مقدمة عامة عن الحاسب (الكومبيوتر)

لن تحتاج بعد اليوم لاخراج حاسبك ليصلحه احدى المحلات او الشركات

بعد هذه الدوره واذا ركزت فيها اعدك انك ستصلح كمبيوترك بنفسك

معنا نعتمد على انفسنا انا بدراستى وانت بعزيمتك

سنتعلم كل شئ عن الحاسب وصيانته واخطاؤه واصلاحه

نبدأ باسم الله:

مقدمة عامة عن الحاسب (الكومبيوتر)

تعريف الحاسب

الحاسب compuer هو عبارة عن جهاز إلكتروني يقوم باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها ومن ثم تخزينها أو إظهارها للمستخدم بصورة أخرى .

وطبعاً لابد للحاسب إذا أراد أن يقوم بتلك الوظائف من أجهزة خاصة تساعده على فعل ذلك ، فهناك أجهزة خاصة للإدخال (سيأتي ذكر الأجهزة لاحقاً) وأخرى للمعالجة وثالثة للتخزين ..إلخ

وإذا نظرنا للحاسب نظرة شاملة نجد أن الحاسب يقوم ليس فقط باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها حسب رغبتنا وإخراج نتائج عملية المعالجة و تخزينها بل يمكنه أيضاً نقلها إلى جهاز حاسب آخر أي تبادل المعلومات بين الحاسبات وبعضها أي تكوين ما يسمى بالشبكات...
حسناً والآن ما معنى الكلمات " البيانات - المعالجة - الإخراج - التخزين " ؟

البيانات (data) : هي أية معلومات مكتوبة بطريقة تمكن الحاسب أن يتعامل معها ، فالمعلومات التي لا يستطيع الحاسب التعامل معها لا تعتبر بيانات بالنسبة للحاسب.
المعالجة (processing): هي عملية تحويل البيانات من شكل إلى آخر .
إخراج البيانات (data output): هي عملية إظهار أو استرجاع البيانات إلى شكل يتمكن
مستخدم الحاسب من فهمها .
التخزين (storage): هي عملية الاحتفاظ بالبيانات لاسترجاعها لاحقاً - ويسمى ذاكرة في عالم الحاسب.
الشبكات (networks): هي مجموعة من الحاسبات ( قد يكون عددها قليلاً أو كثيراً فيمكن أن تتكون الشبكة من حاسبين إثنين فقط أو قد تمتد إلى أن تتضمن الملايين من الحاسبات ) مرتبطة مع بعضها البعض فتتمكن من تبادل البيانات مع بعضها البعض .

--------------------------------------------------------------------------------

نظرة فلسفية

إذا نظرنا للحاسب نظرة فلسفية قليلاً نجد أن الحاسب آلة مثله مثل الكثير من الآلات الأخرى ( التلفزيون ، جهاز استقبال البث الفضائي (الرسيفر) ، الراديو ، الفيديو ....الخ) ولكنه يختلف عن كل الآلات السابقة في فرق جوهري مهم جداً وهو أنه قادر على عمل الكثير من الأشياء المختلفة وليس مخصصاً لعمل شئ واحد ، فالسيارة مثلاً لا تستطيع إلا أن تقودها لتوصيلك من مكان إلى آخر ، كما أن الرسيفر يمكن استخدامه في تلقي البث الفضائي فقط لا غير ، أما بالنسبة للحاسب فإن بإمكانه عمل الكثير من الأشياء المختلفة عن بعضها البعض ، فمثلاً بإمكان الحاسب أن يقوم بـ:

حسابات شركتك أو مؤسستك بالكامل مما كان حجمها
استقبال البث الفضائي ( أي نفس عمل الرسيفر)
مشاهدة التلفزيون
الاستماع للراديو
أن تستمتع باللعب بالألعاب المختلفة
أن تقوم بتصميم وطباعة الرسوم واللوحات الإرشادية .
أن تطبع الرسائل والخطابات .
أن تطبع الرسومات على الفانلات .
أن تتصل بشبكة الإنترنت : فتقوم بإرسال واستقبال البريد الإلكتروني وتصفح الوب وتتصل بالآخرين بالصوت والصورة.
كما يمكنك القيام بأعمال أكثر تعقيداً مثل الرسم الهندسي الثلاثي الأبعاد
وحتى أشياء لا تتوقعها مثل برمجة جهاز النداء الآلي (البيجر).
كما يمكنك تشغيل الموسيقى وكذلك مشاهدة الفيديو .
تشغيل البرامج التعليمية مثل تعليم الفيزياء .....الخ
وهذا ليس كل شئ فالحاسب يستطيع عمل أكثر من ذلك أكثر من ذلك بكثير ... فلو نظرنا نظرة شاملة لكل أنواع الحاسبات الموجودة ستجد أشياء غاية في التعقيد ، أنظر إلى القائمة :

الحاسبات تستخدم في الحروب : توجيه الصواريخ إلى أهدافها سواء صواريخ أرض أرض أو أرض جو أو غيرها وكذلك حساب مواقع الطائرات بواسطة الرادار
الحاسبات تستخدم في الاتصالات : تعتبر الحاسبات جزء لا يتجزأ من مكونات الأقمار الصناعية اللازمة للاتصالات الفضائية.
الحاسبات تستخدم في علم الفلك : لحساب مواقع الشهب والنيازك و الوقت المتوقع لوصولها للأرض .
الحاسبات تستخدم بشكل أو آخر في كثير من الأجهزة المنزلية مثل جهاز الاستقبال الفضائي (الرسيفر) ، التلفاز ، الفيديو وغيرها حيث تحتوي هذه الأجهزة على مكونات حاسوبية .
فكيف يمكن للحاسب أن يعمل أكثر من شئ واحد بخلاف الأجهزة الأخرى ؟

إن الحاسب عبارة عن جهاز عام الاستخدام يستطيع عمل أي شئ إذا توفر له شيئين :

الأول هو وجود أجهزة الإدخال والإخراج المناسبة للعمل التي تود القيام به .
الثاني : وجود البرنامج اللازم لعمل ذلك الشيء
دعنا نقدم أمثلة على ذلك :

ذكرنا قبل قليل أن الحاسب قادر على القيام بحسابات شركتك مهما كان حجمها ، ففي هذه الحالة يلزمك وجود الأجهزة المناسبة لهذه المهمة وهي - في هذه الحالة - لوحة المفاتيح ، ومن ثم برنامج خاص بالقيام بحسابات الشركات ، وبالتالي يمكنك القيام بحسابات شركتك
وقلنا قبل قليل أن الحاسب قادر على عرض الفيديو : ففي هذه الحالة يلزمك جهاز مدخل للفيديو (أو جهاز قارئ أقراص مدمجة إذا أردت مشاهدته من القرص المدمج ) وبرنامج مخصص لعرض الفيديو .
إذا أردت الاتصال بالإنترنت لا بد من تركيب برنامج للاتصال وكذلك برامج للتصفح وبرامج البريد الإلكتروني وبرامج الدردشة وبرامج نقل الملفات .
إذا أردت أن تتعامل مع الصور - بتغيير ملامحها أو إضفاء المؤثرات عليها - فعليك بجلب وتركيب برنامج خاص لتحرير الصور.
وبذلك نستنتج أن الحاسب قادر على القيام بأي عمل إذا أخبرته أنت كيف يفعله ، وهكذا كلما أردت أن تفعل شيئاً مختلفاً فلا بد من إحضار البرنامج والأجهزة اللازمة لعمل ذلك الشيء لذلك يمكننا أن نقول أن الحاسب من شيئين رئيسيين:

العتاد( أو الأجهزة ) = hardware وهي الأجزاء الإلكترونية المكونة للحاسب وتشمل كل ما يمكن لمسه أو رؤيته في الحاسب
البرامج = software وهي التعليمات التي توجه العتاد للعمل المطلوب

--------------------------------------------------------------------------------

أنواع البيانات

يستطيع الحاسب التعامل مع أنواع عديدة من البيانات وفيما يلي أنواعها الأساسية:

النصوص : وهي معلومات على شكل نص مقروء مثل الكلام الذي تقرأه الآن.
الصور والرسومات.
الفيديو .
الصوت .
كما إن الحاسب يستطيع التعامل مع أنواع بيانات مختلطة من الأنواع السابقة مثل قواعد البيانات التي قد تحوي نصوصاً وصوراً وبعض الأحيان تحوي فيديو وصوت أيضاً ، ويستطيع الحاسب أيضاً التحويل بين العديد من صور البيانات مثل تحويل النصوص إلى صوت .

--------------------------------------------------------------------------------

النظام الرقمي

يتعامل الحاسب مع البيانات بصورة رقمية فما معنى ذلك؟

بشكل عام في عالم الإلكترونيات إذا أردنا نقل بيانات من مكان إلى آخر بغض النظر عن بعد هذين المكانين عن بعضهما فلا بد من أن :

أولاً : يجب أن يتم تحويل هذه البيانات إلى إشارات قابلة للنقل .
ثانياً : تنقل هذه البيانات إلىالطرف الآخر على شكل إشارات إلكترونية .
ثالثاً : يقوم الطرف الآخر بتحويل هذه الإشارة إلى بيانات مرة أخرى .
إن عملية نقل البيانات ( الخطوة الثانية ) يمكن ان تتم بإحدى طريقتين :

الطريقة الرقمية : وفيها ترسل المعلومات من طرف إلى آخر على شكل سلسلة من الإشارات كل إشارة قيمتها 1 أو صفر ، مثلاً قد تكون سلسلة الإشارات على الشكل التالي : 001101101010111001000010110
الطريقة التماثلية : يسمح أن تكون الإشارة كاملة القيمة أو تساوي صفر أو أية قيمة بين هذه وتلك .
و لا بد من أن تستعمل إحدى الطريقتين إذا ما أردنا نقل أية بيانات من مكان إلى آخر ، وينطبق هذا الكلام على جميع عمليات نقل البيانات مهما كان هدفها أو المسافة بين الطرفين المتراسلين ، وهذه بعض الأمثلة :

نقل البيانات من التلفاز إلى الفيديو ( للتسجيل ) وهذا النقل هو من النوع التماثلي .
نقل البيانات (أياً كان نوعها ) بين جهازي مودم ، وهذا النوع هو تماثلي أيضاً .
نقل البيانات من وحدة المعالجة المركزية إلى الذاكرة العشوائية ( وهذا النوع رقمي )
ما علاقة هذا بالحاسب ؟ ...........علاقة وثيقة بالطبع كيف ؟

إن وظيفة الحاسب تتلخص في المعالجة والتخزين والإدخال والإخراج ، وتتم معالجة البيانات إلكترونياً داخل المعالج وسائر المكونات الأخرى داخل الحاسب ، ويوجد داخل الحاسب أسلاك لتوصيل هذه الإلكترونيات مع بعضها البعض لذا لا بد من هذه المكونات من طريقة لإرسال واستقبال البيانات فيما بينها ويستخدم الحاسب النظام الرقمي .

أيهما أفضل النظام الرقمي أم التماثلي ؟

طبعاً قد تقول أن النظام التماثلي أفضل لأنه يمكننا من إرسال كمية من المعلومات أكثر وبسهولة أكثر ، ولكن مهلاً فالاشارة الكهربائية التي تمر في هذه الإلكترونيات معرضة للتشويش من المجالات المغنطيسية الموجودة في البيئة المحيطة مما يزيد كثيراً من احتمال حدوث أخطاء وهذه هي أهم مساوئ النظام التماثلي ، فمن الممكن مثلاً أن يرسل أحد المكونات إلى الآخر إشارة قيمتها نصف ولكن بسبب التشويش ربما تصل الإشارة 0.6 مثلاً.

