نگاهی به هارد کامپیوتر

جلسه دهم

هارد یا Hard Disk

Hard Disk Drive يا ديسك سخت بعنوان يك محل برای ذخيره سازی اطلاعات يا حافظة دائمي استفاده مي‌شود.

در اصطلاح عاميانه به ديسك سخت ، Hard مي گويند. Hard يك حافظة دائمي است كه تمام اطلاعاتي كه در كامپيوتر ديده مي‌شود روي آن ذخيره شده‌است.

1

حافظه به دو نوع زیر تقسیم می شود.

  • حافظه اصلی

     

    • محلی است که داده ها و اطلاعات بعد از پردازش در آن قرار می گیرند. حافظه اصلی سیستم از جنس نیمه رسانا بوده در نتیجه سرعت دسترسی به اطلاعات در مقایسه با حافظه جانبی بسیار بالاتر است همچنین قیمت آن نیز بالاتر می باشد. اطلاعات این حافظه در صورت قطع ولتاژ (عدم تغذیه) از بین می رود.
  • حافظه جانبی
  • از این حافظه برای ذخیره اطلاعات بصورت دائمی استفاده می شود. این حافظه از عناصر غیر الکترونیکی و ارزان ساخته شده است. سرعت این نوح حافظه ها در مقایسه با حافظه های اصلی بسیار پایین است.

حافظه های جانبی به دو دسته زیر تقسیم می شوند.

  • مغناطیسی

     

    • در نوع مغناطیسی هارد دیسک، اطلاعات بصورت نقاط مغناطیس شده ذخیره و خوانده می شوند. دیسک های مغناطیسی صفحات گرد پلاستیکی، فلزی یا سرامیکی می باشند که سطح آن با مواد مغناطیس شونده مانند اکسید آهن پوشیده شده است. اگر جنس دیسک مغناطیسی شده، پلاستیک باشد به آن Floppy Disk و اگر فلز یا سرامیک باشد به آن Hard Disk می گویند.
  • غیر مغناطیسی

اجزای مکانیکی هارد

به شکل زیر توجه کنید.

2

در یک نمای کلی از هارد دیسک (به ترتیب عملکرد) به قطعات زیر می رسیم.

  • Ribbon Cable

     

    • اطلاعات از طریق کابل Ribbon و آی سی متصل به آن وارد مجموعه Actuator می شود.
  • Actuator
  • به معنی محرک می باشد و پوسته ای است که روی Actuator Coil قرار دارد.
  • سیم پیچی است که VCM نیز نامیده می شود. این سیم پیچ درون یک آهنربای مغناطیسی (اصل آهنربای مغناطیسی) قرار دارد و با اعمال جریان به سیم پیچ (اصل جریان در سیم پیچ) در محدوده ای مشخص باعث حرکت رفت و برگشت (اصل حرکت یا چرخش) در بازوی محرک یا Actuaor Arm می شود.
  • به آن بازوی محرک نیز گفته می شود و حرکت آن باعث حرکت مجموعه Head می شود.
  • برای حرکت بازوی محرک نیاز به یک یاتاقان داریم تا بازو حول محور عمودی یاتاقان چرخش کند.
  • این آی سی روی بازوی محرک نصب می شود و وظیفه تقویت جریان را بر عهده دارد.
  • شامل بخش های Slider و Flap و Head می باشد. از Head برای خواندن و نوشتن اطلاعات بصورت مغناطیسی روی Platter استفاده می شود.
  • به آن Plate یا صفحه نیزنیز گفته می شود و برای ذخیره اطلاعات بصورت مغناطیسی روی آن استفاده می شود. جنس Plate از شیشه یا پلاستیک سفط شده یا فلز یا سرامیک می باشد که روی سطح آن را با مواد مغناطیس شونده مانند اکسید آهن پوشانده اند.
  • از موتور Spindle برای چرخش صفحات استفاده می شود. معمولا سرعت Spindle در هارد های IDE برابر 4500 تا 5400 دور بر دقیقه (rpm) و در هارد های Sata بین 7200 تا 14000 دور بر دقیقه (rpm) می باشد.
  • Actuator Coil
  • Actuator Arm
  • Actuator Axis
  • IC AMP
  • مجموعه Head
  • Platter
  • Spindle

نکته

روش کار هارد بدین صورت است که بعد از اینکه بخش الکترونیکی اطلاعات دیجیتالی را از پردازشگر دریافت کرد آن را بصورت سیگنال الکتریکی به سیم پیچ Actuator Coil اعمال می کند. در اثر اعمال جریان به دو سر سیم پیچ (سیم پیچ روبروی آهنربای مغناطیسی قرار دارد) در برابر میدان مغناطیسی آهنربا، سیم پیچ عکس العمل نشان می دهد (اگر قطب های سیم پیچ و آهنربا یکسان بود یکدیگر را دفع و اگر قطب ها یکسان نبود همدیگر را جذب می کنند) و بدین صورت باعث چرخش بازوی محرک حول محور Actuator Axis می شود در نتیجه این سیگنال های الکتریکی به Head می رسند و Head در صورت دریافت سیگنال الکتریکی (+) با ایجاد میدان مغناطیسی روی Plate اطلاعات دیجیتال خود را (1) ثبت می کند و در صورت عدم دریافت سیگنال الکتریکی (-) مطمئنا میدانی ایجاد نمی شود و اطلاعات دیجیتال در اینجا 0 خواهد بود.

اما نگاهی دقیق تر به بخش های مکانیکی هارد می اندازیم.

بخش Actuator

در این بخش با استفاده از سیگنال های الکتریکی که با سیم پیچ Actuator Coil اعمال می شود، بازوی محرک یا Actuator Arm حول یاتاقان می چرخد. اساس کار Actuator Coil که با آن VCM نیز می گویند بدین صورت است که با داشتن یک آهنربای مغناطیسی و جریان در سیم پیچ می توانیم اصل حرکت را ایجاد کنیم.

به شکل زیر توجه کنید.

3

در اینجا سیم پیچ آبی رنگ در اثر عبور جریان الکتریکی دارای میدان مغناطیسی می شود که این میدان با میدان مغناطیسی آهنربا برخورد می کند و در صورت همنام بودن و غیر همنام بودن میدان های مغناطیسی باعث حرکت سیم پیچ و بازوی محرک می شود.

