كيف يعمل القرص الصلب من الداخل

  السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

أساسيات القرص الصلب

بدأ القرص الصلب بالظهور عام 1950 حيث كان مؤلف من أقراص يزيد قطر الواحد على 20 إنشا ًويتسع للقليل فقط من المعلومات، وكان يسمى حينها القرص الثابت (fixed disk)، ولكن سمي القرص الصلب لاحقاً لتمييزه عن القرص المرن، القرص الصلب يحتوي على ألواح صلبة تخزن المعلومات كحقل مغناطيسي، بعكس القرص المرن والشريط حيث يحتويان ألواح بلاستيكية مرنة.

الفرق بين القرص الصلب(hard disk) وشريط التسجيل (Tap recorder)

إن القرص الصلب والشريط كلاهما يعتمد آلية التخزين المغناطيسية في تخزين المعلومات، ولكنهما يختلفان عن بعضهما بالنقاط التالية: 
• منطقة التخزين في الشريط هي قطاع بلاستيكي نحيل، بينما في القرص الصلب هي طبقة دقيقة جدا ً من الزجاج أو الألمنيوم. 
• في الشريط، حتى تتمكن من الوصول للمعلومة التي تريد يجب علىك تجاوز كل المعلومات المخزنة الأخرى التي تقع بين موقعك الحالي في الشريط وموقع المعلومات المطلوبة (تماما كما في شريط الكاسيت يمكنك تخيل ذلك) مما يؤدي إلى هدر وقت كبير، بينما في القرص الصلب يمكنك الوصول إلى نقطة تخزين المعلومة المطلوبة مباشرة ً 
• في الشريط فإن رأس القراءة والكتابة ملامس تماما للطبقة البلاستيكية، بينما في القرص الصلب فهو لا يلامس الطبقة، وإنما يقع أعلى منها بقليل. 
• سرعة رأس القراءة والكتابة في الشريط حوالي 5.08 سم بالثانية، بينما في القرص الصلب سرعة الرأس حوالي 7620 سم بالثانية. 
• في القرص الصلب، المعلومات المخزنة تخزن في مناطق مغناطيسية صغيرة ودقيقة. 

السعة والأداء

الحواسب العادية المكتبية أو المحمولة عادة ما تحتوي أقراص صلبة ذات سعات تصل حتى 300 غيغا بايت أو أكثر، حيث يتم تخزين المعلومات على شكل ملفات، فالملف ببساطة يمكن تعريفه على أنه مجموعة من البايتات تم وضع اسم لها. هذه البايتات يمكن أن تكون نصا ً كتبته أو صورة رسمتها أو فيديو شاهدته أو تعلىمات برمجية أو......... 
أيا كانت هذه الملفات، فإنك حين تشغلها يقوم القرص الصلب بإرسالها إلى المعالج كي يتم فهمها. 

هناك عاملين مهمين في قياس أداء القرص الصلب: 
• معدل نقل البيانات: ويقصد به عدد البايتات بالثانية التي يمكن للقرص نقلها إلى المعالج، وقد تجاوزت 40 ميغا بايت بالثانية 
• زمن طلب المعلومات: ويقصد به الزمن بين الطلب الذي يرسله المعالج للقرص الصلب وبين زمن وصول أول بايت، وهذا الزمن يتم العمل على تقليله قدر الإمكان ليصل أقل من 10 ميلي ثانية.

داخل القرص الصلب – الجزء الالكتروني

كما نلاحظ في الشكل، فإن الجزء الالكتروني يتحكم بطريقة القراءة والكتابة وكذلك بالمحرك الدوار الذي يدوّر الألواح، وهو كذلك مسؤول عن تحريض الحقل المغناطيسي من اجل القراءة والكتابة وكل عناصر التحكم الالكترونية متوضعة على لوحة منفصلة عن باقي أجزاء القرص.

داخل القرص الصلب – الألواح الدائريّة ورؤوس القراءة والكتابة

بغية زيادة كمية المعلومات الممكن تخزينها في القرص الصلب، معظم الأقراص الصلبة لها ألوح دائرية متعددة متوضعة فوق بعضها البعض كما في الشكل:

 

كما نرى فإن القرص المبين له 3 ألواح دائرية وست رؤوس للقراءة والكتابة، لكل لوح يوجد رأسين حيث لكل وجه في اللوح الواحد يوجد رأس لأن الألواح يمكن تخزين المعلومات على كلا وجهيها. 
يقوم المحرك بتحريك كامل الألواح دائريا ً كي تصبح المعلومة المطلوبة في مجال تحرّك رأس القراءة والكتابة، عندئذٍ يتحرك رأس القراءة والكتابة باتجاه المكان المحدد ويبدأ عمليّة القراءة والكتابة. 
إن هذه الآلية وضعت لضمان السرعة والدقة لعملية تخزين وقراءة البيانات.

 

تخزين المعلومات

المعلومات يتم تخزينها على سطح اللوح على شكل قطاعات sectors ومسارات tracks. 
المسارات : هي الدوائر متحدة المركز (كما هو مبين باللون الأصفر). 
القطاعات: هي أجزاء من المسارات محدودة بقطاع زاوي معين من طرفيها (كما في اللون الأزرق).

إن القطاع الواحد يحتوي عدد ثابت من البايتات كمثال:256 بايت أو 512 بايت.

المرجو دعم الموقع من خلال الإشتراك على صفحاتنا على المواقع الاجتماعية و مشاركة الدروس مع أصدقاءكم. 

منشورة في: شروحات