ولكن في النظام الرقمي إذا حصل خطأ في إرسال الرسالة فإن الحاسب ينتبه فوراً للخطأ ويصلحه ، مثلاً إذا أرسل أحد المكونات إشارة قيمتها واحد و حدث بعض التشويش الذي جعل الإشارة 0.9 مثلاً فإن المكون الآخر سوف يفهم فوراً أن الإشارة أصلها 1 صحيح ويعتبرها كذلك وهكذا.

لذلك كل من النظام الرقمي والتماثلي له حسناته وعيوبه ويعتمد استخدام كلاً منهما على الظروف ، و جهاز الحاسب هو جهاز رقمي في 99 في المائة من أجزائه ولتوضيح الفكرة لنأخذ نوع من البيانات ولتكن النصوص ودعنا نرى كيف يحول الحاسب النصوص إلى إشارات رقمية ليتمكن من معالجتها وتخزينها ......

يتعامل الحاسب مع النصوص على أنها حروف ويتبع الحاسب القواعد التالية :

كل حرف من هذه الحروف يمثل في الحاسب بثماني نبضات كهربائية
المسافات الفاصلة بين الحروف تعتبر حروفاً وتمثل أيضاً بثماني نبضات
وتسمى كل نبضة من هذه النبضات "بت" = bit وجمعها "بتات"= bits ، و لنأخذ مثال على ذلك النصوص ، فالنصوص هي نوع من أنواع البيانات التي ذكرناها ، والحاسب يتعامل مع النصوص على أساس أن كل حرف أو فراغ يساوي بايت (byte) و كل بايت مكون من 8 بتات ، حسناً كيف يستطيع الحاسب نقل النصوص بين أجزائه ؟

لنضرب مثال على ذلك جملة " أنا أحب الحاسب " حيث يحول الحاسب هذه الكلمات إلى سلسلة من 112 نبضة ( عدد الحروف 14 حرفاً × 8 نبضات لكل حرف = 112 ) ، ويتعامل الحاسب مع هذه النبضات بصورة رقمية كما ذكر سلفاً .

السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو : لماذا يقسم الحاسب الحروف إلى بتات ؟ لماذا لا يتعامل معها على أنها حروف بدون تقسيمها ؟

هذا لأن الحاسب لا يستطيع أن يتعامل مع أي شيء إلا إذا كان على الصورة الرقمية ، ولا سبيل لتحويل الحروف إلى الصورة الرقمية إلا بتحويلها إلى بتات ، لذا إذا أردنا من الحاسب التعامل مع البيانات - إي نوع من البيانات - لابد من أن نقدمها له بصورة واحدات وأصفار ( صورة رقمية) ، لذا فإن علينا تحويل جميع أنواع بياناتنا إلى صورة رقمية فكيف يتم ذلك ؟

عليك في هذا الجزء بفتح أبواب عقلك العبقري لما سوف يقال لأنه ربما يكون صعباً على من يقرأه لأول مرة ، وإذا لم تكن من العباقرة فارحل من هذا الموقع إلى غير رجعة غير مأسوف عليك (طبعاً أمزح)..............

إن كل حرف أو رقم أو رمز في لوحة المفاتيح له رقم مقابل في عرف الحاسب فمثلاً الحرف "A" رقمه هو 65 ، بينما الحرف "a" رقمه 97 (لاحظ اختلاف الأرقام بين الحروف الكبيرة والصغيرة ) ويحتل الحرف "z" الرقم 122 . وهناك جدول يبين رقم كل زر من أزرار لوحة المفاتيح بما فيها الحروف والأرقام والرموز ويسمى هذا الجدول جدول آسكي

ويعتبر آسكي هو النظام القياسي حالياً لتبادل المعلومات بين الحاسبات ويوجد أنظمة أخرى عديدة منها على سبيل المثال لا الحصر نظام "يونيكود" ، وطبعاً في الأنظمة الأخرى تأخذ الحروف أرقاماً أخرى ، فمثلاً الحرف "A" الذي رقمه 65 في آسكي قد يكون رقمه 80 في يونيكود (في الواقع لا أعرف ما هو رقمه ولكن مجرد مثال ).

وعندما يود الحاسب إرسال النصوص من مكان إلى آخر رقمياً فإن على الطرف المرسل والطرف المستقبل أن يتفقوا على نظام معين ، دعنا نتخيل أن حاسباً يود إرسال نص إلى حاسب آخر ، خذ مثال على ذلك النبضات الكهربائية التالية ( تقرأ من اليسار إلى اليمين ) :

011000010111000001101111

فماذا يريد الحاسب الأول أن يرسل للثاني ؟

لاحظ أن عدد هذه النبضات = 24 نبضة وهذا يعني 24 تقسيم 8 (لأن كل 8 نبضات تساوي حرفاً ) وهذا يعني أن الحاسب الأول يود إرسال ثلاثة حروف إلى الثاني فما هي هذه الحروف وكيف يعرف مستقبل البيانات أي الحروف في جدول الآسكي هي ؟

يجب أن نعامل كل 8 إشارات على أنها حرف واحد ، إن الحاسبات ترسل البيانات ( أو يخزنها ) بواسطة رقمها آخذاً في الاعتبار أن كل موقع من مواقع البتات في البايت له قيمة على الشكل التالي:

يتعامل الحاسب مع النصوص على أنها حروف ويتبع الحاسب القواعد التالية :

كل حرف من هذه الحروف يمثل في الحاسب بثماني نبضات كهربائية
المسافات الفاصلة بين الحروف تعتبر حروفاً وتمثل أيضاً بثماني نبضات
وتسمى كل نبضة من هذه النبضات "بت" = bit وجمعها "بتات"= bits ، و لنأخذ مثال على ذلك النصوص ، فالنصوص هي نوع من أنواع البيانات التي ذكرناها ، والحاسب يتعامل مع النصوص على أساس أن كل حرف أو فراغ يساوي بايت (byte) و كل بايت مكون من 8 بتات ، حسناً كيف يستطيع الحاسب نقل النصوص بين أجزائه ؟

لنضرب مثال على ذلك جملة " أنا أحب الحاسب " حيث يحول الحاسب هذه الكلمات إلى سلسلة من 112 نبضة ( عدد الحروف 14 حرفاً × 8 نبضات لكل حرف = 112 ) ، ويتعامل الحاسب مع هذه النبضات بصورة رقمية كما ذكر سلفاً .

السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو : لماذا يقسم الحاسب الحروف إلى بتات ؟ لماذا لا يتعامل معها على أنها حروف بدون تقسيمها ؟

هذا لأن الحاسب لا يستطيع أن يتعامل مع أي شيء إلا إذا كان على الصورة الرقمية ، ولا سبيل لتحويل الحروف إلى الصورة الرقمية إلا بتحويلها إلى بتات ، لذا إذا أردنا من الحاسب التعامل مع البيانات - إي نوع من البيانات - لابد من أن نقدمها له بصورة واحدات وأصفار ( صورة رقمية) ، لذا فإن علينا تحويل جميع أنواع بياناتنا إلى صورة رقمية فكيف يتم ذلك ؟

عليك في هذا الجزء بفتح أبواب عقلك العبقري لما سوف يقال لأنه ربما يكون صعباً على من يقرأه لأول مرة ، وإذا لم تكن من العباقرة فارحل من هذا الموقع إلى غير رجعة غير مأسوف عليك (طبعاً أمزح)..............

إن كل حرف أو رقم أو رمز في لوحة المفاتيح له رقم مقابل في عرف الحاسب فمثلاً الحرف "A" رقمه هو 65 ، بينما الحرف "a" رقمه 97 (لاحظ اختلاف الأرقام بين الحروف الكبيرة والصغيرة ) ويحتل الحرف "z" الرقم 122 . وهناك جدول يبين رقم كل زر من أزرار لوحة المفاتيح بما فيها الحروف والأرقام والرموز ويسمى هذا الجدول جدول آسكي

ويعتبر آسكي هو النظام القياسي حالياً لتبادل المعلومات بين الحاسبات ويوجد أنظمة أخرى عديدة منها على سبيل المثال لا الحصر نظام "يونيكود" ، وطبعاً في الأنظمة الأخرى تأخذ الحروف أرقاماً أخرى ، فمثلاً الحرف "A" الذي رقمه 65 في آسكي قد يكون رقمه 80 في يونيكود (في الواقع لا أعرف ما هو رقمه ولكن مجرد مثال ).

وعندما يود الحاسب إرسال النصوص من مكان إلى آخر رقمياً فإن على الطرف المرسل والطرف المستقبل أن يتفقوا على نظام معين ، دعنا نتخيل أن حاسباً يود إرسال نص إلى حاسب آخر ، خذ مثال على ذلك النبضات الكهربائية التالية ( تقرأ من اليسار إلى اليمين ) :

011000010111000001101111

فماذا يريد الحاسب الأول أن يرسل للثاني ؟

لاحظ أن عدد هذه النبضات = 24 نبضة وهذا يعني 24 تقسيم 8 (لأن كل 8 نبضات تساوي حرفاً ) وهذا يعني أن الحاسب الأول يود إرسال ثلاثة حروف إلى الثاني فما هي هذه الحروف وكيف يعرف مستقبل البيانات أي الحروف في جدول الآسكي هي ؟

يجب أن نعامل كل 8 إشارات على أنها حرف واحد ، إن الحاسبات ترسل البيانات ( أو يخزنها ) بواسطة رقمها آخذاً في الاعتبار أن كل موقع من مواقع البتات في البايت له قيمة على الشكل التالي:

يتعامل الحاسب مع النصوص على أنها حروف ويتبع الحاسب القواعد التالية :

كل حرف من هذه الحروف يمثل في الحاسب بثماني نبضات كهربائية
المسافات الفاصلة بين الحروف تعتبر حروفاً وتمثل أيضاً بثماني نبضات
وتسمى كل نبضة من هذه النبضات "بت" = bit وجمعها "بتات"= bits ، و لنأخذ مثال على ذلك النصوص ، فالنصوص هي نوع من أنواع البيانات التي ذكرناها ، والحاسب يتعامل مع النصوص على أساس أن كل حرف أو فراغ يساوي بايت (byte) و كل بايت مكون من 8 بتات ، حسناً كيف يستطيع الحاسب نقل النصوص بين أجزائه ؟

لنضرب مثال على ذلك جملة " أنا أحب الحاسب " حيث يحول الحاسب هذه الكلمات إلى سلسلة من 112 نبضة ( عدد الحروف 14 حرفاً × 8 نبضات لكل حرف = 112 ) ، ويتعامل الحاسب مع هذه النبضات بصورة رقمية كما ذكر سلفاً .

السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو : لماذا يقسم الحاسب الحروف إلى بتات ؟ لماذا لا يتعامل معها على أنها حروف بدون تقسيمها ؟

هذا لأن الحاسب لا يستطيع أن يتعامل مع أي شيء إلا إذا كان على الصورة الرقمية ، ولا سبيل لتحويل الحروف إلى الصورة الرقمية إلا بتحويلها إلى بتات ، لذا إذا أردنا من الحاسب التعامل مع البيانات - إي نوع من البيانات - لابد من أن نقدمها له بصورة واحدات وأصفار ( صورة رقمية) ، لذا فإن علينا تحويل جميع أنواع بياناتنا إلى صورة رقمية فكيف يتم ذلك ؟

عليك في هذا الجزء بفتح أبواب عقلك العبقري لما سوف يقال لأنه ربما يكون صعباً على من يقرأه لأول مرة ، وإذا لم تكن من العباقرة فارحل من هذا الموقع إلى غير رجعة غير مأسوف عليك (طبعاً أمزح)..............

