القرص الصلب Hard Disk

ما هو القرص الصلب ؟

 القرص الصلب هو جزء من مكونات الحاسوب ، وهو المسؤول عن التخزين الطويل الأمد للمعلومات حتى في حالة قطع التيار الكهربائي عن الجهاز . و بما أن القرص الصلب يخزن المعلومات بشكل دائم لذلك فهو يسمح للمستخدم بحفظ البرامج و الملفات و أي بيانات أخرى . و السعة التخزينية للقرص الصلب أكبر كثيراً من السعة التخزينية للذاكرة الرئيسية RAM ، و توجد اليوم أقراص تتجاوز سعتها التخزينية الـ GB ٢٠ . المكونات الأساسية للقرص الصلب : يتكون القرص الصلب من أربع أجزاء رئيسية : الأقراص الدائرية و محور دوران و رؤوس القراءة/الكتابة و مجموعة من الدوائر الإلكترونية.

 الشكل رقم ١ : المكونات الأساسية للقرص الصلب

الأقراص (الأطباق) الدائرية : هي مجموعة من الأقراص المتصلبة الدائرية الشكل مصنوعة من المعدن أو البلاستيك ، وجهي كل قرص مغطى بطبقة من أكسيد الحديد أو أي مادة أخرى قابلة للمغنطة . كل الأقراص مثبتة من مركزها على محور دوران يعمل على تدوير كل الأقراص بنفس السرعة . ٣ رؤوس القراءة / الكتابة : تثبت رؤوس القراءة/الكتابة على ذراع أفقي يمتد على كل من السطحين العلوي و السفلي لكل واحدة من الأقراص الدائرية . الذراع الأفقي يتحرك ذهاباُ وإياباً بين مركز الأقراص و حافتها الخارجية وبسرعة كبيرة . هذه الحركة مع حركة دوران الأقراص الدائرية تسمح لرؤوس القراءة/الكتابة بالوصول إلى أي نقطة على سطح الأقراص . الدوائر الإلكترونية : تترجم الدوائر الإلكترونية الأوامر الصادرة من 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 . ُ كيف ُ تخزن البيانات و كيف تسترجع ؟ يخزن الكمبيوتر البيانات على القرص الصلب كسلسلة من البيتات الثنائية (bits binary ( كل بت يخزن كشحنة مغناطيسية (موجبة أو سالبة ) على طلاء من مادة قابلة للمغنطة موجودة على سطح الأقراص . عندما يقوم الكمبيوتر بتخزين البيانات فهو يقوم بإرسال البيانات إلى القرص الصلب على شكل سلسلة من البيتات . وهكذا يقوم باستلامها أيضاُ على شكل سلسلة من البيتات المتعاقبة . يستخدم القرص الصلب رؤوس القراءة/الكتابة لتخزين (كتابة) البيتات مغناطيسياُ على سطح الأقراص الدائرية . البيتات التي تتكون منها البيانات المخزنة على سطح القرص ليس من الضروري أن تخزن بشكل متعاقب على سطح القرص ، فمثلاُ البيتات المكونة لملف ما يمكن أن تخزن في أماكن مختلفة من سطح قرص ما أو أن تكون موزعة على أقراص أخرى . عندما يحتاج الكمبيوتر البيانات المخزنة على القرص الصلب تبدأ الأقراص بالدوران بسرعة ثم تتحرك رؤوس القراءة/الكتابة ذهاباُ وإياباً إلى موقع معين على سطح الأقراص ، عندها تقوم رؤوس القراءة/الكتابة بقراءة البيانات وذلك بتحديد الحقل المغناطيسي لكل بت مخزن ، موجب أم سالب ثم ترسل تلك المعلومات إلى الكمبيوتر . تستطيع رؤوس القراءة/الكتابة الوصول إلى أي مكان على سطوح الأقراص وفي أي وقت ، مما يسمح بالوصول إلى البيانات بشكل عشوائي Access Random ( بدلاُ من تعاقبي كما في الشريط المغناطيسي) ، حيث أن القرص قادر على الوصول العشوائي الذي يمكنه من الوصول بشكل نموذجي إلى البيانات المطلوبة وفي جزء من الألف من الثانية . 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 . إذا كيف يعرف الكمبيوتر أين يبحث عن المعلومات المطلوبة ؟ لحل هذه المشكلة يتم تنظيم القرص الصلب من خلال تمييزه لأقسام منفصلة . هذا يسمح وبكل سهولة للكمبيوتر بإيجاد أي سلسلة من البيتات المخزنة . المصطلح الرئيسي لتنظيم القرص الصلب يعرف بالتهيئة (Formatting. ( تُعِد عملية التهيئة القرص الصلب حتى يمكن كتابة الملفات على الأقراص مع إمكانية استرجاع الملفات المطلوبة فيما بعد وبسرعة كبيرة . ٤ ويجب أن تتم عملية التهيئة للقرص الصلب بطريقتين : التهيئة الفيزيائية و التهيئة المنطقية . التهيئة الفيزيائية : Formatting Physical يجب القيام بعملية التهيئة الفيزيائية قبل التهيئة المنطقية للقرص الصلب ، والتهيئة الفيزيائية للقرص الصلب ( تسمى كذلك بالتهيئة المنخفضة المستوى ) (format level Low (تتم عادة هذه التهيئة للقرص بعد صناعته مباشرة من قبل الشركة المنتجة للقرص الصلب . تُقسِم عملية التهيئة الفيزيائية الأقراص الدائرية للقرص الصلب إلى العناصر الفيزيائية الرئيسية التالية: المسارات و القطاعات و الأسطوانات Paths, Sectors, and Cylinders أنظر الشكل رقم ٢ :هذه العناصر توضح الطري قة التي تخزن بها البيانات وتسترجع فيزيائياً من القرص . 

الشكل رقم ٢ :الهيئة الفيزيائية لقرص صلب .