะไบต์ Iomega ยังได้ผลิต Jaz Drive ที่มีลักษณะเหมือนฮาร์ดดิสก์ถอดได้ โดยจะมีตัวไดรว์เป็นระบบ SCSI เท่านั้น และมีแผ่นบรรจุข้อมูลขนาด 1 GB และ 2 GB นิยมใช้สำหรับการสำรองข้อมูลย้ายไปมา เนื่องจากมีความเร็วน้อยกว่าฮาร์ดดิสก์ และยังมีราคาแพงกว่า Zip หรือ Superdisk มาก

2.หลักการทำงานของ CD-ROM

2.หลักการทำงานของ CD-ROM

ภายในซีดีรอมจะแบ่งเป็นแทร็กและเซ็กเตอร์เหมือนกับแผ่นดิสก์ แต่เซ็กเตอร์ในซีดีรอมจะมีขนาดเท่ากัน ทุกเซ็กเตอร์ ทำให้สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้น เมื่อไดรฟ์ซีดีรอมเริ่มทำงานมอเตอร์จะเริ่มหมุนด้วยความเร็ว หลายค่า ทั้งนี้เพื่อให้อัตราเร็วในการอ่านข้อมูลจากซีดีรอมคงที่สม่ำเสมอทุกเซ็กเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นเซ็กเตอร์ ที่อยู่รอบนอกกรือวงในก็ตาม จากนั้นแสงเลเซอร์จะฉายลงซีดีรอม โดยลำแสงจะถูกโฟกัสด้วยเลนส์ที่เคลื่อนตำแหน่งได้ โดยการทำงานของขดลวด ลำแสงเลเซอร์จะทะลุผ่านไปที่ซีดีรอมแล้วถูกสะท้อนกลับ ที่ผิวหน้าของซีดีรอมจะเป็น หลุมเป็นบ่อ ส่วนที่เป็นหลุมลงไปเรียก "แลนด์" สำหรับบริเวณที่ไม่มีการเจาะลึกลงไปเรียก "พิต" ผิวสองรูปแบบนี้เราใช้แทนการเก็บข้อมูลในรูปแบบของ 1 และ 0 แสงเมื่อถูกพิตจะกระจายไปไม่สะท้อนกลับ แต่เมื่อแสงถูกเลนส์จะสะท้อนกลับผ่านแท่งปริซึม จากนั้นหักเหผ่านแท่งปริซึมไปยังตัวตรวจจับแสงอีกที ทุกๆช่วงของลำแสงที่กระทบตัวตรวจจับแสงจะกำเนิดแรงดันไฟฟ้า หรือเกิด 1 และ 0 ที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ ส่วนการบันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดีรอมนั้นต้องใช้แสงเลเซอร์เช่นกัน โดยมีลำแสงเลเซอร์จากหัวบันทึกของเครื่อง บันทึกข้อมูลส่องไปกระทบพื้นผิวหน้าของแผ่น ถ้าส่องไปกระทบบริเวณใดจะทำให้บริเวณนั้นเป็นหลุมขนาดเล็ก บริเวณทีไม่ถูกบันทึกจะมีลักษณะเป็นพื้นเรียบสลับกันไปเรื่อยๆตลอดทั้งแผ่น

     แผ่นซีดีรอมเป็นสื่อในการเก็บข้อมูลแบบออปติคอล (Optical Storage) ใช้ลำแสงเลเซอร์ในการอ่านข้อมูล แผ่นซีดีรอม ทำมาจากแผ่นพลาสติกเคลือบด้วยอลูมิเนียม เพื่อสะท้อนแสงเลเซอร์ที่ยิงมา เมื่อแสงเลเซอร์ที่ยิงมาสะท้อนกลับไป ที่ตัวอ่านข้อมูลที่เรียกว่า Photo Detector ก็อ่านข้อมูลที่ได้รับกลับมาว่าเป็นอะไร และส่งค่า 0 และ 1 ไปให้กลับซีพียู เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป
ความเร็วของไดรฟ์ซีดีรอม มีหลายความเร็ว เช่น 2x 4x หรือ 16x เป็นต้น ซึ่งค่า 2x หมายถึงไดรว์ซีดีรอมมี ความเร็วในการหมุน 2 เท่า ไดรส์ตัวแรกที่เกิดขึ้นมามีความเร็ว 1x จะมีอัตราในการโอนถ่ายข้อมูล (Data Tranfer Rate) 150 KB ต่อวินาที ส่วนไดรฟ์ที่มีความเร็วสูงกว่านี้ ก็จะมีความเร็วในการโอนถ่ายข้อมูล ตามตาราง

