القرص الصلب أو الهارد ديسك (Hard Disk أو Fixed Disk) ويمكن تعريف الهارد ديسك على أنه عبارة عن وحدة تخزين بيانات رئيسية فى الحاسوب يتم إستخدامه فى تخزين وإسترجاع الملفات والمعلومات الرقمية من وعلى أقراص سريعة الدوران وهو يتكون من الداخل من أقراص ممغنطة تدور ويقوم لاقط كهرومغناطيسي بالقراءة والكتابة من وإلى السطح الممغنط .
كانت بداية أختراع القرص الصلب فى الخمسينيات، وكانت وقتها عبارة عن أقراص كبيرة يصل قطرها إلى حوالي 20 بوصة ولكن على الرغم من حجمها الكبير إلا أنها كانت تتسع للقليل من الميكَا بايتات.ولم تكن تعرف فى وقتها بأسم Hard disk بل كانت تحمل وقت أختراعها فى الخمسينات إسم Fixed Disks أو Winchesters ومن ثم بعد ذلك عرف القرص الصب بأسم Hard Disk لكي يتم التفرقة بينها وبين الأقراص المرنة .
ويحتوى القرص الصلب بداخله على مادة مغناطيسية تستخدم في حفظ البيانات، هذه المادة المغناطيسية هي نفسها المادة المستخدمة في الأقراص المرنة وشرائط الكاسيت أيضاً، ولكن الفرق الوحيد حتى تكون على دراية بكل شىء هو أن الأقراص المرنة والكاسيت يتم فيها وضع المادة المغناطيسية علي ماده بلاستيكية مرنة، لكن بشكل عام القرص الصلب نفسه لا يختلف فى تخزينه للبيانات عن شرائط الكاسيت والأقراص المرنة فكلاهما يستخدم نفس طرق التخزين المغناطيسية .
يتم تخزين المعلومات على القرص الصلب على شكل (0 و 1) أي ديجيتل (Digital) ويتعامل معها الحاسوب على شكل بتات bits وهذا يعنى أن كل خانة أو بت قد تحتوى على صفر أو واحد فقط لا غير. ويتعامل نظام التشغيل مع الديجيتل الصفر أو الواحد على أنها أجزاء أحرف وأوامر حيث أن أى تسلسل معين للأصفار والأحاد قد يكون حرف أو أمر تحكمى .
ويعد القرص الصلب من الأجزاء الأساسية في بنية الحاسوب والمسؤول عن التخزين الطويل الأمد للبيانات حتى في حالة إنقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز فهو يقوم بقراءة وتسجيل البيانات بطريقه إلكترونية حیث بإمكانه تخزین كمیة كبیرة من البيانات والمعلومات بالإضافة إلى إمكانية قراءة المعلومات والبيانات بصورة أسرع بكثير من أجهزة تخزين البيانات الأخرى مثل CD-ROM و Tap Drives إلى غير ذلك من الوسائل التخزينية الأخرى .
مكونات القرص الصلب Hard Disk
يتكون القرص الصلب من مكونات ميكانيكية والكترونية.
المكونات الميكانيكية: هي عبارة عن مجموعه من الأقراص المتراصه فوق بعضها البعض ولها محور مشترك تدور حوله، وهذه الأقراص مغلفة بمادة قابلة للمغنطة حتى يمكن تخزين البيانات على سطحها على شكل شحنات.وهذه المكونات هي:
1- الاقراص الممغنطة: هي أقراص دائرية تشبة تقريباً (القرص المضغوط) وتصنع هذه الأقراص من الألمنيوم أو الزجاج المقوى بالسيراميك الذي يعتبر أفضل من حيث مقاومة الإرتفاع في درجة الحرارة، وهي مزدوجة الطبقة حيث يمكن القراءة من الطبقة العلوية والسفلية معاً.
