كاسر الأمواج
01-02-2007, 05:09 PM
القرص المرن المسمى ب floppy disk driveو اختصاره هو (FDD)اخترع في سنة 1967 من قبل شركة IBM , و كان ذو حجم كبير نسبيا يبلغ 8 انش , مما جعل شركة اي بي ام تطوره بعد فترة ليصبح ذو حجم 5.25 انش و يحمل 360 كيلوبايتا فقط من المعلومات مقارنتاً ب1.44 ميغا بايتاً مع اقراصنا الحالية ذات 3.5 انش في حجمها, التي اثبتت قوتها و قضت على ال5.25 في بداية التسعينات.
ان القرص المرن يشبه شريط المسجل في اشيا كثيرة منها:
• كلاهما يسجلان المعلومات في نفس اللحظة
• امكانية حذف المعلومات و اعادة استعمالهما مرات عدة
• رخص الاسعار
• سهولة الاستخدام
المشكلة في شريط المسجل هي انه يتبع نظام الاولوية و الترتيب . بمعنى , ان الشريط له بداية و نهاية , فيحوي الشريط على عدة مقاطع من المواد السمعية المسجلة فيه, و للانتقال من مادة الى اخرى يجب ضغط زر rewind او forward
للبحث عن المادة المطلوبة , و احيانا تأخذ العملية دقائق فقط للبحث عن المادة المطلوبة .
القرص المرن يشبه الشريط بشكل كبير, فهما مصنوعان من قطعة من البلاستيك مغطاة بمادة مغناطيسية من الجهتان, لكن في القرص يكون شكله دائري, حتى تكون الحركة من الملف رقم واحد مثلا الى الملف رقم 13 بسرعة كبيرة مقارنة بالشريط, و هذه العملية تدعى direct access storage..
في الصورة مقطع لقرص مرن يبين المقاطع المقسمة في القرص و توزيعاته.
ينقسم درايف القرص الى عدة اقسام:
• رأس القراءة و الكتابة
هناك رأسان لاتمام عملية الكتابة القراءة و المسح , احدهما للكتابو القراءة و الاخر لمسح البيانات الموجودة على القرص, ليجعل القرص نظيفا قابلا لاعادة الاستعمال.
• محرك الاراص المرنة
يوجد محرك يثبت عند منتصف القرص عند ادخاله ليعلق في الفتحات الموجودة له , و يدور بسرعة تصل الى 600 دورة في الدقيقة ليساعد على قراءة البيانات و الانتقال الى الملف المناسب بسرعة مناسبة.
• محرك دقيق
يستخدم هذا المحرك لتحريك الرؤوس التي تكتب و تمسح الى مكان الملف المقصود لعمل اللازم, اما كتابة او قراءة او حذف.
• غطاء القرص
يستخدم الغطاء لحماية المادة البلاستيكية المغطا بمادة مغناطيسية من اي تأثير خارجي كضوء الشمس او اي شي يؤثر على البيانات الموجودة فيه , و عند ادخال القرص يفتح الغطاء ليسمح للرؤوس باتخاذ اماكنها بشكل متقابل.
• اللوحة الالكترونية
تحتوي على القطع الالكترونية التي تتحكم بالقرص بما فيه من نقل البيانات من القرص الى الطرف الثاني من جهاز الحاسب و التحكم في تحرك الرؤوس و غيرها من الامور.
عملية كتابة و قراءة المعلومات هي كالتالي:
1. يمرر الحاسب امر لدرايف للقرص المرن بكتابة او قراءة ملف في القرص المرن.
2. يبدأ المحرك بالدوران فتدور قطعة تخزيين البيانات في القرص المرن معه.
3. يبدأ المحرك الدقيق بالدوران ليحرك الرؤوس لتصل الى مكان القراءة او الكتابة.
4. تتوقف الرؤوس في المكان المذكور و تتأكد من انها نفسها المكان المذكور قبل البدء بالعملية المطلوبة ( كتابة او قراءة).
5. عند الكتابة يكون هناك ملف وظيفته مسح كل شي موجود في المقطع الذي سيقوم رأس الكتابة بكتابته و الملف مقصود به ليس ملفا برمجيا انما قطع تكون نوعا ما اكبر من الرأس نفسه ليتفادى اي تأثير اثناء عملية الكتابة على القرص.
6. رأس القراءة يتخذ مكانه و يلتصق بالقرص المرن و يبدأ بقراءة الانتشارات المغناطيسية على القرص و يبعث فحواها لتتم ترجمتها الى المستخدم.
7. عند الانتهاء من العملية ينتظر الدرايف اوائمر اخرى من الحاسب كي ينفذها.
8. يستمر الضوء بالتشغيل حينما تكون هناك عملية للقرص المرن.
بعض الحقائق عن الاقراص المرنة:
• وجود قرصين مرنين ملتصقين مع بعض لا يؤثر على محتواهما من البيانات, لصغر تأثير المحتوى المغناطيسي فيهما.
• عموما , لن تجد احدا يصلح محرك اقراص مرنة هذه الايام ان وجد بها عطل, لان ثمن تصليحه لن يكون اقل من استبداله! فهو يكلف حوالي 50 درهما.
• توجد فتحة في طرف اي قرص مرن تقليدي, عند تغطيتها , لن يتمكن احد من الكتابة على القرص حتى ازالة الغطاء.
المعالج ( Microprocessor )
المعالج جزء رئيسي في اللوحة الأم و يقوم بشكل عام بمعالجة المعلومات الداخلة اليه لنراها في الشاشة
مثال : مراحل معالجة البيانات هي 1- إدخال 2 - معالجة 3 - إخراج فعند كتابة نص بوساطة برنامج كتابي مثل الـ Word pad فإننا ندخل البيانات عن طريق الكيبورد ثم تتم معالجة البيانات في وحدة المعالجة CPU فتخرج البيانات على الشاشة تتكون وحدة المعالجة في الكمبيوتر بالأضافة للمعالج الى اربع وحدات مساعدة وهي
1-Input /Output ( I /O ) Address
2- The control unit ( CU Unit )
3 -( AL Unit ) Arithmetic /Logic unit
4 - ( FL unit ) floating point unit
( I/O address ) :
تقوم بتنظيم عمل المعالج و هي وحدة تتيح للمعالج تمييز الجهاز الذي تتصل به و تقوم هذه الوحدة بإعطاء التعليمات للمعالج ليقوم بمعالجة المعلومات الداخلة للمعالج و الخارجة منه وتقوم وحدة الـ Input / Output ) I /O ) بعـنونــة مهام المعالج حيث تحدد موقعا في ذاكرة الرام (RAM ) ليقوم المعالج بعدها بمعالجة المعلومات الموجودة من الموقع
------------------------------------
The control unit :
وحدة السيطرة على المعالج . ويقوم تحديدا بتنظيم تنفيذ المهام في المعالج إذ يتلقى المهام من الـI /O address ويترجمها اذا وجب ذالك ثم يمررها الى الوحدة الأخرى ( AL Unit ) ( وحدة الحساب والمنطق )
------------------------------------
Arithmetic /Logic unit ( وحدة الحساب والمنطق )
هذه الوحدة مسؤولة عن جميع العمليات الحسابية والمنطقية وتتلقى الـ AL Unit المهام من وحدة الـ I / O ( وقد تمر بوحدة السيطرة)
------------------------------------
floating point unit : ( المساعد الحسابي )
يقوم المعالج بالعمليات الحسابية البسيطية و تقوم هذه الوحدة بتسريع معالجة العمليات الحسابية الكبيرة
-----------------------------------------------------------------------------------