ความเร็วของไดรว์ ซีดีรอม	อัตราการโอนถ่ายข้อมูล (กิโลไบต์ต่อวนาที)
1x	150
2x	300
3x	450
4x	600
6x	900
8x	1,200
10x	1,500

ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูล (Access Time)
ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลคือ ช่วงระยะเวลาที่ไดรว์ซีดีรอมสามารถอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีรอม แล้วส่งไป ประมวลผล หน่วยที่ใช้วัดความเร็วนี้คือ มิลลิวินาที (milliSecond) หรือ ms ปกติแล้วความเร็วมตราฐานที่ เป็นของไดรว์ซีดีรอม 4x ก็คือ 200 ms แต่ตัวเลขนี้จะเป็นตัวเลขเฉลี่ยเท่านั้น เป็นไปไม่ได้แน่นอนว่าไดรว์ ซีดีรอมจะมีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลบนแผ่นซีดีรอมเท่ากันทั้งหมด เพราะว่าความเร็วที่แท้จริงนั้นจะขึ้นอยู่ กับว่าข้อมูลที่กำลังอ่าน อยู่ในตำแหน่งไหนบนแผ่นซีดี ถ้าข้อมูลอยู่ในตำแหน่งด้านใน หรือวงในของแผ่นซีดี ก็จะมีความเร็วในการเข้าถึงสูง แต่ถ้าข้อมูลอยู่ด้านนอกหรือวงนอกของแผ่น ก็จะทำให้ความเร็วลดลงไป

แคชและบัฟเฟอร์
ไดรว์ซีดีรอมรุ่นใหม่ๆ มักจะมีหน่วยความจำที่เรียกว่าแคชหรือบัพเฟอร์ติดตั้งมาบนบอร์ดของซีดีรอมไดรว์ มาด้วย แคชหรือบัพเฟอร์ที่ว่านี้ก็คือชิปหน่วยความจำธรรมดาที่ติดตั้งไว้เพื่อเก็บข้อมูลชั่วคราวก่อนที่จะส่ง ข้อมูลไปประมวลผลต่อไป เพื่อช่วยเพิ่มความเร็วในการอ่านข้อมูลจากไดรว์ซีดีรอม ซึ่งแคชนี้มีหน้าที่เหมือน กับแคชในฮาร์ดดิกส์ ที่จะช่วยประหยัดเวลา ในการอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดี เพราะถ้าข้อมูลที่ร้องขอมามีอยู่ ในแคชแล้ว ก็ไม่ต้องเสยเวลาไปอ่านข้อูลจากแผ่นอีก ขนาดของแคชในไดรว์ซีดีรอมทั่วๆ ไปก็คือ 256 กิโลไบต์ ซึ่งถ้ายิ่งมีแคชที่มีขนาดใหญ่ ก็ยิ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูล ให้สูงขึ้นไปอีก
ข้อดีของการติดตั้งแคชลงไปในไดรว์ซีดีรอมก็คือ แคชจะช่วยให้สามารถรับ-ส่งข้อมูล ได้ด้วยความเร็ว สม่ำเสมอ เมื่อแอพพลิเคชั่นร้องขอข้อมูล มายังไดรว์ซีดีรอม แทนที่จะต้องไปอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดี ซึ่งมี ความเร็วต่ำ ก็สามารถอ่านข้อมูล ที่ต้องการจากแคช ที่มีความเร็วมากกว่าแทนได้ ยิ่งมีแคชจำนวนมากแล้วก็ สามารถที่จะเก็บข้อมูลมาไว้ในแคชได้เยอะขึ้น ทำให้เสียเวลาอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีน้อยลง