2- محرك الاقراص: هو عبارة عن محرك يقوم بتحريك الأقراص عن طريق محور دوران يدعى (Spindle) بسرعة معينة تقاس بوحدة RPM وتدور الأقراص بسرعة دوران تتراوح من 4500 RPM وقد تصل إلى 10000 RPM أو أكثر حسب نوع الهارد ديسك وكلما كان معدل دوران المحرك أسرع كلما كان أفضل، لأن رأس القراءة سوف يتمكن من الحصول على البيانات المطلوبة أسرع، مما يقلل من الوقت الفاصل بين طلب الحاسوب للبيانات.
3- رؤوس القراءة والكتابة: يوجد على كل قرص من الأقراص الممغنطة رأسين للقراءة والكتابة (واحد على الوجه السفلي والآخر على الوجه العلوي) وتتحرك هذه الرؤوس ذهاباً وإياباً على الأقراص من خلال أذرع افقية ويمكنها الوصول لأي نقطة على الأقراص الممغنطة من خلال حركتها مع حركة دوران الأقراص.
المكونات الميكانيكية فهي عبارة عن لوح الكتروني مهمته تحويل الإشارات الكهربائية (البيانات) الى مناطق ممغنطة على القرص ليتمكن بعد ذلك من إستعادتها، وكذلك عملية التحكم بدوران القرص وحركة رأس القراءة والكتابة. وتتكون هذه اللوحة الالكترونية من عدة أجزاء وهي:
1- المعالج CPU: يعمل المعالج على اللوحة الالكترونية للهارد نفس عمل المعالج الموجود على المذربورد فهو يقوم بمعالجة البيانات وتتم بتحويل الصفر والواحد الى لغة Hexa Decimal أي لغة الآله إلى بيانات مفهومه ويكون المعالج أكبر الرقائق الألكترونية في الحجم الموجودة على اللوحة الألكترونية للهارد.
2- الرام Memory: هي ذاكرة التخزين المؤقت، يتم محوها بمجرد فصل التيار الكهربائي عنه أو إعادة التشغيل وتوجد بجوار المعالج وتكون مستطيلة الشكل.
3- البيوس Bios: هو يعمل عمل البيوس الموجود في المذربورد للكمبيوتر ويكون موجود عليه نوع الهارد ديسك وإسم الشركة المصنعة له والبيانات الخاصه بالهارد وسعته والإصدار الخاص بالهارد.
4- IC Control Power: وهو يعمل على توزيع البور الخاص بالهارد وغالباً ما يكون سبب تلف اللوحة الألكترونية للهارد ويوجد في أسفل اللوحة الألكترونية على شكل رقائق مربعة.
أنواع الأقراص الصلبة Hard Disk
1- القرص الصلب HDD
وهو إختصار لـ (Hard Disk Drive) وتأتي أغلبية أجهزة اللاب توب و الكمبيوتر بهارد HDD فهو يعتبر أرخص في السعر و يتوفر بمساحات تخزين عالية تصل إلى 4 تيرا بايت لأجهزة الكمبيوتر و 1 تيرا بايت لأجهزة اللابتوب، مما يجعله مناسب لأغلبية مستخدمي أجهزة اللاب توب التقليدية .ويأتى بقياس 3.5 بوصة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية و2.5 بوصة لأجهزة اللاب توب.
مميزاته: قوة التحمل وطول العمر الإفتراضي الى جانب رخص سعره والسعه التخزينيه العاليه التي تصل الى 4 تيرا بايت أو أكثر.
عيوبه: حدودية أداءه من حيث السرعه حيث إن أقصى سرعة قراءة وكتابة تتراوح بين 100-150 ميكَا بايت، الى جانب كبر حجمه بالأضافه الى وجود حركة ميكانيكية داخل الهارد ينتج عنها بعض الضجيج أثناء الحمل الزائد بالإضافه الى إستهلاك الكبير للطاقة.
2- القرص الصلب SSD
وهو إختصار لـ (Solid State Drive) وهو النوع الأحدث لأقراص التخزين فإختلافها عن أقراص HDD كبير حيث لاتحتوي في داخلها على أقراص دائرية متحركة او إبرة لتقرأ المحتوى بل هي أشبه مايكون بالرامات من حيث تقنية الصناعة.
