القرص الصلبHard Disk Drive شرح

سنحاول فى هذا الموضوع ان
نتعرف على القرص الصلب عن قرب

يوجد فى اى كمبيوتر واعنى حاسب الى "خادم - سوبر كمبيوتر ..... حتى اجهزه ال VCR والPlay Station هذا القرص الذى نتكلم عنه
لذلك فهو يفيد فى التخزين السريع للبينات التى تتغير باستمرار , وبالنسبه للكمبيوتر فانه يجعل الكمبيوتر يتذكر الاشياء التى كانت تعمل قبل فصله من الكهرباء
واذا تركنا الحاسب سنجد ان هذا القرص الصلب لا يختلف عن شريط الكاسيب مثلا كلاهم يخزن المعلومات ويمكن الكتابه اكثر من مره





القرص الصلب عبر الزمن
------------------------

اول اختراع يمثل هذا النوع من الاقراص كان فى 1950 م و تصل ابعاده الى 20 بوصه و سعته التخزينيه لا تتعدى بضع MB وكان يسمى بال Fixed Disk ثم تحول الاسم الى Winchesters اول قرص صلب من IBM
ثم الى القرص الصلب Hard disk حتى يفصلوا بينه وبين ال القرص المرن floppy disk

واختلاف الاسم يعنى اختلاف نوع وسائط التخزين فالقرص الصلب يستخدم اقراص معدنيه صلبه



تكوين القرص الصلب و فيما يختلف عن شريط الكاسيت (كسعه قابله للتخزين)
------------------------------------------------------------------------------

-الماده الممغنطه فى شريط الكاسيت يتم نسجها فى شكل شريط بلاستيك
- اما القرص الصلبه فالماده الممغنطه به يتم وضعها على سطوح معدنيه ملساء مثقوله "تشبه المراه"

- يمكنك فى الشريط التقديم والرجوع للوصول الى المنطقه المراده وهذا قد يتطلب الكثير ان كان الشريط طويلا
- اما القرص الصلب يمكن الوصول الى اى مكان وقتيا وبسهوله

- يمر شريط الكاسيت على راس القرائه read/ write head ويحدث استقبال للمعلومات عن طريق هذا التلامس
- فى القرص الصلب هذه الروؤس تحلق فوق الميديا بسهوله تامه وتقوم بعملها بدون احتكاك

- تستطيع روؤس الكتابه فى شرائط الكاسيت ان تقرا مساحه 5 سنتمتر فى الدقيقه
- تستطيع الروؤس فى حاله القرص الصلب من قرائه 75 متر فى الثانيه

ولهذا ان احتجنا السرعه والكفائه فى حاسبتنا سنعتبر ان القرص الصلب هو اساس التخزين فى الكمبيوتر



تكوين القرص الصلب من الخارج الى الداخل
-------------------------------------------

جزء معدنى غير قابل للفتح ويتصل به شريحه الكترونيه
هذه الشريحه المسؤله عن ميكنه عمل القرص بالنسبه للمحرك الذى تدور عليه الاقراص
وايضا ميكنه القرائه و الكتابه من الروؤس و تنفيذ طلابات القرائه والكتابه من النظام الحاسوبى

وتتصل الشريحه بالجسم المعدنى والحاوى لاقراص التخزين عن طريق وصلات مشتركه
هذا مثال وهو وصلات الموتور كهرباء

والان الى داخل الجسم المعدنى
سنجد
الذراع
وهى اداه لتحريك الروؤس بشكل افقى فوق القرص الممغنط "موتور ايضا لكن حركته لها حودود وفى شكل افقى"

الاقراص الممغنطه
وكما ترونها شفافه وتعكس الضوء كالمراه

الاذراع تحرك الروؤس افقيا من اول القرص الى الحافه بسرعه قد تصل الى 50 مره فى الثانيه

وتتحرك الاقراص اسفل الروؤس بسرعه من 3600 ال 7200 دوره فى الدقيقه

وهذه صوره مقطعيه من القرص الصلب
الذراع تستخدم تقنيه VOICE CALL نفس تقنيه السماعات فى الحركه
اشارات كهربيه يمكن التحكم فى مداها وسرعتها وتستخدم فى توصيل الذراع للمكان المرغوب لقرائه قطاع ما على القرص

طريقه التخزين على الاقراص
ما هى محددات سرعه وكفائه الاقراص الصلبه
والمزيييد........
الان
اصبح القرص قادر على تسجيل المعلومات والتى تخزن فى شكل bytes
لكن هذه البينات تحتاج اسلوب منظم لعمليه التخزين

