من طرف عالم الذرة الأحد ديسمبر 27, 2009 3:37 pmالقرص الصلب
Hard Disk
هو عبارة كتلة تخزينية للمعلومات ، كل حاسب هذه الأيام يحتوي على HDD واحد على الأقل .
كانت الأقراص الصلبة قديماً ذات سعات تخزينية صغيرة و ضخمة الحجم و غالية الثمن
مثلاً : أحد الهاردات القديمة كان بحدود 20 cm طولاً و 15 cm عرضاً و سماكة 10 cm .
و في عام 1981 أنتجت شركة IBM هارد ديسك بسعة 10 MB و اندهش مستخدمي الكمبيوتر في ذلك الوقت في كيفية استغلال كل هذا الحجم
إن أول طرق التخزين في PCً كانت تستخدم وسائط تخزين عبارة عن شريط ممغنط مماثل لأشرطة التسجيل و تتمثل سيئات هذا الأسلوب بـ :
1) زمن الوصول للمعلومة كبير و سريعة العطب .
2) لا تتمتع بخاصية الوصول العشوائي للمعلومة . ( أي أنه يتطلب استعراض كل المعلومات إلى حين الوصول إلى المعلومة المطلوب الوصول إليها ) كما في شريط الكاسيت .
في هذا الإطار كانت الفلوبي ديسك Floppy Disk خطوة على الطريق و ذلك كاقتراح من أجل الوصول العشوائي للمعلومة و لكن سعتها صغيرة فإلى أيامنا هذه أكبر سعة لها 2.8 Mbytes فهي صغيرة الحجم مقارنة بالتطبيقات الجديدة الضخمة .
إذاً فنحن بحاجة لوسط تخزيني كبير الحجم مع إمكانية الولوج المباشر و العشوائي إلىالـ DATA
أول هارد ديسك ظهر في أواخر السبعينات و أوائل العام 1980 و كان اسمه التجاري Winchester
كان يتضمن قرصين كل منهما 30 MB في نفس العلبة ، و كان الحاسب PCXT من إنتاج IBM و هو أول كمبيوتر يتضمن هارد ديسك و كان يسمى القرص Fixed disk لأنه بخلاف Floppy disk لا يمكن للمستثمر انتزاعه من الجهاز و حمله في نهاية العمل .
القرص الصلب الحالي :
ý عبارة عن مجموعة من الأطباق الدائرية متمحورة على محور واحد و مجموعة من رؤوس R\W. موضوعة في حجرة عازلة عن التأثيرات البيئية المجاورة .
ý القرص مصنوع من الألمنيوم و مطلي بطبقة رقيقة من مواد ممغنطة ثم تُغطى بطبقة من الغرافيت من أجل حمايتها من التشوه الميكانيكي . و هذه الأطباق موضوعة في علبة معزولة تقوم بعزل الهارد عن التأثيرات الجانبية و يوجد في هذه العلبة ثقب مزود بفلتر من أجل جعل ضغط الهواء متساوٍ بين داخل و خارج العلبة .
ý فوق هذه الصفائح هناك رؤوس Read-Write ( R\W ) جميع الرؤوس على حامل واحد و عند دوران القرص ترتفع الرؤوس نتيجة الوسادة الهوائية الناتجة عن الدوران بحيث أن المسافة بين القرص و الرأس هو أقل من سماكة بصمة الإصبع و هو بسرعة دورا نية من 3500 - 12000. دورة/ دقيقه
ý عند تلامس رأس R\W مع سطح القرص تسمى الحالة : Head to Disk Interface ( HDI )
ý عند إطفاء الجهاز ( أو عندما لا يكون الهارد ديسك في وضع R\W تكون الرؤوس متوقفة في منطقة واحدة ( Landing Zone )
ý قديماً كانت هناك تعليمة برمجية لتحقيق هذا الأمر C:\> Parking
أما في الهاردات الحالية تتم هذه العملية تلقائياً و تتوقف جميع الرؤوس في مسارٍ واحد ( أسطوانة واحدة ) عادة ما تكون الأسطوانة الخارجية. و تسمى هذه الخاصية ( Self Parking )
ý يمنع منعاً باتاً تحريك أو لمس أو نقل الهارد ديسك قبل توقفه عن العمل تماماً .
معاملات القرص الصلب HARD DISK PRAMETER
1) الرؤوس ( يقصد به عدد رؤوس R\W في القرص و هو يتعلق بعدد الأوجه .