الـ SSD تقوم بنفس العمل بشكل تقريبي مثل الـ HDD لكن عوضاً عن الأقراص المعدنية المغطاة بغلاف مغناطيسي البيانات تخزن في شرائح فلاش متواصلة تعيد البيانات حتى في حال غياب الطاقة الكهربائية. هذه الشرائح يمكن أن تكون مثبتة على اللوحة الأم بشكل دائم (مثل الحواسيب المحمولة الصغيرة) أو في علبة صغيرة موضوعة وموصولة إلى مدخل داخل القرص الصلب التقليدية للحواسيب المحمولة أو المكتبية.
مميزاته: السرعه الفائقه حيث تصل سرعتها 500 ميكَا بايت والتي تنعكس على أداء الجهاز من حيث الإقلاع والتحميل ونقل وقراءة البيانات، بالإضافة الى عدم وجود أجزاء ميكانيكيه داخله مما جعله ساكن لا يصدر أي أصوات، كما يتحمل الحراره والإهتزاز وأقل إستهلاكاً للطاقة وحجمه أصغر من HDD.
عيوبه: سعره المرتفع وصغر السعة التخزينية.
3- القرص الصلب SSHD
طريقة عمل القرص SSHD تقوم على الأقراص المعدنية التي تعمل على تخزين البيانات بسعات كبيرة ونقلها إلى الرقائق الألكترونية وحفظها هناك كي يعمل نظام التشغيل على إستدعائها من الرقائق بدلاً من الأقراص المعدنية. أي إن النظام سيتعامل مع الملفات المحفوظة على الرقائق بسرعتها التي تتميز بها أقراص SSD ويلجأ إلى الأقراص المعدنية لمرة واحدة متى لم يكن الملف المطلوب هناك. لكن ومتى تم طلبه من القرص المعدني سيعمل القرص على نقله الى الرقائق وحفظه هناك.
القرص الهجين يجمع بين القرصين HDD من حيث سعات التخزين العالية والـ SSD من حيث السرعة وغياب الضوضاء.
وإن قمنا بإجراء مقارنة بين هذه الثلاث أقراص وسرعة عملها سنجد إن الـ HDD أقلها في الأداء بينما الـ SSD هو الاكفئ والأسرع ويبقى القرص الهجين في المركز الثاني لكونه جامع بين الاثنين.
4- القرص الصلب M.2 NVMe
وهو نوع جديد يعمل بتقنية SSD ولكن لايتم توصيله باللوحة الأم عن طريق الكيبلات كبقية الأقراص بل يتم توصيله وتثبيته بنفس طريقة تثبيت الكروت الخارجية ككرت الشاشة على سبيل المثال وهو أسرع الأقراص حتى الآن حيث أنه أسرع بأربع مرات من أقراص SSD ويأتي بحجم الرام تقريباً ومشكلة هذا النوع عدم توفره بسعة تخزينية كبيرة وهو غير متوفر في الأساس بشكل كبير في السوق على أية حال، وبالطبع سعره المرتفع وهناك العديد من اللوحات الأم التي لاتدعم هذا النوع.
تنقسم الأقراص الصلبه من حيث البنية أو منافذ التوصيل إلى ثلاث أنواع :
SCSI - SATA - IDE
في البدء يجب أن تعلم أن العامل الرئيسي الذي يحدد نوع الهارديسك الذي تستطيع إستخدامه هو لوحة الأم في كمبيوترك المكتبي أو اللاب توب، حيث يوجد ثلاثة أنواع أو ثلاثة منافذ في لوحة الأم وهي SATA أو IDE أو SCSI.
لوحات الأم القديمة توفر نوع واحد عادة وهو الـIDE فقط. لوحات الأم الحالية توفر SATA و IDE. لوحات السيرفرات المتقدمة توفر عدة أنواع منها SCSI.
1- القرص الصلب IDE
وهو إختصار لـ (Integrated Drive Electronics) ويعرف أيضاً بإسم PATA -Parallel ATA، هذا النوع يعتبر قديم ولم يعد يستخدم في الأجهزة الجديدة، ويعطي سرعة قصوى تصل لـ 133 ميكَا بايت في الثانية.