อินเตอร์เฟซของไดรว์ซีดีรอม
อินเตอร์เฟซของไดรว์ซีดีรอมมีอยู่ 2 ชนิดคือ IDE ซึ่งมีราคาถูก มีความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูลอยู่ในขั้น ที่ยอมรับได้ และชนิด SCSI มีราคาแพงกว่าแบบ IDE แต่ก็จะมีความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูลสูงขึ้นด้วย เหมาะสำหรับนำมาใช้เป็นซีดีเซร์ฟเวอร์ เพราะต้องการความเร็ว และความแน่นอนในการส่งถ่ายข้อมูลมากว่า
ไดรฟ์ซีดีรอมจะมีอยู่ 2 แบบ คือ แบบติดตั้งภายใน และแบบติดตั้งถายนอก แบบติดตั้งภายในมีข้อดีคือ ประหยัดพื้นที่ในการวางซีดีรอมไดรว์และไม่ต้องใช้อดแปเตอร์เพื่อจ่ายไฟให้ กับไดรว์ซีดีรอม และที่สำคัญมีราคาถูกกว่าแบบติดตั้งภายนอก แบบบติดตั้งภายนอกมีข้อดีคือ สามารถพกพาไปใช้กับ เครื่องอื่นได้สะดวก

เทคโนโลยีซีดีรอม
เทคโนโลยีซีดีรอมแบบที่นิยมใชกันมีอยู่ 2 ประเภทคือ CLV (Constant Linear Velocity) และ CAV (Constant Angular Velocity)
การทำงานของ CLV
คือตัวไดรฟ์จะทำงานที่ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่แน่นอน (ความเร็ว X) แต่มอเตอร์ นั้นหมุนที่ความเร็วระดับต่างๆ กันขึ้นอยู่กับเนื้อที่ในการเก็บข้อูล โดยหากอ่านข้อมูลบริเวณด้านในของแผ่นซีดี ตัวไดรฟ์จะหมุนที่ความเร็วสูง แต่เมื่อมีการอ่านข้อมูลบริเวณด้านนอก ตัวไดรฟ์จะลดความเร็วรอบลง โดย ความเร็วรอบนจะอยู่ระหว่าง 500 ถึง 4,000 รอบต่อนาที สำหรับซีดีรอมความเร็ว 8 เท่า ซึ่งเทคโนโลยีนี้ทำ การเพิ่มความเร็วในการถ่ายข้อมูลโอนข้อมูลได้ยาก เนื่อจากต้องคงความเร็ว ในการโอนถ่ายข้อมูลที่ 16 เท่านั้น เมื่อข้อมูลถูกเก็บอยู่ในพื้นที่วงในของแผ่นซีดี ตัวไดรฟ์จำเป็นต้องหมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อให้คงอัตราการ ถ่ายโอนข้อมูลนั้นไว้ ทำให้เกิดปัญหาความร้อนและเกิดข้อมผิดพลาดในการรับข้อมูลได้มากขึ้น
แต่สำหรับเทคโนโลยี CAV ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่านั้นจะมีการทำงานที่ต่างกันโดยตัวไดรฟ์ CAV นั้นจะมีความเร็วในการหมุนคง ที่เช่นเดียวกับที่เป็นอยู่ในฮาร์ดดิสก์ เมื่อมีการอ่านข้อมูลบริเวณวงในของ แผ่นซีดีรอมนั้นตัวไดรฟ์อาจจะทำความเร็วในระดับ 8-12 เท่า แต่ประโยชน์ที่ได้จาก แต่ประโยชนที่ได้จาก ตัวไดรฟ์เทคโนโลยีนี้ก็คือเมื่อไดรฟ์ ทำการอ่านข้อมูลบริเวณวงนอกของแผ่นซีดีความเร็ว ในการอ่านจะเพิ่มขึ้น เป็น 16 เท่า เพราะเนื้อที่ด้านนอกของซีดีนั้นจะเก็บข้อมูลมากว่าพื้นที่วงในของแผ่น