الدرس الرابع عشر : الأقراص الصلبة والملائمات

يحوي النظام الفرعي للقرص الصلب على مشغل القرص نفسه وبطاقة ملائمة القرص التي تقتبس ضمن إحدى الفتحات التوسعية في اللوحة الأساسية.



هندسة القرص:

تخزن المعطيات على القرص ضمن بايتات وتنظم البايتات ضمن مجموعة من 512 بايت تدعى بالقطاعات يمكن قراءتها أو كتابتها على القرص وتجمع القطاعات مع بعضها البعض ضمن المسارات تنظم في بعض الأحيان بشكل مناسب ضمن مجموعات تدعى بالاسطوانات.


وللقرص على الأقل سطحين ، مثال على ذلك القرص المرن 60 كيلو بايت القديم له وجهان وهذا يتطلب رأسين للقراءة ويقسم كل وجه إلى 40 مسار متحدد المركز.

وكل مسار مقسم إلى 9 قطاعات يحوي كل قطاع 512 بايت و يختلف القرص الصلب عن المرن بأنه يمتلك أقراص معدنية صلبة تدعى الأطباق وهي موضوعة ضمن علبة مفرغة من الهواء ، كما أن عدد المسارات والقطاعات على القرص أكثر حيث يصل عدد المسارات في بعض الأقراص الصلبة أكثر فيبلغ 5,25 بوصة القرص الصلب يحوي أكثر من طيق ومعظم الأقراص الصلبة تحوي أربعة رؤوس يربط إلى ذراع متحرك ، فعندما يوضع الرأس بواسطة الذراع المتحركة على المسار 100 فإن الرأس الرابع يكون متوضع على المسار 100 هذا يؤذي إلى أن الرؤوس تتحرك بشكل مترابط وهكذا يتجلى مفهوم الأسطوانة بشكل واضح ، ولقراءة قطاع محدد فيجب على ميكانيكية القرص أن بمرحلتين:

1 ـ يجب أن تحرك رأس القراءة فوق المسار المحدد.

2 ـ يجب أن تنتظر حتى يدور القرص بحيث يصبح القطاع المحدد تحت رأس القراءة ، الكتابة مباشرة حتى تتم قراءته.

وتعطى سعة أي قرص صلب بالعلاقة التالية:

عدد الرؤوس× عدد المسارات× عدد القطاعات.



ملاحظة:

1 يتر بايت = 1024 ميغاهرتز.

1 ميغاهرتز = 1024 ميغابايت.

1 ميغابايت = 1024 كيلو بايت.

1 بايت = 8 بت.



زمن الوصول:

يتضمن زمن الوصول مركبتين:

1 ـ المركبة الأولى زمن البحث وتمثل الزمن الذي يستغرقه الرأس ليتحرك إلى المسار المناسب.

2 ـ المركبة الثانية زمن الانتظار وهو الزمن التي يستغرقها القطاع حتى يصبح تحت الرأس.



المشغلات:

لدينا نوعين من المشغلات:

1 ـ المشغلات ذات الشرائط الحلزونية.

2 ـ المشغلات ذات الملف ( الوشيعة) الصوتي.

أولاً: المشغلات ذات الشرائط الحلزونية (مع الصور). تتحرك هذه المشغلات من وإلى سطح القرص بواسطة شرائط معدنية مرنة ومحرك خطوة ، يتحرك محرك الخطوة وفق النبضات الكهربائية ، فعندما تطبق نبضة يدور محرك الخطوة جزء من دورة كاملة والتي تؤدي إلى تحرك الرأس بمقدار اسطوانة مجهز بآلية الصف حيث يحتفظ المشغل بمقدار ثانيتين من الطاقة المتبقية عندما تطفئ الحاسب . فحالما تشعر التوصيلات بأن الطاقة تنخفض تقوم بإخبار محرك الخطوة ليحرك الرؤوس إلى وضعية الاصطفاف بواسطة الطاقة المتبقية.

ثانياً: المشغلات ذات الملف ( الوشيعة) الصوتي. استخدم في المشغلات الملف ( الوشيعة) الصوتي بدل الشريط الحلزوني وهو ملف مجهز بقضيب أسطواني في منتصفه عند وصل الطاقة إلى الملف فإن هذه الذراع تتحرك إلى خارج أو داخل الملف ويعتمد ذلك على كمية الطاقة المستخدمة.

ويتصل الذراع بالرؤوس وبالتالي فإن تحريض الملف يحرك الرؤوس إلى الداخل أو الخارج. صورة.

لكن السؤال هو كيف تعلم بطاقة التحكم ما هي المسافة التي تتحرك ضمنها الرؤوس.

تتم بتشفير مملوت توضع الرأس وتوضع في القرص مع المعطيات وتكرس بعض المشغلات القرص سطحاً كاملاً لهذه المعلومات لذلك تتيح لك بعض المشغلات تسجيل عدد فردي من الأسطح.



عوامل التشابك ونقل المعطيات:

عامل التشابك وهو الترتيب الذي يجب أن تنظم القطاعات وفقه الآن سوف نرى بالتفاصيل ماذا يحدث عندما يقرأ قطاعين على التعاقب بواسطة قرص متشابك:

1 ـ يطلب نظام BIOS ونظام DOS من بطاقة التحكم الصلب قراءة القطاع.

2 ـ تأمر بطاقة التحكم بالقرص رأس القرص بالتحرك إلى المسار ومن ثم قراءة القطاع.

3 ـ يقوم الرأس بقراءة المعطيات ثم يرسلها إلى بطاقة التحكم.

4 ـ تضمن بطاقة التحكم دائماً معلومات إضافية عندما تقوم بكتابة معطيات عن القرص. تسرى هذه المعلومات شيفرة تصحيح الخطأ.

5 ـ بعد ما تكون بطاقة التحكم قد قامت ببعض المعطيات فإنها تمرر هنا نظام BIOS ونظام DOS.

6 ـ بعد أن يتم الحصول على المعطيات القطاع الأول يحتاج نظام DOS للقطاع التالي ، لكن النظام DOS ونظام BIOS مثلهما مثل بطاقة التحكم ، استغرقوا وقتاً طويلاً للحصول على معطيات آخر قطاع والقرص ما زال يدور.

لذلك إذا وضعنا القطاع 2 بعد القطاع 1 مباشرة فإننا سوف نفقد القطاع التالي وهذا يعني أننا سوف ننتظر دورة كاملة للحصول على القطاع التالي من هنا نشأت فكرة التشبيك حيث يتم تشبيك القطاعات أو ترقيمها بشكل غير متتالي حسب سرعة الدوران وحسب الزمن الذي تستغرقه بطاقة التحكم للقراءة وتكون جاهزة لقراءة القطاع التالي. صورة صفحة 300 .



شيفرة تصحيح الخطأ:

تقوم بطاقة التحكم بتخزين معلومات زائدة مع معلومات القرص في الوقت الذي تتم فيه كتابة المعطيات بشكل أصلي . بعدئذ ولدى قراءة هذه المعلومات من القرص يتم فحص هذه المعلومات الزائدة للتحقق من سلامة المعطيات وعلى هذه الأسس تبنى شيفرة تصحيح الخطأ وكلما زاد تعقيد شيفرة تصحيح الخطأ كلما استطاعت معالجة وإصلاح معطيات أكثر وبالقابل تستغرق زمناً أطول.