2- القرص الصلب SATA
هذا النوع ظهر ليستبدل النوع الأول وهو يتفوق على PATA من عدة نواحي، وهو الأحداث والأكثر إنتشاراً في الجيل الحالي من أجهزة الكمبيوتر
3- القرص الصلب SCSI
وهو إختصار لـ (Small Computer System Interface) وهذا النوع لا يستخدم في الكمبيوترات المنزلية وإنما يستخدم في السيرفرات غالباً، لذلك منافذه لا تتوفر إلا في لوحات أم السيرفرات فقط ولن تجده في أجهزة المستخدم المنزلي.
ألوان الأقراص الصلبة Hard Disk والفرق بينها؟
1- القرص الصلب الأخضر Green Hard Disk
هذا النوع من الأقراص الصلبة يعد صديق للبيئة لأنه موفر للطاقة فى إستهلاكه وسعة تخزينية أعلى وبأسعار في متناول الجميع ويأتي بسرعة دوران 5400 دورة في الدقيقة، ويستخدم فقط كأداة للتخزين للملف والبيانات ولا يفضل إستخدامه لثبيت نظام الويندوز عليه لأن أدائه غير جيد ويسبب الكثير من المشاكل، وهذا النوع توقف إنتاجه حالياً من طرف شركة ويسترن ديجيتال .
2- القرص الصلب الأزرق Blue Hard Disk
تقدم محركات الأقراص الصلبة ذو اللون الازرق مجموعة من مساحة القرص من 250 كَيكَابايت إلى 6 تيرابايت، ومساحة ذاكرة التخزين المؤقت 16 ميكَابايت، ويعد هذا النوع من الأقراص الصلبة الأكثر إنتشاراً وإستخداماً لما هو معروف عنه من الأداء الجيد وتوفيره للطاقة وصوته المنخفض وتناسبه مع كافة إحتياجات المستخدمين وسعره أيضاً المناسب، ويفضل كثيراً لتثبيت نظام الويندوز عليه.
3- القرص الصلب الأسود Black Hard Disk
مع قدرات التخزين التي تتراوح بين 1TB إلى 6TB أقراص ويسترن ديجيتال السوداء واحدة من خيار التخزين الأكثر ثقة لدى المستخدمين، وهذا النوع يوفر ذاكرة التخزين المؤقت 128MB وهذا يزيد من الأداء العام للمحرك ويقلل من وقت القراءة والكتابة العملية، ومن مميزات هذا النوع من الهار ديسك إنه يضم ما يسمى بـ Dual Processor المسؤولة عن نقل البيانات بسرعة، وهو مناسب أكثر للمصممين ومحبى الألعاب ذات الحجم الكبير، ولكن من عيوبه سعره المرتفع مقارنة بغيره وإستهلاكه الكبير للطاقة .
4- القرص الصلب الأحمر Red Hard Disk
يستخدم هذا النوع من الأقراص الصلبة غالباً فى التخزين أو بمعنى أوضح كسيرفر لتخزين الملفات والبيانات ومشاركتها فى المؤسسات والشركات الكبرى من خلال شبكة الأنترنت من خلال إضافة قيمة إلى نشاطك التجاري من خلال تمكين موظفيك من مشاركة ملفاتهم بسرعة والإحتفاظ بنسخة إحتياطية من المجلدات بشكل موثوق مع محركات الأقراص الصلبة ذات اللون الاحمر، حيث يتمتع هذا النوع بشبكة كبيرة فى محركاته ويعرف بين المستخدمين له بإسم أقراص التخزين الشبكية NAS أو Network Attached Storage.
5- القرص الصلب الذهبي Gold Hard Disk
مصمم للشبكات والسيرفيرات ومصمم لتحمل ضغط 550 تيرا بايت في العام وهي النسبة الأعلى بين أنواع الهاردات ذا حجم 3.5 بوصة ويمكنه أن يعمل لمدة أكبر مرتين من الهارد الأحمر والأسود لذلك فهو أفضل للسيرفرات التي تقوم بحمل عالي علي الهارد هذا النوع متاح بأحجام ما بين 4 الي 8 تيرا بايت ويدعم هذا الهارد تقنيات مثل StableTrac™ و StableTrac™ و Dynamic fly height.