بخش Head

از Head برای خواندن و نوشتن اطلاعات بصورت مغناطیسی روی صفحات هارد استفاده می شود.

4

به شکل زیر توجه کنید.

5

Head از یک سیم پیچ Coil و یک ماده فرو مغناطیس تشکیل شده است. در اثر اعمال جریان به Coil باعث ایجاد میدان مغناطیسی می شویم و در اثر میدان مغناطیسی ایجاد شده ماده فرو مغناطیس موجود در Head آهنربا می شود و با نزدیک شدن به سطح Plate روی آن تاثیر می گذارد.

6

با حرکت Head روی سطح Plate در هارد با دادن جریان به سیم پیچ Coil در Head باعث می شویم که ماده فرومغناطیس هد آهنربا شود و روی Plate تاثیر بگذارد. اگر میدان های حاصل از میدان مغناطیسی ماده فرومغناطیس در خلاف جهت میدان مغناطیسی سطح Plate باشد این معادل 1 دیجیتالی و در غیر اینصورت 0 دیجیتالی را داریم.

بخش Platter

صفحات Plate از چندین لایه تشکیل شده است که در شکل زیر مشاهده می کنید.

7

به شکل های زیر توجه کنید.

8

9

10

صفحات هارد از قسمت های زیر تشکیل شده است.

  • Platter

     

    • صفحاتی هستند که اطلاعات روی آن ها ذخیره می شود.
  • Track
  • دایره های هم مرکز در پلاتر هستند که اطلاعات روی آن ها ذخیره می شود و به آن شیار هم گفته می شود.
  • هر Track به بخش های کوچکتری به نام سکتور تقسیم می شود. در واقع سکتور کوچکترین بخش در Platter ها هستند که اطلاعات در آن ها ذخیره می شوند. هر سکتور به اندازه 512 بایت فضا برای ذخیره سازی اطلاعات دارد. در حقیقت یک سکتور کوچکترین جزء آدرس دهی در هارد می باشد.
  • نام دیگری که برای سکتور وجود دارد LBA می باشد که مخفف Logical Block Addressing می است.
  • به مجموع های از شیار ها یا Track ها که با فاصله یکسانی از مرکز Platter قرار گرفته اند گفته می شود. به عنوان مثال اگر یک هارد دیسک شامل 4 عدد Platter و در هر صفحه 600 عدد Track وجود داشته باشد بنابراین این هارد دارای 600 عدد Cylinder می باشد. به بیرونی ترین سیلندر، Cylinder Ziro یا سیلندر صفر گفته می شود.
  • Sector
  • Cylinder

نکته

برای مشاهده سناریوی روش کار کردن هارد ویدیو های 1 و 2 و 3 و 4 را دانلود کنید.

نکته

برای تبدیل واحد ها در سیستم باینری از روش زیر استفاده کنید.

  • 1 کیلو بایت برابر 1024 بایت
  • 1 مگا بایت برابر 1024 کیلو بایت
  • 1 گیگا بایت برابر 1024 مگا بایت

برای مثال 512 بایت برابر 0.5 کیلو بایت می باشد. البته بصورت تقریبی 1024 با 1000 اختلاف زیادی ندارد.

نکته

برای بدست آوردن ظرفیت قسمت های گوناگون هارد به روش زیر عمل کنید.

  • ظرفیت هارد

     

    • برابر است با تعداد سیلندر ها * ظرفیت سیلند ها
  • ظرفیت سیلندر
  • برابر است با تعداد Track ها در هر سیلندر * ظرفیت Track ها
  • برابر است با تعداد سکتور ها * ظرفیت هر سکتور (512 بایت)
  • ظرفیت Track

البته به این نکته توجه کنید تعداد Track ها در یک سیلندر بستگی به تعداد Platter ها دارد.

به مثال زیر توجه کنید.

می خواهیم فایلی با خصوصیات زیر را در هارد ذخیره کنیم.

  • اندازه هر رکورد برابر 256 بایت
  • تعداد رکورد ها برابر 50000

و اما خصوصیات هارد بصورت زیر است.

  • اندازه هر سکتور برابر 512 بایت
  • تعداد سکتور ها در هر Track برابر 63
  • تعداد Track ها در هر سیلندر برابر 16
  • تعداد سیلندر ها برابر 4092

حال به دو روش تعداد سیلندر ها را برای 50000 رکورد بدست می آوریم.

روش اول

  • تعداد ریکورد ها در هر سکتور برابر 256/512 یعنی 2 ریکورد در یک سکتور
  • تعداد ریکورد ها در هر Track برابر 63*2 یعنی 126 ریکورد در یک Track
  • تعداد ریکورد ها در هر سیلندر برابر 16*126 یعنی 2016 ریکورد در یک سیلندر

پس در یک سیلندر می توانیم 2016 ریکورد را ذخیره کنیم بنابراین با تقسیم 2016/50000 می توانیم تعداد سیلندر ها را در 50000 ریکورد یعنی 24.8 بدست آوریم.

روش دوم

  • تعداد ریکورد ها در هر سکتور برابر 256/512 یعنی 2 ریکورد در یک سکتور
  • تعداد سکتور های مورد نیاز برابر 2/50000 برابر 25000 سکتور لازم داریم.
  • تعداد سکتور ها در هر سیلندر برابر 63*16 یعنی 1008 سکتور می باشد.

با تقسیم تعداد سکتور ها لازم یعنی 25000 بر تعداد سکتور های موجود در یک سیلندر یعنی 1008 تعداد سیلندر ها یعنی 24.8 بدست می آید.

نکته

دو روش برای مدیریت فایل یا سازماندهی داده ها در هارد دیسک وجود دارد.