ذاكرة المعالج ( Cach memory ) كما نعلم و اللي ما يعلم لازم يعلم ان الذاكرة الرام RAM تقوم بالتخزين المؤقت للبرامج والبيانات والرام يعمل أبطئ من المعالج و لحل هذا التفاوت في السرعة كان إضافة ذاكرة الكاش ( cach memory ) التي تقع على المعالج. المهام والبيانات التي تنتظر المرور بالمعالج تخزن في ذاكرة الكاش L1 and L2 cach تحتوي المعالجات الحديثة على موقعين لذاكرات الكاش تُعرف بـ L1 و L2 ... L1 هي الذاكرة الأساسية للمعالج وهي أسرع وتزود المهام و البيانات للمعالج مباشرة ..... المعالجات القديمة قبل البنتيوم كانت تستخدم ذاكرة ( W T ) التي كانت فقط تقرأ البيانات الداخلة للمعالج . وبظهور معالجات بنتيوم اصبح الكاش يقوم بالقراءة والكتابة معا ً الذاكرة الثانية L2 cach في اللإصدار الأول والثاني من معالجات لنتيوم كانت ذاكرة L2 تقع في الرام ... أما في في الاصدارات الحديثة فإنها تقع على المعالج نفسه و تقوم بنفس مهام ذاكرة L1
هناك طريقتان لإتصال المعالج باللوحة الأم 1 - Socket mounted تستخدم هذه الطريقة في المعالجات قبل pentium 2 2 - Slot mountain بدأت أول مرة في بنتيوم 2
لإجراء عملية الجمع في وحدة الحساب والمنطق.ALU فإننا نستخدم دوائر خاصة للجمع
وهي نوعان:
الجامع النصفي الثنائي Binary Half-Adder
الجامع التام Full-Adder
سنتحدث أولا عن الجامع النصفي Half-Adder
نستخدم هذه الدائرة عند جمع رقمين ثنائيين
بحيث يكون لها مدخلان لاستقبال الرقمين الثنائيين:
الرقم الأول A
الرقم الثانيB
أما المخرجات فهو مخرجان
الأول S وهو حاصل جمع الرقمين الثنائيين (SUM)
الثاني C وهو الباقي الناتج عن عمليه جمع الأرقام الثنائية(CARREY)
و هذان الرقمان يكونان بالنظام الثنائي أي عبارة عن صفر وواحد
والآن نقوم بتصميم دائرة الجامع النصفي على الرقمين A B
أولاً: نقوم بتصميم جدول الحقيقة TRUTH TABLE
ثانيا: نقوم بعد ذلك بالحصول على قيمه C&S من جدول الحقيقة
للحصول على قيمة S
(تتحقق S عندما تحقق القيمه المنطقية1 )
S = AB + A B = A ⊕ B
للحصول على قيمة C
وايضا تتحقق C عندما تحقق القيمه المنطقية 1
C = AB
و بذلك نستطيع تصميم الدائرة المنطقية للجامع النصفي
جامع التام Full –adder
وظيفة الجامع التام هي جمع ثلاثة ارقام ثنائية
تكمن أهمية هذه الدائرة عند جمع عديين ثنائيين فإن المحمل الناتج عن جمع هذان الرقمين في المرحلة I يجب أن يضاف إلى الرقمين في المرحلة I+1
لتوضيح هذه النقطه انظر للمثال التالي
1 1 1
العدد الأول 1 0 1 1 0 0
العدد الثاني 0 1 1 0 1 0
________________________
ناتج الجمع 1 1 0 0 0 1
لاحظ أنه في خطوة الجمع الثالث ( من اليمين) ينتج محمل قيمته 1 ويجب جمعه مع الرقمين في خطوة الجمع التالية ثم تكرر نفس القاعدة وهي خطوات الجمع الباقية
والآن سنتعلم كيفية تصميم دائرة جامع تام
أولا للحصول على قيمه S&C نستخدم جدول الحقيقة
هنا يمكننا تصميم الجامع التام باستخدام جامعين نصفيين لهذا الغرض
وذلك عن طريق تطبيق معادلة تصميم الجامع النصفي مرتين
في المرة الأولى تكون المتغيرات قيم مدخله
في المرة الثانية يكون المتغير الأول حاصل جمع المتغيرين
وأما المدخل الثاني فهو المحمل من عملية الجمع للمرة الأولى من عملية الجمع
بسم الله الرحمن الرحيم
مما لا شك فيه أن كل جهاز كمبيوتر الان يحتوي علي قرص صلب (Hard Disk ) ان لم يكن أكثر, بل ان العديد من الحاسبات الكبيرة كالسيرفرات و غيرها تحتوي علي المئات من الأقراص الصلبة!! .
و يتمثل الدافع الرئيسي وراء استخدامنا لكل هذه البلايين من الاقراص الصلبه في شئ واحد : وهو أنها تستطيع الاحتفاظ بالكثير من البيانات بعد أن تفصل الكهرباء عن الحاسب , حيث يستطيع القرص الصلب أت يخزن البيانات الرقمية علي هيئة مغناطيسية.
غير واضح أليس كذلك؟!,, لا توجد مشكلة , لنبدأ بالتعرف أكثر علي القرص الصلب...
أساسيات القرص الصلب :
تم اختراع الأقراص الصلبة في الخمسينيات , وكانت عبارة عن أقراص كبيرة يصل قطرها الي حوالي 20 بوصة و علي الرغم من حجمها الكبير الا أنها كانت تتسع للقليل من ال Megabytes فقط!!. ولم تكن تعرف في ذلك الوقت بال Hard disk بل كانت تعرف بال Fixed disks أو بال Winchesters, وجاءت التسمية HardDisk بعد ذلك لكي يتم التفرقه بينها و بين الاقراص المرنه.
وكما هو واضح من اسمه يحتوي القرص الصلب علي 'قرص صلب' أو ما يعرف ب platter , هذا القرص توضع عليه المادة المغناطيسية التي تستخدم في حفظ البيانات , هذه المادة المغناطيسية هي نفسها المادة المستخدمة في الاقراص المرنة و شرائط الكاسيت , ولكن الفرق هو أن الاقراص المرنة و الكاسيت يتم فيها وضع المادة المغناطيسية علي ماده بلاستيكية مرنة.
ولكن بشكل عام فان القرص الصلب لا يختلف في طريقه تخزينه للبيانات عن شرائط الكاسيت و الاقراص المرنة فكلاهما يستخدم نفس طرق التخزين المغناطيسية , تتميز طرق التخزين المغناطيسية في أنه من السهل الكتابة و المسح و اعادة الكتابة علي المادة المغناطيسية , وكذلك يمكن للمادة المغناطيسية أن تحتفظ بالمعلومات المخزنه عليها -علي هيئة فيض مغناطيسي- لعدة سنوات.
يتم تخزين البيانات علي القرص الصلب علي هيئة ملفات Files ال file عبارة عن مجموعة من ال bytes , مجموعة ال bytes هذه قد تكون عبارة عن مجموعه من ال ASCII Code لمجموعة حروف موجودة في ملف نصي أو مجموعة تعليمات لبرنامج ما لكي ينفذها الكمبيوتر أو تكون مجموعة من ال pixles تعبر عن صورة ما أو مجموعة سجلات في قاعدة بيانات , عموما أيا كان ما تحتويه ; فان الملف في النهاية هو مجموعه من ال BYTES , و عندما يطلب الكمبيوتر من القرص الصلب هذا ال FILE فان القرص الصلب يقرأ مجموعة ال Bytes -المخزنة علي الماده المغناطيسية- ثم يجمهعا و يرسلها للكمبيوتر.
نتابع معا رحلتنا مع القرص الصلب , فبعد أن تعرفنا علي التكوين الفيزيائي القرص الصلب في الدرس السابق , سنتعمق أكثر في كيفية التعامل مع القرص الصلب.
