المركز العالي للمهن الشاملة
بسوكنة 
ذاكرة
الهاردسك والقرص المرن 
الأقراص الدائرية/ محور دوران /رؤوس القراءة-الكتابة / مجموعة من الدوائر
الإلكترونية. 
:
المكونات الأساسية للقرص الصلب
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 . 
2- 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 .
3-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 وبسرعة عالية .
كيف تخزن البيانات و كيف تسترجع ؟
يخزن الكمبيوتر البيانات
على القرص الصلب كسلسلة من البيتات الثنائية كل بت يخزن كشحنة مغناطيسية )موجبة أو
سالبة ( على طلاء من مادة قابلة ( binary bits) 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 أيضا 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 ، فمثلا
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 وإيابا 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 ، Random Access مما يسمح بالوصول إلى البيانات
بشكل عشوائي ( بدلا 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 .
. (Formatting) المصطلح الرئيسي
لتنظيم القرص الصلب يعرف بالتهيئة ُتعِ ? د عملية التهيئة القرص الصلب حتى يمكن
كتابة الملفات على الأقراص مع إمكانية استرجاع الملفات المطلوبة فيما بعد وبسرعة
كبيرة .
4 ويجب أن تتم عملية التهيئة للقرص الصلب بطريقتين
: التهيئة الفيزيائية و التهيئة المنطقية . Physical Formatting : التهيئة
الفيزيائية 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 و القطاعات و
الأسطوانات
Paths, Sectors, and Cylinders
المسارات :
المسارات عبارة عن مجموعة من المسالك الدائرية متحدة المركز و موجودة على
كلى جانبي (وجهي) الأقراص الدائرية . و هذه المسارات تعر?ف عن طريق رقم بداية
بالمسار صفر ثم المسار واحد و .... وهكذا حتى الحافة الخارجية للأقراص .
ُتَقسم
المسارات إلى مساحات صغيرة تعرف بالقطاعات ، هذه القطاعات تستخدم لتخزين كمية ثابتة
من البيانات. والقطاعات عادة تهيئ لتحتوي 512 بايت من البيانات . (البايت الواحد
يتكون من 8 بت) .
5 الأسطوانات:
الأسطوانات هي
مجموعة المسارات الموجودة على كل من وجهي كل الأقراص الدائرية و التي هي (أي
المسارات) على نفس البعد من مركز الأقراص . أي أن المسارات التي رقمها صفر مثلاً و
الموجودة على كل من الوجه العلوي و السفلي للقرص الدائري الأول و المسارات التي
رقمها صفر و الموجودة على كل من الوجه العلوي و السفلي للقرص الدائري الثاني و
المسارات التي رقمها صفر و الموجودة على كل من الوجه العلوي و السفلي للقرص الدائري
الثالث .... و هكذا حتى آخر قرص تشكل مع بعضها اسطوانة دائرية (وهمية أو تخيلية)
رقمها هو نفس رقم المسارات المتكونة منها تلك الاسطوانة .
إن الكمبيوتر و برامجه
تعمل وبشكل متكرر مستخدمة الأسطوانات . فعندما يتم كتابة (تخزين) البيانات على
القرص الصلب في الأسطوانات (في الحقيقة يتم تخزين البيانات على مستوى الأسطوانات و
ليس على مستوى الأقراص الدائرية ) يمكن الوصول إلى تلك البيانات المخزنة و بشكل
كامل دون الحاجة إلى تحريك رؤوس القراءة/الكتابة لأن حركة رؤوس القراءة/الكتابة
بطيئة مقارنة مع سرعة دوران الأقراص . إن استخدام الأسطوانات في تخزين و استرجاع
البيانات يخفض و بشكل كبير الزمن اللازم للوصول إلى تلك البيانات المخزنة . بعد
فترة من عملية التهيئة الفيزيائية من الممكن أن يحدث أن الخصائص الفيزيائية للمادة
القابلة للمغنطة و الموجودة على سطح الأسطوانات الدائرية لربما تتلف بشكل تدريجي
ولذلك تصبح عملية القراءة أو الكتابة من و إلى القطاعات التالفة أصعب بالنسبة لرؤوس
القراءة/الكتابة .
القطاعات التي لم تعد قادرة على حمل البيانات تسمى بالقطاعات
التالفة ولحسن الحظ فإنه في الأقراص الصلبة الحديثة وجود مثل هذه القطاعات .Bad
Sector التالفة نادر . علاوة على ذلك فإن ألحوا سيب الحديثة يمكنها تحديد مكان
القطاعات التالفة إن وجدت ، وببساطة 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 .
Logical Formatting التهيئة المنطقية
بعد
القيام بعملية التهيئة الفيزيائية للقرص الصلب ، يجب القيام بعملية التهيئة
المنطقية له. تضع التهيئة المنطقية نظام ملفات للقرص الصلب مما يسمح لنظام التشغيل
(مثل دوس أو ويندوز أو او اس 2 أو لينكس ) باستعمال المساحة المتوفرة على القرص
الصلب لتخزين و استرجاع الملفات .
إن أنظمة التشغيل المختلفة تستخدم أنظمة ملفات
مختلفة ، لذلك فنوع التهيئة المنطقية التي نريد استخدامها يتوقف على نوع نظام
التشغيل الذي نريد تركيبة على الجهاز . سيتم لاحقُا شرح أعمق لنظام الملفات .
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 ، (Partitions)
تشغيل على نفس القرص الصلب . وكذلك فإن عملية تقسيم القرص الصلب إلى عدة أقسام تسمح
باستغلال أكثر كفاءة لمساحة القرص الصلب .
6 File System : نظام الملفات
كل
نظام ملفات يتألف من بناء أو هيكلية ضرورية لتخزين و إدارة البيانات . هذه الهياكل
(Operating System Boot Record) البيانية تتضمن سجل استنهاض نظام التشغيل والملفات
و الأدلة .