  • سازماندهی Track ها بر اساس سکتور

     

    • هر Track به بخش های کوچک 512 بایتی به نام سکتور تقسیم می شود.
    • شماره گذاری سکتور ها ممکن بصورت متناوب باشد.
    • از خوشه بندی یا Cluster استفاده می شود.
  • سازماندهی Track ها بر اساس بلوک

Cluster یا خوشه بندی سکتور ها

در مفهوم ساده از ترکیب چند سکتور، Cluster ایجاد می شود. هر هارد دیسک فرمت شده ای از واحد های کوچکی به نام کلاستر تشکیل شده است. وقتی شما با یکی از فایل سیستم های FAT یا FAT32 یا NTFS پارتیشن های خود را فرمت می کنید در حقیقت اندازه کلاستر های موجود در شیار ها را تعیین می کنید. فایل های سیستمی یا File System در یک سیستم عامل به ساختار کلی نام گذاری، ذخیره سازی و سازماندهی فایل ها گفته می شود. سیستم فایل ها داده ها را به واحد های کوچکتری به نام Cluster تقسیم بندی می کند. هر کلاستر می تواند بخشی از یک فایل را نگه دارد. یک فایل ممکن است چندین کلاستر را به خود اختصاص دهد یا مقداری سکتور خالی در آخرین کلاستر باقی بماند. کلاستر های کوچک می توانند داده های بیشتری را در خود جای دهند چرا که فضا های بلا استفاده کمتری باقی می ماند و کلاستر های بزرگ می توانند کارایی و بازدهی سیستم را بالا ببرند چرا که هزینه کمتری از منابع CPU و هارد، صرف بازیابی اطلاعات می شود بازیابی اطلاعات سریعتر انجام می شود.

نکته

به قابلیت ذخیره سازی اطلاعات و اندازه کلاستر ها در فایل های سیستمی زیر توجه کنید.

  • فایل سیستم NTFS از همه فایل های سیستمی قابلیت ذخیره سازی اطلاعات بیشتری دارد.

     

    • اندازه کلاستر در NTFS از FAT32 کمتر و تعداد کلاستر ها بیشتر است.
  • فایل سیستم FAT32 بعد از NTFS قرار می گیرد و مقدار کمتری فایل در یک پارتیشن ذخیره می شود.
  • اندازه کلاستر در FAT32 از FAT16 کمتر و تعداد کلاستر ها بیشتر است.
  • اندازه کلاستر در FAT16 از FAT کمتر و تعداد کلاستر ها بیشتر است.
  • اندازه کلاستر در FAT از همه بیشتر و تعداد کلاستر ها کمتر است.
  • فایل سیستم FAT16 بعد از FAT32 قرار می گیرد.
  • فایل سیستم FAT بعد از FAT16 قرار می گیرد.

دقت کنید که هر چقدر اندازه کلاستر کوچکتر باشد و تعداد کلاستر ها بیشتر باشد، ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات در هارد بیشتر می شود.

فایل های سیستم یا File System چه هستند؟

فايل سيستم يک متد براي ذخيره و جمع ‌آوري فايل ‌ها و اطلاعات روي ابزارهاي ذخيره کامپيوتر است. اصولا کار فايل سيستم، ذخيره فايل ‌ها روي يک بانک اطلاعاتي است تا سيستم ‌عامل، امکان مرتب‌ کردن، دستکاري و بازيابي اطلاعات را داشته باشد. فايل سيستم ‌ها در دستگاه‌ هاي ذخيره اطلاعات مثل هارد ديسک‌ ها و سي ‌دي ‌ها، براي نگهداري اطلاعات مربوط به مکان فيزيکي فايل ‌ها روي آنها استفاده مي ‌شود.

انواع فایل های سیستم یا File System

  • FAT

     

    • مخفف File Allocation Table می باشد و در واقع جدولی می باشد که اطلاعات مربوط به ذخیره سازی فایل در آن قرار دارد. این جدول در ابتدای دیسک سخت و در هر پارتیشن وجود دارد. وقتی سیستم عامل می خواهد فایلی را از هارد بخواند با FAT مشورت می کند و با استفاده از جدول FAT اطلاعات مربوط به فایل مذکور از جمله شماره کلاستر و سکتور ها و دیگر مشخصات فایل مشخص می شود.
    • فايل سيستم ‌هاي FAT به علت ساختار نسبتا ساده آن، معمولا روي فلاپي ‌ديسک‌ ها، حافظه ‌هاي فلش، دوربين‌ هاي ديجيتال و بسياري ديگر از دستگاه ‌هاي قابل حمل مورد استفاده قرار مي ‌گيرد. فايل سيستم FAT تقريبا با تمام سيستم‌ عامل‌ هاي موجود سازگاري دارد. به همين علت اين فرمت براي کارت‌ هاي حافظه SSD بسيار مفيد است و يک راه مناسب براي به اشتراک گذاشتن فايل‌ ها در بين سيستم‌ عامل ‌هاي مختلف است. پس توصيه مي‌ کنيم که حافظه ‌هاي فلش خود اعم از انواع کارت ‌ها و فلش مموري‌ هاي يو‌اس‌ بي را به ‌صورت FAT فرمت کنيد.
  • FAT16
  • فايل سيستم FAT16 در سال 1981 ابداع شد و به دوران سيستم ‌عامل DOS برمي‌ گردد. اين فايل ‌سيستم اصالاتا براي مديريت فايل ‌ها روي فلاپي ديسک طراحي شده بود و طي اين چندين سال‌، تغييرات کمي روي آن انجام شده است. اين فايل سيستم مي‌ تواند هارد ديسک را هم مديريت کند اما کارايي کمتري دارد. مهم ‌ترين برتري‌ اي که اين فايل سيستم دارد سازگاري آن با تمام سيستم ‌عامل ‌هاي مايکروسافت و Linux و بعضي از نسخه ‌هاي UNIX است.
  • FAT16 از فشرده کردن فايل، رمزدار کردن فايل و امنيت پيشرفته به کمک کنترل دسترسي، پشتيباني نمي‌ کند.
  • بزرگترین پارتیشنی که می توان با استفاده از فایل سیستم FAT16 ساخت برابر 4 گیگا بایت می باشد. سایز کلاستر در این پارتیشن برابر 64 کیلو بایت خواهد بود. سایز بزرگترین فایل در این پارتیشن برابر 4 گیگا بایت می باشد یعنی قادر نیستید فایلی بیشتر از 4 گیگا بایت را ایجاد کنید.

به شکل زیر توجه کنید.

11

همانطور که مشاهده می کنید

  1. اگر سایز پارتیشن برابر 256 مگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 4 کیلو بایت می باشد.
  2. اگر سایز پارتیشن برابر 2 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 32 کیلو بایت می باشد.
  3. اگر سایز پارتیشن برابر 4 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 64 کیلو بایت می باشد.