إن كل حرف أو رقم أو رمز في لوحة المفاتيح له رقم مقابل في عرف الحاسب فمثلاً الحرف "A" رقمه هو 65 ، بينما الحرف "a" رقمه 97 (لاحظ اختلاف الأرقام بين الحروف الكبيرة والصغيرة ) ويحتل الحرف "z" الرقم 122 . وهناك جدول يبين رقم كل زر من أزرار لوحة المفاتيح بما فيها الحروف والأرقام والرموز ويسمى هذا الجدول جدول آسكي

ويعتبر آسكي هو النظام القياسي حالياً لتبادل المعلومات بين الحاسبات ويوجد أنظمة أخرى عديدة منها على سبيل المثال لا الحصر نظام "يونيكود" ، وطبعاً في الأنظمة الأخرى تأخذ الحروف أرقاماً أخرى ، فمثلاً الحرف "A" الذي رقمه 65 في آسكي قد يكون رقمه 80 في يونيكود (في الواقع لا أعرف ما هو رقمه ولكن مجرد مثال ).

وعندما يود الحاسب إرسال النصوص من مكان إلى آخر رقمياً فإن على الطرف المرسل والطرف المستقبل أن يتفقوا على نظام معين ، دعنا نتخيل أن حاسباً يود إرسال نص إلى حاسب آخر ، خذ مثال على ذلك النبضات الكهربائية التالية ( تقرأ من اليسار إلى اليمين ) :

011000010111000001101111

فماذا يريد الحاسب الأول أن يرسل للثاني ؟

لاحظ أن عدد هذه النبضات = 24 نبضة وهذا يعني 24 تقسيم 8 (لأن كل 8 نبضات تساوي حرفاً ) وهذا يعني أن الحاسب الأول يود إرسال ثلاثة حروف إلى الثاني فما هي هذه الحروف وكيف يعرف مستقبل البيانات أي الحروف في جدول الآسكي هي ؟

يجب أن نعامل كل 8 إشارات على أنها حرف واحد ، إن الحاسبات ترسل البيانات ( أو يخزنها ) بواسطة رقمها آخذاً في الاعتبار أن كل موقع من مواقع البتات في البايت له قيمة على الشكل التالي:

البت الأول : 1
البت الثاني : 2
البت الثالث : 4
البت الرابع : 8
البت الخامس :16
البت السادس:32
البت السابع : 64
البت الثامن: 128

فإذا أراد الحاسب إرسال الحرف "a" مثلاً من لوحة المفاتيح إلى المعالج فإنها ترسله على شكل بتات على النحو التالي:

01100001

حيث أن
البت والبايت ومساحات التخزين

إن من وظائف الحاسب معالجة البيانات وتخزينها كما ذكرنا ولهذا كان لا بد من وجود وحدة لقياس كمية البيانات ويستخدم لهذا الغرض وحدة تسمى بايت "byte" ، كما يتكون البايت من ثمانية أقسام تسمى بتات "bits" ومفردها بت "bit" كما ذكرنا سابقاً

البايت: وحدة لقياس مساحات التخزين تساوي حرفاً واحداً.
البت: وحدة مساحات التخزين حيث 1 بايت = 8 بت وهو أصغر وحدة لقياس حجم المعلومات في الحاسب.
لنأخذ مثلاً عبارة "أنا أحب الحاسب" حجم هذه العبارة 14 بايت لأنها تحوي 14 حرفاً (لاحظ أن الفراغات بين الكلمات والنقاظ والعلامات تعتبر حروف أيضاً في عالم الحاسب) وبالبتات تساوي 14 × 8 =112 بت

إذا ذهبت إلى السوبر ماركت لشراء بعض الفاكهة قد تقول للبائع : بالله يا أبو الشباب أعطيني 5 كيلو برتقال (هذا إذا كنت من أصحاب الكروش مثلي) أو تقول له : بالله أعطيني نصف كيلو بصل (إن كنت من الذين يحافظون على صحتهم ) ...

السؤال الذي يطرح نفسه : ما علاقة ذلك بالحاسب ؟ أقول أسكت ولا تغثني و خليني أشرح لك الموضوع حتى النهاية

طيب لنفرض أنك ذهبت لشراء إسوارة ذهبية لخطيبتك (الله يزمجكم كلكم) ففي هذه الحالة طبعاً لن تقول "أعطيني يا أبو الشباب 2 كيلو ذهب ولكن ستقول شيء مثل "أعطينا إسوارة 70 جرام "

طبعاً السؤال الذي يطرح نفسه هو ( معليش غثيتكم وأنا أقول نفس العبارة ) : لماذا استخدمت وحدات قياس مختلفة مع أنك تود قيا أوزان في الحالتين ؟

الجواب هو : اننا نستخدم وحدات قياس صغيرة للأوزان الصغيرة ووحدات قياس كبيرة للأوزان الكبيرة

سؤال: ماذا عن البيانات ذات الأحجام الأكبر من البايت بكثير ، هل من الحكمة أنت أقول مثلاً " إن قرصي الصلب حجمه 4134646513 بايت ؟ إن هذا الرقم طويل جداً حتى أنه يصعب حفظه فما الحل؟

الجواب: هناك وحدات أكبر من قياس سعة البيانات ( تماماً مثل وحدات قياس الطول - المتر والكيلومتر والديكامتر ...الخ ) فيما يلي ذكرها بالترتيب من الصغير للكبير :

الكيلو بايت (kilobyte) ويساوي 1024 بايت (لاحظ أن الحاسب يخالف ما هو متعارف عليه من أن الكيلو هو ألف ، مثل الكيلوجرام الذي هو ألف جرام )
الميجابايت (megabyte) ويساوي 1024 × 1024 = 1048576 بايت أي أنه يساوي 1024 كيلو بايت .
الجيجابايت gigabyte) ويساوي 1024× 1024 × 1024 =1073741824 بايت أي 1024 ميجابايت .
التيرابايت (terabyte) وتختصر (TB) تساوي 1024 جيجابايت
وهناك وحدات أكبر وهي على الترتيب : البيتابايت (PB) والإكسابايت (EB) والزيتابايت (ZB) واليوبابايت (YB) ، وكل واحدة منها تساوي 1024 × التي قبلها على الترتيب في حين أن البيتابايت تساوي 1024 × التيرابايت ، وعلى الأرجح أنك لن تسمع عن هذه الوحدات عملياً قبل مرور زمن ليس قصير ، إذا لم تفهم ذلك لا تشغل بالك بها الآن .

ما هي الملفات

إن فهم ماهية الملفات فهماً دقيقاً لهو شديد الأهمية ، وإن جزء كبير من وقتك وأنت تعمل على الحاسب سيكون عن الملفات ، لذا لا بد من فهم هذا الموضوع فهماً جيداً .

إذا كان لدينا جهاز تخزين سعته 5 جيجابايت (يساوي حوالي 5 مليار حرف ) وأردنا تخزين رسالة مثلاً وكان طولها 30 كيلو بايت فإن المساحة المتبقية كبيرة جداً فلا بد من استغلالها في تخزين بيانات أخرى ، فكيف يمكننا تخزين بيانات مختلفة ولأغراض مختلفة في نفس القرص بدون أن تختلط هذه البيانات مع بعضها البعض ؟

الحل هو أن نخصص لكل كتلة من البيانات جزء من مساحة القرص ونسمي ذلك الجزء باسم معين ، وهذه هي فكرة الملفات، فالملف هو جزء من مساحة التخزين مخصص لكمية من البيانات تحت اسم معين ، ويمكن أن تكون هذه البيانات من أي نوع من الأنواع التي ذكرناها سابقاً ، فقد تحوي كتلة البيانات تلك على نصوص أو صور أو صوت أو فيديو أو خليط من هذه جميعاً . ووظيفة الملفات هي الاحتفاظ بالبيانات حتى يستطيع الحاسب القراءة منها أوالكتابة فيها (بإضافة أو حذف بيانات) حسب حاجة المستخدم.

ولأي ملف في أي حاسب إسم وامتداد و موقع وطول ونوع وهيئة وتاريخ ... وفيما يلي مناقشة لهذه الأشياء :

نوع : وهو نوعية البيانات التي يحتويها ، مثلاً ملف نصي أو رسومي ...إلخ .
هيئة : وهي الطريقة التي كتبت فيها البيانات داخل الملف .
تاريخ : وهو التاريخ الذي خزن فيه ذلك الملف آخر مرة.
أولاً : الإسم: ويعرف الملف بهذا الاسم من بين باقي الملفات على مساحة التخزين فيمكن التعرف عليه والتعامل معه بتعديله ونسخه وتحريكه ومسحه ، وبدون الاسم لا تستطيع التعامل مع الملف .

ولكل ملف تود تخزينه في الحاسب إسم ولتسمية الملف قواعد وتختلف القواعد بحسب نظام التشغيل الذي تستخدمه كالتالي:

في أنظمة التشغيل "دوس" و "وندوز 3.11" وما قبلهما : يكون أسم الملف مكون من 8 حروف بحد أقصى وثلاثة حروف كامتداد ولا يسمح بالفراغات بل يسمح بالحروف والأرقام وكذلك لا يسمح بالحروف الغير إنجليزية ، ومثال على ذلك الاسم autoexec.bat
أما في وندوز 95 و 98 وما هو أحدث : يسمح ب 255 حرفاً كحد أقصى للإسم وللإمتداد ويسمح بالمسافات وبالحروف غير الإنجليزية أيضاً ومثال عليه " the work shop is there.doc "وكذلك الاسم "رسالة إلى صديقي أحمد.doc" .
ثانياً : إمتداد الملف هي الحروف الثلاث الأخيرة من أسم الملف والتي تأتي بعد النقطة فمثلاً الملف esam.txt إمتداده هو txt ، وقد يوجد في بعض الأحيان النادرة ملفات بدون امتدادات وقد يكون امتداد الملف أربع أحرف أو أكثر بدلاً من ثلاثة. وفائدة إمتداد الملف هو أنه يخبر الحاسب كيف تود أنت التعامل مع الملف ، فإذا كان إمتداد الملف txt مثلاً فإن الحاسب يفهم من ذلك أن هذا الملف نصي وإذا كان امتداد الملف هو BMP فيفهم الحاسب أن هذا الملف هو ملف رسومي ، وهكذا فإن امتداد الملف يختلف باختلاف محتوياته:

ثالثاً : موقع الملف : أي في أي مجلد يقع ....فماهي المجلدات

المجلدات عبارة عن أقسام من مساحة التخزين يمكن تشبيهها "بالغرف" تحمل كلاً منها أسم يميزها عن غيرها حيث يمكن تقسيم مساحة التخزين إلى أقسام (مجلدات) يمكننا وضع الملفات المتشابهة مع بعضها البعض معاً بحيث يسهل الرجوع لها بسهولة وقواعد تسمية المجلدات هي نفسها قواعد تسمية الملفات.
أنظر إلى المجلد وندوز ... يحتوي هذا المجلد كما تتوقع النظام وندوز كما يحتوي المجلد "my ,,,,,,,,s" مثلاً على الخطابات والرسائل وكذلك الرسوم التي استعملتها لإعداد هذا الموقع وهكذا يحوي كل مجلد على العديد من الملفات، كما يمكن للمجلد أن يحتوي - إذا رغبت - على مجلدات أخرى متفرعة منه أنظر محتويات المجلد windows في حاسبي :

خامساً : هيئة الملف : وقد ذكرنا بعض منها سابقاً عندما تكلمنا عن إمتداد الملف ، فما هو الاختلاف بين إمتداد الملف وبين هيئته؟

إن إمتداد الملف هو آخر ثلاثة حروف من إسمه بينما هيئة الملف هي طريقة ترتيب البيانات داخل الملف ، حسناً سوف أقوم بالتسبب ببعض الدوار واللغط لك حينما أقول لك إن هيئة ملف ما تسمى باسم إمتداده ، فمثلاً الملف kalid.bmp إمتداده هو bmp وهيئته bmp أيضاً ، يا الله ....إذاً ما هو الاختلاف ؟!!