هذا شكل تصويرى لعمليه التقسيم حيث يتم تقسيم القرص الى مسارات tracks وهذه المسارات الى قطاعات sectors


المسارات بالون الاصفر والقطاعات بالون الازرق


يتم تهيئه القرص الصلب بواسطه low level format
حيثم يتم تقسيم القرص كما سبق وذكرنا ومن الان اصبح القرص قادر على حمل البينات bytes
وتتم هذه العمليه اقتراضيا فى شركه تصنيع القرص والان ياتى دور ال high level format


--وتتم فى هذه العمليه تجميع القطاعات لتقسيم اكبر قليلا يطلق عليه cluster وهى الوحده التى يتعامل معها النظام فى حاله القرائه او الكتابه
--وكذلك مظهر الاقسام partitions فى عمليه high format يتم وضع ال partition table وتفيد فى معرفه اقسام القرص وتمييز بعضها عن البعض الى primary و logical
-- اهم ما يفعله high format هو فرد ملفات النظام لكل cluster
وهى التى تميز القسم ال انواع مثل fat16-32- NTFS - EXT الخ


وتفيد ملفات النظام فى انها وسيله الترجمه الوحيده التى تجعل الbytes المخزنه على القرص تحول الى جمل او ملفات يستطيع التعرف عليها من قبل النظام OS


لذلك ان كان low level format يجعل القرص قادر على استقبال البينات فال high level format يجعل القرص قادر على تخزين الملفات


لذلك ستجد اى نوع من انواع وسائل التخزين مقسمه بملفات النظام file system انت كنت تمتلك flash memory مثلا ستجده مقسم باستخدام ملفات النظام FAT16 هذا هو الاسلوب الوحيد لجعله يستقبل البينات
CD تقسم بعدت اشكال ال DVD كذلك.............. الخخخخخخخخخخ
هناك جدال كبير وحتى وبعد كميه كبيره من البحوث التى اجريتها وجدت ان عوامل سرعه القرص الصلب

عوامل كثيره جدا و سوف نناقشها معا وهذه هى نظريتى

عوامل داخليه "هاردوير"

- سرعه دوران القرص الصلب SPIN SPEED كلما زادت اصبح قادر على قرائه كميه اكبر من البينات فى الثانيه

- حجم البينات التى يمكن قرائتها او كتابتها فى الثانيه DATA RATE وكلما اصبحت الرؤوس قادره على نقل كميه اكبرفى الثانيه او الدوره الواحده اصبح القرص احسن فى الاداء

- SEEK TIME وهو الوقت الذى يبدا من اصدار الامر من المعالج وبدايه ارسال اول بايت بهذا الامر وكلما قل هذا الرقم وهو لا يتعدى بضع miliseconds

عوامل خارجيه "هاردوير"

- حجم الذاكره السريعه او يطلق عليها فى القرص الطلب ب buffer size وتفيد هذه الذاكره فى تسريع اداء القرص عند احتياجه لنقل البينات والتى تتكرر بصفه مستمره

- نوع الناقل interface type وهو المحول المسؤل عن اتصال القرص بالكمبيوتر لذلك كلما زادت كفائه المحول ادى الى معدلات نقل اكبر