بنابراین هر چه سایز پارتیشن بزرگتر شود سایز کلاستر نیز بزرگتر می شود. اگر در ظرفیت 4 گیگا بایت برای پارتیشن، سایز کلاستر برابر 64 کیلو بایت شود در نتیجه برای ذخیره فایل های کوچک تر از 64 کیلو بایت برای مثال 3 کیلو بایت مقدار 61 کیلو بایت از کلاستر بدون استفاده می شود و این نقطه ضعف سیستم فایل FAT16 می باشد.

به شکل زیر توجه کنید.

12

همانطور که مشاهده می کنید

  1. بزرگترین سایز فایل برابر 4 گیگا بایت می باشد.
  2. بزرگترین سایز پارتیشن برابر 4 گیگا بایت می باشد.
  3. بیشترین تعداد فایل (کلاستر) در هر پارتیشن برابر 65536 می باشد.
  • FAT32

    • فايل سيستم FAT32 که همراه ويندوز 95 معرفي شد يک نسخه کامل‌ تر شده نسخه قبلي آن يعني FAT16 است که امکان تخصيص خوشه ‌هاي بيشتري را به ازاي هر پارتيشن مي ‌دهد. همين باعث افزايش کاربري بسيار بيشتر اين فايل سيستم از FAT16 مي ‌شود اما اين فرمت هم تمام محدوديت‌ هاي ديگر FAT16 را به ‌همراه خود دارد. FAT32 يک محدوديت مهم ديگر نيز به محدوديت‌ هاي FAT16 اضافه مي ‌کند و آن اين است که سيستم‌ عامل‌ هاي ديگري که FAT16 را پشتيباني مي ‌کند از FAT32 پشتيباني نمي ‌کنند. مهم ‌ترين اين سيستم‌ عامل ‌ها NT ، UNIX و Linux است اما اگر شما ويندوز XP خود را با FAT32 راه‌ اندازي ‌کنيد و فايل‌ هاي خود را با ديگران به اشتراک بگذاريد براي ديگران تفاوتي نخواهد داشت که فايل سيستم شما چيست.
    • بزرگترین پارتیشنی که می توان با استفاده از فایل سیستم FAT32 ساخت برابر 32 گیگا بایت می باشد. سایز کلاستر در این پارتیشن برابر 32 کیلو بایت خواهد بود. سایز بزرگترین فایل در این پارتیشن برابر 4 گیگا بایت می باشد یعنی قادر نیستید فایلی بیشتر از 4 گیگا بایت را ایجاد کنید.

به شکل زیر توجه کنید.

13

همانطور که مشاهده می کنید

  1. اگر سایز پارتیشن برابر 8 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 4 کیلو بایت می باشد.
  2. اگر سایز پارتیشن برابر 32 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 32 کیلو بایت می باشد.

در فایل سیستم FAT32 (بزرگترین سایز کلاستر برابر 32 کیلو بایت) بر خلاف FAT16 (بزرگترین سایز کلاستر برابر 64 کیلو بایت) می توان تعداد بیشتری کلاستر ولی با سایز کمتر در ساخت یک پارتیشن استفاده کرد.

به شکل زیر توجه کنید.

14

همانطور که مشاهده می کنید

  1. بزرگترین سایز فایل برابر 4 گیگا بایت می باشد.
  2. بزرگترین سایز پارتیشن در ویندوز های 2000 برابر 32 گیگا بایت می باشد و تنها در ویندوز 98 بزرگترین سایز برابر 127 گیگا بایت می باشد.
  3. بیشترین تعداد فایل در هر پارتیشن برابر 4 میلیون می باشد.
  • NTFS

     

    • مخفف New Technology File System می باشد. این فایل سیستم در سال 1993 توسط مايکروسافت معرفي شد و هارد ديسک‌ هايي با حجم کمتر از 256 ترابايت (همه هارد ديسک‌ هاي موجود) را پشتيباني مي ‌کند. فرمت اوليه سيستم‌ عامل ‌هاي ويندوز 7 و XP و 2000 و NT و سيستم‌ عامل ‌هاي سرور مايکروسافت، همگي NTFS است. اين فايل سيستم با افزايش زياد امنيت، امکان فشرده کردن تک ‌تک فايل‌ ها و حتي رمزگذاري را امکان‌ پذير مي ‌کند. اين فرمت پيش‌ فرضي براي نصب ويندوز XP است. اگر شما بخواهيد ويندوز خود را به‌روزرساني کنيد، ويندوز حتما از شما درباره تغيير فرمت خود به NTFS سوال خواهد کرد. اگر شما به ‌روزرساني را انجام داده ‌ايد و اما فرمت را همچنان FAT نگه داشته ‌ايد نگران نباشيد. شما مي ‌توانيد از FAT16 يا FAT32 در هر زمان دلخواه به NTFS تغيير فرمت دهيد اما به خاطر داشته باشيد که برگشت به فرمت‌ هاي FAT16 و FAT32 کار آساني نيست، هرچند شما نيازي هم به اين کار نخواهيد داشت.
    • فایل سیستم NTFS از جدولی به نام MFT که مخفف Master File Table می باشد استفاده می کند. در هر پارتیشن یک فایل سیستم NTFS وجود دارد در نتیجه هر پارتیشن دارای یک جدول MFT می باشد. درون این جدول اطلاعات کاملی از فایل های ذخیره شده وجود دارد مانند صفات فایل مانند اسم فایل و اندازه فایل و اطلاعات امنیتی و هر چیزی در مورد فایل مذکور که در جدول MFT وجود دارد. فایل سیستم NTFS می تواند تعداد کلاستر های بیشتر و با سایز کمتری را پشتیبانی کند. از خصوصیت مهم فایل سیستم NTFS می توان به سطح دسترسی به فایل ها اشاره کرد.
    • فرمت NTFS معمولا با نصب سيستم‌ عامل ديگر روي يک کامپيوتر سازگار نيست و زماني که شما از يک فلاپي ديسک سيستم خود را بوت کنيد اين فرمت قابل دسترسي نخواهد بود. هرچند ديگر فناوري فلاپي ديسک هم راهي موزه‌ ها شده است و اين ديگر يک ايراد به‌ حساب نمي ‌آيد اما اين موضوع تبديل به يک سنت ديرينه شده و مسوولان سيستم (Administration) معمولا توصيه مي ‌کنند که کاربران مقدار کمي از پارتيشن خود را به فرمت FAT اختصاص دهند. اين فضا براي نگهداري درايورها و نرم ‌افزارهاي بازيافت فايل مناسب است و امکان نصب مجدد آنها را براي اوقات اضطراري فراهم مي‌ کند و يک مکانيسم براي بيرون آوردن خود از چاهي که خود را در آن انداخته‌ ايد محسوب مي ‌شود.
    • در NTFS تا حجم 16 ترا بایت برای پارتیشن، سایز کلاستر برابر 4 کیلو بایت می باشد و اندازه پارتیشن تاثیری روی اندازه کلاستر ندارد.

