يتكون الكمبيوتر من مجموعة من الأجزاء المختلفة، ومنها القرص الصلب، فما هو تعريف القرص الصلب في الكمبيوتر؟ ما هي وظيفته وأنواعه؟
ما هو تعريف القرص الصلب في الكمبيوتر؟
محرك الأقراص الثابتة للكمبيوتر (HDD) هو جهاز تخزين بيانات غير متطاير. يشير مصطلح “غير متطاير” إلى أجهزة التخزين التي تحافظ على البيانات المخزنة عند إيقاف تشغيلها.
تحتاج جميع أجهزة الكمبيوتر إلى جهاز تخزين، ومحركات الأقراص الصلبة هي مجرد مثال واحد لنوع من أجهزة التخزين. عادةً ما يتم تثبيت محركات الأقراص الثابتة داخل أجهزة كمبيوتر سطح المكتب والأجهزة المحمولة والإلكترونيات الاستهلاكية وصفيفات تخزين المؤسسات في مراكز البيانات.
يمكنهم تخزين أنظمة التشغيل والبرامج والملفات الأخرى باستخدام الأقراص الممغنطة. وبشكل أكثر تحديدًا، تتحكم محركات الأقراص الثابتة في قراءة وكتابة القرص الصلب الذي يوفر تخزين البيانات. تُستخدم محركات الأقراص الثابتة إما كجهاز تخزين أساسي أو ثانوي في الكمبيوتر.
توجد بشكل شائع في حجرة محرك الأقراص ويتم توصيلها باللوحة الأم عبر مرفق التكنولوجيا المتقدمة (ATA) أو Serial ATA أو كابل ATA المتوازي أو واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة (SCSI)، من بين تنسيقات أخرى.
يتم توصيل محرك الأقراص الثابتة أيضًا بوحدة إمداد الطاقة ويمكنه الاحتفاظ بالبيانات المخزنة أثناء إيقاف التشغيل. محرك الأقراص الثابتة – غالبًا ما يتم اختصاره إلى محرك الأقراص الثابتة – والقرص الصلب ليسا نفس الشيء، ولكن يتم تعبئتهما كوحدة ويمكن أن يشير أي من المصطلحين إلى الوحدة بأكملها.
لماذا تحتاج أجهزة الكمبيوتر إلى أقراص صلبة؟
يلزم وجود أجهزة تخزين مثل الأقراص الثابتة لتثبيت أنظمة التشغيل والبرامج وأجهزة التخزين الإضافية، ولحفظ المستندات.
بدون أجهزة مثل محركات الأقراص الثابتة التي يمكنها الاحتفاظ بالبيانات بعد إيقاف تشغيلها، لن يتمكن مستخدمو الكمبيوتر من تخزين البرامج أو حفظ الملفات أو المستندات على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم.
هذا هو السبب في أن كل كمبيوتر يحتاج إلى جهاز تخزين واحد على الأقل للاحتفاظ بالبيانات والمعلومات بشكل دائم طالما كانت هناك حاجة إليها.
كيف تعمل محركات الأقراص الصلبة؟
بعد تعريف القرص الصلب في الكمبيوتر، حان الوقت للحديث عن كيفية عمله. تتكون معظم محركات الأقراص الثابتة الأساسية من عدة أطباق قرصية – قرص دائري مصنوع إما من الألومنيوم أو الزجاج أو السيراميك – موضوعة حول مغزل داخل حجرة محكمة الغلق.
يدور الطبق بمحرك متصل بالمغزل. تشتمل الغرفة أيضًا على رؤوس القراءة / الكتابة التي تسجل المعلومات مغناطيسيًا من وإلى المسارات الموجودة على الأطباق باستخدام رأس مغناطيسي.
تحتوي الأقراص أيضًا على طبقة مغناطيسية رقيقة عليها. يقوم المحرك بتدوير الأطباق بسرعة تصل إلى 15000 دورة في الدقيقة. عندما تدور الأطباق، يتحكم المحرك الثاني في موضع رؤوس القراءة والكتابة التي تسجل وتقرأ المعلومات على كل طبق مغناطيسيًا.
إقرأ أيضاً… ما هو إلغاء تجزئة “تقسيم” القرص الصلب؟ وما هي فوائده؟
سعة تخزين محرك القرص الصلب.