تهيئة القرص الصلب Formatting the HDD
لكي نستطيع استخدام القرص الصلب يجب أن نقوم بتهيئته أولا , هناك نوعان التهيئة :
أولها ما يعرف بالتهيئة الفيزيائية Physical Formatting و تعرف أيضا بتهيئة المستوي المنخفض Low Level Formatting.
الثانية هي التهيئة المنطقية Logical Formatting أو ما يعرف بتهيئة المستوي العالي 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.
**أما التهيئة المنطقية :
بعد أن تتم عملية تهيئة القرص الصلب فيزيائيا لا يمكننا بعد استخدام القرص الصلب , بل يلزم أيضا تهيئته منطقيا . التهيئة المنطقية يتم فيها وضع نظام الملفات File System (مثلFAT , FAT 32 , NTFS) علي القرص الصلب , مما يتيح لنظام التشغيل (مثل الدوس , الويندوز أو اللينكس) 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 بالتالي يمكنك أن تستخدم عدة أنظمة تشغيل علي نفس القرص الصلب .
لكي تهيئ قرصك الصلب منطقيا يمكنك استخدام برامج كثيرة من أشهرها ال 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 .
ال Primary و ال 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.
1. القسم الأساسي Primary Partition :
يحتوي القسم الأساسي علي نظام التشغيل (مثل الويندوز) المستخدم بالإضافة إلى أي ملفات أو بيانات أخري (مثل My ********s , 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.
2. 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.
3. القسم المنطقي Logical Partition :
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 Partition Magic .
تسمية أقسام القرص الصلب :
تبدأ تسمية أقسام القرص الصلب بالحرف C ثم باقي حروف الأبجدية الإنجليزية D E F G H ……. و يأخذ القسم الأساسي Primary أول حرف دائما و هو ال C ثم تأخذ باقي الأقسام المنطقية الحروف D ثم E و هكذا
مثال :
لا يشترط أن تكون المساحات كما هي موزعة بالشكل , فيمكن للقسم الأساسي أن يأخذ أي مساحة ثم يأخذ القسم الممتد (باللون الأزرق) المساحة المتبقية و كذلك ال D و أي قسم منطقي آخر .
أمثلة :
نلاحظ مما سبق أن القسم الأساسي ال C دائما ما يكون في بداية القرص الصلب ثم تليه الأقسام المنطقية الأخرى.
**ماذا لو كان هناك أكثر من قرص صلب موصلين مع بعضهم في نفس الوقت كيف سيتم توزيع الحروف ؟
سيتم التوزيع وفقا للنظام الآتي :
القسم الأساسي الخاص بالقرص الذي سيتم التحميل منه هو سيأخذ أول الحروف و هو ال C . ثم يأخذ القسم الأساسي في القرص الثاني الحرف D .
ثم يتم توزيع الحروف علي الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الأول مثلا E,F وهكذا إلى أن ننتهي من تسمية الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الأول .
ثم نبدأ في توزيع الحروف علي الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الصلب الثاني G,H مثلا.
مثال :
لماذا الحاجة لتقسيم القرص الصلب ؟
حتى يمكننا أن نستخدم أكثر من نظام تشغيل.
استخدام المساحة التخزينية الموجودة علي القرص الصلب بأفضل شكل ممكن.
حتى نؤمن ملفاتنا بشكل أكبر.
MBR (Master Boot Record) سجل الاقلاع الرئيسي :
لابد من تحديد بداية ونهاية كل قسم منطقي موجود علي القرص الصلب و تتم كتابة هذه المعلومات في مكان ما من القرص الصلب حتى يستطيع نظام التشغيل التعرف عليها كأقسام منفصلة ، و يقوم بهذه العملية البرنامج الذي يقسم القرص الصلب منطقيا.
أول قطاع في بداية كل قسم منطقي يسمى بسجل الإقلاع (boot record ) تتم فيه كتابة كافة المعلومات المتعلقة بمكان بداية ونهاية الأقسام المنطقية كما تحدد القرص الصلب النشط (الذي تم تحميل الجهاز منه).
أما سجل الإقلاع للقسم الأساسي فيسمى 'سجل الإقلاع الرئيسي ' Master Boot Record و يحتوي هذا السجل على بريمج يخبر الكمبيوتر ماذا يفعل ليبدأ التعامل مع القرص الصلب.
و لا يتم تغيير هذه المعلومات –الموجوده في ال MBR أو ال Boot record أبداً أثناء عمل الجهاز.
بعض الفيروسات تنسخ نفسها فيها وتقوم بإتلافها , لذا يجب الحرص دائما علي استخدام برنامج مضاد للفيروسات لمنع حدوث ذلك.
في هذا الجزء من سلسلة دروس القرص الصلب سنتعرف علي أنظمة الملفاتFile Systems .
كما ذكرنا من قبل أنه قبل أن نستخدم القرص الصلب يجب أن نقسمه تقسيما منطقيا , و في التقسيم المنطقي يتم وضع نظام للملفات علي القرص الصلب , فما هو 'نظام الملفات' ؟
كل أنظمة الملفات هي عبارة عن الهياكل التي تستخدم في تخزين و إدارة الملفات , هذه الهياكل تتكون من سجل بدء التحميل الخاص بنظام التشغيل , المجلدات و الملفات .
نظام الملفات يقوم أيضا بالوظائف الأساسية الآتية:
1 تتبع أو تسجيل المساحة الشاغرة و المتاحة علي القرص الصلب.
2 تسجيل أسماء الملفات و المجلدات.
3 تسجيل مكان الملف فيزيائيا علي القرص الصلب.
تختلف نظم التشغيل عن بعضها البعض في نوع نظام الملفات الذي تستخدمه , فبعض نظم التشغيل يستطيع أن يتعرف علي نوع نظام ملفات واحد فقط , والبعض الآخر يمكنه أن يتعرف علي العديد من أنظمة الملفات.
أنواع ملفات النظام :
نظم الملفات عديدة و أشهرها هذه النظم هي :
(FAT (File Allocation Table
(FAT32 (File Allocation Table32
(NTFS (New Technology File System
(HPFS (High Performance File System
NetWare File System
Linux EXT2 and Linux SWAP
FAT
يستخدم ال FAT الدوس و ويندوز3.11 ويندوز 95 , و يمكن أن يتعرف كلا من ويندوز: 98 و ميلنيوم و 2000 و XP و NT و كذلك نظام OS/2 عليه.
و يعتمد هذا النظام في عمله علي استخدام :
* الFAT أو ال File Allocation Table .
* بالإضافة إلى ال Clusters .
ال FAT يمكن أن نتخيله علي أنه قلب النظام , أما ال Cluster فهي أصغر وحدة من وحدات تخزين البيانات , ال Cluster الواحدة تتكون من عدد ثابت من قطاعات-sectors- القرص الصلب .
عندما نريد أن نخزن ملف ما , يتم تخزينه في أحد هذه ال Clusters و إذا كان حجمه أكبر من حجم الكلستر يتم تقسيمه علي مجموعة من ال Clusters , ولا يشترط أن تكون هذه الClusters التي يتم تخزين الملف بها متجاورة فمن الممكن أن تكون متباعدة عن بعضها.
و كل Cluster من ال Clusters له رقم مميز له لا يمكن أن يتكرر لCluster آخر.
أما ال FAT فهو عبارة عن سجل به بيانات عن : أي ال Clusters شاغرة و أيها متاح , و أماكن توزيع الملفات علي ال Clusters , أي يمكن أن نعتبرها خريطة لل Clusters , و نتيجة لأهمية ال FAT ; فانه يتم كتابتها مرتين علي القرص الصلب كإجراء احتياطي للحفاظ علي البيانات .
