ماذا تعرف عن الهاردديسك

[الأستاذة / أم أمل]

ألف باء القرص الصلب

*******************

تم اختراع الأقراص الصلبة في الخمسينيات،



وكانت عبارة عن أقراص كبيرة يصل قطرها إلى حوالي 20 بوصة


وعلي الرغم من حجمها الكبير إلا أنها كانت تتسع للقليل من


الميجابايتس. ولم تكن تعرف في ذلك الوقت بال Hard disk




Fixed disks بل كانت تعرف بال

أو بال Winchesters , وجاءت التسمية Hard Disk

بعد ذلك لكي يتم التفرقة بينها وبين الأقراص المرنة.




وكما هو واضح من اسمه يحتوي القرص الصلب



علي "قرص صلب" أو ما يعرف ب platter




، هذا القرص توضع عليه المادة المغناطيسية التي تستخدم في



حفظ البيانات، هذه المادة المغناطيسية هي نفسها



المادة المستخدمة


في الأقراص المرنة وشرائط الكاسيت،


ولكن الفرق هو أن الأقراص المرنة


والكاسيت يتم فيها وضع المادة المغناطيسية


علي ماده بلاستيكية مرنة.




ولكن بشكل عام فان القرص الصلب لا يختلف في


طريقه تخزينه للبيانات



عن شرائط الكاسيت والأقراص المرنة فكلاهما يستخدم



نفس طرق التخزين



المغناطيسية، تتميز طرق التخزين المغناطيسية في


أنه من السهل الكتابة


والمسح وإعادة الكتابة علي المادة المغناطيسية،



وكذلك يمكن للمادة المغناطيسية


أن تحتفظ بالمعلومات المخزنة عليها لمدة طويلة بسبب



أنها تستقطب وتحافظ على شكل استقطابها

يتم تخزين البيانات علي القرص الصلب علي هيئة صفر وواحد




، يقوم الحاسوب بالتعامل معها على شكل بتات

قد تحوي صفر أو واحد فقط أي تحوي نبضة كهر بائية أو لانبضة



وفي حالة القرص الصلب على أنها أجزاء أحرف وأوامر حيث أن


أي تسلسل معين للأصفار والواحدات قد يكون حرف أو رقم


أو أمر تحكمي أو تعليمة برمجية لنظام التشغيل أو خانة لونية



، أي يكون تجمع أو تتالي 8 بتات (خانات)



(الذي هو حرف واحد أو عنصر واحد من صورة)



ثم يشكل تتالي بايتات نصوصا وصورا

، فالملفات عبارة عن صفوف من البايتات كي ينفذها



أو غيرها من أنواع البيانات التي قد تحتاج إلى تخزين.


وعندما يلزم القراءة من القرص الصلب،



يقرأ القرص البيانات على شكل blocks

مكونة من مجموعة من البايتات يقوم بإرسالها للحاسب.

القرص الصلب (Hard Disk)

هو الجزء الأساسي من بنية الحاسب والمسئول عن التخزين الطويل


الأمد للبيانات حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز



فهو يقوم بقراءة وتسجيل البيانات بطريقه إلكترونية حیث بإمكانه


تخزین كمیة كبیرة من البیانات والمعلومات بالإضافة إلى إمكانية قراءة



المعلومات والبیانات بصورة أسرع بكثیر من أجهزة التخزین الأخرى


مثل CD-ROMو Tap drives



وغيرها من الوسائل التخزينيه الأخرى كما أن الغالبیة العظمى من


المساحة التخزینیة تستخدم لحفظ البرامج وتخزینها مثل أنظمة



التشغیل المختلفة والبرمجيات المتنوعة والملفات الشخصية..

البنية الرئيسيه للقرص الصلب



يتكون القرص الصلب أو الهارد ديسك -Hard Disk

- من أربع أجزاء رئيسية :



1- الأقراص الدائرية 2- محور دوران 3- رؤوس القراءة/الكتابة



4- مجموعة من الدوائر الإلكترونية

الأقراص (الأطباق الدائرية (Platters

هي مجموعة من الأقراص المتصلبة الدائرية الشكل مصنوعة



من المعدن أو البلاستيك ووجهي كل قرص مغطى بطبقة من


أكسيد الحديد أو أي مادة أخرى قابلة للمغنطة وكل الأقراص مثبتة


من مركزها على محور دوران يعمل على تدوير كل الأقراص


بنفس السرعة.