تتضمن بعض سعات محركات أقراص التخزين الأكثر شيوعًا ما يلي:
- 16 جيجا بايت و 32 جيجا بايت و 64 جيجا بايت. هذا النطاق هو من بين أقل مساحة تخزين HDD ويوجد عادة في الأجهزة الأقدم والأصغر.
- 120 جيجا بايت و 256 جيجا بايت. يعتبر هذا النطاق بشكل عام نقطة دخول لأجهزة الأقراص الصلبة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر.
- 500 جيجابايت و 1 تيرابايت و 2 تيرابايت. حوالي 500 غيغابايت وما فوق من مساحة التخزين على محرك الأقراص الثابتة تعتبر عادةً مناسبة للمستخدم العادي. يمكن للمستخدمين على الأرجح تخزين جميع ملفات الموسيقى والصور ومقاطع الفيديو والملفات الأخرى بهذه المساحة الكبيرة. يجب أن يجد الأفراد الذين لديهم ألعاب تشغل مساحة كبيرة مساحة مناسبة من 1 تيرابايت إلى 2 تيرابايت على محرك الأقراص الثابتة.
- أكثر من 2 تيرابايت. أي ما يزيد عن 2 تيرابايت من مساحة محرك الأقراص الثابتة مناسب للمستخدمين الذين يعملون مع ملفات عالية الدقة، أو الذين يحتاجون إلى تخزين أو تخزين كمية كبيرة من البيانات، أو الذين يرغبون في استخدام هذه المساحة للنسخ الاحتياطي والتكرار.
في الوقت الحالي، تبلغ أعلى سعة لمحرك الأقراص الصلبة 20 تيرابايت. ومع ذلك، فإن محرك الأقراص الثابتة يحتوي في الواقع على مساحة أقل مما هو معلن عنه. حيث يستخدم نظام التشغيل وهياكل نظام الملفات وبعض إجراءات تكرار البيانات جزءًا من تلك المساحة.
مكونات القرص الصلب.
تشتمل مكونات محرك الأقراص الثابتة على المغزل وطبق القرص والمشغل وذراع المحرك ورأس القراءة / الكتابة. على الرغم من أن المصطلح يمكن أن يشير إلى الوحدة ككل، فإن مصطلح القرص الصلب هو مجموعة الأقراص المكدسة. بمعنى آخر، جزء محرك الأقراص الثابتة الذي يخزن البيانات ويوفر الوصول إليها على سطح مشحون كهرومغناطيسيًا.
يشير عامل شكل HDD إلى الحجم المادي أو الشكل الهندسي لجهاز تخزين البيانات. تتبع عوامل شكل محرك الأقراص الثابتة مجموعة من معايير الصناعة التي تحكم الطول والعرض والارتفاع. بالإضافة إلى موضع واتجاه موصل واجهة المضيف.
يساعد وجود عامل شكل معياري في الصناعة على تحديد التوافق المشترك مع أجهزة الحوسبة المختلفة. عوامل الشكل الأكثر شيوعًا لمحركات الأقراص الصلبة في أنظمة المؤسسات هي 2.5 بوصة و 3.5 بوصة. تُعرف أيضًا باسم عامل الشكل الصغير (SFF) وعامل الشكل الكبير (LFF). تمثل القياسات 2.5 بوصة و 3.5 بوصة القطر التقريبي للطبق داخل حاويات محرك الأقراص.
في حين أن هناك عوامل شكل أخرى، بحلول عام 2009. توقف المصنعون عن تطوير المنتجات ذات عوامل الشكل 1.3 بوصة و 1 بوصة و 0.85 بوصة. أدى انخفاض سعر وسيط تخزين الفلاش إلى جعل عوامل الشكل الأخرى هذه عفا عليها الزمن تقريبًا.
من المهم أيضًا ملاحظة أنه في حين أن الأحجام الاسمية بالبوصة، فإن الأبعاد الفعلية محددة بالميليمترات. تم تصميم العديد من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أيضًا لعامل شكل محركات الأقراص الثابتة.
تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة التي تتلاءم مع نفس الفتحات مثل محركات الأقراص الثابتة بشكل عام واجهة SATA أو واجهة SCSI (SAS) المرفقة بالتسلسل لنقل البيانات من وإلى نظام الحوسبة المضيفة.
ما هي محركات الأقراص الصلبة الخارجية؟
عند الحديث عن تعريف القرص الصلب في الكمبيوتر، لا بد من الخديث عن القرص الصلب الخارجي. توجد معظم محركات الأقراص الصلبة داخليًا في الكمبيوتر وتعمل كما هو مذكور أعلاه.