جعل استخدام القرص أكثر كفاءة :
لكامل
المساحة المتاحة FAT إذا وجد قرص صلب كبير السعة وأردنا استخدام نظام الملفات على
القرص أو أغلبها ، من الممكن منع ضياع جزء من مساحة القرص باستخدام عدة أقسام صغيرة
. FAT
تخزن في وحدات تخصيص تسمى بالعناقيد أو FAT كل البيانات الموجودة على قسم
ال كل عنقود مصمم لتخزين عدد ثابت من قطاعات القرص . . (Clusters) الكلسترات 2) ،
لكنه يخصص GB) يدعم قرص أو قسم حجمه حوالي 2 جيجابايت FAT إن نظام الملفات فقط وكحد
أقصى عدد 65?525 من العناقيد ، ولذلك ومهما يكن حجم القرص أو القسم ، فإن عدد
القطاعات في العنقود (الكلستر) الواحد يجب أن يكون كبيراً كفاية حتى يمكن تخصيص كل
المساحة المتوفرة على القرص أو القسم ضمن ال 65?525 عنقود .
وعلى كل حال كلما
زاد حجم العنقود المستخدم زادت المساحة المفقودة من حجم القرص أو القسم ، و حتى لو
أن حجم بيانات ملف ما أصغر كثيراً من حجم العنقود ، فإن الكمبيوتر يعامل ذلك
العنقود على أنه محجوز بالكامل ، ويهمل بقية المساحة المتوفرة على ذلك العنقود ،
مما يسبب في فقد جزء من مساحة القرص دون فائدة.
- الجدول التالي يوضح الأحجام
المختلفة للعناقيد مع الفقد في مساحة القسم المستخدم :
الفقد التقريبي في
المساحة الحجم الأدنى للعنقود حجم الأقسام
16-127 MB 2 KB 2% 14
128-255 MB
4 KB 4%
256-511 MB 8 KB 10%
512-1023 MB 16 KB 25%
1,024-2,047
MB
32 KB 40% 2,048-4,096
MB 64 KB 50% و ويندوز 2000 ، أما أنظمة NT 64 ) لحجم
العنقود متاحة فقط مع ويندوز KB ) إن ال التشغيل الأخرى فلا تستطيع العمل بها
.
يمكن منع الفقد في مساحة القرص و ذلك باستخدام أقسام ذات أحجام صغيرة ، لأن
الأقسام الصغيرة تستخدم حجم اصغر للعناقيد .
32 KB 1,024,047 ) يكون حجم العنقود
لديه MB) مثلا :ً قسم حجمه 1,024,047 ميجابايت 32 KB 2 في هذا القسم ، فإن ال KB ،
فلو تم تحزين ملف حجمه 30 الباقية من حجم KB (حجم العنقود) كاملة سوف تستخدم لتخزين
ذلك الملف ونفقد ال 128 ، هذا القسم سوف يستخدم MB العنقود ، ولكن لو تم تقسيم
مساحة التخزين إلى أقل من 2) فإن الملف سوف يأخذ حجم KB) 2 ، فعندما نقوم بتخزين
نفس الملف KB عناقيد حجمها العنقود تماما دون أي فقد في مساحة التخزين .
تبسيط الوصول إلى الملفات و تحسين أمن الملفات :
إذا كان
لدينا قرص صلب كبير السعة ، وقمنا بوضع جميع الملفات والأدلة الفرعية تحت دليل واحد
، فإن هذا سوف يؤدي سريعاً إلى جعل هيكلية القرص معقدة (Root Directory) جذري
التركيب ، وتصبح عملية تنظيم الملفات و الأدلة الفرعية أكثر صعوبة .
إن
الاستعمال الذكي للأقسام المنطقية يساعد في تجنب هذه المشاكل ، ببساطة يتم تقسيم
الملفات إلى مجموعات ، كل مجموعة يتم تخزينها في قسم منطقي ، وعندما نحتاج إلى أي
من تلك المجموعات يمكننا بسهولة الوصول أليها ، حيث أن تعقيد الدليل قد أصبح أقل من
السابق ، مما يسمح بالوصول إلى الملفات المطلوبة بسرعة أكبر .
كما يمكن زيادة
أمن الملفات الحساسة باستخدام أقسام إضافية ، مثلاً إذا أردنا أن نحد من الوصول إلى
مجموعة معينة من الملفات ، يمكننا تخزين تلك الملفات في قسم منطقي مستقل و من ثم
إخفاء ذلك القسم لمنع الوصول إليه .
و إذا كنا نستخدم اكثر من نظام تشغيل على
نفس القرص الصلب فيمكن تهيئة الأقسام المنطقية بأنظمة ملفات تخص أنظمة التشغيل
الموجودة على القرص الصلب ، هذا يزيد من خصائص الأمن بالنسبة للملفات مما يحد من
إمكانية وصول نظام التشغيل إلى البيانات الموجودة على أقسام أخرى . كما أن الأقسام
المنطقية تمكننا من تخزين نسخ إضافية من الملفات الحرجة أو المهمة . مثلا إذا تم
وضع نسخة من ملفات مهمة على قسم منطقي ( هذا القسم يمكن الوصول إلية من كل أنظمة
التشغيل التي تستطيع التعامل مع نظام ، ( FAT فلو حصل أن لم نتمكن من تشغيل
(استنهاض) أحد أنظمة التشغيل هذه بسبب ، FAT الملفات مشكلة ما ، فيمكننا تشغيل
(استنهاض) نظام تشغيل آخر و من ثم الوصول إلى البيانات المهمة المطلوبة .
Floppy Drive القرص المرن
ان شاء الله