إن الاختلاف يتضح عندما أقوم بتغيير إسم الملف (وطبعاً الحاسب لا يملك إلا أن يطيع أمرك ) من kalid.bmp إلى إسم بامتداد آخر مثلاً kalid.txt ، فالملف kalid.txt إمتداده txt ولكن هيئته مازالت bmp ، هل تعلم لماذا ؟ لأن البيانات التي يحتويها ماهي إلا صورة مكتوبة بهيئة bmp وليس نصاً ، هل عرفت الآن الفرق .. إن هيئة الملف تتحدد بطريقة ترتيب البيانات وتنسيقها داخل الملف بينما إمتداده هو الموجود في إسم الملف .

وقد تتساءل .... ما هي أنواع البيانات التي يستطيع الحاسب تخزينها؟ والجواب سهل جداً حيث أن الحاسب يستطيع تخزين جميع أنواع البيانات التي يستطيع التعامل معها أي يستطيع الحاسب تخزين واسترجاع النصوص والصور والصوت والفيديو كما يستطيع تخزين خليط منها في ملف واحد .

فعلى ذلك إذا أردت فتح ملف ومشاهدة محتوياته فإن نظام التشغيل ( وندوز) سوف ينظر في إمتداد الملف وبالتالي يعرف نوعه وبالتالي يستطيع استدعاء البرنامج المناسب لمشاهدة محتويات الملف.

ويمكننا تخزين ما نشاء من الملفات على مساحة التخزين طالما أن مساحة التخزين فيها ما يكفي من المساحات الفارغة ، ولكن ألم تلاحظ أنه من غير المريح أن تملأ 5 جيجابايت من البيانات بأسماء ملفات مختلفة ( لا يمكنك تسمية ملفين بنفس الاسم يجب أن يكون لكل ملف أسمه الذي يختلف عن غيره من الملفات حتى يمكن تمييزه) لأن الملفات ستكون كثيرة جداً جداً بحيث يصعب البحث عن هذا الملف أو ذاك من بين باقي الملفات فما هو الحل؟
الحل في القسم التالي...

مساحة التخزين

تحدثنا حتى الآن عن الملفات والمجلدات في مساحات التخزين ولم نتكلم عن مساحات التخزين نفسها و ربما - بل على الأغلب - أنك سمعت عن القرص الصلب ، يمكن أن يحتوي الحاسب على واحد أو أكثر من الأقراص الصلبة ويمكنك تقسيم كل قرص صلب إلى قسم واحد أو أكثر حسب رغبتك ، وينتج في النهاية واحد أو أكثر من أقسام الأقراص الصلبة ويسمى كل منها بحرف من الحروف الأبجدية الإنجليزية بداية من C وحتى عدد مساحات التخزين المتوفرة بالحاسب فمثلاً حاسبي به C وَ D وَ E وَ F وَ G ، وكل حرف يمثل مساحة تخزين مستقلة عن الأخريات ، كما يمكن أن تختلف سعة التخزين في مساحات التخزين المختلفة ، ويرمز لكل مساحة تخزين بحرفها متبوعاً بنقطتين فوق بعضهما هكذا :

:c

وهذه معناها مساحة التخزين C ( والنقطتين الفوق بعضهما يعني أن هذا الاسم يمثل مساحة تخزين وليس مجلد أو ملف ) وإذا أردنا الإشارة إلى ملف مخزن على المجلد الرئيسي في مساحة التخزين هذه وكان اسم الملف autoexec.bat مثلاًَ فنكتبه هكذا

c:\autoexec.bat

أما إذا كان الملف class.doc مثلاً في مجلد فرعي mydocs من مساحة التخزين C فنكتب

c:\mydocs\class.doc

أي أننا نفصل بين كل اسم مجلد أو مساحة تخزين أو ملف بالشرطة المائلة ، وتجدر الإشارة أن الكتابة بالأحرف الإنجليزية الصغيرة أو الكبيرة ليس فيها أي فرق فالملف ali.txt هو نفسه الملف ALI.TXT .

تـــــذكـــــــــر
مساحة التخزين : تستخدم لتخزين الملفات كما يمكن إنشاء المجلدات بها.
المجلدات : يمكن تخزين الملفات فيها كما يمكن إنشاء مجلدات فرعية بها .
الملفات : يمكن تخزين البيانات بها .

كيف يخزن الحاسب البيانات

هل تعلم أن الحاسب يستطيع أن يخزن البيانات على الأقراص المدمجة ( هي نفسها الأقراص الليزرية التي يسجل عليها الموسيقى وهي ما تسمى ال" سي دي " أو "CD" )، هل تساءلت كيف يمكن للحاسب أن يخزن المعلومات عليها ؟
يقسم الحاسب جهاز التخزين (مثل القرص الصلب أو القرص المرن ) إلى أقسام عديدة ويوجد داخل كل قسم من هذه الأقسام مناطق مثل "الحجرات" صغيرة جداً كل "حجيرة" من هذه الحجيرات تستطيع تقبل الشحنة والاحتفاظ بها ، ويعتبر الحاسب أن كل حجيرة من هذه الحجيرات تمثل تخزين بتاً واحداً من البيانات وبالتالي فإن كل 8 حجيرات تخزن بايت واحد وكل حجيرة من هذه الحجيرات قابلة للشحن وتفريغ الشحنة بحيث يمكن أن يجعلها الحاسب مشحونة أو غير مشحونة .

والحاسب يخزن البتات على أساس أن البت المشحون يكون قيمته = 1 والبت الغير مشحون تكون قيمته صفراً ولكل حرف من الحروف تسلسل من البتات يميزه عن غيره فمثلاً (مثال للتوضيح فقط والترتيب لا يطابق جدول آسكي) الحرف "ر" مثلاً يخزنه الحاسب على الشكل التالي:
01000101
بينما يخزن الحرف "ل" على الشكل:
10010101
وعلى ذلك يتضح جلياً أن جملة من 30 حرفاً سيكون طولها 30 بايتاً أو 30 × 8 بتاً وتستهلك من مساحة التخزين 30 بايتاً

إن كل ما ورد في هذه الصفحة ليس له علاقة مباشرة باستخدام الحاسب عملياً، ولكن له علاقة في فهم الحاسب الذي هو المفتاح للتعامل الصحيح معه ،تضمنت هذه الصفحة لبعض جوانب العتاد ولكنها لم نأخذها بالتفصيل وذلك لترك المجال أمام قسم العتاد

مقدمة للبرامج
وهي عبارة عن التعليمات التي وبالتالي عمل الغرض الذي من أجله كتب البرنامج ، يستقبل العتاد الأوامر من البرامج ويقوم بتنفيذها ، ويقوم البرنامج بإصدار الأوامر بناءً على توجيهات المستخدم .

البرنامج ما هو إلا عبارة عن تعليمات مفصلة للغاية وهذه التعليمات توجه العتاد لعمل ما يريده المبرمج وبذلك يمكن للحاسب القيام بالعمل الذي من أجله كتب ذلك البرنامج وتتوفر هذه البرامج في السوق عادة على اسطوانات مدمجة CD أو أقراص DVD أو حتى أحياناً على أقراص لينة .

كما إن هناك تشابه إلى حد ما في كثير من البرامج فمثلاً يوجد في السوق عشرات البرامج لتحرير الصور يمكنك الاختيار فيما بينها ولكل منها سعره ، ويوجد في كل فئة من فئات البرامج - تقريباً - عدة برامج على الأقل مختلفة للقيام بالعمل نفسه فهناك عشرات البرامج لتحرير الصور و كثير من البرامج لتصفح الوب وكذلك الكثير منها لتشغيل الفيديو وهكذا .

لا يخفى عليك أن البرنامج يستخدم خصائص ومميزات خاصة في العتاد للقيام بمهام خاصة ، مثلاً المودم : للمودم خاصية القدرة على التوصيل لخط الهاتف ، فيقوم البرنامج بإعطاء أوامر خاصة بالمودم ليتصل بالإنترنت مثلاً وهكذا ، بينما يصدر البرنامج أوامر تختلف في حالة ما إذا أراد طباعة شئ ما على الطابعة .

في الحقيقة أن البرنامج يصدر أوامره لنظام التشغيل (مثل وندوز) وليس للعتاد مباشرة (في أغلب الأحيان ) ، ونظام التشغيل بدوره يقوم بالتفاهم مع العتاد - مثل الطابعة أو المودم - عن طريق برامج التشغيل (ممثلة في البرنامج الموجود في الأقراص التي تأتي مع المودم أو الطابعة) ومثال على ذلك بطاقة الفيديو ( كما في الشكل المقابل )

برنامج القيادة

برنامج القيادة :هو عبارة عن برنامج تنتجه الشركة المصنعة للعتاد ، و يركب في الحاسب ليتيح له التعرف على وجود و التعامل مع عتاد معين ، ولكل موديل من العتاد برنامج القيادة الخاص به ، فلكل بطاقة فيديو برنامج القيادة الخاص بها ولكل طابعة برنامج قيادة خاص بها وهكذا .

وبرنامج القيادة تتم كتابته لنظام تشغيل معين ، مثلاً بطاقة الصوت الفلانية لها برنامج قيادة لوندوز بينما ليس لها برنامج قيادة للينكس ، والطابعة الفلانية يتوفر لها برنامج قيادة لوندوز فقط وهكذا ، ويأتي برنامج القيادة عادة مع العتاد عند شرائه في أقراص مدمجة أو أقراص مرنة .

ولا يحتاج جميع أنواع العتاد لبرنامج قيادة حيث أن اللوحة الأم ومحرك الأقراص المرنة والمعالج والذاكرة العشوائية والأقراص الصلبة لا تحتاج لبرنامج قيادة ، بينما تحتاج سواقة الأقراص المدمجة وبطاقات الصوت والماسحات الضوئية والطابعات وبطاقات الفيديو لبرامج قيادة ، لاحظ أن الكلام السابق ليس صحيحاً في جميع الأحوال حيث أن الطابعة يمكن أن تطبع بدون برنامج قيادة في نظام التشغيل دوس مثلاً كما لا تحتاج سواقة الأقراص المدمجة أية برامج قيادة في وندوز 95 وما بعده ، دعني لا أعقد الأمور عليك وما عليك الآن إلا أن تعرف أن بشكل عام لكل جهاز برنامج لقيادته .

ومهمة برنامج القيادة هو لعب دور الوسيط بين نظام التشغيل وبين العتاد ، حتى يتمكن كلا الطرفين من التفاهم مع بعضهما.

فإذا اشتريت بطاقة صوت جديدة مثلاً فإنها لن تعمل بمجرد تركيبها في الحاسب بل يجب عليك تركيب برنامج القيادة الذي أتى معها ومن ثم ستعمل ، وهذا ينطبق على كل الأشياء التي تحتاج برامج قيادة وسبق ذكرها .