6- القرص الصلب الإرجواني Purple Hard Disk
نوع مميز من الأقراص الصلبة مع سرعة دوران من 5400 RPM إلى 7200 RPM التي سوف تقلل من إستهلاك الطاقة، ومن مميزاته العمل لفترات طويلة جداً مع درجات الحرارة العالية، ويعمل هذا النوع من الأقراص الصلبة بتكنولوجيا Allframe والتى تقلل من الإنقطاعات المتكررة للفيديو فهي مصممة خصيصاً لأجهزة المراقبة بالفيديو، حيث يقضي محرك الأقراص الغالبية العظمى من الوقت في الكتابة.
طريقة إختيار القرص الصلب Hard Disk المناسب؟
هناك عدة عوامل تحدد أداء القرص الصلب بشكل عام. وهي:
1- تصميم القرص الصلب: التصميم هو أهم عامل يحدد أداء الأقراص الصلبة وإستجابتها للأوامر، وهو ما يجعل قرصاً ما يتفوق على الآخر برغم تشابه العوامل الأخرى.
2- سرعة دوران القرص الصلب: سرعة دوران إسطوانات القرص الداخلية أحد أهم العوامل التي تحدد أداء القرص وسرعة إستجابته لأوامر القراءة والكتابة، وكلما زادت سرعة الدوران زاد أداء القرص.
3- ذاكرة الكاش (Cache Memory) داخل القرص الصلب: ذاكرة الكاش هي ذاكرة وسيطة داخل القرص الصلب هدفها محاولة مجاراة سرعة ذاكرة الحاسب وحتى لا تحدث نقطة إختناق عند نسخ البيانات كما أنها تعمل أثناء قراءة البيانات على تخزين بعض المعلومات المجاورة للبيانات المطلوبة تحسباً لطلبها من قِبل المستخدم.
4- واجهة ربط (Interface) للقرص الصلب: الأقراص الصلبة الحالية تأتي بواجهة ربط (SATA) وقد مرت هذه الواجهة بثلاثة أجيال وهي SATA 1 وكانت تسمح بمعدل نقل يقدر بحوالي 150 ميكَابايت في الثانية ثم جاء الجيل الثاني SATA 2 وهي المنتشرة حالياً وتصل سرعتها حتى 300 ميكَابايت بالثانية ثم يأتي أحدث الأجيال وأسرعها وهو SATA 3 وبسرعة نقل 600 ميكَابايت في الثانية.
5- عدد اسطوانات التخزين الداخلية (Platters) للأقراص الصلبة: يتكون القرص الصلب داخلياً من واحدة أو أكثر من الاسطوانات (أو الطبقات) المغطاة بمادة مغناطيسية والتي يتم تخزين البيانات على كل من جانبيها وبالتالي فلكل اسطوانة تخزينية غالباً رأسان (Heads) يقومان بعمليات القراءة والكتابة، كلما نقصت عدد الإسطوانات زادت الكثافة التخزينية (Areal Density) لكل إسطوانة فزاد الأداء وفي نفس الوقت تقل عدد رؤوس القراءة والكتابة فيقل الإزعاج ودرجة الحرارة الصادرة عنه.
6- زمن الوصول (Access Time) للقرص الصلب: مدى إستجابة القرص لأوامر القراءة والكتابة يعتمد على أزمنة الوصول (Access Time) وهو الوقت بين طلب المعالج لبيانات من القرص الصلب وحصوله عليها، وهذه الأزمنة تعتمد على حركة إسطوانات التخزين وسرعتها وأيضاً حركة رؤوس القراءة والكتابة وسرعتها في الوصول إلى أماكن تخزين البيانات.
وللمزيد من التفصيل يرجى متابعة الفيديو في الأسفل...
0 comments:
إرسال تعليق