به شکل زیر توجه کنید.

15

همانطور که مشاهده می کنید.

  1. اگر سایز پارتیشن برابر 1 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 1 کیلو بایت می باشد.
  2. اگر سایز پارتیشن برابر 2 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 2 کیلو بایت می باشد.
  3. اگر سایز پارتیشن بزرگتر از 2 گیگا بایت باشد سایز کلاستر برابر 4 کیلو بایت می باشد.

نکته

دقت کنید سایز یک سکتور برابر 512 بایت می باشد.

به شکل زیر توجه کنید.

16

همانطور که مشاهده می کنید

  1. بزرگترین سایز فایل برابر 17 ترا بایت می باشد.
  2. بزرگترین سایز پارتیشن در حالت کاربردی برابر 2 ترا بایت می باشد ولی این سایز می تواند به مقدار های خیلی بیشتری هم برسد.
  3. بیشترین تعداد فایل در هر پارتیشن برابر 4 میلیون می باشد.

برای محاسبه سایز Maximum Volume Size در حالت Implemention یا اجرایی (واقعی) مقدار 2 به توان 32 را در اندازه سکتور (512 بایت) ضرب کنید و جواب مقدار ظرفیت بر اساس بایت بدست می آید.

نکته

از امکانات NTFS می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • Encryption

     

    • رمزگذاری کردن فایل ها
  • Compression
  • فشرده کردن فایل ها
  • دادن سطح دسترسی به فایل ها
  • می توانید هارد را به چند قسمت تقسیم کنید و هر قسمت را به یک کاربر اختصاص بدهید. برای نمونه می توانید تعریف کنید که فلان کاربر نمی تواند بیشتر از 10 گیگابایت از هارد را مصرف کند.
  • File and Folder Level security
  • Disk Quota

بخش های اصلی صفحات (Platter) هارد

به دو بخش زیر تقسیم می شود.

  • Service Area

     

    • محل پارک Head می باشد یعنی جایی است که Head در آن جا می نشیند و اطلاعات مربوط به هارد دیسک (سخت افزار) را به نرم افزار های سیستم عامل (نرم افزار) می رساند. به این سرویس FirmeWare یا میان افزار نیز گفته می شود. منظور از FirmeWare یا میان افزار، رابط بین سخت افزار و نرم افزار می باشد. ا
    • ین سرویس دارای چندین ماژول می باشد که شامل موارد زیر است.

       

      • ماژول ID که مخفف IDentify می باشد و اطلاعات کلی در مورد هارد در آن نگه داری می شود.
      • ماژول Security که اطلاعات مربوط به بخش امنیتی هارد در آن نگه داری می شود.
      • ماژول Smart که با استفاده از این ماژول، سکتور ها رصد می شوند و پس از شناسایی بد سکتور ها، آدرس آن ها در جدولی به نام Smart ذخیره می شود و در صورت پر شدن جدول Smart هارد Fail می کند.
      • ماژول Set Max LBA که این ماژول بصورت لحظه ای حافظه هارد را رصد می کند.
  • Data Area
  • اطلاعات در این قسمت ذخیره می شوند.

نکته

ذخیره سازی اطلاعات در هر پارتیشن هارد در چهارچوب مشخصی بصورت زیر می باشد.

17

هر پارتیشن بطور مجزا دارای 4 بخش زیر می باشد.

  • Boot

     

    • این سکتور حاوی اطلاعاتی درباره Boot و نوع File System موجود در پارتیشن می باشد.
  • File System
  • جدول فایل سیستم ها مثل FAT یا MFT در این بخش قرار دارد و حاوی آدرس های خالی سکتور ها و دیگر اطلاعات می باشد. در این منطقه مشخص می شود که فایل دقیقا در کدام سکتور و کلاستر قرار دارد.
  • آدرس نواحی اشغال شده در این منطقه قرار دارد.
  • اطلاعات در سکتور های این قسمت ذخیره خواهند شد.
  • Root
  • Data Area

به شکل زیر توجه کنید.

18

همانطور که ملاحظه می کنید در ابتدای پارتیشن C سکتوری برای ریکورد های Boot Record وجود دارد و بعد از آن نواحی Table File System و Root و Data Area وجود دارد. پارتیشن D هم مانند C در ابتدا با Boot Record که اطلاعاتی درباره بوت و نوع فایل سیستم دارد وجود دارد.

اما MBR چیست؟

مخفف Master Boot Record می باشد. سکتور MBR فضایی 512 بایتی می باشد که اطلاعات بوت و ساختار و موقعیت پارتیشن های هارد را در یک جدول ذخیره کرده است. سکتور MBR همیشه در ابتدای هارد و در 512 بایت اول هارد می باشد. مهمترین کاری که MBR انجام می دهد دانستن اطلاعات درباره پارتیشن فعال (پارتیشنی که سیستم عامل در آن قرار دارد) می باشد. سکتور MBR در مراحل بوت سیستم عامل و بالا آمدن آن نقش بسیار پر رنگی دارد و اگر این سکتور 512 بایتی دچار مشکل یا ویروس شود سیستم عامل کامپیوتر بالا نخواهد آمد چرا که اطلاعات بوت در آن قرار دارد.

نکته

در جلسات مادربورد به تفصیل درباره MBR و مراحل بوت در ویندوز صحبت خواهد شد.

زمان Access Time

به زمان دسترسی به اطلاعات ذخیره شده روی هارد گفته می شود. زمان Access Time شامل موارد زیر می باشد.