--------------------------------------------------------------------------------

نظام التشغيل

نظام التشغيل هو عبارة عن برنامج مثل باقي البرامج مع اختلاف مهم ، أنه هو البرنامج الأساسي الذي يسيطر سيطرة كاملة على جهاز الحاسب ويسمح لعدة برامج أن تتشارك على الجهاز نفسه وأن تعمل كلها جنباً إلى جنب ويقوم نظام التشغيل بالتنسيق فيما بينها لكي تقوم بالعمل المناطة به.
هناك العديد من أنظمة التشغيل للأجهزة الشخصية ولكن أشهرها وأكثرها انتشاراً على الإطلاق هو نظام التشغيل "وندوز" windows من شركة مايكروسوفت .

يؤثر نظام التشغيل الذي تستخدمه على أداء وعمل حاسبك بشكل مباشر وكبير :

نظام التشغيل يحدد العتاد الذي تستخدمه : بعض قطع العتاد لا تعمل على بعض أنظمة التشغيل خاصة لعدم توفر برامج القيادة لها على نظام تشغيل معين.
نظام التشغيل يحدد اللغة التي تستخدمها : كثير من أنظمة التشغيل لا تتوفر بالعربية مما يحد من فائدة استخدامها للمستخدم العربي .
نظام التشغيل يحدد البرامج التي تستطيع تشغيلها : كل برنامج له نظام تشغيل معني به ، ولا يعمل على غيره ، فمثلاً لا يتوفر برنامج مايكروسوفت الشهير "أوفس" على أنظمة تشغيل لينكس.
نظام التشغيل يحدد السهولة التي تستخدم فيها جهازك : بعض أنظمة التشغيل كـ "دوس " صعبة الاستخدام .
نظام التشغيل يحدد استقرار حاسبك : بعض أنظمة التشغيل تتوقف عن العمل أحياناً حتى بدون سبب مقنع.
يالنسبة لنظام التشغيل وندوز فإنه يتوفر بأغلب اللغات المستخدمة اليوم ومنها العربية ، كما يتفوق على منافسيه بدعمه لأكبر قدر من العتاد ، ولأنه هو نظام التشغيل الأكثر شيوعاً فإن المبرمجين ينتجون له أكبر عدد من البرامج ، وعلى الرغم من مشاكله الكثيرة فإنه يعتبر نظام التشغيل الأول في هذه الأيام.

يتوفر هذا النظام بالكثير من الإصدارات منها القديم مثل ندوز 3.11 (لاحظ أن أنظمة التشغيل تعطى أرقاماً للدلالة على مراحل تطورها فمثلاً وندوز 3.1 أقل مميزات من وندوز 3.11 وهكذا) ومنها الجديد كوندوز 2000 وبينهما وندوز 95 و 98 .

مقدمة لعتاد الحاسب

العتاد هو أسم لأجهزة الحاسب ، فكل جهاز داخل الحاسب أو ملحق به يعتبر من عتاد ، وبهذا يعتبر الشاشة التي أمامك ولوحة المفاتيح والفأرة وكذلك الطابعة وكل ما يحتويه صندوق الحاسب من العتاد ، ولهذا العتاد كما قلنا وظائف استقبال البيانات ومعالجتها وإخراج النتائج وتخزينها لذا يقسم عتاد الحاسب إلى أنواع تبعاً لوظيفتها مع ملاحظة أن بعض الأجهزة قد تعمل أكثر من وظيفة في نفس الوقت مثل الإدخال والإخراج معاً....... فما هي أقسام العتاد؟

أجهزة الإدخال : لوحة المفاتيح ، الفأرة ، بطاقة الصوت ، الماسحة الضوئية ، عصى الألعاب- وهي لتمكن المستخدم من إدخال البيانات.
أجهزة المعالجة : المعالج ، الذاكرة العشوائية .
أجهزة الإخراج : الشاشة ، بطاقة الفيديو ، الطابعة ، بطاقة الصوت ، المجاهر (السماعات) - وهي لتظهر للمستخدم البيانات بعد معالجتها.
أجهزة التخزين : القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، وسائط النسخ الاحتياطي والأرشفة و وسائط التخزين المتنقلة (محركات أقراص خارجية) -وهي لتسمح للمستخدم بأن يخزن البيانات سواء قبل معالجتها أو بعدها ليسترجعها في وقت لاحق.
أجهزة التشبيك : بطاقة الشبكة ، المودم - وهي لتمكن المستخدم من تبادل المعلومات مع الحاسبات الأخرى (الشبكات).
الجهاز الذي يربط هذه المكونات جميعاً : اللوحة الأم. لاحظ أن بعض الأجهزة ربما تصنف في أكثر من مجموعة كونها
كما يمكننا تقسيم الأجهزة على حسب مكان تركيبها في الحاسب إلى :

أجهزة تركب داخل علبة النظام : اللوحة الأم ، بطاقة الفيديو ، بطاقة الصوت ، المعالج ، الذاكرة العشوائية ، القرص المرن القرص الصلب ومحرك القرص المرن ، بطاقة الشبكة والمودم.
أجهزة محيطية وهي التي توضع خارج علبة الجهاز : الطابعة ، الماسحة الضوئية ، الفأرة ، لوحة المفاتيح ، عصى الألعاب ، المجاهر ( السماعات ) ، مايكروفون ، محركات أقراص خارجية ، مودم خارجي.
وتجدر الملاحظة هنا أن كل واحد من هذه الأجهزة مستقل بذاته ويمكن مثلاً في حالة تعطل واحد منها استبداله دون الاضطرار إلى تغيير كامل الجهاز. وسنستعرض فيما يلي إن شاء الله علاقة هذه الأجهزة مع بعضها البعض وكيف تتعاون فيما بينها لإنجاز العمل المطلوب.

يتطور العتاد بصورة كبيرة مع الزمن ، الحاسب الذي اشتريته قبل عام واحد أصبح الآن في قاع الأجهزة المتوفرة بالسوق ، هذا لأن العلم لا يتوقف وتطور أجهزة الحاسب يتم بصورة كبيرة جداً لم تعهد من قبل في تاريخ البشرية - ألسنا في زمن التطور العلمي السريع؟ - لذا فإنه من الشائع أن يقاس تطورالحاسبات بالزمن فيقال أن هذا الحاسب 3 شهور أفضل من ذاك أو متخلف ب 5 شهور عن الثاني وهكذا.

----------------------------------------------------------

أنواع الحاسبات بشكل عام

الحاسبات بشكل عام تختلف بقدرتها على معالجة البيانات ، فمنها ذو القدرة المحدودة على المعالجة ومنها ذو القدرات الفائقة وذلك لتناسب مختلف الإحتياجات والتكاليف ، وها هي نظرة على أنواعها الرئيسية :

الحاسبات الكبيرة أو المركزية أو ما تسمى المينفريم (mainframe) : مثل الحاسبات المستخدمة في البنوك وفي المؤسسات الحكومية كوزارة الداخلية .... الخ ولا يستطيع الفرد العادي تكلف ثمن شراء إحداها لأنها تكلف الملايين من الدولارات أو مئات الآلاف على أقل تقدير ، وتمتلك قدرة على معالجة كمية هائلة من البيانات مثل معلومات الملايين من المواطنين .
الحاسبات الشخصية (personal computers) : وهي الأجهزة التي يستخدمها المستخدمون العاديين في المنزل أو العمل و يبلغ ثمن هذه الأجهزة مئات أو آلاف الدولارات ، وتستخدم لمعالجة الكلمات أو تصفح الإنترنت أو للألعاب والترفيه والتعليم وتنقسم هذه إلى قسمين رئيسيين :
i. النظم المكتبية : وهذه أجهزة أكبر من النوع الثاني وتصلح لوضعها على مكتب في البيت أو العمل و يكون ثمن الجهاز الواحد أقل من النوع الثاني ، ولا يمكننا جعل هذا النوع متنقلاً حيث أنه يستخدم التيار المتناوب * وحجمه كبير .

ii. الحاسبات الدفترية : وهي حاسبات صغيرة الحجم ( بضعة إنسان طولاً وعرضاً وبضعة سنتمترات ارتفاعاً ) وتستخدم في العادة للاستعمال أثناء التنقل مثل السفر ، وهو يعتبر " حاسب شخصي قابل للحمل " بسبب وزنه الخفيف وكونه عبارة عن قطعة واحدة ، ويعمل هذا النوع بالبطاريات القابلة للشحن ليستعمل أثناء التنقل ، ويشغل هذا الحاسب نفس البرامج ويقوم بنفس الوظائف التي يقوم بها الحاسب المكتبي ولكن مع الحفاظ على الوزن والحجم المنخفض ، لذا فإنه أغلى ثمناً من الأول .

الخادمات (servers) : وهي أجهزة حاسب تستخدم في شبكات الحاسب لتكون المركز الرئيسي للشبكة حيث يتم تخزين البيانات وإدارة الشبكة ، ويجب أن تكون هذه الحاسبات قوية كفاية لتتمكن من استيعاب عدد الحاسبات الكبير عليها ، وفي الواقع مع تطور قوة الحاسبات الشخصية أصبحت تستخدم كحاسبات خادمة وبدأ في الوقت الحالي الفرق بين الحاسبات الشخصية والخادمة يتقلص شيئاً فشيئاً .

في الماضي كنا نقسم الحاسبات إلى ثلاثة أقسام : مركزية ومصغرة وشخصية .... ولكن مع التطور المذهل الذي أصاب الحاسبات الشخصية أصبح من الممكن بناء حاسبات شخصية تقارب الحاسبات المصغرة في القوة .

----------------------------------------------

الأصيل والمجمع

عندما نتكلم عن حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها يجب أن نعرف شيئاً مهماً : أن الحاسب جهاز قابل للتخصيص ، أي أنه عندما أشتري حاسباً فإني قادر على اختيار المواصفات الفنية التي تعجبني فمثلاً أستطيع شراء حاسب لتصفح الإنترنت ولكنه يفتقر لقدرات الصوت ، أو حاسب يمتلك المميزات كاملة ، المهم أني أستطيع إختيار مكونات الحاسب لتناسب احتياجاتي وميزانيتي ، لذا فإن الحاسب لا يأتي من المصنع كقطعة واحدة بل يجمع هذا الحاسب من مجموعة من القطع المختلفة من شركات مختلفة وبلدان مختلفة .

يمكن للمستخدمين المتمرسين تجميع قطع الحاسب مع بعضها البعض لتكوين حاسب كامل بدون أدوات خاصة ( أنا أقوم بذلك في المنزل ولا أحتاج لأكثر من مفك براغي ) فليس في ذلك مشكلة .

فمثلاً تطرح شركة ما بطاقة الصوت ( قطعة تركب في الحاسب فتمكنه من إصدار الأصوات ) وتطرح أخرى بطاقة صوت أخرى بمواصفات مختلفة ........ وهكذا حتى لتجد في السوق العشرات من الأنواع ، لذا تستطيع أنت المستخدم أن تختار من هذه الأنواع ما يناسب إحتياجك و نقودك فتشتريه وتركبه في حاسبك وهكذا تختار القطع الأخرى في حاسبك حتى يكون عندك حاسب كامل ، وطبعاً لا يخفى عليك أن هذه القطع تختلف إختلافاً كبيراً فيما بينها في جودتها وسرعة آداءها العمل المطلوب منها لذا على الشخص الراغب في أن يشتري حاسباً أن يختار المكونات التي سوف تدخل في تكوين حاسبه .