رؤوس القراءة / الكتابة Read/write heads

تثبت رؤوس القراءة/الكتابة على ذراع أفقي يمتد على كل من


السطحين العلوي والسفلي لكل واحدة من الأقراص الدائرية



والذراع الأفقي يتحرك ذهاباُ وإياباً بين مركز الأقراص وحافتها الخارجية


وبسرعة كبيرة وهذه الحركة مع حركة دوران الأقراص الدائرية تسمح


لرؤوس القراءة/الكتابة بالوصول إلى أي نقطة على سطح الأقراص.

الدوائر الإلكترونية Electronic circles

تترجم الدوائر الإلكترونية الأوامر الصادرة عن الكمبيوتر ثم تقوم على



ضوء تلك الأوامر بتحريك رؤوس القراءة/الكتابة إلى مكان معين على


الأقراص مما يسمح لرؤوس القراءة/الكتابة بقراءة أو


كتابة البيانات المطلوبة.

سؤال : ما هو المقصود بتهيئة القرص الصلب ؟


الكمبيوتر يجب أن يكون قادراً على الوصول إلى البيانات المطلوبة



وبشكل عام حتى الأقراص الصغيرة الحجم يمكنها تخزين الملايين



والملايين من البيتات Bits

إذاً فكيف يعرف الكمبيوتر أين يبحث عن المعلومات المطلوبة...؟

لحل هذه المشكلة يتم تنظيم القرص الصلب من خلال تمييزه


لأقسام منفصلة وهذا يسمح وبكل سهولة للكمبيوتر بإيجاد أي



سلسلة من البيتات المخزنة والمصطلح الرئيسي لتنظيم القرص


الصلب يعرف بالتهيئة ( (Formatting

وتعد عملية التهيئة القرص الصلب حتى يمكن كتابة الملفات على


الأقراص مع إمكانية استرجاع الملفات المطلوبة فيما بعد وبسرعة



كبيرة ويجب أن تتم عملية التهيئة للقرص الصلب بطريقتين التهيئة


الفيزيائية والتهيئة المنطقية.

التهيئة الفيزيائية Physical Formatting

يجب القيام بعملية التهيئة الفيزيائية قبل التهيئة المنطقية للقرص



الصلب والتهيئة الفيزيائية للقرص الصلب (تسمى كذلك بالتهيئة


المنخفضة المستوى) تتم عادة هذه التهيئة للقرص بعد صناعته


مباشرة من قبل الشركة ( (Low level format

المنتجة للقرص الصلب تقسِم عملية التهيئة الفيزيائية الأقراص الدائرية


للقرص الصلب إلى العناصر الفيزيائية الرئيسية التالية :

ُالمسارات Paths

والأسطوانات Cylinders

وأيضاً القطاعات Sectors

هذه العناصر توضح الطريقة التي تخزن بها البيانات وتسترجع فيزيائيًا


من القرص المسارات .



وهي عبارة عن مجموعة من المسالك الدائرية متحدة المركز


وموجودة على كلى جانبي (وجهي) الأقراص الدائرية وهذه المسارات


تعرف عن طريق رقم بداية بالمسار صفر ثم المسار واحد


و.... وهكذا حتى الحافة الخارجية للأقراص وتقسم المسارات



إلى مساحات صغيرة تعرف بالقطاعات هذه القطاعات تستخدم



لتخزين كمية ثابتة من البيتات والقطاعات عادة تهيئ لتحتوي 512



بايت من البيانات للمعلومة البايت الواحد يتكون من 8 بت.

الأسطوانات:



وهي مجموعة المسارات الموجودة على كل من وجهي



كل الأقراص الدائرية والتي هي (أي المسارات) على نفس البعد


من مركز الأقراص يعني أن المسارات التي رقمها صفر مثلاً



والموجودة على كل من الوجه العلوي والسفلي للقرص



الدائري الأول والمسارات التي رقمها صفر والموجودة على كل



من الوجه العلوي والسفلي للقرص الدائري الثاني والمسارات التي


رقمها صفر والموجودة على كل من الوجه العلوي والسفلي للقرص


الدائري الثالث.... وهكذا حتى آخر قرص تشكل مع بعضها اسطوانة



دائرية (وهمية أو تخيلية) رقمها هو نفس رقم المسارات المتكونة منها



تلك الاسطوانة كما إن الكمبيوتر وبرامجه تعمل وبشكل متكرر



مستخدمة الأسطوانات فعندما يتم كتابة (تخزين) البيانات على



القرص الصلب في الأسطوانات (في الحقيقة يتم تخزين البيانات على



مستوى الأسطوانات وليس على مستوى الأقراص الدائرية) يمكن


الوصول إلى تلك البيانات المخزنة وبشكل كامل دون الحاجة إلى


تحريك رؤوس القراءة/الكتابة لأن حركة رؤوس القراءة/الكتابة بطيئة


مقارنة مع سرعة دوران الأقراص وإن استخدام الأسطوانات في تخزين


واسترجاع البيانات يخفض وبشكل كبير الزمن اللازم للوصول إلى تلك



البيانات المخزنة. بعد فترة من عملية التهيئة الفيزيائية من الممكن أن


يحدث أن الخصائص الفيزيائية للمادة القابلة للمغنطة والموجودة على


سطح الأسطوانات الدائرية لربما تتلف بشكل تدريجي ولذلك تصبح


عملية القراءة أو الكتابة من وإلى القطاعات التالفة أصعب بالنسبة



لرؤوس القراءة/الكتابة وهذه القطاعات التي لم تعد قادرة على حمل



البيانات تسمى بالقطاعات التالفة Bad Sectors

ولحسن الحظ فإنه في الأقراص الصلبة الحديثة مثل هذه القطاعات


التالفة نادرة الوجود (طبعاً بالإضافة إلى خبرة المستخدم) علاوة على


ذلك فإنها قادرة على تحديد مكان القطاعات التالفة إن وجدت



وببساطة حيث يقوم الكمبيوتر بتعليم (تمييز) تلك القطاعات التالفة


على أنها تالفة (و هكذا فإن هذه القطاعات سوف لن تستخدم في


المستقبل) ويستخدم القطاع التالي في التخزين.

التهيئة المنطقية Logical Formatting




بعد القيام بعملية التهيئة الفيزيائية للقرص الصلب يجب القيام بعملية



التهيئة المنطقية له حيث تضع التهيئة المنطقية نظام ملفات للقرص



الصلب مما يسمح لنظام التشغيل (OS/2, Linux, DOS )



باستعمال المساحة المتوفرة على القرص الصلب لتخزين واسترجاع



الملفات. إن أنظمة التشغيل المختلفة تستخدم أنظمة ملفات مختلفة


لذلك فنوع التهيئة المنطقية التي نريد استخدامها يتوقف على نوع


نظام التشغيل الذي نريد تنصيبه على الجهاز.

إن تهيئة القرص الصلب بالكامل بنوع واحد من نظام الملفات يحد من



عدد أنظمة التشغيل التي يمكن تركيبها على القرص الصلب لكن



ولحسن الحظ يوجد حل لهذه المشكلة. قبل القيام بعملية التهيئة



المنطقية للقرص الصلب يمكن تقسيم القرص الصلب إلى عدة أقسام



كل قسم يمكن تهيئته بنظام ملفات مختلف مما يسمح بتركيب عدة


أنظمة تشغيل على نفس القرص الصلب وكذلك فإن عملية تقسيم



القرص الصلب إلى عدة أقسام (Partitions ) تسمح باستغلال أكثر



كفاءة لمساحة القرص الصلب.

فهم الأقسام Understanding partitions

بعد إتمام عملية التهيئة الفيزيائية للقرص يمكن تقسيمه إلى عدة

أجزاء منفصلة أو أقسام وظائف أو مهام كل قسم تعامل كوحدة واحدة

منفصلة ومع إمكانية إجراء تهيئة منطقية لأي منها بنوع مختلف من

أنظمة الملفات. بعد القيام بعملية التهيئة المنطقية للقرص أو القسم

يشار إلى ذلك القسم باسم كجزء من عملية التهيئة أنت تسأل

لتعطي اسماً للقسم (Volume label

) الذي أجريت له التهيئة وهذا الاسم يساعد على تحديد


القسم بسهولة.

سؤال : لماذا نستخدم عدة أقسام ؟



إن الكثير من الأقراص الصلبة يتم استخدامها كقسم واحد كبير مما


يؤدي لعدم الاستفادة القصوى من مساحة القرص أو المصادر التي


يوفرها ولذلك نلجأ إلى تقسيم القرص الصلب إلى عدة أقسام فعند


استخدام عدة أقسام بدلاً من قسم واحد كبير نوفر الميزات


التالية : 1-إمكانية تنصيب(تركيب) أكثر من نظام تشغيل على


نفس القرص الصلب


2-الاستخدام الأمثل للمساحة المتوفرة على القرص الصلب


3-جعل الملفات أكثر أماناً.


4-تقسيم البيانات فيزيائياً يجعل عملية إيجاد الملفات أكثر



سهولة وكذلك النسخ الاحتياطي للبيانات.