  • 3 میکرو ثانیه
  • 5 میکرو ثانیه
  • 10 میکرو ثانیه
  • 15 میکرو ثانیه
  • 50 میکرو ثانیه
  • 150 میکرو ثانیه
  • 500 میکرو ثانیه

Access Time بین 150 تا 500 میکرو ثانیه مرز بد سکتور می باشد. این مدت زمان بدین معنی است که بین 150 تا 500 میکرو ثانیه طول می کشد که اطلاعات از هارد خوانده شود. خواندن اطلاعات در زمانی بالاتر از 500 میکرو ثانیه خط قرمز است.

نکته

بد سکتور حالتی است که سکتور خراب شده باشد و نتواند ریکورد ها (فایل) را در خود نگه دارد. در این حالت نمی توان اطلاعاتی را روی سکتور ذخیره کرد.

بد سکتور به دلایل مختلفی اتفاق می افتد که شایعترین آن ها شامل موارد زیر می باشد.

  • فرسایش هارد
  • ویروس و نرم افزار های معیوب و مخرب
  • ضربه و تکان های شدید
  • فرمت کردن زیاد هارد
  • جابجایی هارد زمانی که هنوز داغ است یعنی به محض قطع کردن برق هارد

بورد الکتریکی هارد

به شکل زیر توجه کنید.

19

در بورد الکترونیکی هارد 3 آی سی اصلی وجود دارد که شامل موارد زیر می باشد.

  • IC Controller که این IC وظیفه دریافت و تحلیل و ارسال اطلاعات را بر عهده دارد.
  • IC Buffer که یک RAM در هارد می باشد و وظیفه بافر اطلاعات بین RAM اصلی سیستم و هارد را بر عهده دارد.

     

    • بوسیله این IC سرعت بین سیستم و هارد کنترل می شود. استفاده از این IC به این دلیل است که RAM سیستم در فرکانس بالاتری نسبت به هارد کار می کند و سرعت عملکرد RAM کامپیوتر از خواندن اطلاعات سکتور های هارد بیشتر است. از آنجایی که CPU در فرکانس بسیار بالایی کار می کند در نتیجه با استفاده از تعامل RAM کامپیوتر با هارد تا حد زیادی اختلاف سرعت بین CPU و Hard کاهش پیدا می کند. اطلاعات از هارد وارد RAM می شود و توسط پردازش های CPU اطلاعات به سرعت اجرا می شوند. برای تعامل بهتر و سریعتر بین RAM کامپیوتر و هارد از IC Buffer استفاده می شود که این IC از جنس RAM ولی درون هارد می باشد ارتباط بین هارد و RAM کامپیوتر سریعتر می شود و اطلاعات با سرعت بیشتری در اختیار RAM کامپیوتر قرار می گیرد. بوسیله این IC اطلاعات ضروری از هارد در IC Buffer بافر می شود و سپس در صورتی که RAM کامپیوتر بدان نیاز داشته باشد، سریعا به آن منتقل می شود بدون اینکه هارد مجبور باشد در سکتور های خود دنبال آن اطلاعات بگردد.
  • IC Smooth که با استفاده از مدار PWM درون آن ولتاژ موتور Spindle را تامین می کند. بعضی مواقع در کنار این IC یک آی سی 8 پایه وجود دارد.

ایرادات Hard Disk

شامل چهار نوع ایراد می باشد.

  • ایرادات مکانیکی هارد
  • ایرادات نرم افزاری هارد
  • ایرادات میان افزاری (FirmWare) هارد
  • ایرادات الکترونیکی هارد

ایرادات مکانیکی هارد

  • هارد روشن می شود، تیک تیک می کند و خاموش می شود.

     

    • Head مشکل دارد و هارد غیر قابل استفاده می شود.
  • هارد روشن می شود ولی صدای گیر کردن (قیژ قیژ) می دهد.
  • موتور Spindle خراب شده و هارد غیر قابل استفاده می شود.
  • Head خراب شده است و هارد غیر قابل استفاده می شود.
  • هارد روشن می شود ولی Head پارک نمی شود و هارد صدای آژیر آمبولانس می دهد.

نکته

ایرادات مربوط به Head غیر قابل تعمیر می باشد چرا که برای تعمیر یا تعویض Head و قطعات مکانیکی هارد لازم است این قسمت در معرض هوا قرار بگیرد و اگر اینطور شود Head کارایی خود را کاملا از دست می دهد چون ذرات گرد و غبار موجود در هوا روی Head می نشینند. برای تعمیر عیب های مکانیکی هارد نیاز به Clean Room می باشد. در این اتاق ذرات گرد و غبار کاملا کنترل و اگر هم وجود داشته باشند بصورت خیلی ناچیز می باشد.

ایرادات نرم افزاری هارد

  • ویندوز نصب نمی شود . ویندوز خراب می شود. هارد پارتیشن بندی نمی شود. هارد فرمت نمی شود. هارد کار نمی کند. هارد صدای تیک تیک مقطعی می دهد. پارتیشن های هارد در دسترس نیست.

     

    • هارد بد سکتور گرفته است و لازم است بوسیله نرم افزار هایی مانند Hiren و بخش مربوطه سکتور های بد تعمیر شوند.
  • ظرفیت هارد کم شده است.
  • بوسیله نرم افزار Hiren و بخش مربوطه (MHDD) ایراد برطرف می شود.
  • سکتور MBR مشکل پیدا کرده است و با نرم افزار Hiren و بخش مربوطه (MHDD) ایراد برطرف می شود.
  • کاربر در ویندوز با مشکل صفحه آبی (Blue Page) روبرو می شود.

ایرادات میان افزاری (FirmWare) هارد

  • هارد خطای Non ID می دهد.

     

    • ماژول ID خراب شده است و با دستگاه PC3000 درست می شود.
  • هارد خطای Smart Atach می دهد.
  • جدول Smart مربوط به ماژول Smart پر شده است. برای تعمیر آن در ابتدا از هارد بکاپ بگیرید سپس با نرم افزار Hiren بد سکتورگیری کنید و اگر مشکل بر طرف نشد با دستگاه PC3000 آن را درست کنید.

ایرادات الکترونیکی هارد

  • هارد روشن نمی شود.