وطبعاً اختيار المكونات من بين العشرات أو المئات من القطع المختلفة وتجميعها التجميع الصحيح يعد فناً ويحتاج لمعرفة عميقة في الحاسب ، لذا فقد أنشأت شركات لتقوم بهذا العمل نيابة عنك مقابل فارق سعري طبعاً ولتقدم تلك الشركات الدعم والصيانة اللازمة لهذه الأجهزة ، ومن أمثلة تلك الشركات DELL وَ gateway وَ compaq وَ IBM وغيرهم فتقوم بتجميع القطع مع بعضها البعض لتصنيع موديلات من الحاسبات بأسعار ومواصفات تتفاوت من جهاز للآخر ومن شركة لأخرى ، وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة " الحاسبات الأصيلة " .

بينما يعمد أشخاص آخرون إلى إختيار المكونات مفردة ثم العهد بتجميعها لشركة محلية في البلد الذي يقيم فيه وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة " الحاسبات المجمعة " .

وطبعاً تتمتع الأجهزة الأصيلة بمستوى من الجودة أعلى من الأجهزة المجمعة وكذلك بمستوى خدمات ما بعد البيع نظراً لأن الشركات التي تبيعه تحرص كل الحرص على سمعتها .

كما تتمتع الأجهزة الأصيلة بمواصفات عالية في مجال الحفاظ على الصحة، حيث أن جميع أجهزة الحاسب تصدر أشعاعات ضارة ( تشبه تلك الصادرة من جهاز الهاتف النقال ) مما يحتم أن تكون كمية هذه الإشعاعات في المستوى المقبول ، وهنا تبرز أهمية المواصفات التي تتمتع بها الأجهازة الأصيلة .

المكونات العامة للحاسب

بالطبع لقد رأيت حاسباً من قبل و ها أنت تجلس أمامه وترغب في تعلمه ... وتعلم أنه جهاز يتكون من ثلاث قطع :

الشاشة
لوحة المفاتيح ، الفأرة .
علبة النظام : وترى أشهر محتوياتها هنا:

اللوحة الأم
تحمل المعالج المركزي ، الذاكرة المخبئية ، الذاكرة العشوائية ، أطقم الرقاقات ، منافذ الإدخال والإخراج وشقوق التوسعة

وسائط التخزين
القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، أقراص التخزين الأخرى

بطاقات التوسعة
بطاقة الفيديو ، بطاقة الصوت ، المودم ، بطاقة الشبكة ، موائم سكزي

وربما أيضاً بعض الملحقات الأخرى مثل الطابعة * " والماسحة الضوئية * " عصى الألعاب * " المجاهرات ( السماعات ) * " .
ها هو رسم توضيحي لعلبة النظام أزلنا عنها غطائها العلوي و الأمامي :

وهذه المكونات هي (حسب الأرقام ) :

(1) منافذ الإدخال / الإخراج : المنافذ المتسلسلة والمتوازية (2) محول الطاقة (3) شقوق الذاكرة العشوائية (4) محرك القرص المرن (5) محرك القرص المدمج (6) القرص الصلب (7) اللوحة الأم ( سماعات النظام (9) وحدة المعالجة المركزية (10) بطاقات التوسعة

طبعاً سنستعرض كلاً من هذه المكونات ووظائفها ..

بعض المصطلحات المهمة

اللوحة الإلكترونية المطبوعة ( printed circuit boards )

هل شاهدت يوماً جهازاً إلكترونياً من الداخل وشاهدت فيه تلك الألواح الإلكترونية الخضراء المختلفة الأحجام والتي تزدان بالكثير من القطع الإلكترونية الدقيقة عليها ؟

لابد أنك فعلت ، وهذه هي ما يطلق عليها الألواح الإلكترونية المطبوعة ، وما يهمنا هنا منها هو أن الإلكترونيات في الحاسب تتكون من لوحات إلكترونية مطبوعة متصلة مع بعضها بالطريقة والترتيب المناقش سالفاً .

الناقل المحلي

الناقل المحلي هي عبارة عن مجموعة من الأسلاك الدقيقة ( التي هي في الحقيقة جزء من اللوحة الإلكترونية المطبوعة ) مختص بنقل المعلومات بين جزأين محددين أو أكثر من الحاسب ، مثلاً بين المعالج والذاكرة العشوائية
علبة النظام أو صندوق النظام

صندوق النظام هو الصندوق التي يحوي جميع الأجزاء الداخلية للحاسب فيحميها ، فهو الجدار الواقي للحاسب من الأخطار التي تشمل : سقوط جسم ثقيل على الحاسب ، دخول أجسام معدنية صغيرة حيث تتسبب بتلف المحتويات الداخلية بإحداثها ماس كهربائي ، وتحد من آثار المجالات المغنطيسية على الأجزاء الداخلية ، وتكون كذلك الشكل الخارجي الجميل ( أو القبيح ) للحاسب .

يوفر صندوق النظام أيضاً المأوى لعدد من الأجهزة الأخرى الخاصة بنظام الحاسب :

توفر حجرات سواقات الأقراص * " مكاناً لتثبيت سواقات الأقراص ( وحدات تخزين سنتحدث عنها لاحقاً ) لتوصيلها باللوحة الأم " * .
على صندوق النظام أن تسمح بتوصيل الأجزاء الداخلية مع الأجزاء الخارجية مثل لوحة المفاتيح وذلك عن طريق أنواع خاصة من التوصيلات على خلفية الصندوق .
تسمح الصندوق لبطاقات التوسعة المركبة على شقوق التوسعة أن تبرز أماكن توصيل الأسلاك لها من على خلفية الصندوق ( مثلاً بطاقة الفيديو توصل مع الشاشة بسلك خاص من خلفية الجهاز )
هذه صورة لخلفية صندوق نظام وعليها المكونات الرئيسية:

مروحة تبريد لصندوق النظام ( لا تجدها في كل صناديق النظام) .
مروحة تبريد لمزود الطاقة ، وتعمل هذه على تبريد صندوق النظام أيضاً ، وهي موجودة في جميع الصناديق.
مدخل توصيل سلك الطاقة الكهربائية الرئيسي ( أي لتوصيل الكهرباء من مقبس الحائط).
مفتاح تغيير الفولتية ( 110 / 220 ) .
تحوي هذه اللوحة المعدنية عدة مقابس لتشبيك الملحقات ( مشابك الإدخال والإخراج ) .
فتحات خلفية لبطاقات التوسعة تسمح بتوصيل بطاقات التوسعة للأجهزة المحيطية التي تدعمها .

يوجد عدد من البراغي على الناحية الخلفية للصندوق تتمكن بفكها من نزع الغطاء الذي يغطي الجانبين مع السطح العلوي كقطعة واحدة ، ومن ثم تتمكن من رؤية المحتويات الداخلية للصندوق ، يظهر في الصورة أدناه الصندوق بعد نزع غطائها وواجهتها الأمامية ...

الواجهة الأمامية لا تزال في العادة لتركيب مكونات الحاسب ولكنها أزيلت هنا للتوضيح.

طبعاً هذه الصندوق فارغة من معظم المكونات الداخلية التي يجب أن نضيفها للصندوق بتنسيق وترتيب خاص حتى يتكون لدينا في النهاية حاسب كامل .

اللوحة الأم

اللوحة الأم هي الجزء الأكثر أهمية في الحاسب ، وأهميته تكمن في أنه الأساس ليكون الجهاز ككل خالي من المشاكل ، فاللوحة الأم هي القطعة التي توصل إليها جميع القطع الأخرى في الحاسب .

ما أهمية جودة اللوحة الأم بالنسبة للحاسب ككل ؟

تسمح بجميع هذه الأجزاء بالتعاون مع بعضها البعض و تبادل البيانات في سبيل إنجاز العمل المطلوب .
التنسيق بين هذه الأجزاء .
تقوم بعمليات الإخراج والإدخال الإساسية (القرص الصلب ، الطابعة ...إلخ ) .
اللوحة الأم تحدد نوع وسرعة المعالج ، الذاكرة العشوائية الذي يمكنك تركيبه في الحاسب وبالتالي تحدد السرعة التي يعمل عليها جهازك .
اللوحة الأم تحدد مدى قابلية جهازك لزيادة سرعته و قدراته في المستقبل (نوعية المعالج ، مقدار ونوعية الذاكرة العشوائية ، عدد شقوق التوسعة .... إلخ )
اللوحة الأم تحدد نوعية الأجهزة الملحقة التي تستطيع تركيبها : مثلاً قد لا تحتوي لوحة أم على ناقل تسلسلي عام وهذا قد يحرمك من إضافة أجهزة توصل بواسطة هذا الناقل إلا بإضافة بطاقة خاصة لذلك .
اللوحة الأم عليها طقم الرقاقات الذي يحدد الكثير من مميزات الحاسب بشكل عام : مثل سرعة الناقل المحلي وسرعة الذاكرة العشوائية ومميزات أخرى كثيرة.
جودة اللوحة الأم بحد ذاتها تؤثر في سرعة جهازك ، فالجهاز المزود بلوحة أم ممتازة يكون أسرع من الجهاز الآخر ذو اللوحة الأم الرديئة حتى لو كانت المكونات الأخرى (مثل الذاكرة العشوائية المعالج ..إلخ ) متماثلة .
شكل وتركيبة اللوحة الأم

تباع اللوحة الأم مثلها مثل كل قطع الحاسب الأخرى داخل علبة ومعها كل القطع اللازمة لتركيبها في الجهاز ، أن شكل وحجم اللوحة الأم يختلف اختلاف كبير من جهاز إلى آخر ، فقد تجد بعض اللوحات الأم كبيرة وبعضها صغير كما تجد اختلاف في أماكن وضع الكثير من المكونات مثل رقاقة البيوس وغيرها ، كما نجد اختلاف كبير في أداء اللوحات الأم بغض النظر عن شكلها أو حجمها ، أما الأجزاء الأساسية من اللوحة الأم فلا تختلف من جهاز إلى آخر كثيراً لذلك وجب علينا التعرف عليها لنتمكن من شراء اللوحة الأم المناسبة ، ها هي لوحة أم وعليها بعض أجزائها الرئيسية...

وهذا شرح مبسط لأجزائها :

مقبس المعالج : هو المقبس الذي يوصل اللوحة الأم بالمعالج ويسمح بالتالي للبيانات بالانتقال من والى المعالج ، وله أنواع مختلفة تبعاً لنوع المعالج والمقبس المبين بالشكل هو من نوع super socket 7 ، يمكن للوحة الأم أن تحوي أكثر من معالج واحد .
طقم الرقاقات : وهي عبارة عن رقاقات إلكترونية تستعمل لتنظيم العمل بين المعالج والنواقل المختلفة.
مقبس الطاقة الكهربائية : هو مقبس لتزويد اللوحة ككل بالكهرباء من نوع DC .
المنفذ المتوازي : منفذ لتوصيل أي جهاز يدعمه ، عادة ما يوصل به الطابعة وأحياناً أجهزة التخزين الاحتياطي .
المنفذ المتسلسل : منفذ بمعدل نقل بيانات منخفض يستخدم للفأرة أو لوحة المفاتيح في العادة .
شقوق الذاكرة العشوائية (RAM slots) : وهي شقوق يمكنك تركيب الذاكرة العشوائية في الحاسب وذلك بتوصيل قطع الذاكرة العشوائية بها ، وأيضاً تختلف باختلاف نوع الذاكرة العشوائية نوع الشقوق .
شقوق التوسعة والناقل المحلي * "
رقاقة البيوس (BIOS chip ) .
بطارية حفظ إعدادات البيوس وتسمى بطارية سيموس *
مقبس توصيل محرك القرص المرن : يوصل هذا المقبس بمحرك القرص المرن سامحاً بمرور البيانات منه وإليه .
واجهة IDE : منفذ سريع ( أسرع من جميع المنافذ الأخرى المذكورة سابقاً ) يستعمل لتوصيل أي جهاز يستعمل واجهة IDE ، عادة الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص المدمجة.