عدد الرؤوس = عدد الأوجه = عدد الأطباق x 2
2) Cylinder عدد الأسطوانات التي تمثل عدد المسارات الدائرية في كل طبقة
و هي المسارات التي لها نفس القطر من كل طبقة
3) تخزين المعطيات : ( Storing Data )
تستخدم شيفرة لعملية التخزين في ذاكرة الحاسب حيث يتم تخزين 1 أو 0 كشحنة كهربائية
أما في الأقراص المغناطيسية فإن 0 – 1 تُحدد على أساس وجود أو عدم وجود شحن مغناطيسية
3- عدد القطاعات SECTOR PER TRACK (SPT)
من المعروف أن سطح القرص مقسم إلى مسارات دائرية
و كل مسار مقسم بدوره إلى عدد من القطاعات
و سعة كل قطاع 512 bit
قطاع
سعته 512
SPT
Sector Per Track
الحد الأعظم المسموح للـ SPT = 63
إن الـBIOS يقيد معاملات القرص الصلب بحدود عظمى هي :
head:16
cylinder:1024
sector per track:63
ملاحظة : منطقة إعادة التعويض
بسبب اختلاف حجم القطاعات والحاجة التخزين نفس كمية المعلومات في كل قطاع مهما اختلف حجمه الفيزيائي لذلك سيزداد التأثير المتبادل بين الشحن في القطاعات الصغيرة ويتناقص في القطاعات كبيرة الحجم لذلك لابد من استخدام تقنية لمعاكسة التأثيرات الناجمة
والمحافظة على قدرة التخزين المتساوية في مختلف القطاعات
و تبدأ هذه المنطقة من الاسطوانة رقم صفر
حيث تكون التأثيرات بين الشحن اكبر في القطاعات الداخلية لذلك يجب معاكسة هذه التأثيرات لضمان سلامة المعلومات
واجهات ربط القرص الصلب :
وهي ( بطاقة التحكم ) التي تصل القرص بالـ Mother Board
و هناك واجهتان :
1) IDE integrated disk electronic : موجودة على اللوحة الأم
نفسها ، مؤلفة من40 خط تستخدم لتركيب جهازين على كل مخرج .
تُعامل الـ CD.ROM معاملة القرص الصلب و هذا الشكل هو الشكل
الشائع في الكمبيوتر الشخصي حاليا (يمكن تركيب 4 أجهزة )
2) SCSI : Small Computer System Interface
تستخدم مع مخدمات الشبكات و محطات الأداء العالي .
في تقنية الـ SCSI يمكن توصيل 14 جهاز
و تمتاز بسرعتها حيث أنها تمتلك برمجيات خاصة لمخاطبة نظام التشغيل
إلا أنها غالية الثمن لذلك يقتصر استخدامها حاليا في مخدمات الشبكات وقواعد
البيانات حيث السرعة عامل بالغ الأهمية
إعداد الهارد ديسك : HDD installation and setup
هناك خمس خطوات يجب القيام بها عند تركيب هارد جديد :
1) توصيل الكابلات Cabling ( تغذية و معطيات ) كما في مشغلات الأقراص الأخرى . و لكن يجب ضبط الهارد ديسك عن طريق القصرات و يفضل دائماً أن يكون وصله على IDE 1 في حالة هاردديسك وحيد
2) عند ضبط الهارد عن طريق البيوس :
الإعداد الافتراضي للهارد على البيوس هو NORMAL
الذي يكون محتوياته :
عدد الرؤوس الأعظمي
16
عدد الاسطوانات الأعظمي
1024
عدد القطاعات الأعظمي في المسار
63
حساب حجم الهارد
حجم الهارد = عدد الرؤوس x عدد القطاعات x عدد الاسطوانات x 512
512 x 63 x 1024 x 16 = 540 M.byte
هذا الحجم لم يعد مستعملاً في أيامنا لذلك تم إضافة برنامج جديد البيوس من اجل عنونة أقراص صلبة بحجم اكبر
و هو LBA ( Large Block Address ) و هو برنامج لتعريف و عنونة الهاردات أكثر من 504 Mbytes
حيث يعتمد على إرسال معلومات افتراضية البيوس بحيث يوهمه بوجود عدد اكبر من المعاملات وتسمى هذه العملية
Transfer mode
هناك أنماط أخرى للعنونة منها:
النظام القديم chs
عنونة الكتل الكبيرة LBA وهو النظام الأكثر استخداما حاليا
النظام large ويستخدم مع أنظمة تشغيل خاصة
واجهات ربط القرص الصلب
المقصود بواجهة الربط هو بطاقة التحكم التي يتصل الهارد عن طريقها بالMotherboard هناك واجهتان رئيسيتان للقرص الصلب :
1) IDE : عدد نقاط الكابل 40 نقطة و بإمكان بطاقة التحكم الواحدة أن تقود هاردين في نفس الوقت و كأن الهاردين موصولين على نفس الخط على التفرع و بالتالي يجب تغيير العنوان عن طريق Jumper (Master-Slave ) ثم فيما بعد وضعت بطاقتان IDE! و IDE2 على اللوحة الأم Primary \ Secondary ، و عند تركيب السواقة الليزرية CD-ROM تعامل معاملة HDD في تعيير الجمبرات Jumper
2) SCSI Small Computer System interface
يستخدم هذا النوع من الأقراص في مخدمات الشبكات و محطات الأداء العالي مثلاً في تقنية :
SCSI 1 يمكن ربط 7 أجهزة معاً .
SCSI 2 يمكن ربط 15 جهازاً معاً .
إن استخدام SCSI يعطي سرعة للنظام لأن الكرت يأخذ الأوامر من المعالج و يحرر الناقل خلال فترة عمل الكرت .
إن SCSI يستخدم BIOS خاص به لمخاطبة أجهزته ، و يستخدم واجهة ملائمة برمجية لربطه بنظام التشغيل ، و لكن تلك الأقراص مكلفة قياساً بباقي الأنواع و لكنها التقنية الوحيدة التي تمكننا من الوصل الداخلي و الخارجي بنفس الوقت على نفس البطاقة .
كذلك فإن واجهة SCSI تمكن من وصل عدة نماذج مختلفة من الأجهزة ( HDD – CDROM – Optical drive – Scanners – Type drive )