     

    • فیوز و خازن های SMD پشت سوکت برق پاور را چک کنید.
    • مدار PWM هارد (آی سی Smooth و اطراف آن) را چک کنید.
  • هارد اجازه روشن شدن به سیستم را نمی دهد.
  • مدار اتصالی دارد. از همه قطعات کامپیوتر یک فیدبک به پاور بر می گردد و در پاور یک IC مقایسه کننده ولتاژ وجود دارد و اگر این IC تشخیص دهد که ولتاژ مربوطه با ولتاژ مرجع یکسان نباشد IC کنترل کننده پاور را خاموش می کند در نتیجه کامپیوتر خاموش خواهد شد. برای برطرف کردن این مشکل قطعات روی بورد الکترونیکی مخصوصا دیود ها مدار هارد را چک کنید.
  • کابل دیتای IDE یا Sata را چک کنید.
  • محل ارتباط کابل های مذکور و پین های مربوطه را چک کنید.
  • قطعات روی بورد را چک کنید.
  • از IC های روی بورد و قطعات SMD مانند فت ها تست حرارت بگیرید.
  • مربوط به IC Controller می باشد و به علت خراب شدن نمی تواند بدرستی پردازش ها را انجام دهد و لازم است تعویض شود.
  • پین های کانکتور دیتای IDE یا Sata در هارد را چک کنید. احتمال دارد یکی از پین ها کج یا قطع شده باشد. در صورت لزوم کانکتور را تمیز کنید.
  • کابل دیتای IDE یا Sata را چک کنید.
  • هارد گاهی توسط سیستم شناخته می شود و گاهی شناخته نمی شود.
  • ظرفیت هارد زیاد شده و هارد کار نمی کند.
  • هارد با اسامی نامفهوم طولانی شناخته می شود.

 

 

منبع www.bia2store.com

mista

از سال 87 برنامه نویسی وب رو شروع کردم ، هنوز دوسش دارم و دنبالش می کنم،کار طراحی وب و میشه گفت : بیشتر فارسی کردن قالب ها و استفاده از css3 و jquery خیلی لذت می برم ،از سال 92 هم طبق پیشینه ای که به الکترونیک داشتم به صورت تخصصی تعمیرات الکترونیک (لپ تاپ ،کامپیوتر و بردهای تبلت) رو شروع کردم .در این مدت موفق شدم کتاب کاملترین مرجع تخصصی تعمیرات کامپیوترو لپ تاپ رو بنویسم.امیدوارم روزی برسه که هر جوونی دنبال علاقش بره و با علاقش زندگی کنه و برای پیشرفت کشورش تلاش کنه.

10 comments on “نگاهی به هارد کامپیوترAdd yours →

  1. سلام آقا مهندس
    یک هارد ایکسترنال دارم جدیدا به کامپیوتر وصل میکنم سیستم شناسایی نمیکنه اما وقتی به تلوزیون وصل میکنم شیک کار میکنه لطفا راهنمایی بفرمایید
    متشکرم

    1. سلام nader
      احتمالا صدای جیک جیک یا صدا ی ضعیف چرخش موتور و قطع شدن موتور که نمی ده
      احتمالا در گاه های usbلپ تاپ مشکل ولتاژ یا آمپر دارند

  2. با سلام خدمت استاد گرامي

    ميخواتم بدونم چگونه ميشه پسورد نرم افزار bit locker در ويندوز 7 رو حذف كرد.

    من خودم اين پسورد رو نذاشتم و نفري كه گذاشته هيچي يادش نيست(منظور همون كد ريستوري كه بعد از دادن پسورد بهت ميده)
     

    1. در منوی Start گزینه Control Panel را انتخاب کرده و باز کنید.سپس روی عنوان BitLocker Drive Encryption کلیک کنید تا باز شود. از گزینه Turn Off BitLocker استفاده کنیدتا BitLocker در درایو های مورد نظر تان غیر فعال شود. در صورت درخواست ویندوز، رمز کاربر Administrator سیستم را وارد کنید. حالا که دیگر BitLocker در درایوی فعال نیست می توانید رمز اش را حذف کنید.

      اگه جواب نداد باید خیلی خیلی سعی کنی چون طبق ادعای مایکروسافت به هیچ وجه این پسورد قابل حذف نیست 

      اما بازم به موارد زیر بپرداز

      شما برای بازگردانی اطلاعات مربوط به BitLocker باید یکی از موارد زیر رو داشته باشید: 
       

      1. Password
      2. Recovery key
      3. Startup key .BEK file location


      اگر یکی از این موارد موجود باشه با استفاده از ابزار خط فرمان به نام BitLocker Repair Tool احتمال بازگشت هست وگرنه خیر 

      این صفحه از مایکروسافت رو بخون تا روش رو متوجه بشی

       

      اما بازم برای راهنمایی بیشتر اینو هم داشته باش:

      شما باید بیت لاکر را کراک کنید.
      یک نرم افزار به زبان برنامه نویسی python نوشته شده است که سورس آن را در لینک زیر دانلود کنید.
      bit
      البته برای اجرای این سوروس شما باید کامپایلر بیت لاکر را هم داشته باشید که داخل سایت های ایرانی هست می توانید با یک سرچ دانلود کنید.
      به عنوان این سایت گذاشته است.
      دانلود Python v3.3.1 – نرم افزار زبان برنامه نویسی پایتون

      فیلم آموزشی از این نرم افزار و چگونگی کار با آن هم در یوتیوب هست:
      bitLocker-cracking by Hackaholic

      https://www.youtube.com/watch?v=eRJilbwS7wM

      دیگه از این بیشتر وقتشو ندارم شرمنده
       

  3. آقا ممنون از اینکه جوابم رو دادی ببین من هایرن 15.2 رو دارم وقتی بوت میکنی

    mini windows…….

    dos program

    Linux based

    windows memory

    mem test86

    offline net…..

    kon-boot…..

    seagate Discwizard

    plop boot

    smart boot

    fix "ntldr

    darik s boot

    custom menu

    dos progtam

    boot HDD 1mbr

    و پارت بندی پارتیشن آخرین گزینه به سه تای دیگه مثل خودش میرسه

    حالا سوال اینه من کدوم گزینه باید برم و باید چی تایپ کنم ؟ وقتی یکی از این گزینه ها رو انتخاب میکنی باید یک چیزی تایپ کنی نمیدونم چه کاری باید انجام بدم ؟ خیلی متشکر

  4. آقا ممنون من اینجا 3 تا هارد دارم که همشون سالم هستن فقط پارتیشن بندی نمیشن سیستم هارد ها رو شناسایی میکنه ولی نمیشه پارتیشن بندی کرد و ویندوز روشون نصب کرد.داداش من کار با هایرن رو بلد نیستم اگر بگید چه شکلی باید مشکل هارد رو از این طریق حل کرد ممنون میشم.آخه عین داس میمونه و نمیشه ازش سر در آورد .اگر زودتر جواب بدید ممنون میشم

    1.  