--------------------------------------------------------------------------------

الآن دعنا ننظر للوحة أم أخرى لنحدد أجزاء أخرى .....

لم يكن هناك منفذ للرسومات المسرعة AGP في اللوحة الأم السابقة كما أن مقبس المعالج تغير شكله تماماً وأصبح شكله يشابه شقوق التوسعة كما تلاحظ أن منه اثنان وليس واحد ( حيث تستطيع تركيب وحدتي معالجة مركزية ) ، كما أن موضع شقوق الذاكرة العشوائية تغير وكذلك موضع العديد من الأجزاء الأخرى .. لذا أود أن أقول ما يلي :

اللوحة الأم يختلف شكلها وطريقة توزيع الأجزاء عليها على حسب رغبة الشركة المصنعة لها طبعاً ضمن حدود معينة كما سيأتي بعد قليل .
هناك مواصفات قياسية يلتزم بها جميع المصنعين ولهذا فإن شقوق التوسعة مثلاً مكانها ثابت في جميع اللوحات الأم ستعرف لماذا عندما نناقش علبة الجهاز بالتفصيل إن شاء الله .
تختلف اللوحات الأم عن بعضها البعض في المميزات المختلفة ( على سبيل المثال أنظر إلى اختلاف عدد شقوق التوسعة في اللوحة الأم الأولى عن الثانية ) وهناك الكثير من المميزات الأخرى التي سوف نتحدث عنها .

عامل الشكل ( form factor )

عامل الشكل هو الوصف العام للوحة الأم الذي يحدد الصفات الفيزيائية للوحة و يجب على كل لوحة أم أن تكون متوافقة مع عامل شكل ما ، ويحدد عامل الشكل أشياء كثيرة في اللوحة الأم منها على سبيل المثال موقع وحدة المعالجة المركزية وطريقة توصيل المنافذ المتسلسلة والمتوازية باللوحة الأم ، وللأسف لم أتمكن من عمل مقارنة بالصور بين أنواع اللوحات الأم لصعوبة الحصول على صور للوحات الأم ذات عامل الشكل AT لقدمها ( اللوحات الأم ذات معالجات البنتيوم ) .

ويوجد حالياً اثنين من عوامل الشكل موجودة في السوق وهما : AT وَ ATX و لقد كان عامل الشكل AT منتشر في المعالجات القديمة مثل 386 و 486 وبنتيوم أما معالجات بنتيوم الثاني وبنتيوم الثالث وبتنيوم الرابع فجميعها تقوم على عامل الشكل ATX واللوحتين التين رأيتهما حتى الآن هما ATX ، ولا تهمنا هنا كل الفروق بين AT و ATX ولكن الخلاصة هي أنه إذا كان عندك لوحة أم ذات عامل شكل ATX مثلاً فلا بد أن تركبها في علبة نظام و مزود طاقة ATX وكذلك مع AT ، ويمكنك معرفة عامل الشكل الخاص بلوحة أم ما من كتيب الاستخدام الخاص باللوحة الأم ، كما يمكنك بقليل من الخبرة تمييز عامل الشكل للوحة الأم بمجرد النظر إليها ، أما بالنسبة لمزود الطاقة فيمكنك معرفة نوعه بمجرد النظر إلى مقبس اللوحة الأم فيه .

--------------------------------------------------------------------------------

كيف يتم ارتباط مختلف الأجزاء الأخرى من الحاسب باللوحة الأم

هذا السؤال مهم جداً حيث يعطيك فكرة عامة على تركيبة الحاسب بشكل عام وفيما يلي وصف عام لذلك:

جميع بطاقات التوسعة تركب في شقوق التوسعة .
الأقراص الصلبة و محرك الأقراص المدمجة : في الغالب تركب على قنوات IDE أو على بطاقات توسعة من نوع SCSI .
الفأرة : توصل في المنفذ المتسلسل أو منفذ PS2 أو في الناقل التسلسلي العام .
الطابعة : توصل في المنفذ المتوازي أو الناقل التسلسلي العام.
القرص المرن : يوصل في مقبس القرص المرن .
المعالج : طبعاً في مقبس المعالج
وهكذا نرى أن جميع أجزاء الحاسب ترتبط باللوحة الأم بشكل أو بآخر لنؤدي وظيفتها بالشكل المطلوب.

نظام الإدخال والإخراج الأساسي(BIOS)

البيوس هو اختصار لعبارة (basic input output system ) ومعناه " نظام الإدخال والإخراج الأساسي " وتنطق "بيوس" فما هو البيوس ؟

ما هو البيوس

عندما تضغط زر تشغيل الحاسب فإنك عادة ما تسمع صوت نغمة معلنة بدء تشغيل الحاسب ومن ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة وجدول مواصفات الجهاز ثم يبدأ وندوز في العمل .... فما الذي يحدث ؟

عند تشغيل الجهاز فإن الجهاز يقوم بما يسمى الـ (POST ) وهو اختصار لـ "power on self test" أي " الفحص الذاتي عند التشغيل " وهي أول شئ يفعله الحاسب، حيث يقوم الحاسب بفحص أجزاء النظام ( المعالج والذاكرة العشوائية ، بطاقة الفيديو .....إلخ) و تستطيع أن ترى مقدار الذاكرة العشوائية في الجهاز عند هذه النقطة كما تستطيع رؤية الكثير من المعلومات عن البيوس مثل رقمه وتاريخه ... إلخ .

إذا وجد النظام أية أخطاء عند هذه النقطة فإنه يتصرف حسب خطورة الخطأ ففي بعض الأخطاء فإنه يكتفي بأن ينبه لها أو يتم إيقاف الجهاز عن العمل وإظهار رسالة تحذيرية حتى يتم إصلاح المشكلة ويستطيع أيضاً إصدار بعض النغمات بترتيب معين (beep code) حتى ينبه المستخدم لموضع الخلل ، إن ترتيب النغمات يختلف باختلاف نوعية الخلل وباختلاف الشركة المصنعة للبيوس -تستطيع معرفة معلومات أكثر عن الـ beep codes في مواقع الشركة المصنعة للبيوس - ومن ثم يسلم القيادة لنظام البيوس .

فيقوم نظام البيوس بفحص جميع أجهزة الإدخال والإخراج المتوفرة لديه (الأقراص الصلبة والمرنة ، الأقراص المدمجة ، المنافذ المتوازية والمتسلسلة ، الناقل التسلسلي العام ، لوحة المفاتيح .... إلخ ) وذلك بمساعدة المعلومات المخزنة في رقاقة سيموس .

ثم بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام تشغيل ( مثل وندوز ، دوس ، يونيكس ، لينكس ...إلخ ) فيسلمه مهمة التحكم بالحاسب .

ولا تنتهي مهمة البيوس هنا بل تسند إليه مهمات الإدخال والإخراج في الحاسب طوال فترة عمله ويعمل جنباً إلى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال والإخراج وبدون البيوس لا يستطيع وندوز أن يخزن البيانات و لا أن يسترجعها ..إلخ .

إذاً البيوس هو نظام مهمته أن يستقبل الأوامر الخاصة بالإدخال والإخراج من نظام التشغيل ويقوم بتنفيذها ، في الحقيقة إن نظام البيوس هو عبارة عن برنامج ولكنه برنامج مدمج في اللوحة الأم ومخزن على رقاقة روم ( رقاقة قابلة للقراءة فقط) وهي ذاكرة لا يمكن تغيير محتوياتها وتحتفظ بمحتوياتها حتى لو تم إطفاء جهاز الحاسب ليكون نظام البيوس جاهزاً في المرة التالية عند تشغيل الجهاز . ونستطيع تلخيص مهمة البيوس فيما يلي:

القيام بعملية الفحص الأولي للجهاز POST
القيام بعملية الإقلاع من الأقراص ( عملية بدء تشغيل نظام التشغيل).
القيام بعمليات الإدخال والإخراج الأساسية BIOS وهي مهمته الكبرى التي سميت باسمها.
يحوي النظام أيضاً البرنامج اللازم للدخول على إعدادات البيوس ( الشاشة الزرقاء التي تظهر عند الضغط على زر del وقت الإقلاع )
يتم تصنيع رقاقات البيوس من قبل العديد من المصنعين أبرزهم شركات فونكس "phoenix" وشركة "أوورد award " و شركة "american megatrends" وإذا نظرت إلى أي لوحة أم فسوف تجد عليها رقاقة البيوس ومكتوب عليها اسم الشركة المصنعة لها.

رقاقات سيموس (*)

في عالم الحاسب نعرف أنه يوجد عدد كبير من أنواع العتاد المختلفة المميزات ولكي يمكن للبيوس التعامل معها جميعاً لا بد من إعطائه بعض المعلومات عن حاسبك وهذا يعتبر - على الأقل في نظري - تخلف حيث لا يستطيع البيوس تحديد مكونات الحاسب وتحديدات الأداء الأفضل تلقائياً ، ولا بد من أن تعرفه على نوعية العتاد المتوفر في الجهاز مثل حجم القرص الصلب ونوعيات الأقراص المرنة ....إلخ يدوياً .

ولهذا يخزن البيوس هذه المعلومات على رقاقة رام خاصة تسمى رقاقة السيموس وهي اختصار لـ "Complementary ,,,,l-Oxide Semi-Conductor" وهي عبارة عن نوع من الذاكرة العشوائية تقوم بتخزين البيانات ولكنها تفقدها إذا انقطع عنها التيار الكهربائي ، لذا تزود هذه الذاكرة ببطارية صغيرة تقوم بالحفاظ على محتويات هذه الذاكرة في أوقات إطفاء الجهاز ، وتستهلك هذه الرقاقات القليل من الطاقة بحيث أن هذه البطارية قد تعمل لعدة سنوات .

تخزن على رقاقة السيموس معلومات هامة عن الجهاز مثل حجم ونوع الأقراص المرنة والصلبة وكذلك التاريخ والوقت وكذلك بعض الخيارات الأخرى مثل : هل تريد الإقلاع من القرص المرن أم من القرص الصلب أولاً ..إلخ ويكون حجمها في حدود مئات البايتات

يمكن للمستخدم العادي أن يعدل من محتويات ذاكرة السيموس وذلك بالدخول إلى إعدادات البيوس ( غالباً بالضغط على del عند إقلاع الجهاز ) ، يمكنك عمل الكثير من الأشياء هناك ولكن كن حذراً فتغيير الإعدادات دون إلمام بوظائفها قد يعطل حاسبك عن العمل ، هذه قائمة ببعض الأشياء التي يمكن أن يعدلها برنامج إعداد البيوس:

تغيير الوقت والتاريخ
تعيين عدد وحجم الأقراص المرنة والصلبة
نوعية بطاقة الفيديو ( VGA , ega .... إلخ ) - اجعل خيارك دائماً هو VGA
إعدادات الطاقة ( خصائص توفير الطاقة )
كلمة السر ( حماية الحاسب بكلمة سر حيث لا يستطيع أحد الدخول للجهاز إلا من خلال كلمة السر) ، إذا نسيت كلمة السر فيجب عليك إطفاء الجهاز وإزالة بطارية السيموس حتى تزال جميع المعلومات من رقاقة السيموس بما فيها كلمة السر.
تذكر

رقاقة البيوس : تخزن نظام البيوس حتى تسترجعه عند بداية عمل الحاسب في المرة القادمة ولا تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
رقاقة سيموس "CMOS" تقوم بتخزين المعلومات التي يحتاجها البيوس مثل حجم الأقراص الصلبة وما إلى ذلك ، وتحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها.