مثال :
عندنا قرص صلب يستعمل نظام ال FAT و مخزن عليه ملف اسمه C4arab.doc .
عندما يقوم نظام التشغيل بقراءة الملف C4arab.doc فانه :
1 يبحث عن اسم الملف أولا في ال FAT و يجد أمامه رقم الكلستر 100 فيكون هذا هو أول كلستر من الكلسترات المكونة للملف .
2 ثم يقرأ مدخل هذا الكلستر- 100- فيجده 102 فيكون الكلستر 102 هو الكلستر الثاني المكون للملف ,,, و هكذا حتى يصل إلى
3 الكلستر رقم 105 فيجد أن المدخل لهذا الكلستر هو OFF أي نهاية الملف , فيكون الكلستر 105 هو آخر كلستر من الكلسترات المكونة للملف C4arab.doc , و بذلك تكون عملية قراءة الملف قد اكتملت.
Directory Entry
مدخل الملف
File Name
اسم الملف
Cluster No
رقم الكلستر
102
C4arab.doc
100
000
101
105
102
104
Ahmed.doc
103
106
104
OFF
105
OFF
106
000
107
** أقصي حجم للأقسام- Partitions - يدعمه ال FAT هو 2 جيجا بايت , و أقصي عدد للكلسترات هو 65.525 كلستر , و عليه فانه أيا كان حجم القسم , فان عدد القطاعات في الكلستر الواحدة لابد أن يكون مناسب للحد الذي يسمح بأن يتم تقسيم كل المساحة الموجودة علي ال 65.525 كلستر , وبالتالي كلما ازداد حجم القرص الصلب أو القسم فان حجم الكلستر يزداد أيضا .
هذا يؤدي إلى تهدير المساحة التخزينية للقرص الصلب , لأنه كلما صغر حجم الكلستر كان تهدير المساحة أقل.
لتوضيح ذلك : افرض أن هناك ملف حجمه 1 كيلو بايت و حجم الكلستر 4 كيلو بايت فان الكلستر التي سيتم تخزين الملف فيها بها 3 كيلو بايت مهدرة , أما إذا كان حجم الكلستر 2 كيلو بايت مثلا , فان هناك تهدير ل 1 كيلو بايت فقط .
FAT32
نظم التشغيل التي تستخدم هذا النظام هي ويندوز 95 OEM RELEASE 2 و 98 و ميلنيوم و 2000 و XP أما DOS, ويندوز3.11, NT 3.51/4.0, 95بالإضافة إلىOS/2 لا تستطيع أن تتعرف علي هذا النظام .
هذا النظام – FAT32 - هو نسخة مطورة من النظام القديم FAT –المعروف أيضا ب FAT16- - حيث أنه يستخدم مداخل للملفات بطول 32 بت بدلا من 16 بت , ونتيجة لهذا فان FAT32 يدعم حجم أكبر من الأقسام ( يمكن أن يصل حجم القسم ال 2 تيرا بايت ).
بالإضافة الي ذلك فان حجم ال Clusters في هذا النظام أصغر منه في FAT16 , مما يتيح – كما ذكرنا من قبل – استخدام أكبر قدر ممكن من المساحة التخزينية للقرص الصلب بدون تهدير , لكن أيضا حجم الكلستر هنا يعتمد علي حجم القسم , فكلما زاد حجم القرص زاد حجم الكلستر.
NTFS
هذا النظام يستطيع فقط ويندوز NT,2000,XP استخدامه.
لا ينصح باستخدام هذا النظام بالنسبة للأقراص الصلبة ذات المساحة الأقل من 400 ميجا بايت حيث أنه يستخدم جزء كبير من المساحة التخزينية لهياكل النظام .
الهيكل الرئيسي المكون لهذا النظام هو ال MFT (Master File Table) .
يقوم نظام ال NTFS بتخزين نسخ عديدة من أهم أجزاء ال MFT كإجراء احتياطي للحفاظ علي البيانات و خوفا من ضياعها.
كما في FAT,FAT32 يستخدم ال NTFS الكلسترات في تخزين الملفات لكن الفرق هنا هو أن حجم الكلستر ثابت دائماً = 512 بايت بغض النظر عن حجم القسم , وهذا يتيح أكبر استخدام للمساحة التخزينية .
لكن هذه ميزة و عيب في نفس الوقت , لأننا سنضطر عند تخزين الملفات الكبيرة الي تقسيمها علي عدد من الكلسترات – التي تكون غالبا غير متتابعة – , هذا قد يؤدي الي بطيء تحميل الملفات عند قراءتها .
يفضل استخدام نظام NTFS مع الأقراص الصلبة الكبيرة , من أجل ضمان أقل تهدير للمساحة التخزينية.
ميزة أخري في ال NTFS : وهي أن ال Bad Sectors يتم تحديدها تلقائيا في حال وجودها ثم تحديدها كأجزاء غير صالحة للاستخدام أوتوماتيكيا.
HPFS
هذا النظام هو النظام المفضل ل OS/2 و يمكن للإصدارات القديمة من ويندوز NT أن تتعرف عليه.
يستخدم هذا النظام القطاعات Sectors كوحدات التخزين بدلا من ال Clusters كما في FAT,FAT32,NTFS .
ويتميز هذا النظام عن ال FAT بأنه أسرع في زمن تحميل الملفات بالإضافة إلى أنه يوفر استخدام أفضل للمساحة التخزينية.
NetWare File system
تم تصميم هذا النظام خصيصا لنظم تشغيلNovell NetWare و تم تطويره من أجل NetWare servers .
Linux Ext2 and Linux Swap
تستخدم أنظمة تشغيل اللينكس أنظمة الملفات هذه.
أقصي حجم للقسم بالنسبة ال EXT2 هو 4 تيرابايت
بسم الله الرحمن الرحيم
أولا : أنواع المذربورد ( اللوحة الأم )
تصنف انواع المذربورد حسب شكلها و تصميمها وطريقة ترتيب القطع الرئيسية والمنافذ و هي تصنف الى ثلاثة أنواع رئيسية
1 - AT motherboard
2 - ATX motherboard
3 - NLX motherboard
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع AT يرجع تصميمها الى شركة IBM المعروفة , وكانت هي الأكثر انتشارا من عام 1980 و حتى 1990 . تحتوي هذه اللوحة على منافذ ISA فقط . والانواع الجديدة تحتوي على منافذ PCI الحديثة بالاضافة لـ ISA وأبعاد هذه اللوحة عي 12 x 13 انش ويوجد نوع آخر أصغر حجما 8.66 x 13 انش يسمى ( mini AT motherboard ) ويحتوي عى عدد أقل من المنافذ لأنه اصغر حجما من النوع العادي
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع ATX ظهرت في عام 1996 وهي أكثر الأنواع استخداما الآن و تصنف بأنها من النوع التجاري , و تشبه في تصميمها لوحة mini AT و لكن باختلاف في زاويه الدوران بـ 90 درجة للمكونات مثل المعالج و هذا الدوران يوفر مساحة لأضافة كروت (adapter cards) ومخارج الصوت والصورة وغيرها . ومن التغيرات الأخرى هي وجود عدد أقل من الكيبلات (موصلات الطاقة) الداخلية في اللوحة بالإضافة الى وجود مروحة عند مزود الطاقة الكهربائية (power supply) لتبريد المعالج و اللوحة الأم ومن الأسباب الأخرى لانتشار هذا النوع هو كلفتها البسيطة للشركة المصنعة و حجمها الصغير نسبة للانواع القديمة و الـ ATX يدعم مخارج الـ ISA والـ PCI معا .... وكما في الـ AT فإنه يوجد تصميم مصغر ايضا للـ ATX يسمى mini ATX أبعاده 11.2 x 8.2
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع NLX ظهرت في عام 1996 وتشبه لوحة الـ ِATX لكن شكلهامختلف
ان القرص المرن يشبه شريط المسجل في اشيا كثيرة منها:
• كلاهما يسجلان المعلومات في نفس اللحظة
• امكانية حذف المعلومات و اعادة استعمالهما مرات عدة
• رخص الاسعار
• سهولة الاستخدام
المشكلة في شريط المسجل هي انه يتبع نظام الاولوية و الترتيب . بمعنى , ان الشريط له بداية و نهاية , فيحوي الشريط على عدة مقاطع من المواد السمعية المسجلة فيه, و للانتقال من مادة الى اخرى يجب ضغط زر rewind او forward
للبحث عن المادة المطلوبة , و احيانا تأخذ العملية دقائق فقط للبحث عن المادة المطلوبة .
القرص المرن يشبه الشريط بشكل كبير, فهما مصنوعان من قطعة من البلاستيك مغطاة بمادة مغناطيسية من الجهتان, لكن في القرص يكون شكله دائري, حتى تكون الحركة من الملف رقم واحد مثلا الى الملف رقم 13 بسرعة كبيرة مقارنة بالشريط, و هذه العملية تدعى direct access storage..
في الصورة مقطع لقرص مرن يبين المقاطع المقسمة في القرص و توزيعاته.
ينقسم درايف القرص الى عدة اقسام:
• رأس القراءة و الكتابة
هناك رأسان لاتمام عملية الكتابة القراءة و المسح , احدهما للكتابو القراءة و الاخر لمسح البيانات الموجودة على القرص, ليجعل القرص نظيفا قابلا لاعادة الاستعمال.
• محرك الاراص المرنة
يوجد محرك يثبت عند منتصف القرص عند ادخاله ليعلق في الفتحات الموجودة له , و يدور بسرعة تصل الى 600 دورة في الدقيقة ليساعد على قراءة البيانات و الانتقال الى الملف المناسب بسرعة مناسبة.
• محرك دقيق
يستخدم هذا المحرك لتحريك الرؤوس التي تكتب و تمسح الى مكان الملف المقصود لعمل اللازم, اما كتابة او قراءة او حذف.
• غطاء القرص
يستخدم الغطاء لحماية المادة البلاستيكية المغطا بمادة مغناطيسية من اي تأثير خارجي كضوء الشمس او اي شي يؤثر على البيانات الموجودة فيه , و عند ادخال القرص يفتح الغطاء ليسمح للرؤوس باتخاذ اماكنها بشكل متقابل.
• اللوحة الالكترونية
تحتوي على القطع الالكترونية التي تتحكم بالقرص بما فيه من نقل البيانات من القرص الى الطرف الثاني من جهاز الحاسب و التحكم في تحرك الرؤوس و غيرها من الامور.
عملية كتابة و قراءة المعلومات هي كالتالي:
1. يمرر الحاسب امر لدرايف للقرص المرن بكتابة او قراءة ملف في القرص المرن.
2. يبدأ المحرك بالدوران فتدور قطعة تخزيين البيانات في القرص المرن معه.
3. يبدأ المحرك الدقيق بالدوران ليحرك الرؤوس لتصل الى مكان القراءة او الكتابة.
4. تتوقف الرؤوس في المكان المذكور و تتأكد من انها نفسها المكان المذكور قبل البدء بالعملية المطلوبة ( كتابة او قراءة).
5. عند الكتابة يكون هناك ملف وظيفته مسح كل شي موجود في المقطع الذي سيقوم رأس الكتابة بكتابته و الملف مقصود به ليس ملفا برمجيا انما قطع تكون نوعا ما اكبر من الرأس نفسه ليتفادى اي تأثير اثناء عملية الكتابة على القرص.
6. رأس القراءة يتخذ مكانه و يلتصق بالقرص المرن و يبدأ بقراءة الانتشارات المغناطيسية على القرص و يبعث فحواها لتتم ترجمتها الى المستخدم.
7. عند الانتهاء من العملية ينتظر الدرايف اوائمر اخرى من الحاسب كي ينفذها.
8. يستمر الضوء بالتشغيل حينما تكون هناك عملية للقرص المرن.
بعض الحقائق عن الاقراص المرنة:
• وجود قرصين مرنين ملتصقين مع بعض لا يؤثر على محتواهما من البيانات, لصغر تأثير المحتوى المغناطيسي فيهما.
• عموما , لن تجد احدا يصلح محرك اقراص مرنة هذه الايام ان وجد بها عطل, لان ثمن تصليحه لن يكون اقل من استبداله! فهو يكلف حوالي 50 درهما.
• توجد فتحة في طرف اي قرص مرن تقليدي, عند تغطيتها , لن يتمكن احد من الكتابة على القرص حتى ازالة الغطاء.
المعالج ( Microprocessor )
المعالج جزء رئيسي في اللوحة الأم و يقوم بشكل عام بمعالجة المعلومات الداخلة اليه لنراها في الشاشة
مثال : مراحل معالجة البيانات هي 1- إدخال 2 - معالجة 3 - إخراج فعند كتابة نص بوساطة برنامج كتابي مثل الـ Word pad فإننا ندخل البيانات عن طريق الكيبورد ثم تتم معالجة البيانات في وحدة المعالجة CPU فتخرج البيانات على الشاشة تتكون وحدة المعالجة في الكمبيوتر بالأضافة للمعالج الى اربع وحدات مساعدة وهي
1-Input /Output ( I /O ) Address
2- The control unit ( CU Unit )
3 -( AL Unit ) Arithmetic /Logic unit
4 - ( FL unit ) floating point unit
( I/O address ) :
تقوم بتنظيم عمل المعالج و هي وحدة تتيح للمعالج تمييز الجهاز الذي تتصل به و تقوم هذه الوحدة بإعطاء التعليمات للمعالج ليقوم بمعالجة المعلومات الداخلة للمعالج و الخارجة منه وتقوم وحدة الـ Input / Output ) I /O ) بعـنونــة مهام المعالج حيث تحدد موقعا في ذاكرة الرام (RAM ) ليقوم المعالج بعدها بمعالجة المعلومات الموجودة من الموقع
------------------------------------
The control unit :
وحدة السيطرة على المعالج . ويقوم تحديدا بتنظيم تنفيذ المهام في المعالج إذ يتلقى المهام من الـI /O address ويترجمها اذا وجب ذالك ثم يمررها الى الوحدة الأخرى ( AL Unit ) ( وحدة الحساب والمنطق )
------------------------------------
Arithmetic /Logic unit ( وحدة الحساب والمنطق )
هذه الوحدة مسؤولة عن جميع العمليات الحسابية والمنطقية وتتلقى الـ AL Unit المهام من وحدة الـ I / O ( وقد تمر بوحدة السيطرة)
------------------------------------
floating point unit : ( المساعد الحسابي )
يقوم المعالج بالعمليات الحسابية البسيطية و تقوم هذه الوحدة بتسريع معالجة العمليات الحسابية الكبيرة
-----------------------------------------------------------------------------------
ذاكرة المعالج ( Cach memory ) كما نعلم و اللي ما يعلم لازم يعلم ان الذاكرة الرام RAM تقوم بالتخزين المؤقت للبرامج والبيانات والرام يعمل أبطئ من المعالج و لحل هذا التفاوت في السرعة كان إضافة ذاكرة الكاش ( cach memory ) التي تقع على المعالج. المهام والبيانات التي تنتظر المرور بالمعالج تخزن في ذاكرة الكاش L1 and L2 cach تحتوي المعالجات الحديثة على موقعين لذاكرات الكاش تُعرف بـ L1 و L2 ... L1 هي الذاكرة الأساسية للمعالج وهي أسرع وتزود المهام و البيانات للمعالج مباشرة ..... المعالجات القديمة قبل البنتيوم كانت تستخدم ذاكرة ( W T ) التي كانت فقط تقرأ البيانات الداخلة للمعالج . وبظهور معالجات بنتيوم اصبح الكاش يقوم بالقراءة والكتابة معا ً الذاكرة الثانية L2 cach في اللإصدار الأول والثاني من معالجات لنتيوم كانت ذاكرة L2 تقع في الرام ... أما في في الاصدارات الحديثة فإنها تقع على المعالج نفسه و تقوم بنفس مهام ذاكرة L1
هناك طريقتان لإتصال المعالج باللوحة الأم 1 - Socket mounted تستخدم هذه الطريقة في المعالجات قبل pentium 2 2 - Slot mountain بدأت أول مرة في بنتيوم 2
لإجراء عملية الجمع في وحدة الحساب والمنطق.ALU فإننا نستخدم دوائر خاصة للجمع
وهي نوعان:
الجامع النصفي الثنائي Binary Half-Adder
الجامع التام Full-Adder
سنتحدث أولا عن الجامع النصفي Half-Adder
نستخدم هذه الدائرة عند جمع رقمين ثنائيين
بحيث يكون لها مدخلان لاستقبال الرقمين الثنائيين:
الرقم الأول A
الرقم الثانيB
أما المخرجات فهو مخرجان
الأول S وهو حاصل جمع الرقمين الثنائيين (SUM)
الثاني C وهو الباقي الناتج عن عمليه جمع الأرقام الثنائية(CARREY)
و هذان الرقمان يكونان بالنظام الثنائي أي عبارة عن صفر وواحد
والآن نقوم بتصميم دائرة الجامع النصفي على الرقمين A B
أولاً: نقوم بتصميم جدول الحقيقة TRUTH TABLE
ثانيا: نقوم بعد ذلك بالحصول على قيمه C&S من جدول الحقيقة
للحصول على قيمة S
(تتحقق S عندما تحقق القيمه المنطقية1 )
S = AB + A B = A ⊕ B
للحصول على قيمة C
وايضا تتحقق C عندما تحقق القيمه المنطقية 1
C = AB
و بذلك نستطيع تصميم الدائرة المنطقية للجامع النصفي
جامع التام Full –adder
وظيفة الجامع التام هي جمع ثلاثة ارقام ثنائية
تكمن أهمية هذه الدائرة عند جمع عديين ثنائيين فإن المحمل الناتج عن جمع هذان الرقمين في المرحلة I يجب أن يضاف إلى الرقمين في المرحلة I+1
لتوضيح هذه النقطه انظر للمثال التالي
1 1 1
العدد الأول 1 0 1 1 0 0
العدد الثاني 0 1 1 0 1 0
________________________
ناتج الجمع 1 1 0 0 0 1
لاحظ أنه في خطوة الجمع الثالث ( من اليمين) ينتج محمل قيمته 1 ويجب جمعه مع الرقمين في خطوة الجمع التالية ثم تكرر نفس القاعدة وهي خطوات الجمع الباقية
والآن سنتعلم كيفية تصميم دائرة جامع تام
أولا للحصول على قيمه S&C نستخدم جدول الحقيقة
هنا يمكننا تصميم الجامع التام باستخدام جامعين نصفيين لهذا الغرض
وذلك عن طريق تطبيق معادلة تصميم الجامع النصفي مرتين
في المرة الأولى تكون المتغيرات قيم مدخله
في المرة الثانية يكون المتغير الأول حاصل جمع المتغيرين
وأما المدخل الثاني فهو المحمل من عملية الجمع للمرة الأولى من عملية الجمع
بسم الله الرحمن الرحيم
مما لا شك فيه أن كل جهاز كمبيوتر الان يحتوي علي قرص صلب (Hard Disk ) ان لم يكن أكثر, بل ان العديد من الحاسبات الكبيرة كالسيرفرات و غيرها تحتوي علي المئات من الأقراص الصلبة!! .
و يتمثل الدافع الرئيسي وراء استخدامنا لكل هذه البلايين من الاقراص الصلبه في شئ واحد : وهو أنها تستطيع الاحتفاظ بالكثير من البيانات بعد أن تفصل الكهرباء عن الحاسب , حيث يستطيع القرص الصلب أت يخزن البيانات الرقمية علي هيئة مغناطيسية.
غير واضح أليس كذلك؟!,, لا توجد مشكلة , لنبدأ بالتعرف أكثر علي القرص الصلب...
أساسيات القرص الصلب :
تم اختراع الأقراص الصلبة في الخمسينيات , وكانت عبارة عن أقراص كبيرة يصل قطرها الي حوالي 20 بوصة و علي الرغم من حجمها الكبير الا أنها كانت تتسع للقليل من ال Megabytes فقط!!. ولم تكن تعرف في ذلك الوقت بال Hard disk بل كانت تعرف بال Fixed disks أو بال Winchesters, وجاءت التسمية HardDisk بعد ذلك لكي يتم التفرقه بينها و بين الاقراص المرنه.
وكما هو واضح من اسمه يحتوي القرص الصلب علي 'قرص صلب' أو ما يعرف ب platter , هذا القرص توضع عليه المادة المغناطيسية التي تستخدم في حفظ البيانات , هذه المادة المغناطيسية هي نفسها المادة المستخدمة في الاقراص المرنة و شرائط الكاسيت , ولكن الفرق هو أن الاقراص المرنة و الكاسيت يتم فيها وضع المادة المغناطيسية علي ماده بلاستيكية مرنة.
ولكن بشكل عام فان القرص الصلب لا يختلف في طريقه تخزينه للبيانات عن شرائط الكاسيت و الاقراص المرنة فكلاهما يستخدم نفس طرق التخزين المغناطيسية , تتميز طرق التخزين المغناطيسية في أنه من السهل الكتابة و المسح و اعادة الكتابة علي المادة المغناطيسية , وكذلك يمكن للمادة المغناطيسية أن تحتفظ بالمعلومات المخزنه عليها -علي هيئة فيض مغناطيسي- لعدة سنوات.
يتم تخزين البيانات علي القرص الصلب علي هيئة ملفات Files ال file عبارة عن مجموعة من ال bytes , مجموعة ال bytes هذه قد تكون عبارة عن مجموعه من ال ASCII Code لمجموعة حروف موجودة في ملف نصي أو مجموعة تعليمات لبرنامج ما لكي ينفذها الكمبيوتر أو تكون مجموعة من ال pixles تعبر عن صورة ما أو مجموعة سجلات في قاعدة بيانات , عموما أيا كان ما تحتويه ; فان الملف في النهاية هو مجموعه من ال BYTES , و عندما يطلب الكمبيوتر من القرص الصلب هذا ال FILE فان القرص الصلب يقرأ مجموعة ال Bytes -المخزنة علي الماده المغناطيسية- ثم يجمهعا و يرسلها للكمبيوتر.
نتابع معا رحلتنا مع القرص الصلب , فبعد أن تعرفنا علي التكوين الفيزيائي القرص الصلب في الدرس السابق , سنتعمق أكثر في كيفية التعامل مع القرص الصلب.
تهيئة القرص الصلب Formatting the HDD
لكي نستطيع استخدام القرص الصلب يجب أن نقوم بتهيئته أولا , هناك نوعان التهيئة :
أولها ما يعرف بالتهيئة الفيزيائية Physical Formatting و تعرف أيضا بتهيئة المستوي المنخفض Low Level Formatting.
الثانية هي التهيئة المنطقية Logical Formatting أو ما يعرف بتهيئة المستوي العالي 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.
**أما التهيئة المنطقية :
بعد أن تتم عملية تهيئة القرص الصلب فيزيائيا لا يمكننا بعد استخدام القرص الصلب , بل يلزم أيضا تهيئته منطقيا . التهيئة المنطقية يتم فيها وضع نظام الملفات File System (مثلFAT , FAT 32 , NTFS) علي القرص الصلب , مما يتيح لنظام التشغيل (مثل الدوس , الويندوز أو اللينكس) 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 بالتالي يمكنك أن تستخدم عدة أنظمة تشغيل علي نفس القرص الصلب .
لكي تهيئ قرصك الصلب منطقيا يمكنك استخدام برامج كثيرة من أشهرها ال 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 .
ال Primary و ال 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.
1. القسم الأساسي Primary Partition :
يحتوي القسم الأساسي علي نظام التشغيل (مثل الويندوز) المستخدم بالإضافة إلى أي ملفات أو بيانات أخري (مثل My ********s , 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.
2. 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.
3. القسم المنطقي Logical Partition :
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 Partition Magic .
تسمية أقسام القرص الصلب :
تبدأ تسمية أقسام القرص الصلب بالحرف C ثم باقي حروف الأبجدية الإنجليزية D E F G H ……. و يأخذ القسم الأساسي Primary أول حرف دائما و هو ال C ثم تأخذ باقي الأقسام المنطقية الحروف D ثم E و هكذا
مثال :
لا يشترط أن تكون المساحات كما هي موزعة بالشكل , فيمكن للقسم الأساسي أن يأخذ أي مساحة ثم يأخذ القسم الممتد (باللون الأزرق) المساحة المتبقية و كذلك ال D و أي قسم منطقي آخر .
أمثلة :
نلاحظ مما سبق أن القسم الأساسي ال C دائما ما يكون في بداية القرص الصلب ثم تليه الأقسام المنطقية الأخرى.
**ماذا لو كان هناك أكثر من قرص صلب موصلين مع بعضهم في نفس الوقت كيف سيتم توزيع الحروف ؟
سيتم التوزيع وفقا للنظام الآتي :
القسم الأساسي الخاص بالقرص الذي سيتم التحميل منه هو سيأخذ أول الحروف و هو ال C . ثم يأخذ القسم الأساسي في القرص الثاني الحرف D .
ثم يتم توزيع الحروف علي الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الأول مثلا E,F وهكذا إلى أن ننتهي من تسمية الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الأول .
ثم نبدأ في توزيع الحروف علي الأقسام المنطقية الخاصة بالقرص الصلب الثاني G,H مثلا.
مثال :
لماذا الحاجة لتقسيم القرص الصلب ؟
حتى يمكننا أن نستخدم أكثر من نظام تشغيل.
استخدام المساحة التخزينية الموجودة علي القرص الصلب بأفضل شكل ممكن.
حتى نؤمن ملفاتنا بشكل أكبر.
MBR (Master Boot Record) سجل الاقلاع الرئيسي :
لابد من تحديد بداية ونهاية كل قسم منطقي موجود علي القرص الصلب و تتم كتابة هذه المعلومات في مكان ما من القرص الصلب حتى يستطيع نظام التشغيل التعرف عليها كأقسام منفصلة ، و يقوم بهذه العملية البرنامج الذي يقسم القرص الصلب منطقيا.
أول قطاع في بداية كل قسم منطقي يسمى بسجل الإقلاع (boot record ) تتم فيه كتابة كافة المعلومات المتعلقة بمكان بداية ونهاية الأقسام المنطقية كما تحدد القرص الصلب النشط (الذي تم تحميل الجهاز منه).
أما سجل الإقلاع للقسم الأساسي فيسمى 'سجل الإقلاع الرئيسي ' Master Boot Record و يحتوي هذا السجل على بريمج يخبر الكمبيوتر ماذا يفعل ليبدأ التعامل مع القرص الصلب.
و لا يتم تغيير هذه المعلومات –الموجوده في ال MBR أو ال Boot record أبداً أثناء عمل الجهاز.
بعض الفيروسات تنسخ نفسها فيها وتقوم بإتلافها , لذا يجب الحرص دائما علي استخدام برنامج مضاد للفيروسات لمنع حدوث ذلك.
في هذا الجزء من سلسلة دروس القرص الصلب سنتعرف علي أنظمة الملفاتFile Systems .
كما ذكرنا من قبل أنه قبل أن نستخدم القرص الصلب يجب أن نقسمه تقسيما منطقيا , و في التقسيم المنطقي يتم وضع نظام للملفات علي القرص الصلب , فما هو 'نظام الملفات' ؟
كل أنظمة الملفات هي عبارة عن الهياكل التي تستخدم في تخزين و إدارة الملفات , هذه الهياكل تتكون من سجل بدء التحميل الخاص بنظام التشغيل , المجلدات و الملفات .
نظام الملفات يقوم أيضا بالوظائف الأساسية الآتية:
1 تتبع أو تسجيل المساحة الشاغرة و المتاحة علي القرص الصلب.
2 تسجيل أسماء الملفات و المجلدات.
3 تسجيل مكان الملف فيزيائيا علي القرص الصلب.
تختلف نظم التشغيل عن بعضها البعض في نوع نظام الملفات الذي تستخدمه , فبعض نظم التشغيل يستطيع أن يتعرف علي نوع نظام ملفات واحد فقط , والبعض الآخر يمكنه أن يتعرف علي العديد من أنظمة الملفات.
أنواع ملفات النظام :
نظم الملفات عديدة و أشهرها هذه النظم هي :
(FAT (File Allocation Table
(FAT32 (File Allocation Table32
(NTFS (New Technology File System
(HPFS (High Performance File System
NetWare File System
Linux EXT2 and Linux SWAP
FAT
يستخدم ال FAT الدوس و ويندوز3.11 ويندوز 95 , و يمكن أن يتعرف كلا من ويندوز: 98 و ميلنيوم و 2000 و XP و NT و كذلك نظام OS/2 عليه.
و يعتمد هذا النظام في عمله علي استخدام :
* الFAT أو ال File Allocation Table .
* بالإضافة إلى ال Clusters .
ال FAT يمكن أن نتخيله علي أنه قلب النظام , أما ال Cluster فهي أصغر وحدة من وحدات تخزين البيانات , ال Cluster الواحدة تتكون من عدد ثابت من قطاعات-sectors- القرص الصلب .
عندما نريد أن نخزن ملف ما , يتم تخزينه في أحد هذه ال Clusters و إذا كان حجمه أكبر من حجم الكلستر يتم تقسيمه علي مجموعة من ال Clusters , ولا يشترط أن تكون هذه الClusters التي يتم تخزين الملف بها متجاورة فمن الممكن أن تكون متباعدة عن بعضها.
و كل Cluster من ال Clusters له رقم مميز له لا يمكن أن يتكرر لCluster آخر.
أما ال FAT فهو عبارة عن سجل به بيانات عن : أي ال Clusters شاغرة و أيها متاح , و أماكن توزيع الملفات علي ال Clusters , أي يمكن أن نعتبرها خريطة لل Clusters , و نتيجة لأهمية ال FAT ; فانه يتم كتابتها مرتين علي القرص الصلب كإجراء احتياطي للحفاظ علي البيانات .
مثال :
عندنا قرص صلب يستعمل نظام ال FAT و مخزن عليه ملف اسمه C4arab.doc .
عندما يقوم نظام التشغيل بقراءة الملف C4arab.doc فانه :
1 يبحث عن اسم الملف أولا في ال FAT و يجد أمامه رقم الكلستر 100 فيكون هذا هو أول كلستر من الكلسترات المكونة للملف .
2 ثم يقرأ مدخل هذا الكلستر- 100- فيجده 102 فيكون الكلستر 102 هو الكلستر الثاني المكون للملف ,,, و هكذا حتى يصل إلى
3 الكلستر رقم 105 فيجد أن المدخل لهذا الكلستر هو OFF أي نهاية الملف , فيكون الكلستر 105 هو آخر كلستر من الكلسترات المكونة للملف C4arab.doc , و بذلك تكون عملية قراءة الملف قد اكتملت.
Directory Entry
مدخل الملف
File Name
اسم الملف
Cluster No
رقم الكلستر
102
C4arab.doc
100
000
101
105
102
104
Ahmed.doc
103
106
104
OFF
105
OFF
106
000
107
** أقصي حجم للأقسام- Partitions - يدعمه ال FAT هو 2 جيجا بايت , و أقصي عدد للكلسترات هو 65.525 كلستر , و عليه فانه أيا كان حجم القسم , فان عدد القطاعات في الكلستر الواحدة لابد أن يكون مناسب للحد الذي يسمح بأن يتم تقسيم كل المساحة الموجودة علي ال 65.525 كلستر , وبالتالي كلما ازداد حجم القرص الصلب أو القسم فان حجم الكلستر يزداد أيضا .
هذا يؤدي إلى تهدير المساحة التخزينية للقرص الصلب , لأنه كلما صغر حجم الكلستر كان تهدير المساحة أقل.
لتوضيح ذلك : افرض أن هناك ملف حجمه 1 كيلو بايت و حجم الكلستر 4 كيلو بايت فان الكلستر التي سيتم تخزين الملف فيها بها 3 كيلو بايت مهدرة , أما إذا كان حجم الكلستر 2 كيلو بايت مثلا , فان هناك تهدير ل 1 كيلو بايت فقط .
FAT32
نظم التشغيل التي تستخدم هذا النظام هي ويندوز 95 OEM RELEASE 2 و 98 و ميلنيوم و 2000 و XP أما DOS, ويندوز3.11, NT 3.51/4.0, 95بالإضافة إلىOS/2 لا تستطيع أن تتعرف علي هذا النظام .
هذا النظام – FAT32 - هو نسخة مطورة من النظام القديم FAT –المعروف أيضا ب FAT16- - حيث أنه يستخدم مداخل للملفات بطول 32 بت بدلا من 16 بت , ونتيجة لهذا فان FAT32 يدعم حجم أكبر من الأقسام ( يمكن أن يصل حجم القسم ال 2 تيرا بايت ).
بالإضافة الي ذلك فان حجم ال Clusters في هذا النظام أصغر منه في FAT16 , مما يتيح – كما ذكرنا من قبل – استخدام أكبر قدر ممكن من المساحة التخزينية للقرص الصلب بدون تهدير , لكن أيضا حجم الكلستر هنا يعتمد علي حجم القسم , فكلما زاد حجم القرص زاد حجم الكلستر.
NTFS
هذا النظام يستطيع فقط ويندوز NT,2000,XP استخدامه.
لا ينصح باستخدام هذا النظام بالنسبة للأقراص الصلبة ذات المساحة الأقل من 400 ميجا بايت حيث أنه يستخدم جزء كبير من المساحة التخزينية لهياكل النظام .
الهيكل الرئيسي المكون لهذا النظام هو ال MFT (Master File Table) .
يقوم نظام ال NTFS بتخزين نسخ عديدة من أهم أجزاء ال MFT كإجراء احتياطي للحفاظ علي البيانات و خوفا من ضياعها.
كما في FAT,FAT32 يستخدم ال NTFS الكلسترات في تخزين الملفات لكن الفرق هنا هو أن حجم الكلستر ثابت دائماً = 512 بايت بغض النظر عن حجم القسم , وهذا يتيح أكبر استخدام للمساحة التخزينية .
لكن هذه ميزة و عيب في نفس الوقت , لأننا سنضطر عند تخزين الملفات الكبيرة الي تقسيمها علي عدد من الكلسترات – التي تكون غالبا غير متتابعة – , هذا قد يؤدي الي بطيء تحميل الملفات عند قراءتها .
يفضل استخدام نظام NTFS مع الأقراص الصلبة الكبيرة , من أجل ضمان أقل تهدير للمساحة التخزينية.
ميزة أخري في ال NTFS : وهي أن ال Bad Sectors يتم تحديدها تلقائيا في حال وجودها ثم تحديدها كأجزاء غير صالحة للاستخدام أوتوماتيكيا.
HPFS
هذا النظام هو النظام المفضل ل OS/2 و يمكن للإصدارات القديمة من ويندوز NT أن تتعرف عليه.
يستخدم هذا النظام القطاعات Sectors كوحدات التخزين بدلا من ال Clusters كما في FAT,FAT32,NTFS .
ويتميز هذا النظام عن ال FAT بأنه أسرع في زمن تحميل الملفات بالإضافة إلى أنه يوفر استخدام أفضل للمساحة التخزينية.
NetWare File system
تم تصميم هذا النظام خصيصا لنظم تشغيلNovell NetWare و تم تطويره من أجل NetWare servers .
Linux Ext2 and Linux Swap
تستخدم أنظمة تشغيل اللينكس أنظمة الملفات هذه.
أقصي حجم للقسم بالنسبة ال EXT2 هو 4 تيرابايت
بسم الله الرحمن الرحيم
أولا : أنواع المذربورد ( اللوحة الأم )
تصنف انواع المذربورد حسب شكلها و تصميمها وطريقة ترتيب القطع الرئيسية والمنافذ و هي تصنف الى ثلاثة أنواع رئيسية
1 - AT motherboard
2 - ATX motherboard
3 - NLX motherboard
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع AT يرجع تصميمها الى شركة IBM المعروفة , وكانت هي الأكثر انتشارا من عام 1980 و حتى 1990 . تحتوي هذه اللوحة على منافذ ISA فقط . والانواع الجديدة تحتوي على منافذ PCI الحديثة بالاضافة لـ ISA وأبعاد هذه اللوحة عي 12 x 13 انش ويوجد نوع آخر أصغر حجما 8.66 x 13 انش يسمى ( mini AT motherboard ) ويحتوي عى عدد أقل من المنافذ لأنه اصغر حجما من النوع العادي
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع ATX ظهرت في عام 1996 وهي أكثر الأنواع استخداما الآن و تصنف بأنها من النوع التجاري , و تشبه في تصميمها لوحة mini AT و لكن باختلاف في زاويه الدوران بـ 90 درجة للمكونات مثل المعالج و هذا الدوران يوفر مساحة لأضافة كروت (adapter cards) ومخارج الصوت والصورة وغيرها . ومن التغيرات الأخرى هي وجود عدد أقل من الكيبلات (موصلات الطاقة) الداخلية في اللوحة بالإضافة الى وجود مروحة عند مزود الطاقة الكهربائية (power supply) لتبريد المعالج و اللوحة الأم ومن الأسباب الأخرى لانتشار هذا النوع هو كلفتها البسيطة للشركة المصنعة و حجمها الصغير نسبة للانواع القديمة و الـ ATX يدعم مخارج الـ ISA والـ PCI معا .... وكما في الـ AT فإنه يوجد تصميم مصغر ايضا للـ ATX يسمى mini ATX أبعاده 11.2 x 8.2
:::::::::::::::::::::::::::::::
اللوحات الأم من نوع NLX ظهرت في عام 1996 وتشبه لوحة الـ ِATX لكن شكلهامختلف