شرح كامل للهارد دسك درايف مع الصور

**TheProfessional10** · 2008-09-20, 01:31 AM

مرحبا شباب وبنات

شلونكم

هذا شرح اللهارد صارلي من الصبح اكتب بي يعني مو تكولون ميدارينا

الهارد دسك وترجمتة للعربي هي القرص الصلب اسمة القرص الصلب لان بداخل الهارد اكو قرص صلب هو الي يخزن المعلومات بداخلة وهمين علمود يفرقون بينة وبين القرص المرن الي هوة الفلوبي دسك وهمين علمود يفرقو عن السيدي الي هوة القرص المضغوط

الهارد يتصل بالكومبيوتر عن طريق كونيكتر او متصل (Connector) وهذا الشي ينطبق مو بس على الهارد همين السيدي درايف واكو هم غير شغلات

اكو هواية انواع من الكونيكترز بس اشهر شي 3

الاول : الباتا (PATA) وهي اختصار لـ Parallel Advanced Technology Attachment

والثاني : الساتا (SATA) وهي اختصار لـ Serial Advanced Technology Attachment

والثالث : السكازي "Scuzzy" (SCSI) وهي اختصار لـSmall Computer System Interface

وهاي شرح بسيط على كل وحدة:

اولا : الباتا

بس نوعين

اول واحد بي 40 واير (40-wire) يصير لونة اسود بالمذر بورد

والثاني بي 80 واير (80-wire) يصير لونة ازرق فطبعا هذا سرعة نقل المعلومات بي اكبر

وهاي صورتة بالمذربورد

وهاي صورة الكيبلين ابو 40 وابو 80

ثانيا : الساتا

هاي النوعية احدث وموجودة بكل المذربوردات الجديدة وحجمهة اصغر وسرعة النقل بيها اكبر والكيبل مالتهة يحتوي على 7 وايرات بس

وهم بيها نوعين

الجيل الاول ويصير لونة احمر او اسود سرعة النقل بي 1.5 Gbit/sيعني تقريبا 190 ميغا بايت بالثانية بس السرعة الحقيقية الي ينقلها هي 150 ميغابايت بالثانية

والجيل الثاني ويصير لونة يمكن برتقالي او اصفر سعرعة النقل بي 3.0 Gbit/s يعني تقريبا 375 ميغابايت بالثانية بس السرعة الحقيقة هي 300 ميغابايت بالثانية

وقبل فترة يعني تقريبا بالشهر السادس من هاي السنة نزل واحد جديد سرعة النقل بي 6.0 Gbit/s يعني تقريبا 750 ميغابايت بالثانية بس السرعة الحقيقية للنقل هي 600 ميغابايت بالثانية

ثالثا : SCSI

الترجمة مالتة (Small Computer System Interface) هي نظام كومبيوتر صغير

وهذا الجهاز شغلة هو مثلا ربط اطثر من هارد للكومبيوتر و مو بس هارد حتى سيدي درايف يعني تقريبا مثل الهاب بس ذاك مال نيتوورك

النوع الاول يشتغل علي هاردات الباتا والنوع الثاني يشتغل عليه هاردات الساتا

هذا الجهاز يستخدموا بس لحاسبات السيرفرات الجبيرة علمود مثلا يربون 5 هاردات و4 درايفرات الخ

هسة نجي للهارد

ما هو القرص الصلب ؟

هو وسيلة التخزين الرئيسية فيه فهو الوحيد بين وسائل التخزين المختلفة الذي يملك الحجم والسرعة الكافيتين لتخزين البرامج الحديثة لتنفيذها .

لقد تطورت الأقراص الصلبة كثيراً منذ بداية استعمالها في الحاسبات الشخصية في بداية الثمانينيات ، زادت سعتها وسرعتها وتقلص حجمها .

تركيبة القرص الصلب الداخلية

القرص الصلب جهاز خاص بتخزين البيانات يعتبر جهاز مستقل بذاته ويتصل مع اللوحة الأم للحاسب بوصلة خاصة ، ويحتوي الهارد على أجزاء ميكانيكية وأخرى إلكترونية :

1. الاجزاء الميكانيكية يعني الي تتحرك :

الميديا (Media)

يتكون من مجموعة من الأقراص متراصة فوق بعضها البعض ولها محور مشترك تدور حوله ، وهذه الأقراص مغلفة بمادة قابلة للمغنطة حتى يمكن تخزين البيانات على سطحها على شكل شحنات ، ولكي يتم تخزين واسترجاع البيانات يجب أن يكون هناك رأس للقراءة والكتابة ويوجد في الواقع رأس واحد للقراءة والكتابة على كل سطح من أسطح الأقراص ويتحرك هذا السطح جيئة وذهاباً ليتم التخزين على كامل مساحة هذه الأقراص ، وتتوضع الرؤس والأقراص معاً داخل علبة محكمة الإغلاق لمنع دخول أية أجسام غريبة مهما كانت صغيرة ، لأن وجود أى جسم غريب قد يتسبب بتلف سطح القرص .

2. الاجزاء الالكترونية:

Hard Board

وهو عبارة عن لوح إلكتروني مهمته تحويل الإشارات النبضات الكهربائية ( البيانات ) إلى مناطق ممغنطة على القرص ليتمكن بعد ذلك من استعادتها( التخزين والاسترجاع ) وكذلك عملية التحكم بدوران القرص وحركة رؤس القراءة والكتابة

معلومات مهمة عن الهارد

· سرعة القرص الصلب : كلما كانت سرعة دوران الأقراص أكبر كلما كان الزمن اللازم لرأس القراءة والكتابة كي يمر فوق المنطقة المطلوبة أقصر وبالتالي سرعة أكبر في الوصول للبيانات .

· الكثافة التخزينية للأقراص : وهي عبارة عن عدد البايتات الممكن تخزينها على مساحة معينة من سطح القرص ، وزيادة هذه الكثافة تعني بيانات أكثر يمكن أن تمر من تحت رأس القراءة والكتابة في لفة القرص الواحدة ويمكن التعرف على هذه الكثافة بعدة أشياء أهمها عدد القطاعات في المسار الواحد .

· زمن الوصول .

· معدل نقل البيانات : وهي كمية البيانات التي يمكن نقلها من القرص إلى بينية القرص - سواء أكانت IDE أو سكزي - في الثانية الواحدة ، ويمكن أن تقاس بالميجابايت في الثانية أو حتى الميجابت في الثانية ، ويوجد لأي قرص صلب في العادة معدل بيانات معلن يكتب على علبة القرص .

· حجم الذاكرة المخبئية للقرص : كلما كانت أكبر كلما كان أفضل .

· بينية القرص : حيث أن بينية سكزي تنقل البيانات بمعدل أسرع من IDE .

هسة نجي للقطع الي تكون داخل الصندوكـ (العلبة مال هارد)

الأقراص (platters)

وهى عادة تكون من الألومنيوم أو الزجاج المقوى بالسيراميك (كما فى الهاردات الحديثه لمقاومة إرتفاع درجات الحراره ) وتطلى هذه الأقراص بمواد لها خاصية حفظ الشحنة لان مادة الزجاج ليس لها خاصيه حفظ الشحنه مما يمكن رؤس القراءة والكتابة من استعمالها في حفظ البيانات ، وهذه المواد - كأي مادة صلبة - عندما تطحن تصبح حبوب صغيرة جدا , وتصنع الأقراص بأحجام مختلفة عادة ( 3.5 أو 5.25 إنش ) ويؤثر ذلك على الحجم الكلي للقرص الصلب لذا فإنه من الضروري في الحواسب الصغيرة تجهيزها بأقراص أصغر مثل 2.5 و 1.8 و 1.3 إنش ، وكلما زاد عدد الأقراص وكثافة البيانات التي عليها كلما زادت قدرة القرص الصلب على تخزين البيانات .

ولأن المسافة بين القرص ورأس الكتابة صغير جداً ( أجزاء من الألف من الإنش ) فإن هذه الأقراص يجب أن تكون مستوية تماماً بحيث لا تلتمس مع الرأس أثناء العمل وإلا تعطل القرص بسبب ذلك .

و كلما كانت المسافة بين القرص و رؤوس القراءة و الكتابة أقل كلما كان من الممكن تخزين كمية أكبر من البيانات في ذلك القرص و تسمى كمية البيانات التي يمكن تخزينها في مساحة معينة من سطح القرص Areal Density ، وأكثر الوحدات استخداماً هي الميجابايت لكل إنش مربع (MB/square inch) .

محرك الأقراص (spindle motor)

وهو عبارة عن محرك يقوم بتحريك الأقراص بسرعة معينة تقاس بوحدة "دورة في الدقيقة" RPM و تدور الأقراص بسرعة دوران تتراوح عادة بين 4500 و 5400 دورة في الدقيقة وقد تصل إلى 10000 الدقيقة أو أكثر في حسب نوع القرص .

وكلما كان معدل دوران المحرك أسرع كما كان أفضل لأن رأس القراءة سوف يتمكن من الحصول على البت المطلوب أسرع مما سوف يقلل الوقت الفاصل بين طلب الحاسب للبيانات وتلقيها له .

رؤس القراءة والكتابة

يوجد على كل قرص من الأقراص رأسين للقراءة والكتابة ( واحد على الوجه السفلي والآخر على الوجه العلوي ) ، أي أنه في حالة القرص الصلب الذي يحتوي على 4 أقراص فإنه يحوي على 8 رؤس قراءة وكتابة وهكذا .

يوجد نوعين من رؤوس القراءة والكتابة :

Inductive Head: يحوي كل رأس من رؤس القراءة والكتابة على لفة من الأسلاك الدقيقة وعندما يود القرص التسجيل في مكان ما فإنه يفعل ذلك بتمرير تيار كهربائي في اللفة عند مرورها على المنطقة المطلوب التسجبل فيها وبذلك تشحن تلك المنطقة ( تخزين البتات ) . إن المسافة بين رأس القراءة والكتابة وبين سطح القرص صغيرة جداً و لا تؤثر على عملية الكتابة والقراءة . بعد ذلك تتولى لوحة التحكم استخلاص البيانات اللازمة وإرسالها إلى المعالج .
Magneto-Resistive: وتركيب الرأس في هذه الحالة مشابه للحالة السابقة ولكن مبدأ العمل مختلف ، ففي هذا النوع يمر تيار كهربائي خفيف بشكل مستمر في رأس القراءة وعندما يمر الرأس على البتات فإن المجال المغناطيسي للبتات يؤثر على شدة التيار الكهربائي ، تقاس التغيرات في شدة التيار الكهربائي وتحول إلى بيانات ، لاحظ أن هذا النوع من الرؤوس لا يمكنه كتابة البيانات بل يستطيع قراءتها فقط لذا فمن اللازم عند استعمال هذا النوع من الرؤوس وجود رأس آخر من النوع inductive للكتابة .

وهسة يجي واحد يسالني زين الاول يقرة ويكتب ليش واحد يستخدم النوع الثاني

طبعا اني بوكتها راح اكون متعصب بس يلله ميخالف الجواب لان النوع الثاني اسرع بالقراءة من النوع الاول

ورؤس القراءة والكتابة تتحرك كلها معاً لأنها على محرك واحد وقاعدة واحدة ، ورأس القراءة والكتابة محمول على ذراع مرن قليلاً مما يمكنه من ملامسة القرص أو الارتفاع عنه قليلاً ، فعندما يكون القرص واقفاً فإن رأس القراءة والكتابة يكون ملامس لسطح القرص و عندما يبدأ القرص في الدوران فإن تيار الهواء الناتج من الدوران يبعد رأس القراءة والكتابة عن سطح القرص قليلاً ( المسافة قليلة إلى حد أجزاء من المليون من الإنش) بحيث لا يحدث تلامس بينهما أثناء العمل ، وعندما يود القرص الصلب إيقاف الدوران فإنه يحرك الرأس لمكان آمن من القرص يسمى منطقة الهبوط (landing zone) حيث يمكن بعدها إيقاف دوران القرص والسماح برأس القراءة والكتابة بملامسة سطح القرص حيث أن منطقة الهبوط خالية من البيانات فهي مخصصة فقط لهبوط الرأس عليها ، ليس هذا فحسب بل يتم أيضاً "ربط" الرؤوس في منطقة الهبوط حتى لا يتحرك الرأس مع ارتجاج القرص الصلب وهذه العملية تتم أوتوماتيكياً في الأقراص الجديدة أما القديمة جداً فقد كانت تستلزم برنامج خاص لعمل ذلك .

السؤال الذي يطرح نفسه من الشباك : ليش متكون المسافة بين الرأس والقرص صفر ؟ والجواب لأن الاحتكاك بينهم يجعل كلاهما يتلف ، وقد نرى في المستقبل تقنية جديدة حيث يملأ الفراغ بين الأقراص بمادة هلامية لزجة تمنع هذا .

سؤال اللخ : ليش ما نركب أكثر من رأس قراءة وكتابة على سطح القرص الواحد ؟ إن ذلك يقلل من زمن الوصول وسرعة القراءة والكتابة ، في الحقيقة طورت مثل هذه الأقراص سابقاً ولكنها لم تعد ذي جدوى والسبب هو أن استعمال تقنيات إخرى يجعل هذا الأمر ممكن وهي تقنية RAID الخاصة بأقراص سكزي وتوجد تقنية مشابهة أيضاً لأقراص IDE .

محرك رؤس القراءة والكتابة (actuator)

يقوم هذا المحرك ( مع الأجهزة الإلكترونية الخاصة به ) بتحريك الرؤوس للمكان المطلوب من القرص حتى يمكن استخدام كافة مساحة القرص في تخزين البيانات ولأن المسافة بين البتات صغيرة جداً يعتبر دقة المحرك في تحريك الرأس إلى المكان المطلوب بالضبط من الأمور الأكثر أهمية في سبيل استخدام مساحة القرص كاملة .

لوحة التحكم (logic board)

وهي اللوحة الإلكترونية التي تتحكم بالقرص الصلب ( الرؤس و المحرك ) وتقوم بعمليات القراءة والكتابة من وإلى القرص ، يمكن للمكونات الإلكتونية أن تتلف مسببة توقف القرص الصلب عن العمل .

كيف يعمل

المبدأ الذي يعمل به التخزين في القرص الصلب هو إحتواء رأس القراءة والكتابة على لفة أسلاك دقيقة جداً ( تسمى coil ) وقطعة دقيقة من المعدن ( تسمى core ) وعند مرور تيار كهربائي في السلك ينتج مجال مغناطيسي في القطعة المعدنية التي تؤثر في البت القريب منها .

المسار

يخزن القرص الصلب البيانات على شكل بتات ، التي تشكل البايتات ( كل 8 بتات = واحد بت ) ، ترتب البتات على كل قرص من الأفراص المكونة للقرص الصلب على شكل دوائر يطلق على كل منها " مسار" track وهذه الدوائر طبعاً تكبر كلما اقتربنا من الطرف الخارجي .

السلندر

إن رؤوس القراءة والكتابة مربوطة مع بعضها بمحور مشترك ومحرك واحد ، فإذا كان واحد من الرؤوس على المسار الخارجي الأخير من قرص ما فإن الرؤوس الأخرى جميعاً تقع على المسار نفسه على باقي الأقراص وهكذا ، وإذا تخيلنا تلك المسارات مجتمعة فإنها تكون حلقات الواحدة فوق الأخرى وتكون معاً ما يشبه الاسطوانة وهذا هو اسمها فعلاً ( السلندر) أي اسطوانة بالانجليزية .

فمثلاً في تكون المسارات الثمانية الخارجية سلندراً (لاحظ أن كل قرص له وجهين كل وجه له مسار) أي أنه في هذه الحالة يكون السلندر به 8 مسارات ، وطبعاً قد يختلف عدد الأقراص من قرص صلب إلى آخر ، قد تجد قرصاً ما بخمسة أقراص أو ستة إلخ .......

وبالطبع - إذا كنت قد استوعبت الكلام السابق - فإن عدد السلندرات في أي قرص صلب تساوي عدد المسارات على كل وجه من أي قرص من أقراصه، وللعلم فإن عدد المسارات في الأقراص الحديثة يعد بالألوف و كلما كان أكبر كلما أصبحت كثافة البيانات أكبر وكلما أصبح بالإمكان تخزين بيانات أكثر على نفس القرص يتأثر بحجم رأس القراءة والكتابة وكذلك بالمسافة بين القرص ورأس القراءة والكتابة .

الكلستر

و الكلستر هو عبارة عن مجموعة متعاقبة من القطاعات يختلف عددها حسب نوع التهيئة (الفورمات) للقرص الصلب ، وكلما كان حجم الكلستر أقل كلما كان استخدام القرص أكثر كفاءة .

القطاع (sector)

عندما يود الحاسب تخزين بعض البيانات فإنه طبعاً يخزنها على شكل ملفات ، وعليه عند تخزين أي ملف أن يسجل موقع كل ملف حتى يمكنه عند الحاجة إلى استرجاع الملف الرجوع إلى نفس المكان مرة أخرى ، وتخزن مواقع جميع الملفات المخزنة في القرص في منطقة مخصصة لهذا الغرض تسمى جدول مواقع الملفات FAT ، وحتى يفعل ذلك يجب أن يقوم بإعطاء كل بايت في القرص رقماً ، وإذا استعملنا هذه الطريقة فإن جدول مواقع الملفات ( ومع كثرة عدد الملفات ) سيستهلك الكثير من مساحة القرص في تخزين مواقع الملفات لذلك عندما يتعامل الحاسب مع الملفات في القرص الصلب فإنه لا يتعامل معها على حجم بايتات ، لذلك يقسم القرص كل مسار من المسارات إلى أقسام صغيرة متساوية تسمى " قطاعات " ، وفي القرص الصلب يكون طول القطاع 512 بايت ( وليس 512 كيلوبايت ) ، وهذا الطول ( 512 بايت ) دائماً ثابت بغض النظر عن نوع أو الحجم الكلي للقرص الصلب ، لذلك يعتبر القطاع أصغر وحدة قياسية للتعامل مع القرص الصلب .

وإذا تكلمنا عن أنظمة الملفات المختلفة نجد أن بعض أنظمة الملفات تتعامل مع القطاع كوحدة القرص القياسية ( مثل نظام

HPFS الخاص بنظام التشغيل OS/2 ) بينما بعض الأنظمة الأخرى مثل FAT يعتبر القطاع وحدة صغيرة ويستخدم وحدة تسمى " الكلستر" كوحدة القرص القياسية .

ولكن هل يمكن أن يكون حجم القطاع أكبر أو أصغر من 512 ؟ الجواب هو ممكن ولكن ليس في الأقراص الصلبة ، وهذا راجع لتصميم كل نوع من وحدات التخزين . فما الذي يجعل حجم القطاع 512 بايت ، لماذا لا يكون أقل أو أكثر ؟ في الحقيقة إن تحديد حجم القطاع بـ 512 بايت لهو ما يشبه اتفاق أهل الصناعة على ذلك لتصبح الأقراص متوافقة مع أنظمة التشغيل المختلفة .

وإذا نظرنا لتوزيع القطاعات على المسارات المختلفة على القرص الواحد نجد أن المسار يمكن أن يكون أطول ما يمكن ( في الطرف الخارجي للقرص ) أو أقصر ما يمكن ( في الطرف الداخلي للقرص ) فهل يكون عدد القطاعات في المسارات الصغيرة مساوي لعددها في المسارات الكبيرة ؟ في الحقيقة تختلف إجابة هذا السؤال بالنسبة للأقراص الجديدة عنها في القديمة ، ففي الأقراص القديمة نجد أن عدد القطاعات في كل المسارات متماثلة بينما في الأقراص الجديدة عددها يعتمد على حجم المسار حيث يتم بذلك استغلال مساحة القرص بشكل أفضل ، وتسمى هذه العملية "MultibleZone Recording" واختصاراً MZR كما يمكن أن يسمى بأسامي أخرى مثل Zoned ConstantAngular Velocity واختصاراً ZCAV واسم آخر هو zone bit recording وكلها أسماء لنفس التقنية .

عنونة القطاعات

بما أن القرص الصلب يتعامل مع البيانات ( بالكتابة للقرص أو القراءة منه ) على شكل قطاعات كل منها 512 بايت لأن القطاع هي أصغر وحدة قياسية في القرص الصلب ، فلا بد إذاً من وجود طريقة للقرص الصلب لتمييز كل قطاع من القطاعات التي يحتويها عن غيرها ليستطيع نظام التشغيل طلب البيانات التي يريدها ، وبالفعل يوجد لكل قطاع عنوان يتكون من ثلاثة أشياء :

رقم السلندر Cylinder
رقم الرأس Head
رقم القطاع Sector في المسار

فإذا أراد نظام التشغيل (مثل وندوز ) طلب بيانات معينة فإنه يطلبها بتحديد عناوين القطاعات التي يحتويها بطريقة رقم السلندر والرأس والقطاع التي يحتوي البيانات المطلوبة ، مثلاً ( 520 - 5 - 6 ) تعني السلندر رقم 520 والرأس رقم 5 والقطاع السادس ، وبهذه الطريقة يتمكن نظام التشغيل من تحديد أي موضع للبيانات يريدها ، وتسمى هذه الطريقة " عنونة CHS " وبالانجليزية (CHSaddressing) .

عندما قام مهندسو شركة IBM بتصميم هذا النظام كان لابد - لأمور خاصة بالتقنية - أن يحددوا طول أقصى لكل واحد من الأعداد فمثلاً جعلوا الحد الأقصى لعدد السلندرات هو 1024 سلندر والرؤوس 255 والقطاعات 63 قطاعاً ، لذلك لا يمكن استخدام أي قرص يحوي أكثر من 1024 سلندر أو أكثر من 255 رأس أو أكثر من 63 قطاع في كل مسار ، لذلك فإن هناك حد أعلى لحجم القرص الصلب وهو يساوي : عدد السلندرات الأفصى( 1024 سلندر) × عدد الرؤوس الأقصى(255 رأس ) × عدد القطاعات الأقصى (63 قطاع لكل مسار) ×عدد البايتات في كل كلستر (512 بايت ) = 1024 × 255 × 63 × 512 = 8422686720 بايت = 8225280 كيلوبايت = 8032.5 ميجابايت

فتبرز هنا المشكلة : إذا كان للقرص الصلب أكثر من 1024 سلندر فكيف سيتمكن نظام التشغيل من الوصول إلى السلندرات الأعلى من 1024؟ ليس هذا فقط ، إنما كان اختيار الحد الأقصى لعدد الرؤوس كبيراً حيث أن أحدث الأقراص الصلبة لا تستخدم في العادة أكثر من 16 رأس ، فذلك يجعل الحد الأقصى لسعة قرص بـ 16 رأس = 1024 × 16 × 63 × 512528482304 بايت =516096 كيلوبايت = 504 ميجابايت ، وهذه السعة قليلة بكل ما في الكلمة من معنى فما هو الحل ؟

مثلا كيف تعمل عنونة CHS في قرص صلب ؟ لنفرض أن برنامجاً ما يود قراءة الملف c:\autoexec.bat من القرص الصلب فالخطوات التي ستحدث بين الأجزاء المختلفة هي ( مع الكثير من التبسيط ) :

البرنامج يقول لنظام التشغيل ( وندوز مثلاً ) : أود الحصول على الملف c:\autoexec.bat
نظام التشغيل يقول للبيوس : أود الحصول على الملف ذو العنوان C 687 H 2 S 44 ( أي عنوان CHS )
البيوس يقول لبينية IDE : أود الحصول على C 687 H2 S 44
تقوم بينية IDE ببساطة باستخلاص البيانات من القطاع المذكور وتسليمها لنظام التشغيل الذي يسلمها للبرنامج .

ترجمة القطاعات sector translation

ذكرت أن الأقراص الصلبة حتى الحديثة منها لا تحتوي على أكثر ن 16 رأس ، لذلك فإن الحد الأقصى البالغ 255 رأس لا يستغل بكامله مما يخفض حجم القرص المسموح به ، و للتغلب على هكذا مشكلة يمكننا بطريقة تحايلية استعمال العدد الأقصى للرؤوس وذلك بخداع الحاسب وإيهامه أن هناك عدد من الرؤوس أكبر من الموجود فعلياً فمثلاً إذا كان لدينا قرص صلب ذو 2048 سلندر و 16 رأس و 63 قطاع لكل مسار فإننا نخبر الحاسب أن هذا القرص له 1024 سلندر و 32 رأس و 63 قطاع وبالتالي يتعامل معه على أنه ذو سعة أكبر ، وإذا أراد الحاسب مثلاً قراءة البيانات من قطاع غير موجود ( مثلاً قطاع على الرأس 32 ) فإنه يتم ترجمة هذا الموقع إلى الموقع الصحيح على القرص وبالتالي يتم عمل طبقة ترجمة بين الحاسب وبين القرص الصلب دعنا نورد مثال على ذلك بنفس الطريقة السابقة :

البرنامج يقول لنظام التشغيل ( وندوز مثلاً ) : أود الحصول على الملف c:\windows\media\mysound.wav
نظام التشغيل يقول للبيوس : أود الحصول على الملف ذو العنوان C 896 H30 S 54
البيوس لبينية IDE : أود الحصول على البيانات في C 896 H30 S 54
بينية IDE : بما أن قرصي الصلب هذا يستخدم ترجمة القطاعات فإنني سأحول هذا العنوان إلى العنوان الفعلي على القرص ، والعنوان الفعلي هو C 1563 H3 S40 ، يستخلص البيانات ويسلمها للبيوس لتسلم للبرنامج .

وفي هذه الحالة تسمى ( 2048 سلندر و 16 رأس 63 قطاع ) " التركيبة الفيزيائية" للقرص لأن هذا هو التركيب الحقيقي له بينما تسمى التركيبة ( 1024 سلندر و 32 رأس و 63 قطاع ) " التركيبة المنطقية" لأن الحاسب يتعامل مع القرص على هذا الأساس ، وتسمى عملية التحويل من التركيبة المنطقية إلى التركيبة الفيزيائية " ترجمة القطاعات " .

تبيين القطاعات (sector interleave)

إن ضبط التبيين على أفضل قيمة سوف يؤدي بالتأكيد إلى أداء أفضل وعلى أية حال يسرني ( أو يحزنني بعدما قرأت كل هذه السطور ) أن أقول لك أن التبيين ليس له قيمة في الأقراص التي لها ذاكرة خاصة بقراءة المسارات ، هذه الأقراص تقرأ المسار كله دفعة واحدة وترسل للمعالج البيانات التي يحتاجها فقط وبذلك تزول المشكلة نهائياً ، وفي الحقيقة جميع الأقراص في الوقت الحاضر لها هذا النوع من الذاكرة .

ولكن بالطبع الحاجة لمعرفة التبيين تبرز في الأقراص القديمة التي ليس لها هذا النوع من الذاكرة ، وفي هذه الحالة عندما نود تهيئة القرص تهيئة منخفضة المستوى فمن الأفضل قياس سرعة المعالج لمعرفة التبيين المناسب لكل حالة ، وفي الواقع أن بعض برامج التهيئة المنخفضة المستوى تفعل ذلك .

تخزين الملفات في القطاعات

عندما يود الحاسب تخزين ملف على القرص فإنه يبحث عن قطاع فارغ ويقوم بتخزين الملف به (رقم1 في الشكل المقابل)، ولكن ماذا لو كان الملف أكبر من القطاع - مثلاً ملف حجمه 1000 بايت ؟ الحل هو أن يقوم باستخدام قطاع آخر لهذا الغرض(رقم2) ، ويمكن استخدام أي عدد من القطاعات.

وإذا أراد تخزين ملف آخر فإن الحاسب لا يستطيع استخدام نفس القطاع لبداية تخزين الملف الثاني ، بل عليه استخدام قطاع (أو قطاعات ) جديدة ، وقد تتسائل ماذا عن المساخة الفارغة بين القطاعين ؟ أقول أنها مساحة مهدرة .

ليس ذلك وحسب بل أن الحاسب لا يستطيع استخدام ملفين في نفس الكلستر ، فلو أن الكلستر في قرص صلب ما يساوي 20 قطاعاً وأردنا تخزين ملف بحجم قطاعين فإن ما مجموعه 18 قطاع ستكون فارغة (مهدرة ) .

لذلك فإنه - عملياً - لا يمكن تسجيل 10 جيجابايت كاملة على قرص صلب بهذه السعة بسبب المساحات المهدرة من الكلسترات ، هذا طبعاً إلا إذا كانت ال 10 جيجابايت تقع في ملف واحد ، وهذا بالطبع غير عملي .

لذا للحفاظ على نسبة المساحة المهدرة أقل ما يمكن من المهم عند تهيئة القرص الصلب الحصول على أقل حجم للكلستر ، ولكن لماذا التعقيد ؟ أقصد لماذا لا يستغني الحاسب عن فكرة الكلسترات ويستعمل القطاعات ويوفر بذلك المساحة المهدرة ؟

يقوم نظام الملفات بإعطاء كل وحدة من وحدات القرص الصلب عنوان في هذا الجدول ليستطيع التفريق بين الوحدات - ملاحظة : وحدة القرص الصلب يمكن أن تكون قطاع أو كلستر - فمثلاً إذا كان في القرص الصلب 100000 قطاع فإن على نظام الملفات تعيين 100000 رقم بواقع رقم لكل قطاع ، إلى هنا وليس هناك مشكلة ولكن المشكلة تبدأ عندما يزيد عدد الوحدات عن عدد معين وهو في نظام دوس ( لأن دوس يستخدم طول 16 بت لترقيم الكلسترات ) = 2 مرفوع للأس 16 التي تساوي 65536 ، أي أن دوس لا يستطيع دعم أي قرص صلب عدد وحداته أكبر من هذا العدد وبما أن الوحدة في نظام دوس هي الكلستر فهذا يعني أنه كلما زاد حجم القرص وجب علينا زيادة حجم الكلستر :

وعندما تقوم بعملية التهيئة فإن برنامج التهيئة سيقوم باختيار إقل حجم ممكن للكلستر تلقائياً . ولا يستطيع دوس دعم كلستر أكبر من 64 قطاع (32 كيلوبايت) لذا لا يستطيع دعم قرص أكبر من 2 جيجابايت (2048 ميجابايت) . لاحظ أيضاً أن نظام دوس الأقدم ( مثل دوس 3.3 و 4 و 5 لم تكن تسمح بكل هذه الإمكانيات ) فمثلاً دوس 3.3 كان يستعمل FAT ذو 12 بت .

عندما تشتري قرص صلب جديد فإن السعة المكتوبة عليه ( مثلاً 10 جيجابايت ) هي في الغالب سعته قبل التهيئة ، أما بعد التهيئة فإن هذه السعة سوف تقل بالتأكيد .

القطاعات التالفة

لو فرضنا أن بعض القطاعات في قرص صلب ما قد تلفت لأي سبب من الأسباب فهل يعني ذلك أن نرمي القرص بكامله ؟ يمكن لبعض القطاعات - عند تلفها - أن تسبب مشاكل في القراءة أو الكتابة وربما تتسبب ب"تعليق" النظام فلا بد من معالجة هذه المشكلة .

تتوفر العديد من البرامج التي تقوم بفحص القرص ( مثل برنامج scandisk المرفق مع وندوز ) وإذا وجدت أي قطاع تالف فإنها تقوم بوضع علامة عليه للدلالة على أنه تالف فلا يقوم الحاسب بالتسجيل عليه فيما يستمر بالتسجيل على باقي أجزاء القرص غير التالفة ، وبذلك تزول المشكلة .

بينية القرص الصلب

كل قرص صلب لابد من توصيله باللوحة الأم حتى يمكن نقل المعلومات من وإلى القرص ، وحتى نفعل ذلك لابد من وجود جهاز ما يوصل هذين الشيئين وهذا ما يسمى "البينية" ، و كل قرص صلب متوافق مع نوع معين من البينيات ولا يمكنه العمل مع سواها ، ويوجد لدينا اليوم نوعين رئيسين من البينيات :

1- EIDE ويمكن تسميتها اختصاراً بـ " IDE " وترجمة الاسم هي " السواقة ذات الإلكترونيات المضمنة والمحسنة" و معنى الاسم أن الإلكترونيات اللازمة لتشغيل القرص موجودة فيه (لوحة التحكم ) وليس خارجه ، وهي بلا منافس الأكثر شيوعاً بين المستخدمين .

وفي هذا النوع من الأقراص الصلبة يوجد بينية ( في الماضي كان بطاقة توسعة أما الآن فهي مدموجة في جميع اللوحات الأم ) لها مشبك خاص يدعى مشبك IDE ويوصل كيبل خاص ( أنظر الشكل ) من القرص الصلب إلى مشبك IDE و تستقبل بينية IDE الطلبات من المعالج وتقوم بالتفاهم مع لوحة التحكم الخاصة بالقرص لجلب البيانات المطلوبة .

تتسع بينية EIDE الواحدة إلى أربعة أجهزة IDE موزعة على قناتين : أولية وثانوية بواقع جهازين لكل قناة ، تتقبل بينية IDE أية أجهزة متوافقة مع مواصفات IDE سواء أكانت أقراص صلبة أو أي أجهزة أخرى مثل محركات الأقراص المدمجة CD أو DVD أو أجهزة التخزين الاحتياطي الأخرى .

2- SCSI وينطق "سكزي" وهي أسرع من الاولى و لكنها أغلى بكثير ، وتعتبر أفضل ميزة فيها سرعتها الكبيرة في التعامل مع طلبات كثيرة في نفس الوقت لذا فهي غالباً لا تستخدم إلا في الأجهزة الخادمة .

تعمل أجهزة سكزي بطريقة مختلفة عن ال IDE فهي عبارة عن مجموعة من الأجهزة ( أقراص صلبة أو أجهزة تخزين أخرى مثلاً ) مربوطة مع بعضها بناقل خاص يمكنها - بخلاف IDE - من تبادل البيانات مع بعضها بدون تدخل المعالج المركزي ، فلو أردنا مثلاً نسخ ملف من قرصين صلبين من نوع سكزي فسوف يتم ذلك بدون إشغال المعالج ، فيمكننا إذا ً أن نقول أن هذه الأجهزة مستقلة بذاتها .

أعطال القرص الصلب

طبعاً القرص الصلب كأي جهاز آخر قابل للأعطال ، ويختلف القرص الصلب عن باقي أجزاء الحاسب في أنه يحفظ بياناتك وعندما يتعطل هذا معناه عدم امكانية الوصول إلى البيانات المخزنة عليه وإذا كانت بياناتك مهمة فلا بد من التخزين الاحتياطي ويمكن أن يحدث هذا العطل في أي وقت خاصة مع القرص الجديد جداً أو القديم جداً .

ومن أسباب أعطال القرص الصلب ما يلي :

تعرض القرص للاهتزازات مما يجعل رؤوس القراءة والكتابة تتلامس مع سطح القرص مسببة تلفه .
وجود ذرات ولو صغير من الغبار التي يمكن أن تدخل بين القرص ورأس القراءة والكتابة مما يسبب انقشاع ذلك السطح من مكانه ، كما يمكن للسطح المقشوع أن يسبب تلف في مناطق أخرى بنفس الطريقة .

