القرص الصلب ( الهارد دسك )

القرص الصلب ( الهارد دسك )

القرص الصلب HARD DISK (وحدة التخزين الدائم
* الشركات المنتجة للقرص الصلب هي /
1- ويسترن ديجتل 2- كوانتيوم 3- سي جيت 4- سامسونج
(أفضلها ويسترن ديجتل)
* سعة التخزين (20 ج ب)_(30 ج ب)_(40 ج ب)_(60 ج ب)(80 ج ب)_(100 ج ب)_(180 ج ب) ... إلخ
* الأشياء التي تشغل حيزاً من القرص الصلب / 1- الصور 2- الصوتيات 3- الأفلام
* جيجا بايت = 1000000000 بايت (حرف) تقريباً GB
ميجا بايت = 1000000 بايت (حرف) تقريبـــاً MB
كيلو بايــــت = 1000 بايت (حرف) تقريبـــــــــــــــــاً KB
ملاحظات مهمة
1- من أسباب تعليق الجهاز إمتلاء القرص الصلب خاصة القسم النشط (C)
2- كلما زادت المساحة الحرة بالقرص الصلب كلما كان الجهاز أسرع .
* القرص الصلب يأتي بعدة سرعات وهي / AB سرعته 3500 إهتزازه في الثانية / EB سرعته 5000 إهتزازه في الثانية /
BB سرعته 7200 إهتزازه في الثانية SCSI سرعته 10000 إهتزازه في الثانية

منقووووووول

مكونات القرص الصلب

يحتوي علي أجزاء الكترونية و أجزاء ميكانيكية:

الأجزاء الميكانيكية :

قرص تخزيني (أو عده أقراص متحدة المحور) مغطي بمادة قابلة للمغنطة.
رؤوس القراءة والكتابة.
ذراع يحمل رؤوس القراءة والكتابة.
منظومة ميكانيكية لتحريك الذراع.
موتور لتدوير الأقراص التخزينية.
الأجزاء الالكترونية : عبارة عن لوحة إلكترونية توجد أسفل القرص الصلب.
سنبدأ الآن بتشريح القرص الصلب :

هذا هو الشكل الخارجي العام للقرص الصلب (الأول من نوع Seagate والثاني WD ) :

كما نري القرص الصلب يكون محمي بغطاء من الألمنيوم :

و بأسفل القرص الصلب نرى لوحة التحكم الإلكترونية :

مسئولية مجموعة الإلكترونيات هذه هي : التحكم في عملية القراءة و الكتابة علي القرص الصلب و أيضاً التحكم في الموتور الذي يقوم بتدوير ال platters ، حيث تقوم هذه الإلكترونيات بتجميع المجالات المغناطيسية المخزنة علي المادة المغناطيسية و تحويلها إلى مجموعة من ال bytes (عملية القراءة),و أيضاً تقوم بتحويل ال bytes المراد تخزينها علي القرص الصلب إلى مجموعه من المجالات المغناطيسية لكي تخزن علي المادة المغناطيسية (عملية الكتابة).

نقوم الآن بإزالة الغطاء الألمنيوم من علي القرص الصلب فنري الاتي داخل القرص الصلب :

في الصورة السابقة نري الأتي :

Platters أو أقراص التخزين ( في الصورة هو ذلك القرص الدائري اللامع), هذه الأقراص هي التي يتم تخزين البيانات عليها كما ذكرنا من قبل ، وعادة ما يتم تدويرها بسرعة 3600 أو 7200 لفة في الدقيقة أثناء عمل القرص الصلب ، و يمكن أن يحتوي القرص الصلب علي أكثر من Platter تكون متحدة المحور ،وكلما زاد عدد هذه الأقراص و كثافة التقسيمات التي عليها - سنوضح ذلك فيما بعد - زادت السعة التخزينية للقرص الصلب ، وتصنع هذه الأقراص من الألمونيوم أو - في الأقراص الحديثة - من الزجاج المقوى بالسيراميك الذي يعتبر أفضل أداءً حيث أن مقاومته للارتفاع في درجة الحرارة أفضل ، ويتم صقل هذه الأقراص بحيث تصبح ملساء جدا كالمرآة .
و هذه الأقراص لا يمكنها حفظ الشحنة المغناطيسية اللازمة لعملية التخزين في حد ذاتها ، بل يجب أن تغطي هذه الأقراص بمواد يمكنها حفظ الشحنة المغناطيسية.

الذراع arm الذي يحمل رؤوس القراءة و الكتابة Read\Write heads ، و يلزم لكل قرص تخزيني رأسين واحد للقراءة و الآخر للكتابة و مكانهم كالأتي: واحد أسفل القرص التخزيني و الآخر أعلي القرص التخزيني ، فمثلا لو كان لدينا 3 أقراص تخزينية فإننا نحتاج ل 6 رؤوس قراءة و كتابة ، ولا تكون رؤوس القراءة والكتابة ملامسة لسطح أقراص التخزين بل تكون مرتفعه عنها بمقدار صغير جدا ، بل إن الرأس إذا لامست القرص التخزيني فسيؤدي ذلك لتلف الجزء الذي لامسته - يسمي الجزء التالف ب Bad Sector -.
ويتم تحريك هذه الذراع-الخفيفة الوزن جدا- بواسطة منظومة ميكانيكية دقيقة جدا و سريعة جدا ، ويمكن لهذه المنظومة أن تحرك الذراع من داخل قرص التخزين إلى حافته والعكس 50 مرة في الثانية الواحدة، ويمكن أن يتم بناء مثل هذه المنظومة باستخدام موتور خطي Linear سريع . يوجد الآن نوعان من التكنولوجيا التي تستخدمها هذه المنظومة الميكانيكية :

الأولي : تعرف بال band stepper motor و تعتمد في فكرتها علي كمية الكهرباء التي ترسلها لوحة التحكم الالكترونية ، و لكن هذه التكنولوجيا غير مستخدمة لأنها كثيرة المشاكل نتيجة لتأثرها بدرجة الحرارة و لأنها تتلف بسرعة.
الثانية : Voice Coil في هذا النوع تقوم لوحة التحكم الالكترونية بإرسال تيار كهربائي إلى المحرك وهذا التيار يستخدم في توليد مجال مغناطيسي لتحريك الذراع ضد زنبرك ، مما يجعل لوحة التحكم الالكترونية قادرة على التحكم بموقع الرأس-لأنها تتحكم بالذراع- عن طريق التحكم في شدة التيار الكهربائي.
تخزين البيانات علي القرص الصلب : يتم تخزين البيانات علي القرص الصلب في قطاعات Sectors و مسارات Tracks ، المسارات عبارة عن دوائر متحدة المركز ، و القطاعات هي أجزاء من المسارات ، الشكل التالى يوضح ذلك :

اللون الأحمر يمثل المسار ، واللون الأزرق يمثل القطاع.

وكلما تمكننا من زيادة عدد القطاعات في المسار الواحد زادت السعة التخزينية الكلية للقرص الصلب. يحتوي القطاع علي عدد محدد من الـ bytes مثلا 256أو 512 بايت ، و لكن نظم التشغيل غالبا ما تتعامل مع القطاعات بأن تقسم كل مجموعة منها إلى ما يعرف ب Cluster.

كيف يتم توصيل القرص الصلب بالكمبيوتر :

تستخدم الأقراص الصلبة نوعين من الـ Interface للتعامل مع الكمبيوتر :

EIDE ويمكن اختصارها إلى " IDE " و فيها تكون الإلكترونيات اللازمة لتشغيل القرص موجودة بداخله - في لوحة التحكم الالكترونية - وليس خارجه ، وهي الأكثر شيوعاً بين مستخدمي الكمبيوتر ، وهي نفسها المستخدمة في مشغلات الاسطوانات المدمجة ، ويتم توصيل القرص الصلب باللوحة الأم عن طريق كابل مباشرة دون استخدام كروت إضافية.
SCSI هذا النوع أسرع بكثير من النوع الأول و لكنه أيضاً مكلف عنه ، ويستخدم غالبا في السيرفرات والأجهزة التي تتطلب سرعات عالية ، ولكن لتوصيل القرص الصلب مع اللوحة الأم يلزم أن يكون هناك كارت إضافي يركب باللوحة الأم.

منقول

العوامل المؤثرة علي الأقراص الصلبة

معدل نقل البيانات Data rate هو عدد الـ Bytes التي يتم نقلها من القرص الصلب للكمبيوتر في الثانية الواحدة, ويتراوح بين 5 إلى 40 ميجابايت في الثانية الواحدة.
زمن الوصول Seek Time هو الزمن المستغرق بين طلب الملف من القرص الصلب و وصول أول Byte من الملف إلى الكمبيوتر.
سرعة دوران القرص الصلب ، فكلما كانت سرعة الدوران أعلي كان ذلك أفضل.
نوع ال Interface الذي يستخدمه القرص الصلب.
الكثافة التخزينية ، وهي عدد ال Bytes التي يمكن تخزينها في مساحة معينة من القرص الصلب.
وطبعا الأهم من ذلك السعة capacity الكلية للقرص الصلب مثلا 20 ، 40 ، 80 ، 120 جيجابايت ==

تهيئة القرص الصلب Formatting the HDD

لكي نستطيع استخدام القرص الصلب يجب أن نقوم بتهيئته أولا ، هناك نوعان التهيئة :

التهيئة الفيزيائية Physical Formatting و تعرف أيضاً بتهيئة المستوي المنخفض Low Level Formatting.
التهيئة المنطقية Logical Formatting أو ما يعرف بتهيئة المستوي العالى High Level Formatting.
فما الفرق بينهما إذن ؟

نبدأ بالنوع الأول

التهيئة الفيزيائية
فيها يتم تقسيم أقراص(Platters) القرص الصلب إلى عناصرها الأساسية : المسارات Tracks ، القطاعات Sectorsو السلندرات Cylinders بالإضافة إلى تحديد أماكن بداية ونهاية القطاعات والمسارات ، وغالبا ما يقوم مصُنٍع الأقراص الصلبة بالقيام بهذه العملية قبل بيع القرص الصلب ، و لابد من القيام بتهيئة القرص الصلب فيزيائيا قبل أن تتم تهيئته منطقيا.

التهيئة المنطقية
بعد أن تتم عملية تهيئة القرص الصلب فيزيائيا لا يمكننا بعد استخدام القرص الصلب ، بل يلزم أيضاً تهيئته منطقيا . التهيئة المنطقية يتم فيها وضع نظام الملفات File System (مثلFAT ، FAT 32 ، NTFS) علي القرص الصلب ، مما يتيح لنظام التشغيل (مثل الدوس DOS ، الويندوز Windows أو اللينكس Linux ) استخدام المساحة التخزينية الموجودة علي القرص الصلب في قراءة و تخزين الملفات و البيانات. و تختلف أنظمة التشغيل عن بعضها البعض في نظام الملفات الذي تستعمله, لذا فإن نوع التهيئة المنطقية التي نستخدمها يعتمد علي نوع نظام التشغيل الذي سنستخدمه (سنتناول فيما بعد أنواع ملفات النظام بالتفصيل ).

و عليه فأنك إذا قمت بتهيئة كل مساحة القرص الصلب الذي لديك بنظام ملفات معين فإن ذلك يحدد نوع و عدد أنظمة التشغيل التي يمكن أن تستخدمها ، و لحل هذه المشكلة يمكنك أن تقسم قرصك الصلب إلى عدة أقسام ، ثم تقوم بتهيئة كل قسم منها بنوع معين من نظام الملفات علي حدة و وبالتالى يمكنك أن تستخدم عدة أنظمة تشغيل علي نفس القرص الصلب .

لكي تهيئ قرصك الصلب منطقيا يمكنك استخدام برامج كثيرة من أشهرها الـ Partition Magic.

تقسيم القرص الصلب HDD Partitioning
إذا أردنا أن نستخدم القرص الصلب فيجب علينا أن نقوم بتقسيمه (إلى قسم واحد علي الأقل) ثم تهيئة الأقسام الناتجة .

في الواقع هناك ثلاث أنواع لتقسيمات القرص الصلب و هي : أساسي Primary ، ممتد Extended و منطقي Logical .

الـ Primary و الـ Extended هي التقسيمات الأساسية للقرص الصلب ، و يمكن أن يحتوي القرص الصلب الواحد علي أربع أو ثلاث أو أقسام أساسية ، بالإضافة إلى قسم ممتد واحد فقط ، لاحقا يمكن تقسيم هذا القسم الممتد إلى أي عدد من الأقسام المنطقية.

القسم الأساسي Primary Partition :
يحتوي القسم الأساسي علي نظام التشغيل (مثل الويندوز) المستخدم بالإضافة إلى أي ملفات أو بيانات أخري (مثل My documents ، Program files) ، و كما ذكرنا قبل إن يتم تنزيل نظام التشغيل يجب تهيئة القسم الأساسي أولا بنظام ملفات مناسب لنظام التشغيل المستخدم. لو كان القرص الصلب لديك يحتوي علي العديد من الأقسام الأساسية فإن واحد منها فقط سيعمل و يكون متاح للاستخدام و هو الذي سيتم تحميل نظام التشغيل منه عند بدء تشغيل الكمبيوتر و باقي الأقسام الأساسية ستصبح مخفية مما يمنع استخدمها.

القسم الممتد Extended Partition :
يمكن أن نعتبر القسم الممتد علي أنه حاوية تحتوي علي العديد من الأقسام المنطقية ،و لا يمكن أن نستخدم القسم الممتد في تخزين البيانات ، بل يجب أن نقسمه إلى عدد من الأقسام المنطقية التي يمكن أن نستخدمها في تخزين البيانات.

القسم المنطقي Logical Par,lkkkmmkjtition :
لا يمكن للأقسام المنطقية أن توجد إلا داخل القسم الممتد ، ويمكن للأقسام المنطقية أن تحتوي علي ملفات عادية و بيانات بل في بعض الأحوال يمكن أن تحتوي علي أنظمة تشغيل (مثل OS/2 ، LINUX ،WindowsNT).

يمكن استخدام عدة برامج لتقسيم القرص الصلب مثل ال Fdisk و ki zabi nike matkoume ya nkoucha .

منقول

خفايا القرص الصلب!!

من ضمن ماتحتويه الحاسبة من أجهزة وحدة التخزين الصلبة او القرص الصلب او ما اصطلح على تسميته بالـ (hard) فما هو القرص الصلب؟
لم تكن الحاسبات في البداية تحتوي على أية أقراص صلبة فقد كان تشغيل البرامج يتم من خلال الأقراص المرنة فقط لذلك فإن القرص الصلب بالنسبة للحاسب هو وسيلة التخزين الرئيسة 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، وزادت حجومها وسرعتها وتقلص حجمها.
الأجزاء الميكانيكية :
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، وتوضع الرؤوس والأقراص معاً داخل علبة محكمة الإغلاق لمنع دخول أية أجسام غريبة مهما كانت صغيرة ، فإي جسم غريب قد يتسبب بتلف سطح القرص
الأجزاء الإلكترونية :
وهي عبارة عن لوح إلكتروني مهمته تحويل الإشارات الكهربائية (البيانات) إلى مناطق ممغنطة على القرص ليتمكن بعد ذلك من استعادتها ( التخزين والاسترجاع) وكذلك عملية التحكم بدوران القرص وحركة رؤوس القراءة والكتابة. جميع الأقراص الصلبة تعمل بنفس المبدأ، وتختلف عن بعضها في جودة المكونات وسرعة عمله.
وتصنع هذه الأقراص من الألمونيوم (حيث أنه مادة خاملة قابلة للتشكيل ورخيصة ) أو - في الأقراص الحديثة جداً - من الزجاج المقوى بالسيراميك الذي يعتبر أفضل من حيث مقاومة الارتفاع في درجة الحرارة.
والأقراص ( الزجاجية أو الألمونيوم ) لايمكنها حفظ الشحنة اللازمة لعملية التخزين بل يجب أن تطلى هذه الأقراص بمواد لها خاصية حفظ الشحنة مما يمكن رؤوس القراءة والكتابة من استعمالها في حفظ البيانات ، وهذه المواد - كأي مادة صلبة - عندما تطحن تصبح حبوبا صغيرة جداً ، وهذه الحبوب هي التي تخزن فيها الشحنة بواقع بت واحد لكل حبة
الطريقة المستخدمة في أغلب الأقراص
لصلبة اليوم هي طريقة لصق المعدن بالدهن الكهربائي، أو ما يسمى بالعامية " المغطس " وبفضل هذه الطريقة ينتج سطح قوي وممتاز من ناحية حفظ الشحنة ويمكن تسجيل بتات أكثر في الإنش المربع الواحد.
محرك الأقراص:
وهو عبارة عن محرك يقوم بتحريك الأقراص بسرعة معينة تقاس بوحدة "دورة في الدقيقة" RPM وتدور الأقراص بسرعة دوران تتراوح عادة بين 4500 و 5400 دورة في الدقيقة وقد تصل إلى 10000 الدقيقة أو أكثر 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.
رؤوس القراءة والكتابة:
يوجد على كل قرص من الأقراص رأسان 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 رؤوس قراءة وكتابة.
محرك رؤوس القراءة والكتابة:
يقوم هذا المحرك ( مع الأجهزة الإلكترونية الخاصة به) بتحريك الرؤوس للمكان المطلوب من القرص حتى يمكن استخدام جميع 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:
وهي اللوحة الإلكترونية التي تتحكم بالقرص الصلب (الرؤوس و المحرك) وتقوم بعمليات القراءة والكتابة من والى القرص يمكن للمكونات الإلكترونية أن تتلف مسببة توقف القرص الصلب عن العمل. إن الأقراص الصلبة تختلف داخلياً من شركة إلى شركة، كما وتختلف طريقة إدارة تخزين البيانات وطرق فحص الأخطاء وتشخيصها وأشياء أخرى كثيرة ولكن جميع الأقراص يمكن أن تعمل على جميع الحواسيب لماذا؟ هذا لأن الأقراص مع أنها تختلف من الداخل إلا أنها متماثلة من الخارج، مثلاً عندما يود المعالج قراءة ملف ما من القرص فإنه سوف يصدر للقرص أمر لجلب القرص ( هذا الأمر قياسي ومتماثل في جميع الأقراص) فان القرص يستلم هذا الأمر ثم يمرره للإلكترونيات الداخلية التي تتعامل مع القرص وبشكل مختلف لكل نوع من الأقراص ولكن في النهاية يجب أن يجلب الملف المطلوب للمعالج في الصورة القياسية.
يعتبر القرص الصلب من المكونات الحساسة في الحاسب، بل يمكن أن نقول أنه أكثر الأجزاء حساسية كونه يتأثر بالصدمات كثيراً ومن الجائز جداً أن يتعطل بسهولة نسبياً ، مثلاً قد يتعطل القرص عند سقوطه على الأرض.
كيف يعمل القرص الصلب:
مبدأ عمل القرص الصلب يمكن ان نشرحها بالمثال البسيط التالي، نأتي بمسمار حديد ونلف حوله سلكا ونقوم بتمرير تيار كهربائي في هذا السلك فان السلك ينتج مجالا مغناطيسيا في المسمار، وهذا هو المبدأ الذي يعمل به التخزين في القرص الصلب حيث يحتوي رأس القراءة والكتابة على لفة أسلاك دقيقة جداً وقطعة دقيقة من المعدن وعند مرور تيار كهربائي في السلك ينتج مجال مغناطيسي في القطعة المعدنية التي تؤثر في البت القريب منه.
المسار: يخزن القرص الصلب البيانات على شكل بتات، التي تشكل البايتات ( كل 8 بتات = واحد بايت )، ترتب البتات على كل قرص من الأقراص المكونة للقرص الصلب على شكل دوائر يطلق على كل منها مسار وهذه الدوائر طبعاً تكبر كلما اقتربنا من الطرف الخارجي للقرص.
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، 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، ويستقبل الـ IDE الطلبات من المعالج ويقوم بالتفاهم مع لوحة التحكم الخاصة بالقرص لجلب البيانات المطلوبة.

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. ومن أسباب أعطال القرص الصلب: تعرض القرص للاهتزازات مما يجعل رؤوس القراءة والكتابة تتلامس مع سطح القرص مسببة تلفه، ووجود ذرات ولو صغيرة من الغبار التي يمكن أن تدخل بين القرص ورأس القراءة والكتابة مما يسبب انقشاع ذلك السطح من مكانه ، كما يمكن للسطح المقشوع أن يسبب تلفا في مناطق أخرى بنفس الطريقة.
وفي الواقع أن هذه الأشياء نادرة الحدوث إلى حد بعيد بسبب التصميم الممتاز للأقراص الصلبة ، في الماضي كان الغبار يدخل إلى داخل الأقراص الصلبة أما الآن فأن الأقراص موضوعة داخل حجرة محكمة الإغلاق إلا من فتحة صغيرة مخصصة لمعادلة الضغط وهذه الفتحة مزودة بفلتر يمنع دخول الغبار، كما أنها مضادة للاهتزازات.

منقول

رجع الصدى ..

مرحبابك .. ما شاءالله عليك .. نشيط كعادتك

معليش انشغالنا بالمرحلة التأسيسية للمؤسسة أخذتنا من المشاركة ولكن قريبا بحول الله
سنقوم بتفعيل منتديات واديكم..

تحياتي ،،،

مشرف عام المساهمات : 36 تاريخ التسجيل : 08/11/2009

اخى العزيز رجع الصدى
لماذا لم تستمر نرجو منك المزيد...ونرجو ان تكون فى تمام العافيه
تحياتى لك ....مهندس حمدى farao