رغم ازدياد سرعات الهارد ديسك مع الوقت الا انه يبقى مشكلة واحدة هى التوافق الذاتى او التوفيق الذاتى للكمبيوتر و الذى ينظم عمل منظومة كل الموجودات داخل الجهاز ..
فوجود سى دى او دى فى دى من الممكن جدا ان يهبط بسرعة الجهاز الكلية فى النسخ و القراءة اذا كان مركبا مع هارد ديسك على كابل داتا واحد ..
مجرد التركيب فقط و ليس شرطا ان يتم التعامل مع السى دى نسخا او قراءة يهبط بسرعة الهارد الى سرعة الدى فى دى او السى دى المركب معه على نفس كابل الداتا ..
و هكذا .. فتركيب رام سريعة جدا مع بروسيسور لا يتوافق مع سرعتها يهبط بسرعة الرام و تركيب شريحة رام بطيئة مع شريحة رام سريعة يهبط بالسرعة الى سرعة البطيئة ..
لوحة ام الباث فيها به اى عيوب او موصلاتها ليست مطابقة للمواصفات .. لا تهبط فقط بسرعات باقى المكونات بل و قد تؤدى الى لخبطة و شخبطة فى عمل الجهاز بل و اختفاء بعض البرامج من نظام التشغيل كالويندوز مثلا فتجد بعض خصائصه لا تظهر او ان ظهرت لا تعمل ..
القياس فعلا او امكانية تحديد كفاءة اى مكون لجهاز الكمبيوتر هو ان يتم فى بيئة قياسية .. كل شئ مطابق للمواصفات كل سرعات المكونات متوافقة هنا و هنا فقط يمكن ان نشعر بقيمة مالدينا من مكونات جيدة ..
هل جرب احدكم تركيب شاشة LCD ديجيتال على جهازه و قارن بين سرعة الجهاز قبل و بعد التركيب و ايضا امكانيت كارت الشاشة الذى كان يظن انه غير جيد .. فاختلف اداؤه تماما بعد تغيير الشاشة العادية و تركيب الشاشة ال المسطحة الديجيتال ذات المعالج الرسومى الخاص بها و الذى لا يحتاج الى ترجمة و اعادة ترجمة و فك الاكواد Compilation ..
قد يتخيل البعض اننى خرجت عن الموضوع .. و لكن العكس هو الصحيح فأنا اناقش تجارب لقياس الكفاءة لهارد ديسك ما .. فى جهاز معين او فى عدة اجهزة ..
ان انخفاض او ارتفاع بنسبة جزء من عشرة فى فولتيات الـ PSU او وحدة التغذية بالطاقة الخاصة بالجهاز و الخارجة الى لوحة الكمبيوتر و بقية المكونات كفيل بأن يقلب القياسات رأسا على عقب .. و ان يعطى قراءات غير صحيحة مطلقا ولا مطابقة للواقع ..
و لذلك .. هناك فارق بين سعر جهاز مجمع يدويا و بين جهاز منتج ككل بكل مكوناته و شاشاته و حتى الكى بورد و الماوس .. و خضع لاختبارات قياس الجودة ككل ..
و لاعود الى موضوع الهارد ديسك
اذا كان عندك جهاز براند مثل IBM او HP مثلا .. و اردت زيادة او تحديث اى مكون فيه .. و لن ابالغ اذا قلت شراء ماوس جديد ..
فأعد الجهاز للتوكيل ليتم اعادته للمورد الاصلى و تزويده او تحديثه بما تريد ثم اجراء اختبار الجودة عليه و تسليمه لك مرة اخرى .. اذا كنت فعلا ترد ان تضمن ان ماسوف تشتريه سيرفع امكانيات الجهاز .. لانه فى اغلب الاحيان من الممكن جدا ان يهبط بهاهذا إن لم يمنع جهازك عن العمل تماما ..

عدة مشاكل ساناقشها معكم
اولا وجود هارد ديسك مع CD او DVD على نفس الكابل اقول لك

الاجهزه الجديده حاولوا الفصل بين المشغلات العاديه والقرص الصلب فجعلوا القرص الصلب
يتصل بالكمبيوتر عن طريق قناه احاديه singel channel SATA فهذا يجعل القرص لا ياثر بغيره من المكونات
حتى وان كان القرص IDE تم وضع تقنيه ال RAID وهى تقنيه يتم اضافتها اختياريا فى الاجهزه الحديثه وهى تفيد فى جعل اكثر من قرص يعمل كعمل قرص واحد لذلك فهذا ترك الCD DVD وغيرها من عوامل تبطيئ الكمبيوتر الى القناه الوحيده الباقيه ATA100 وRAID يحمل الاقراص بعيدا عن اى مصدر للبطئ وتعمل بسرعه ATA 133

المشكله الثانيه مشكله توافق الذاكره لا تحزن فهناك دائما امل

ان لم تتوافق السرعات او حدث ما حدث وتم تركيب قطعتين احدهم اسرع من الثانيه فانهم يعملون تلقائيا على السرعه الابطا ولكن بتوقيت احسن هذا قد يؤثر على حجم البينات التى تستطيع الذاكره حملها فى المره الواحدهdata rate لكن يتم تعويض هذا يتقليل فترات الانتظار

الجزء الاخير وهو وجود شاشه DIGITAL

بالطبع هذا يفيد فى جعل الصور اكثر وضوحا و اعطاء frame rate اعلى لكن ليس بالكثير
لان سرعه ال RAM DAC وهى الشريحه المسؤله فى كارت الشاشه عن ترجمه الصور الرقميه الى انالوج
تعمل حاليا بسرعه 400 MHz وهى سرعه كافيه لتحليل الصور واعطاء نتائج مشابه للشاشه ال DIGITAL


:drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: :drunken: