الجزء الثالث
Download
Report
Transcript الجزء الثالث
ROM
ROM
الذاكرة :ROMالذاكرة ROMهي اختصار ل ( ) Read Only Memoryوهي وحدة تخزين
إلكترونية يتم تخزين المعلومات بها في تركيبتها الداخلية ،وليس في صورة فولت كهربي مثل ما هو في
الذاكرة .RAM
وتعتبر وسيلة تخزين دائمة.
وتعتبر أيضا ً ذاكرة قراءة فقط.
وهي ذاكرة سريعة يخزن بها البرامج الثابتة التي ال نحتاج إلى تعديلها وال نريد أن يعبث بها أحد.
مثل برامج عديدة نحتاج أن ينفذها جهاز الحاسوب عند بدء تشغيله ( أي في كل مرة يتم توصيل التيار
الكهربي إليه) وكذلك برامج يحتاج أن يستخدمها جهاز الحاسب أثناء عمله للتعامل مع مكونات الحاسب
األخرى.
مجموعة البرامج التي يتم تخزينها في الذاكرة ROMوالذي يقوم الجهاز بتنفيذها عند بدء التشغيل والذي
يستخدمها لتساعده في التعامل مع مكونات الحاسب األخرى تسمى بنظام دخل/خرج األساسي
.) Basic Input/output system( BIOS
مدرس المساق أ.احمد عواد
1
Random Access Memory
الذاكرة RAMهي عبارة عن شرائح إلكترونية تستخدم لتخزين البيانات
بصورة مؤقتة على شكل فولتات كهربائية
تتكون من مكثفات ،يتم تخزين المعلومات بهذه المكثفات عن طريق شحن
هذه المكثفات بكمية معينة من الفولت عندما نريد تخزين القيمة الثنائية
صفراً.
زوال الفولت الكهربي عنها فإنها تفقد كل ما هو مخزن بها من معلومات
مدرس المساق أ.احمد عواد
2
تتكون أي شريحة RAMمن ماليين من المكثفات .يستخدم كل
مكثف في تخزين إما القيمة الثنائية واحدا أو صفرا
كل مكثف يمكنه تخزين 1بت من المعلومات.
كل مكثف يسمى بخلية تخزين
مدرس المساق أ.احمد عواد
3
هذه الخاليا مرتبة داخل الشريحة بحيث أن كل خلية أو أكثر يكونون ما
يسمى مكان تخزين.
عند التعامل مع أماكن الذاكرة فإنه يتم التعامل مع المكان كوحدة واحدة وال
يمكن التعامل مع جزء من مكان.
كل مكان يكون له عنوان حتى يمكن تحديده .والعنوان يكون عبارة عن
شفرة ثنائية.
مدرس المساق أ.احمد عواد
4
العالقة بين عدد البتات شفرة العنوان وعدد أماكن الذاكرة في
كالتالي:
عدد بتات الذاكرة
عدد أماكن الذاكرة =2
وكمثال افترض أن لدينا شريحة مكونة من 8اماكن ،فإن هذه
الشريحة البد أن يكون لها عنوان مكون من 3بتات حتى يكون
هناك عنوان خاص لكل مكان.
مدرس المساق أ.احمد عواد
5
مثال
مدرس المساق أ.احمد عواد
مكان 1او خلية1
000
مكان 2او خلية2
001
مكان 3او خلية3
010
مكان 4او خلية4
011
مكان 5او خلية5
100
مكان 6او خلية6
101
مكان 7او خلية7
110
مكان 8او خلية8
111
6
كل شريحة ذاكرة البد أن يكون لها عدد من األطراف إلدخال العنوان إليها
من خاللها.
تسمى هذه األطراف بخطوط العناوين لهذه الشريحة.
البد أن يكون لها عدد من األطراف التي يمكن من خاللهم إدخال
المعلومات المراد كتابتها في أحد أماكن الشريحة أو يمكن من خاللهم
قراءة المعلومات المخزنة في أحد أماكن الشريحة
تسمى هذه األطراف بخطوط البيانات.
ويكون عدد خطوط البيانات مساويا لعدد خاليا التخزين في كل مكان من
أماكن التخزين بالشريحة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
7
الذاكرة RAMتسمى بذاكرة الولوج العشوائي ( Random
)Access Memory
تعنى كلمة ولوج عشوائي أنه يمكن الوصول إلى أي مكان في
الذاكرة بنفس السرعة
ويمكن قراءة أي مكان عشوائي منها
وليس من الضروري أن يتم قراءتها بطريقة متوالية أو بترتيب
معين.
مدرس المساق أ.احمد عواد
8
خصائص الذاكرة :RAM
.1
سعة الذاكرة
سعة الذاكرة ترجع إلى حجم أو كمية البيانات التي يمكن تخزينها في وحدة
ذاكرة ما.
تقاس سعة الذاكرة بوحدة البايت .وتقاس بالكيلو بايت أو الميغا بايت أو
الجيغا بايت والجدول التالي:
مدرس المساق أ.احمد عواد
9
وحدات قياس الذاكرة
الحجم
الوحدة
8بت()Bit
بايت ()Byte
1024بايت
كيلو بايت()KB
1024كيلو بايت= 1048576بايت
ميغا بايت()MB
1024ميغا بايت= 1073741824بايت
جيغا بايت()GB
مدرس المساق أ.احمد عواد
10
.2
سرعة الولوج ()Access Speedأو سرعة الذاكرة
الزمن الذي يستغرق في الوصول إلى مكان ما بالذاكرة
للقراءة منه أو الكتابة إليه.
( )nsسرعة معظم الذاكرات تساوي 50نانو ثانية أو أسرع.
مدرس المساق أ.احمد عواد
11
أنواع الذاكرة : RAM
الذاكرة الديناميكية )Dynamic RAM (DRAM
الذاكرة الساكنة ) Static RAM( SRAM
مدرس المساق أ.احمد عواد
12
الذاكرة DRAM
أكثر التقنيات شيوعا في تصنيع الذاكرة RAM
ليس غاليا وتستطيع تخزين عدد كبير من البتات على شريحة واحدة صغيرة
جدا.
كل خلية DRAMتكون عبارة عن مكثف .
قادرة على تخزين بت من المعلومات.
كثافة تخزين عالية وقلة االستهالك للطاقة
مدرس المساق أ.احمد عواد
13
من عيوبها:
يجب إنعاشها (إعادة شحن المكثفات) كل حوالي خمس ميلي
ثانية حتى ال تفقد المكثفات شحنتها.
وتتم عملية اإلنعاش هذه باستخدام دائرة خاصة حيث تقوم هذه
الدائرة بقراءة كل خلية من خاليا ال DRAMوتعيد كتابتها
مرة أخرى وذلك إلنعاشها.
مدرس المساق أ.احمد عواد
14
الذاكرة SRAM
اسرع من الذاكرة DRAM
ال تحتاج الى انعاش
اكثر كلفة من DRAM
تتطلب مساحة اكبر على اللوحة االم لتخزين نفس كمية البيانات
يستخدم بشكل رئيسي في بناء الذاكرة الفورية Cache
. Memory
مدرس المساق أ.احمد عواد
15
Flash Memory
ذاكرة فالش
مدرس المساق أ.احمد عواد
16
Flash Memory
جهاز إلكتروني يستخدم لتخزين البيانات.
تعتبر non – volatile Memoryأي غير متطايرة ألنها ال تفقد
البيانات بانقطاع التيار.
تعتبر شريحة Biosذاكرة فالشيه مثبتة على اللوحة األم.
هناك أنواع أخرى من ذاكرة فالش الصلبة القابلة للنقل من مكان آلخر،
فيها:
–
–
البطاقة الذكية : Smart Mediaتم تطويرها بواسطة شركة توشيبا لتحل محل
األقراص المرنة ،تستخدم في أجهزة الجوال.
البطاقة الفالشية المدمجة : Compact Flashأنتجتها شركة ، Sandisk
تستخدم في الكاميرات الرقمية .
مدرس المساق أ.احمد عواد
17
مدرس المساق أ.احمد عواد
18
تركيبها ومبدأ عملها:
–
–
–
–
تتكون من مصفوفة بها مجموعة من األعمدة والصفوف لتشكل
مصفوفة من الخاليا.
يتحكم بكل خلية من هذه المصفوفة 2ترانزيستور.
يعتبر كل ترانزستور مثل البوابات التي تقوم بتغيير القيمة الموجودة
في الخلية من 1←0أو بالعكس.
تستخدم هذه الذاكرة تقنية تتيح للخاليا االلكترونية االحتفاظ بالبيانات
بدون تيار.
إذا حصل اتصال بين الترانزستورات التي تكون كل خلية وخط نقل
المعلومات فإن قيمة الخلية تصبح . 1
قطع االتصال السابق يجعل قيمة الخلية .0
مدرس المساق أ.احمد عواد
19
تتصل بالحاسوب من خالل منفذ .USP
تحصل على الطاقة الالزمة عن طريق المنفذ من اللوحة األم.
تمتاز بسرعة نقل عالية للبيانات.
هناك أحجام _ سعات متعددة.
من التكنولوجيات المستخدمة في عالمFlash .
: Memory
.1تقنية :U3توفر نظام تشغيل بسيط يقوم بتوفير الحماية
للذاكرة وعدد من البرمجيات المتوافقة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
20
تابع....
برامج U3تحتاج إلى نظام معين مثل WIN XP/2000
وليس أقل من هذا المستوى.
.2تقنية :Portableتؤدي نفس الغرض الذي تؤديه تقنية
u3باستثناء الحماية.
_ يمكن استخدام نطاق عريض من البرامج أوسع من u3حيث
يمكن تثبيت أي برنامج exeعلى الذاكرة بغض النظر عن
نظام التشغيل.
مدرس المساق أ.احمد عواد
21
Cache Memory
ذاكرة الكاش
هي نوع من أنواع الذاكرة في الحاسب وهي أسرع األنواع على اإلطالق.
تتواجد مابين المعالج وبين الذاكرة الرئيسية في الحاسوب.
مدرس المساق أ.احمد عواد
22
تقوم بتخزين األجزاء النشطة االستخدام من البرنامج الجاري
معالجتها في المعالج مما يؤدي إلى انخفاض كبير في أوقات
التشغيل واالنجاز في العمليات.
فكرة الكاش هي اإلبقاء على التعليمات التي يتم استخدامها
وجلبها بشكل كبير ودوري وبالتالي فإن متوسط الزمن الالزم
للوصول إلى الكاش سينخفض بشكل كبير.
عندما يحتاج المعالج إلى الوصول إلى الذاكرة لجلب تعليمه ما
فإنه يختبر ما إذا كانت أوال متواجدة في الكاش وبالتالي يأخذه
من الكاش وهذا أسرع طبعا بكثير.
مدرس المساق أ.احمد عواد
23
وإال ينتقل إلى الذاكرة الرئيسية ويجلب من هنالك أل Block
الذي يحوي تلك التعليمة.
البلوك به التعليمة وأيضا عدة تعليمات أخرى متتالية.
السبب في نقل البلوك أكمله هو أنه في المرحلة المقبلة سيحتاج
المعالج تلك التعليمات المجاورة للتعليمة األولى.
كفاءة الكاش تقاس بكمية تدعى أل Hit Ratioأو معدل
اإلصابة.
معدل اإلصابة أو الصواب يقصد به وجود التعليمة في الكاش.
مدرس المساق أ.احمد عواد
24
وعلى العكس إن لم يجدها في الكاش نسميها . Miss
في أغلب األجهزة عندما تم االختبار عليه عمليا وجدنا معدل اإلصابة يقارب % 90
مما يدل أن الكاش يسرع األداء.
يوجد نوعين من ذاكرة الكاش األولى منهما يطلق عليه Level 1وهذه الذاكرة
توجد داخل المعالج لكي يخزن بها المعلومات التي سيقوم على الفور بتشغيلها وحجم
هذا النوع صغير ويتراوح بين 2إلى 64كيلوبايت.
أما النوع الثاني ويطلق عليه Level 2فهو يوجد في شريحة إلكترونية منفصلة
تثبت بجوار المعالج وتتراوح سعتها بين 256كيلوبايت إلى 2ميجابايت.
البيانات المخزنة في ذاكرة الكاش تمحى عند فصل التيار الكهربائي عن الحاسوب.
مدرس المساق أ.احمد عواد
25
Hard Disk
القرص الصلب
هو أحد مكونات الحاسوب وهو أحد أجهزة التخزين الطويل األمد حتى في
حالة انقطاع التيار عن الجهاز.
يتكون من خمسة أجزاء رئيسية:
مدرس المساق أ.احمد عواد
26
.1
.2
.3
.4
.5
االقراص الدائرية
رؤوس القراءة والكتابة
محرك رؤوس القراءة والكتابة.
محور الدوران
الدوائر االلكترونية
مدرس المساق أ.احمد عواد
27
األقراص الدائرية:مجموعة من األقراص الصلبة الدائرية الشكل
مصنوع من المعدن أو البالستك,
وجهي كل قرص مغطى بطبقة من أكسيد الحديد أو أي مادة
أخرى قابلة للمغنطة.
محور الدوران:كل األقراص مثنية من مراكزها على محور
يعمل على تدويرها بنفس السرعة.
رؤوس القراءة والكتابة :مسؤولة عن قراءة /كتابة البيانات
على األقراص.
مدرس المساق أ.احمد عواد
28
مثبت على ذراع أفقي يمتد على كال الوجهين العلوي والسفلي لكلقرص.
يتحرك الذراع األفقي ذهابا وإيابا بين مركز القرص والحافة الخارجةله بسرعة كبيرة.
هذه الحركة مع حركة دوران األقراص تسمح لهذه الرؤوس بالوصولإلى أي نقطة على سطح أي قرص.
الدوائر االلكترونية :هي المسؤولة عن التحكم بعمل القرص الصلب.
تستقبل األوامر من الحاسوب ثم تقوم بناء عليها بتحرك رؤوسالقراءة والكتابة إلى مكان معين على األقراص للقراءة أو الكتابة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
29
* كيف تخزن البيانات وكيف تسترجع؟
يخزن الحاسوب البيانات على القرص على شكل سلسلة من البتات الثنائية. كل bitيخزن كشحنة مغناطيسية (موجبة أو سالبة). الذي يقوم بإعادة هذه الشحنة هو احد رؤوس القراءة والكتابة.السترجاع أو قراءة البيانات المخزنة:
تبدأ األقراص بالدوران بسرعة.
تتحرك الرؤوس بقراءة البيانات وذلك بتحديد نوع الشحنة لكل بت (موجبة
أو سالبة).
ترسل هذه البيانات إلى الحاسوب.
مدرس المساق أ.احمد عواد
30
تهيئة القرص الصلب
لكي يتم العامل مع القرص الصلب بجب القيام بتهيئته.
التهيئة تمثل عملية تنظيم للقرص الصلب من خالل تميزه وتقسيمه ألقسام متصلة حتى
تصبح باإلمكان تخزين واسترجاع البيانات المطلوبة فيما بعد وبسرعة كبيرة.
تتم التهيئة بطريقتين :التهيئة الفيزيائية والتهيئة المنطقية.
التهيئة الفيزيائية Physical Formatting
تتم هذه العملية قبل عملية التهيئة المنطقية.
تسمى هذه التهيئة بالتهيئة منخفضة المستوى Low Level Format
تتم عادة بعد صناعة القرص مباشرة من قبل الشركة المصنعة.
تقوم هذه العملية بتقسيم األقراص الدائرية إلى العناصر الفيزيائية التالية
مدرس المساق أ.احمد عواد
31
المسارات ، Paths /Tracksالقطاعات ، Sectors
االسطوانات : Cylinders
مدرس المساق أ.احمد عواد
32
–
المسارات:Paths /Tracks :
مجموعة من المسالك الدائرية المتحدة المركز.
توحيد على وجهي القرص الدائري
ترقم من الداخل إلى الخارج(حافة القرص )
مدرس المساق أ.احمد عواد
33
–
القطاعاتSectors :
تقسم المسارات على مساحات صغيرة تسمى قطاعات.
قطاع
تستخدم هذه القطاعات لتخزين البيانات
.
كل قطاع يتسع Byte 512من البيانات.
قطاع
كل Byteواحد يمثل . 8-bit
قطاع
مدرس المساق أ.احمد عواد
34
–
االسطواناتCylinders :
مجموعة من المسارات ذات الرقم الواحد والتي توجد على جميع األقراص ومن كال
الوجهين وتشكل حلقات متراكمة فوق بعضها البعض.
مثالً :المسار رقم 5من الوجه العلوي للقرص األول مع المسار رقم 5من الوجه
السفلي لنفس القرص مع المسار رقم 5من الوجه العلوي للقرص الثاني مع المسار
رقم 5من الوجه السفلي للقرص الثاني ...وهكذا حتى نهاية األقراص ...تشكل
اسطوانة رقم 5
هذه االسطوانات وهمية.
مالحظة :بعد فترة من التهيئة الفيزيائية قد تعرض الخصائص الفيزيائية للمادة
الموجودة على سطح األقراص للتلف بحيث تصبح هذه المناطق غير قابلة للقراءة أو
الكتابة.
عند إذ تظهر مشكلة القطاعات التالفة . Bad Sectors
مدرس المساق أ.احمد عواد
35
التهيئة المنطقية : Logical Formatting
–
–
–
–
–
–
–
تتم هذه العملية بعد التهيئة الفيزيائية.
تتيح هذه العملية لنظام التشغيل إمكانية استعمال واستغالل مساحة القرص لتخزين
واسترجاع البيانات.
تقوم هذه العملية بوضع نظام ملفات للقرص الصلب.
نظام الملفات هو الذي يتيح لنظام التشغيل إمكانية التعامل مع القرص الصلب.
أنظمة التشغيل المختلفة تستخدم أنظمة ملفات مختلقة ،لذا فإن نوع التهيئة المنطقية
يتوقف على نوع نظام التشغيل الذي سيستخدم.
يمكن تقسيم القرص الصلب إلى عدة أقسام منطقيا ً . Partitions
يمكن عمل تهيئة منطقية خاصة لكل قسم ( أي تعيين نظام ملفات خاص لكل قسم) .
مدرس المساق أ.احمد عواد
36
نظام الملفات File System
هي التقنية التي تستطيع أنظمة التشغيل بواسطتها إدارة عملية
تخزين الملفات وقراءتها من على القرص الصلب.
هو النظام المستخدم لترتيب الملفات والبيانات على القرص.
هو الذي يحدد الكم المتاح من القرص الصلب وطريقة تحديد
مواقع الملفات.
أنوع أنظمة الملفات:
مدرس المساق أ.احمد عواد
37
File Allocation Table-16: FAT16
• جدول تخصيص الملفات وتتبع مواقع تخزينها.
• يستخدم 16-bitكعناوين عناقيد لتحديد مواقع الملفات.
• يستعمل من قبل نظام التشغيل دوس ،ويندوز ، 95ويندوز
. NT
• يستخدم العنقود كأصغر وحدة تخزين.
العنقود يحتوي عدد ثابت من القطاعات حيث أن سعة القطاع
الواحد ثابتة وتساوي . 512B
• يتسبب هذا النظام في ضياع وهدر المساحة المتوفرة .كيف؟؟
مدرس المساق أ.احمد عواد
38
مثال :على فرض أن العنقود يحتوي 5قطاعات فتكون السعة =5*512
,2560Bفإذا أردنا تخزين ملف الحجم 1000Bفإن =2560 - 1000
1560Bستكون مسافة ضائعة ولن يتم استخدامها لتخزين ملف آخر.
يدعم قرص أو قسم يصل حجمه إلى 2GBتقريبا.
يسمح بحد أقصى لعدد من العناقيد يساوي ,65,525لذلك فإن عدد
القطاعات في كل عنقود يجب أن يكون كافيا حتى يضم كل مساحة القرص
أو القسم ضمن أل 65,525عنقود.
كل كلستر يحتوي على 64قطاع ,أنظر العملية الحسابية .….
مدرس المساق أ.احمد عواد
39
إن قرص حجم 2GBوعدد أقصى من العناقيد يساوي 65.525يعني
أن كل عنقود يحتوي 64قطاع تقريبا ً.
65.525 cluster → 2GB
1 cluster
→ XG
1 cluster= 0.00003052GB = X1024=0.03125248MB
=x1024= 32.0025 KB = X1024 = 32770.6 Byte = /
512 B = 64 sector
مدرس المساق أ.احمد عواد
40
يسجل العنقود أي القطاعات مستعمل وأيها غير مستعمل وكذلك
يحدد وجود الملف ضمن ذلك العنقود أم ال.
يقوم نظام التشغيل بتخزين الملف وذلك بالبحث عن أول عنقود
شاغر يصادفه على القرص ثم يحجز ويشغل العدد المطلوب من
العناقيد لتخزين الملف.
قد ال يتم تخزين الملف في مجموعة من العناقيد المتجاورة
وذلك بسبب عدم وجود سلسلة كافية من العناقيد الفارغة لذا
فإن الملف في هذه الحالة يتم تخزينه في عدة قطاعات غير
متجاورة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
41
يستخدم هذا النظام دليل جذري Root Directoryيقوم بتخزين
المعلومات عن كل األدلة الفرعية والملفات مثل أسم الملف ،حجم الملف،
رقم بداية العنقود( رقم العنقود الذي يحتوي الجزء األول من الملف)
الدليل الجذري يتواجد في مكان محدد على القرص.
مدرس المساق أ.احمد عواد
42
مثال :الشكل المجاور يمثل جزء مبسط من نظام FAT
16
لقراءة الملف : msdos sys
يقوم نظام التشغيل بالبحث عن اسم
الملف في الجدول فيجده عند الكلستر
رقم 253فيكون هذا الكلستر هو أول
الكلسترات المكونة لهذا الملف فيقرأه.
ثم يقوم بقراءة رقم مدخل ذلك الملف
وهو 254وهو الكلستر الثاني الذي
يقودنا بدوره إلى 260والذي بدوره
يقودنا إلى 261الذي مدخله هو off
أي نهاية الملف.
مدرس المساق أ.احمد عواد
مدخل الملف
اسم الملف
رقم الكلستر
254
Msdos.sys
253
260
254
000
255
258
Autoexec.bat
OFF
…
256
257
…
….
261
260
OFF
261
43
نظام الملفات : FAT32
يستخدم 32-bitكعناوين عناقيد لتحديد مواقع الملفات.
يستعمل من قبل ويندوز ،98وويندوز ، NT5وويندوز OEM 95
يستخدم العنقود كأصغر وحدة تخزين ولكن يستخدم حجم عناقيد أصغر من
. FAT16
تقليل كثيراً من الكمية المهدورة في المساحة نظراً الستخدام أحجام عناقيد
أصغر.
يدعم أحجام أكبر لألقراص تصل إلى ( 2TBتيرا بايت) .
يتميز الدليل الجذري له بأنه يمكن أن يكون باي حجم ويتواجد في أي مكان من
القرص.
مدرس المساق أ.احمد عواد
44
)3نظام الملفات NTFS: New Technology FF
يستخدم ويندوز .NT
يستخدم مساحة كبيرة من أجل تخزين هيكلية وتراكيب نظامه.
الجزء المركزي لنظام الملفات هو جدول الملف الرئيسي أو السيد
)Master File Table (MFT
يقوم بحفظ عدة نسخ لألجزاء المهمة من جدول الملف السيد لحمايتها من
التلف.
يستخدم العناقيد في تخزين الملفات
مدرس المساق أ.احمد عواد
45
حجم العنقود ال يتوقف على حجم القرص او القسم
حجم اصغر عنقود يساوي حجم القطاع الواحد ويساوي .512 Byte
يقلل من المساحة المهدورة ويقلل من عملية تجزئه الملفات التي تقسم
الملف الواحد إلى عدة عناقيد غير متجاورة مما يسبب بطيء في الوصول
إلى الملف.
يدعم التصليح لألخطاء ( )Hot Fixingحيث يتمكن اتوماتيكيا من
اكتشاف القطاعات التالفة وترميزها بحيث ال تستخدم في المستقبل.
مدرس المساق أ.احمد عواد
46
يدعم ميزات األمان والتي تستخدم لتحديد صالحيات المستخدمين
على الملفات.
يدعم مفهوم تعدد المستخدمين وتخصيص الوصول لكل مستخدم إلى
ملفاته الخاصة.
يدعم حفظ البيانات وتصغير حجمها دون الحاجة لضغط القرص أو
القسم كامالً.
يدعم تخصيص حصص نسبية لكل مستخدم.
مدرس المساق أ.احمد عواد
47
تقسم القرص partitioning
–
–
–
–
يتم تقسيم القرص إلى عدة أقسام لكي يتم االستفادة القصوى من
مساحته.
إمكانية تركيب أكثر من نظام تشغيل.
إمكانية وضع أكثر من نظام من أنواع أنظمة الملفات.
توزيع الملفات على عدة أقسام يجعلها أكثر أمانا ً.
مدرس المساق أ.احمد عواد
48
** أنواع األقسام:
األقسام األوليةPrimary Partitions .
يحتوي على نظام التشغيل وملفات أخرى مثل ملفات
المستخدمين والبرامج.
القسم الممتدExtended partition :
يعتبر حاوية لألقسام المنطقية وال يحوي بيانات.
القسم المنطقي logical partition
يوجد بداخل القسم الممتد ويحتوي على البيانات.
مدرس المساق أ.احمد عواد
49
العوامل المؤثرة على سرعة القرص الصلب:
سرعة دوران األقراص :كلما كانت سرعة دوران األقراص أكبر كما كان
الزمن الالزم لرأس القراءة والكتابة لكي يمر فوق منطقة مطلوبة اقصر
وبالتالي سرعة في الوصول إلى البيانات
–
تقاس هذه السرعة ب دورة في الرقيقة RPMمثل 7500RPM R
Round Per Minutes
الكثافة التخزينية لألقراص :عدد البايتات التي يمكن تخزينها في مساحة
معينة من سطح القرص زيادة هذه الكثافة تعني أن بيانات أكثر يمكن أن
تمر من تحت الرؤوس في اللفة الواحدة للقرص
–
عدد القطاعات في المسار الواحد يمكن أن تحدد هذه الكثافة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
50
زمن الوصول Access Timeالزمن الذي يستغرقه رأس القراءة
والكتابة في االنتقال من سلندر إلى آخر.
–
–
معدل نقل البيانات :كمية البيانات التي يمكن نقلها من القرص إلى بينية
القرص في الثانية الواحدة
–
يقاس بالملي ثانية .ms
كلما قل هذا الزمن كلما زادت سرعة القراءة والكتابة.
تقاس ب Mb per second ،MB per sec
حجم الذاكرة المخبئية cacheللقرص :مثل 512KB
بينية القرص حيث أن بينيةScSiiتنقل البيانات بمعدل أسرع من IDE
حجم القرص :كلما كان حجم القرص اقل كلما كان زمن الوصول أقل- .
حجم مثل 3.5 Inchمدرس المساق أ.احمد عواد
51
Flopy Disk
القرص المرن
القرص المرن :هو أحد وسائط التخزين الثانوية ذات السعة
القليلة.
بنية القرص المرن:
يشبه في تصميمه وتقسيمه القرص الصلب.
يتكون القرص المرن من مسارات tracksمستقلة مرتبة
كدوائر متحدة المركز . 1
يقسم كل مسار tracksثانية إلى عدد ثابت من القطاعات
sectorيملك نفس الحجم من المعطيات.
مدرس المساق أ.احمد عواد
52
يحتوي كل قطاع على bytes 512وهذه هي أصغر كمية من
المعطيات والتي يستطيع أي برنامج الوصول لها والتعامل
معها.
مع سرعة دوران ثابتة تقدر ب 300دورة في الدقيقة ،فإن
رأس القراءة /الكتابة يقوم بالمرور على بتات أكثر في وحدة
الزمن وبالتالي يمكن كتابة قطاعات أكثر في المسار.
مدرس المساق أ.احمد عواد
53
ينقسم القرص المرن إلى عدة أقسام:ـ
رأس القراءة والكتابة:ـ
–
هناك رأسان إلتمام عملية الكتابة القراءة والمسح ،احدهما للكتابة
والقراءة واألخر لمسح البيانات الموجودة على القرص ،ليجعل
القرص نظيفا قابال إلعادة االستعمال.
محرك األقراص المرنة:ـ
–
يوجد محرك يثبت عند منتصف القرص عند إدخاله ليعلق في
الفتحات الموجودة له ،ويدور بسرعة تصل إلى 600دورة في
الدقيقة ليساعد على قراءة البيانات واالنتقال إلى الملف المناسب
بسرعة مناسبة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
54
محرك دقيق:ـ
–
غطاء القرص:ـ
–
يستخدم هذا المحرك لتحريك الرؤوس التي تكتب وتمسح إلى مكان الملف
المقصود لعمل االزم ،أما كتابة أو قراءة أو حذف.
يستخدم الغطاء لحماية المادة البالستيكية المغطاة بمادة مغناطيسية من أي تأثير
خارجي كضوء الشمس
اللوحة االلكترونية:ـ
–
تحتوي على القطع االلكترونية التي تتحكم بالقرص بما فيه من نقل البيانات من
القرص إلى الطرف الثاني من جهاز الحاسب والتحكم في تحرك الرؤوس وغيرها
من األمور.
مدرس المساق أ.احمد عواد
55
عملية كتابة وقراءة المعلومات هي كالتالي:ـ
يمرر الحاسب أمر لدرايف القرص المرن بكتابة أو قراءة ملف في القرص المرن.
يبدأ المحرك بالدوران فتدور قطعة تخزين البيانات في القرص المرن معه.
يبدأ المحرك الدقيق بالدوران ليحرك الرؤوس لتصل إلى مكان القراءة والكتابة.
تتوقف الرؤوس في المكان المذكور.
عند الكتابة يكون هناك ملف وظيفته مسح كل شيء موجود في المقطع الذي سيقوم
رأس الكتابة بكتابته.
رأس القراءة يتخذ مكانه ويلتصق بالقرص المرن ويبدأ بقراءة االنتشارات
المغناطيسية على القرص.
عند االنتهاء من العملية ينتظر الدرايف أو ائمر أخرى من الحاسب كي ينفذها.
يستمر الضوء بالتشغيل حينما تكون هناك عملية للقرص المرن.
مدرس المساق أ.احمد عواد
56
تمتلك الحواسيب القوية في هذه األيام على األقل واحدة من
أشكال األقراص المرنة التالية:
–
–
)3.5-inch, 1.44 Meg high-density( HD
)5.25-inch, 1.2 Meg high-density(HD
يعتبر الشكل األول من أكثر األشكال شيوعا ً.
مدرس المساق أ.احمد عواد
57
وصالت التغذية والبيانات:
يرتبط محرك األقراص المرنة مع النظام ( اللوحة األم) بكبل
بيانات بعرض 34سلك.
يوصل المحرك إلى علبة التغذية الكهربائية عن طريق وصلة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
58
االسطوانات المدمجة /الليزرية CD
Compact Disk
االسطوانة المدمجة عبارة عن قطعة بسيطة من البالستيك ،يبلغ سمكها
حوالي 100/4من البوصة أي ما يعادل حوالي 1.2مم وقطرها يساوي
حوالي 12سم .ويمكن لالسطوانة أن تحمل 650م.ب من البيانات أو ما
يعادل 74دقيقة وحديثا 700م.ب ،و 80دقيقة.
تتكون معظم االسطوانات من الPolycarbonate plastic clear
المصبوب بطريقة الحقن ،وأثناء التصنيع يضغط على هذا البالستيك
بصدمات ميكروسكوبية ،مرتبة بجانب بعضها بحيث تشكل مسار بيانات
مستمر لولبي الشكل عندما يتم الضغط على البالستيك بها.
مدرس المساق أ.احمد عواد
59
وعندما تنتهي عملية صب البالستيك وضغطه بالصدمات الميكروسكوبية،
يتم رش طبقة رفيعة عاكسة من مادة األلمنيوم aluminumعلى
االسطوانة.
بعد ذلك يتم وضع طبقة رفيعة من مادة االكريلك acrylicعلى طبقة
األلمنيوم لكي تحميها.
وأخيرا يتم طباعة الملصق Labelالذي يتم كتابة محتويات ال CDعليه
على طبقة االكريلك.
والشكل التالي يوضح مقطع في اسطوانة مدمجة:
مدرس المساق أ.احمد عواد
60
مدرس المساق أ.احمد عواد
61
تحتوي االسطوانة المدمجة على مسار بيانات لولبي يبدأ من
داخل االسطوانة وينتهي خارجها،
الشكل التالي يوضح شكل المسار اللولبي:
مدرس المساق أ.احمد عواد
62
عرض مسار البيانات هذا حوالي 0.5ميكرون والمسافة الفاصلة بين
المسار والمسار المجاور له تبلغ حوالي 1.6ميكرون (الميكرون =
1000000/1م) ،واألجهزة البارزة التي تكون المسار كل جزء منها يبلغ
عرضه نفس عرض المسار أي 0.5ميكرون وطوله على األقل 0.83
( النانوميتر=
ميكرون وارتفاعه يساوي 125نانوميتر
1000000000/1م) .
هذه األبعاد الدقيقة جدا تجعل المسار اللولبي الذي على االسطوانة طويل
جدا ،طوله حوالي 5كم ( 3.5ميل) وعرضه 0.5ميكرون.
مدرس المساق أ.احمد عواد
63
قارئ االسطوانات المدمجة : player CD
وظيفة قارئ االسطوانات المدمجة هي إيجاد وقراءة المعلومات المخزنة
على االسطوانة على هيئة أجزاء بارزة أو مرتفعة.
يتكون القارئ من ثالثة أجزاء رئيسية:
موتور drive motorيقوم بتدوير االسطوانة ،ويتم ضبط سرعة
دوران هذا الموتور من 200لفة بالدقيقة إلى 500لفة بالدقيقة.
منظومة الليزر والعدسات Lens and Laser Systemتتركز
وظيفتها في قراءة البيانات من على االسطوانة.
منظومة التتبع tracking mechanismوظيفتها هي تحريك
منظومة الليزر حتى يتمكن شعاع الليزر من تتبع المسار اللولبي.
مدرس المساق أ.احمد عواد
64
مدرس المساق أ.احمد عواد
65
مدرس المساق أ.احمد عواد
66
مدرس المساق أ.احمد عواد
67
يتم داخل قارئ االسطوانات تحويل البيانات المخزنة على االسطوانة _ الغير مفهومه _ إلى
مجموعات من البيانات التي يمكن التعامل معها ثم إرسالها إما إلى DAC(Digital to
) analogue converterفي حالة ما إدا كانت ، Audio CDأو إلى كمبيوتر إذا
كانت . Data CD
يتم تخزين البيانات على القرص على شكل ارتفاعات وانخفاضات
وتتمثل الوظيفة الرئيسية لمشغل االسطوانات في تركيز شعاع الليزر على مسار البيانات,
عندما يصل شعاع الليزر إلى االسطوانة يمر من خالل طبقة البالستيك ثم ينعكس عندما
يصطدم بطبقة األلمنيوم ويذهب الشعاع المنعكس إلى خلية الكتروـ ضوئية وظيفتها
اإلحساس بالتغيير في الضوء ،وهنا لدينا حالتان أما أن يصطدم شعاع الليزر بجزء مرتفع
فيقع ـ عندما ينعكس ـ على الخلية الكتروـ ضوئية ويمكن تمثيل هذه الحالة ب ( ،)1أو
يصطدم شعاع الليزر بجزء منخفض فال يقع عندما ينعكس على الخلية الكتروـ ضوئية
ويمكن تمثيل هذه الحالة ب ( . )0ثم يتم تجميع هذه الوحايد و األصفار لتكون ال Bitsثم
ال. Bytes
مدرس المساق أ.احمد عواد
68
مدرس المساق أ.احمد عواد
69
الكتابة:
أما عملية الكتابة على األقراص CD-WORMفتكمن في
تغيير خاصية امتصاص عكس الضوء في مادة الصبغة
العضوية التي تغطي سطح القرص .هذا ويتم استخدام شعاع
ليزري للكتابة يختلف عن الشعاع الليزري المستخدم للقراءة
بحيث يكون األول أكثر قوة .وبالتالي يمكن جعل بعض األماكن
تعكس شعاع القراءة وبعضها يمتص الشعاع فال يعكسه ومنه
تنتج األصفار والوحدات.
مدرس المساق أ.احمد عواد
70
السرعة الزاوية والسرعة الخطية:
بما أن البيانات على القرص الليزري يتم تخزينها على مسار سرعة
حلزوني فهذا يعني أن سرعة دوران القرص يجب أن تكون متناسبة مع
سرعة حركة رأس القراءة حتى يحافظ هذا األخير على التحرك ضمن
المسار الصحيح .إن فكرة الحلزون تعني أن المسارات الداخلية تكون
قصيرة وبالتالي يجب أن تكون سرعة الدوران بطيئة ألن الزوايا الدورانية
صغيرة جدا .كلما ابتعدنا عن المركز تزداد قيمة الزوايا الدورانية ويصبح
المسار أطول وبالتالي يجب زيادة سرعة الدوران.
وهكذا نرى أن محرك الدوران في سواقة القرص الليزري يكون متغير
السرعة أي ال يعمل بسرعة ثابتة كما محرك القرص الصلب.
مدرس المساق أ.احمد عواد
71
نرى العبارة 50x Maxأو ما يشبهها على السواقات الليزرية الحديثة .هذا يعني أن
السرعة العظمى على المسار الخارجي للقرص تبلغ 50xحيث أن Xتعني معدل نقل
البيانات ويساوي 150كيلوبايت في الثانية .وهذا يعدل على أن السرعة في المسارات
الداخلية ليست 50Xوال حتى في المسارات الوسطى .إذ هناك مجاال للسرعات قد يمتد
من 2Xإلى 50Xتعمل فيه سواقة األقراص الليزرية السابقة.
السرعة الخطية هي سرعة الرأس على المسار .أما السرعة الزاوية فهي سرعة دوران
محرك الدوران .ويمكننا القول إن السرعة الخطية هي دائمة ثابتة وإن السرعة الزاوية
هي سرعة متغيرة .
األقراص الصلبة فالعكس صحيح .أي أن السرعة الزاوية ثابتة والسرعة الخطية متغيرة.
األقراص الليزرية من سعة تبلغ آالف ألضعاف القرص المرن ومقاومتها لجميع العوامل
التي تؤثر على القرص المرن مثل الحرارة المغناطيسية والغبار وأشعة الشمس
المباشرة.
مدرس المساق أ.احمد عواد
72
إخراج الصوت وأزرار التحكم:
جميع سواقات األقراص الليزرية المتوفرة اآلن قادرة على قراءة األقراص
الليزرية الصوتية .بالنسبة للسواقات المخصصة لالستخدام مع الحاسب
فمعظمها تملك على الوجه األمامي العناصر التالية:
منفذ لسماعة الرأس.
التحكم بحجم الصوت.
التشغيل واإليقاف.
المسار التالي والمسار السابق.
مدرس المساق أ.احمد عواد
73
الموصالت :Connectors and Jumpers
موصل التغذية :Power Connector
عبارة عن مأخذ من نوع مولكس ( )Molexيتم وصله إلى علبة
التغذية .يزود السواقة بجهد +12فولت و +5فولت.
موصلل IDEأو :SCSI
يتم وصل كبل البيانات ال1ي ينقل المعلومات وإشارات التحكم بين
السواقة واللوحة األم في IDEأو بين السواقة وكرت .SCSL
دبابيس اإلعداد : Configuration Jumpers
تستخدم لتحديد فيما إذا كانت السواقة سيد أم تابع فعندما يتم وصل
جهازين من نوع LDEعلى كبل بيانات واحد يجب تحديد احدهما سيد
واألخر تابع.
مدرس المساق أ.احمد عواد
74
الخط الصادر : Lion _ Out
غالبا ما يوصل كبل خاص بين هذا المأخذ وكرت الصوت عند استخدام قرص صوتي
وبوجود هذا الكبل بين السواقة كرت الصوت يمكن االستماع لموسيقى القرص على
السماعات الخارجية الموصولة إلى كرت الصوت وبدون الحاجة لبرنامج خاص من
النظام ويمكن االستغناء أيضا عن سماعات الرأس.
السواقات متعددة األقراص:
تتوفر في األسواق بعض السواقات القادرة على احتواء أكثر من قرص في نقس
الوقت .تحتاج هذه السواقات لبرامج تشغيل خاصة وعند فتح أيقونة جهاز الكمبيوتر
في نظام ويندوز مثال يظهر عدد من األقراص مكافئ لعدد األقراص.ال يمكن التعامل إال
مع قرص واحد في الوقت الواحد.
مدرس المساق أ.احمد عواد
75