ومع ذلك، يمكن للأفراد أيضًا شراء محركات أقراص صلبة خارجية. يمكن استخدام محركات الأقراص الصلبة الخارجية لتوسيع سعة تخزين الكمبيوتر أو للعمل كجهاز محمول لنسخ البيانات احتياطيًا.
تتصل محركات الأقراص الخارجية بجهاز كمبيوتر أو جهاز من خلال واجهات مثل USB 2.0 أو USB-C أو مع External SATA (eSATA). قد يكون لمحركات الأقراص الصلبة الخارجية أيضًا معدلات نقل بيانات أبطأ مقارنة بمحركات الأقراص الصلبة الداخلية.
الميزة الرئيسية لمحرك الأقراص الصلبة الخارجي، بصرف النظر عن قدرته على توسيع مساحة تخزين الجهاز، تشمل كونه محمولاً. يمكن للمستخدمين تخزين البيانات من أجهزة متعددة وإحضار هذه البيانات معهم أينما ذهبوا.
إقرأ أيضاً… من اخترع القرص الصلب؟
مشاكل القرص الصلب الشائعة.
يمكن أن تحدث مشاكل الأقراص الصلبة لجميع أنواع الأسباب. ومع ذلك، تقع حالات الفشل عمومًا في الفئات العريضة الست التالية:
- يحدث العطل الكهربائي، على سبيل المثال، عندما يؤدي ارتفاع التيار إلى إتلاف الدوائر الإلكترونية للقرص الصلب، مما يؤدي إلى فشل رأس القراءة / الكتابة أو لوحة الدائرة. إذا تم تشغيل القرص الثابت ولكن لا يمكنه قراءة البيانات وكتابتها أو التمهيد، فمن المحتمل أن يكون واحدًا أو أكثر من مكوناته قد عانى من عطل كهربائي.
- يمكن أن يحدث العطل الميكانيكي بسبب التلف، وكذلك بسبب الصدمة الشديدة، مثل السقوط الشديد. قد يتسبب هذا، من بين أمور أخرى ، في اصطدام رأس محرك القراءة / الكتابة بطبق دوار، مما يتسبب في ضرر مادي لا يمكن إصلاحه.
- ينتج الفشل المنطقي عندما يتعرض برنامج القرص الصلب للخطر أو يتوقف عن العمل بشكل صحيح. يمكن أن تؤدي جميع أنواع تلف البيانات إلى فشل منطقي. يتضمن ذلك الملفات التالفة والبرامج الضارة والفيروسات وإغلاق أحد التطبيقات بشكل غير صحيح أو إيقاف تشغيل الكمبيوتر أو حدوث خطأ بشري أو حذف الملفات التي تعتبر بالغة الأهمية لوظائف القرص الثابت عن طريق الخطأ.
- يمكن أن يحدث فشل القطاع السيئ عندما تكون الوسائط المغناطيسية على القرص الدوار للقرص الصلب غير محاذاة، مما يؤدي إلى تعذر الوصول إلى منطقة معينة على الطبق. القطاعات السيئة شائعة وغالبًا ما تكون محدودة عند حدوثها. ومع ذلك، بمرور الوقت، يمكن أن يزداد عدد القطاعات التالفة، مما يؤدي في النهاية إلى تعطل النظام أو الملفات التي يتعذر الوصول إليها أو توقف تشغيل القرص الثابت أو تأخره.
- يحدث فشل البرنامج الثابت عندما يتلف البرنامج الذي ينفذ مهام الصيانة على محرك الأقراص ويمكّن القرص الثابت من الاتصال بجهاز الكمبيوتر أو يتوقف عن العمل بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي هذا النوع من الفشل إلى تجميد القرص أثناء التمهيد أو توصيل القرص الثابت بالكمبيوتر لعدم التعرف عليه أو التعرف عليه بشكل خاطئ.
- يمكن أن تحدث أيضًا حالات فشل متعددة غير معروفة تتراكم بمرور الوقت. على سبيل المثال، قد تؤدي مشكلة كهربائية إلى عطل ميكانيكي، مثل تعطل رأس القراءة / الكتابة. قد يؤدي أيضًا إلى فشل منطقي، مما يؤدي إلى تطوير العديد من القطاعات السيئة على أطباق القرص الصلب.