حفظ الطاقة

أقراص القرص الصلب تدور باستمرار طيلة عمل الحاسب لتمكن للحاسب الوصول للمعلومات المخزنة بسرعة مستهلكاً طاقة كهربائية ، قد يحدث ( وكثيراً ما يحدث) أن تترك الحاسب لانشغالك في أعمال أخرى وقد تنسى أنك تركت الحاسب يعمل لعدة ساعات وهذا بالطبع يستهلك الكهرباء بدون داعي بالاضافة لاستهلاكه للقرص الصلب (سرعة التلف) ، بالاضافة لذلك إذا نظرنا للحاسبات المتنقلة التي تعمل بالبطاريات نجد أن البطاريات قد تنفذ بدون داعي لذلك لذا فلا بد من وسيلة نقلل فيها هذا الهدر.

هذا كله أدى بصانعى الحاسب لكى يقوموا بعمل نظام لإدارة الطاقه فى جهاز الحاسب حتى يفصل المكونات بعد فتره من عدم إستخدام الحاسب وهذه الفترات يتم تحديدها من قبل المستخدمين .

ضبط الجانبر

عند وضع جهازين على كابل IDE واحد فلا بد أن تحدد لأحدهما أن يكون سيداً (master) وللآخر أن يكون عبدا (slave) والفرق بين العبد والسيد هو أن السيد له الأولوية في إقلاع الجهاز أي أن القرص السيد سوف يظهر قبل العبد في حروف محركات الأقراص (مثلاً السيد يصبح C أما العبد فيصير D وهكذا ).

وحتى يعرف الحاسب أي القرصين تريد أن يكون العبد و أيها السيد لابد من ضبط أوضاع ال "JUMBERS" موجودة على أي جهاز IDE ، ولا يمكن شرح طريقة تغيير القفازات لاختلافها من جهاز إلى آخر ولكن توجد دائماً ورقة ملصقة على الجهاز تبين كيف تحرك القفازات لتحصل على ما تريده .

وهناك عدة خيارات يمكن أن تختار منها :

· master : عندما تريد هذا الهارد سيد .

· slave : عندما تريد الهارد أن يصبح عبد .

· single : معناها بالإنجليزية "مفرد" أو " وحيد "

· cableselect : وتعني " الاختيار بالكابل "

طبعاً الخياران الأول والثاني ليس عليهما غبار ماذا عن الثالث ، حسناً هذا الخيار يستخدم عند وضع قرص واحد فقط على كابل وعدم وضع قرص آخر معه ، مثلاً عند وضع قرص واحد على القناة الأوليةIDE1 بدون قرص آخر معه على نفس المشبك ( ليس لنا علاقة بالمشبك الثاني) نضبط ذلك القرص على وضع single .

ملاحظة : في بعض الأقراص الصلبة لا يوجد الخيار single ففي هذه الحالة يستعاض عنه بالخيار master . أما بالنسبة للخيار الرابع فهذا يستخدم مع كيبل خاص لتحديد من هو السيد ومن هو العبد ، وقد لا يوجد على بعض الأقراص .

لنفرض أن عندك قرص صلب واحد ومحرك أقراص مدمجة واحدة هناك طريقتين يمكن توصيل هذين الجهازين باللوحة الأم :

· الاحتمال الأول : أن تركب الجهازين على مقبس واحد ( مقبس IDE الأولي ) ، و في هذه الحالة لابد من جعل القرص الصلب "سيد" أما محرك القرص المدمج فـ"عبد" وبذلك يصبح القرص الصلب هو ال c (لأنه هو القرص السيد على القناة الأولى )

· الاحتمال الثاني : أن تركب كل جهاز على مقبس مختلف ، القرص الصلب على IDE الأولي والمدمج على IDE الثانوي ، وفي هذه الحالة لا بد من جعل كل قرص على وضع "single" لأنه موجود لوحده على مقبس بدون شريك له.

ماذا لو كان عندك قرصين صلبين وواحد مدمج ؟ ضع القرص الصلب الأسرع في IDE الأولية أما القرص الآخر فيمكن أن تضعه كقرص عبد للأول أو كسيد في IDE الثانوية ليصبح عندها القرص المدمج عبد .

المهم هو المبدأ : القرص السيد في IDE الأولية لابد أن يكون قرص صلب وليس محرك أقراص مدمجة

مواصفات القرص الصلب

حتى يتمكن الحاسب من أن يتعرف على القرص الصلب الجديد لا بد أن تخبره بنفسك عن مواصفات القرص وهي :

· عدد السلندرات (cylender)

· عدد الرؤوس (head)

· القطاعات في كل مسار(sector)

· write precomp

· landing zone

ويجب إدخال هذه المعلومات في إعدادات البيوس ، ويمكنك الدخول عليها عند بداية تشغيل الحاسب بالضغط على زر del ( في بعض الأجهزة مفتاح F1 أو F2 ) في لوحة المفاتيح ، ومن ثم الذهاب إلى "standard CMOS setup" وإدخال إعدادات القرص .

كما توجد في أغلب اللوحات الأم الجديدة ميزة التعرف التلقائي على القرص الصلب "IDE auto detection" مما يغنيك عن ادخال هذه المعلومات بنفسك .