      ببین کار با هایرن بوت خیلی راحته اول یه رایتش میکنی بعد تحت داس میاری بالا کافیه بوت کنه ،
      دیسک رو میزاری و سیستم رو ریبوت میکنی بعدا خودش منوهای هایرن بوت رو میاره بالا اگه نیاور تنظیمات بوت دیوایس بایوس رو بزار رو حالت سی دی رام
      خب وقت بوت شد بستگی به ورژنش داره از نظر من برو ورژن 15 restored رو بگیر که خیلی عالیه 
      یه منو برات میاره که شامل این گزینه هاست

       

      یک بوت هارد دیسک به حالت نرمال
      مینی ویندوز
      برنامه های تحت داس هایرن بوت
      لینوکس 
       
      فرضا بخش مینی ویندوز نامش پیداست برای یه مواقعی که ویندوز خراب شده و از سیف مد نمیتونی بری ،از مینی ویندوز شما میتونی استفاده های زیادی انجام بدی از جمله انتقال فایلها ،ویروس کشی و دیگر کاری های دیگه مثل پارتیشن بندی ،خلاصههو…..
      سیستم عامل لینوکس هم خیلی عالیه یه پارتیشن بندی هم داره که خیلی مشته و تست هارد هم میتونی بگیری ضمنا تو مینی ویندوز هم میتونی یه سری برنامه های تحت ویندوز که تو دیسک هست رو اجرا کنی مثل hdtune تست هارد مینی پرتیشن فایل اکسپلورر
      دیفرگلر و …
      حالا اینا راحتند خودت با ازمون و خطا میتونی بیابیشون 
      اما برنامه های تحت داس هایرن 
      یه زره زبانت خوب باشه خیلی راحت میتونی باهاش کار کنی

      خوب تحت داس برای خودش چندتا بخش می شه که من به صورت نچندان دقیق می گم:

      بخش یک پارتیشن بندی فرضا

      بخش دو ریکاوری

       

      بخش سه هارد دیسک 
      بخش چهار رم و تست قطعات و بخش های دیگه مثل بدست اوردن اطلاعات و اگه نسخه ریستور ادیشن رو بگیری برنامه های که پولی هستند رو رایگان میتونی داشته باشی که خیلی به کارت میاد 
      تو بخش رم و تست رم میتونی برنامه memtest استفاده کنی که خیلی عالیه کارش هم سادس میتونی با یه چندتا رم تست کنی 
      در بخش هارد با برنامه های hdat or hdd regenrator و سیگیت تولز استفاده می تونی بکنی ،هر برنامه یه منو های داره، ولی راحت ترینشون و بهترینشون hdd regenrator هست واسه شما بازم میگم زبانت خوب باشه مشکلی نداری

       

      خب برای تست فرضا تست هارد 
      از منو اصلی هایرن بوت میری به منو hbc dos programm اونجا به بخش فکر کنم 6 هست hard disk tools در اون بخش انواع نرمافزار تست سلامت تعمیر سکتور فرمت و لولیول فرمت همه جور حریف هارد در حدتوانش خودشون هست
       
      بخش تست هم معلومه از قطعاتت تست میگیره
      بخش اطلاعات هم یه اطلاعات تخصصی از سیستم حاضر بهتون ارائه میده 

       

       
      خوب بریم سراغ اصله کاری:

       

      میری تو قسمت hard disk tools بعد اونجا میری تو نرم افزار hdd regenrator یا hdate هر کدوم بری خیلی عالیه ولی اولی یه کم محیطش ساده تره راحت میتونی باهاش کار کنی 
      اما برنامه hdat رفتی تو قسمت اول لیست قطعات و نوع اینترفیس (همون رابط کاری فرضا ساتا یا ای دی ای یا یو اس بی )مشخص شده بعد تو اونجا هارد رو انتخاب کردی زیرش مشخصاتش رو نوشته بعد اینتر میزنی میری یه صحفه که اصلی ترین بخش هست اونجا شما برای ریکاور کردن و تعمیر بد سکتور میری read and write &repair bad sector فکر کنم اولین گزینه هست بعد اینتر بزن وارد یه صحفه شدی که اعداد شروع به شمارش میکند در واقعا این اعداد تعداد سکتورهای درحال اسکن هست اگر سه صدای مثل بیپ شنیدی یعنی اینکه سکتور بد رو شناسای کرده در وسط صحفه یه چیزی در این مایه ها هست
      0/0/0/0
      b/w/ 
      اگه بد سکتور داشته باشی رو نوار ابی یه B قرمز درج میشه و تعداد یکی از صفرها به تعداد سکتورهای بد میربالا
      اگه سکتور درست شه راحت میتونی ببینی وقتی یه سکتور ایراد داره یه لطحضه برنامه متوقف میشه در پایین خط ابی مینویسه 
      unredabel sector یه چیزی در این مایه ها هست بعد اگه درست شد 
      زیرش مینویسه 
      قابل خواندن هست 
      بعد از اون ویریفای میشه و دیگه سکتور ریکاور میشه 
      منو های زیادی داره بری تو سایت خودش راحت میتونی پیداش کنی 
      بابرنامه hdd regenrator هم راحت میتونی و منو ساده تر داره و راحتر مبتونب کار کنی خب اگه اطلاعات هاردت مهم نیست میتونی با برنامه hdd low level format متونی فرمت سطح پایین انجام بدی راحت تر میتونی به نتیجه برسی 
      به نرم افزار دیگه هست تحت ویندوز با اسم hdtune خیلی خوبه میتونی اونجا هم تست کنی فقط واسه تست هست 

       

      در کل بهتره  اول هاردت رو با hdd regenerator بدسکتوراشو بگیری (این نرم افزار به صورت جدا از هایرن نیز وجود دارد) اگر هاردت درست نشد بهتره و اطلاعات مهم نیست بهتره از low level format استفاده کنی ،شما می تونی تمام این نرم افزار رو به صورت جدا و تکی در اینترنت پیدا کنی .

       

      شرمنده دیر جواب دادم
      کاری بود درخدمتیم
       
       

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.