ما هي الأجهزة التي يتحكم بها البيوس ؟

يتحكم البيوس بجميع أجهزة الحاسب بلا استثناء ، وإذا أراد أي برنامج التحكم بالعتاد فيجب عليه أن يقوم بذلك عن طريق البيوس ، ولكن ذلك ليس شرطاً فمن الممكن أن يقوم البرنامج بالتحدث مع العتاد مباشرة للحصول على بعض المميزات .

ويجب على البيوس أن يكون قادراً على التعامل مع أنواع العتاد المركب في الحاسب ، فمثلاً قد لا تستطيع بعض رقاقات البيوس القديمة أن تتعرف على الأقراص الصلبة كبيرة السعة الحديثة ، أو أن لا يدعم البيوس نوع معين من المعالجات وهكذا.

هل يمكن استبدال رقاقة البيوس ؟

نعم ، يمكنك استبدال البيوس القديم بواحد جديد ولكن ... كن حذراً ، لابد أن يكون البيوس الجديد مناسب لنوع اللوحة الأم الذي تستعمله وإلا قد لا يعمل الحاسب بعد تركيب البيوس الجديد.

منذ عدة سنوات أصبحت اللوحات الأم تأتي مزودة برقاقة بيوس من النوع القابل لإعادة البرمجة وذلك ليتمكن المستخدم من تغيير برنامج البيوس من دون تغيير الرقاقات نفسها بل بواسطة برنامج خدمي صغير يمكن تحميله من الإنترنت وتسمى هذه النوعية من رقاقات البيوس "flash BIOS " .

وقد سبب ذلك أن ظهر نوع من الفيروسات يقوم بتغيير نظام البيوس مستغلاً هذه الميزة وتسبب ذلك بالكثير من المشاكل على مستوى العالم حيث تعطلت الكثير من الأجهزة بعد أن عبث الفيروس بنظام البيوس وجعلها غير قادرة على الإقلاع .

الناقل المحلي وشقوق التوسعة

الناقل المحلي:

قلنا أن اللوحة الأم هي التي تجمع جميع أجزاء الحاسب معاً ، لذا فإن تركيبة اللوحة الأم ما هي إلا لوحة إلكترونية مطبوعة بها العديد من الوصلات المختلفة لتوصيل مختلف أجزاء الحاسب الأخرى بها ( مثل بطاقة الفيديو - بطاقة الصوت - الفأرة - لوحة المفاتيح ....الخ ) وباختلاف متطلبات هذه الأجهزة - مثلاً تطلب بعضها معدل نقل بيانات عالي والآخر لا يتطلب معدل عالي - يختلف طريقة توصيل الأجهزة المختلفة إلى اللوحة الأم ولكل طريقة مميزاتها .

وطبعاً حتى يتم معالجة البيانات لا بد من طريقة لنقل هذه البيانات بين الأجزاء المختلفة للحاسب كالمعالج والذاكرة العشوائية وكذلك بينهم وبين الأجهزة الأخرى لإخراج البيانات مثل الطابعة ، ولهذا الغرض وجد الناقل المحلي ( أنظر إلى الرسم حيث الخطوط الخضراء - وهي الناقل - تنقل البيانات بين المكونات المختلفة ) وما هو إلا مجموعة كبيرة من الأسلاك الدقيقة المتوضعة على اللوحة الأم والتي تسمح بنقل البيانات بين الأجزاء المختلفة مثل المعالج ، الذاكرة العشوائية ...الخ ، ولكل نوع من النواقل سرعة معينة وإمكانيات .

ويمكننا تقسيم الناقل المحلي إلى قسمين ، حسب الأجهزة التي يوصلها ببعضها :

ناقل النظام * " : وهو الذي ينقل البيانات بين المعالج والذاكرة العشوائية * " .
ناقل الإدخال والإخراج : وهو ينقل البيانات بين المعالج أو الذاكرة من وإلى أجهزة الإدخال والإخراج ومنها شقوق التوسعة والنواقل التسلسلية والمتوازية وأقراص التخزين ... الخ .
شئ مهم آخر عن الناقل المحلي هو أن ليس كل أجزاء الناقل تنقل البيانات بنفس السرعة ، بل إن لكل نوع السرعة الخاصة به :

ISA
بطئ : يسمح بنقل 16 بت بتردد 8 ميجاهيرتز

EISA
بطئ : يسمح بنقل 32 بت بتردد 8 ميجاهيرتز

MCA
16 أو 32 بت

VL-bus
32 أو 64 بت

PCI
أسرع : يسمح بنقل 16 أو 32 بت بأي تردد من صفر إلى 33 ميجاهيرتز

USB
أحدث هذه النواقل

يتكون أي ناقل سواء أكان ناقل نظام أو أي ناقل آخر إلى قسمين :

1- ناقل البيانات (الذي ينقل البيانات من جزء إلى آخر كما قلنا )

2- ناقل العناوين.

ناقل العناوين

إذا أراد المعالج مثلاً إرسال بيانات للذاكرة العشوائية عن طريق الناقل فكيف تعرف الذاكرة العشوائية أين يجب أن توضع هذه البيانات في الذاكرة ؟

لابد إذاً من إرسال العنوان في الذاكرة التي سوف توضع فيه هذه البيانات ، ولا يتم ذلك باستخدام الناقل نفسه الذي ينقل به البيانات بل يستخدم ناقل آخر يسمى ناقل العناوين address bus وهو ناقل موازي لناقل النظام .

إن عرض هذا الناقل يحدد كمية الذاكرة العشوائية التي يمكن تركيبها في الجهاز ، لأن على ناقل العناوين أن يكون قادراً على وصف أي مكان في الذاكرة لذا على ناقل العناوين أن يكون عريض كفاية بما يضمن ذلك وهذا الجدول يبين حجم ناقل العناوين في كل معالج وكمية الذاكرة العشوائية التي يستطيع المعالج دعمها :

هل لاحظت كمية الذاكرة التي تستطيع المعالجات الحديثة دعمها ؟ عادة ناقل العناوين لا يسبب أي مشكلة لأن كمية الذاكرة العشوائية التي يدعمها أكثر بكثير مما تستطيع أن تركبه في حاسبك ، وهناك سبب آخر لا يجعلك تقلق من عرض ناقل العناوين وهو أن طقم الرقاقات عادة ما يحدد حد أقل من الذاكرة تستطيع دعمه ، فمثلاً المعالج بنتيوم يستطيع دعم 4 جيجابايت من الذاكرة العشوائية ولكن طقم الرقاقات لن يدعم غالباً أكثر من 500 ميجابايت من الذاكرة العشوائية .

--------------------------------------------------------------------------------

ناقل النظام

الآن دعنا نتكلم قليلاً عن ناقل النظام الذي عرفناه سابقاً في هذه الصفحة ، فهذا الناقل مهم جداً لأنه يؤمن الربط بين المعالج ( وهو دماغ الحاسب ) والذاكرة العشوائية .

إن لأي ناقل في الحاسب سرعة وتقاس هذه السرعة بشيئين :

تردد الناقل
عرض حزمة الناقل
إن تردد الناقل يعني : كم نبضة كهربائية في الثانية الواحدة يرسل عبره ، وتقاس بالميجاهيرتز * ( أي مليون مرة في الثانية ) ، فيما يصف عرض حزمة الناقل عدد البتات التي ينقلها في النبضة الواحدة .

حسناً .. والآن كم هو تردد الناقل في جهازي ؟ ....هذا السؤال ناقص لأنه لم يحدد نوع الناقل، فما هي ترددات هذه النواقل ؟

أولاً دعنا نتكلم عن تردد ناقل النظام ، وهو يعتمد على المعالج المستخدم وهو في الحاسبات الحديثة إما يكون 60 ، 66 أو 100 ميجاهيرتز وهناك أنظمة بـ 133 وً يتوقع إصدار 200 ميجاهيرتز في المستقبل المنظور ... ولذلك علاقة بالمعالج وهذه أمثلة :

هل لاحظت كمية الذاكرة التي تستطيع المعالجات الحديثة دعمها ؟ عادة ناقل العناوين لا يسبب أي مشكلة لأن كمية الذاكرة العشوائية التي يدعمها أكثر بكثير مما تستطيع أن تركبه في حاسبك ، وهناك سبب آخر لا يجعلك تقلق من عرض ناقل العناوين وهو أن طقم الرقاقات عادة ما يحدد حد أقل من الذاكرة تستطيع دعمه ، فمثلاً المعالج بنتيوم يستطيع دعم 4 جيجابايت من الذاكرة العشوائية ولكن طقم الرقاقات لن يدعم غالباً أكثر من 500 ميجابايت من الذاكرة العشوائية .

وهناك شئ مهم هو أن طقم الرقاقات المتوضع على اللوحة الأم هو الذي ينظم العمل بين المعالج والنواقل المختلفة لذا فإن ناقل النظام مقسم لقسمين :

1- ناقل المعالج : يوصل المعالج بطقم الرقاقات

2- ناقل الذاكرة العشوائية : يوصل الذاكرة العشوائية بطقم الرقاقات

ولكن يمكنك اعتبار هذين الناقلين كوحدة واحدة وظيفياً ولا فرق بينهما بالنسبة للسرعة والوظيفة لذا أشرت إليهما معاً في هذا القسم باسم "ناقل النظام" .

في الحقيقة إن عرض وتردد ناقل النظام مهم جداً ، هذا لأن ناقل النظام هو نقطة ضعف كبيرة في أغلب الأجهزة ، إن البيانات عندما تخرج من المعالج إلى الذاكرة العشوائية مثلاً فإن سرعتها تتحدد بسرعة أبطأ جزء من الأجزاء التي تمر بها وفي الغالب يكون هذا الجزء هو ناقل النظام . وهذا هو السبب أن المعالج بنتيوم 150 ميجاهيرتز ليس أفضل كثيراً من 133 ميجاهيرتز ، هذا لأن المعالج الثاني تردد ناقل نظامه 66 ميجاهيرتز مما يعني أنه أسرع من الأول وهذه الزيادة البسيطة في سرعة ناقل النظام أهم من زيادة سرعة المعالج لأن المعالج إذا لم يكن مزود بناقل سريع فإنه سوف يعاني من بطء نقل البيانات منه وإليه .

--------------------------------------------------------------------------------

النواقل المحلية الأخرى

بقي لدينا النواقل الأخرى الفرعية ونذكر منها : المنفذ التسلسلي ، المنفذ المتوازي ، واجهات IDE والناقل التسلسلي العام والتي سوف نشرحها في الأجزاء المناسبة لها مع مكونات اللوحة الأم الأخرى.

--------------------------------------------------------------------------------

شقوق التوسعة

وهي شقوق تمكننا من إضافة بطاقات التوسعة للحاسب * ما يمكننا من زيادة قدرات الحاسب ، وإذا نظرنا إليها نظرة متعمقة قليلاً فسنجد أنها عبارة عن "وصلات " بين بطاقات التوسعة والناقل المحلي ، وهناك ثلاث أنواع من شقوق التوسعة:

ISA وذلك اختصارا لـ "Industry Standard Architecture"
PCI وذلك اختصارا لـ "Peripheral Component Interconnect"
AGP و ذلك اختصارا لـ "ccelerated Ggraphic Port"
ولكل منها اختلافات عن الأخرى في الأداء ، حيث أن ISA هي الأبطأ والأقدم بينما PCI أسرع منها وتستعمل AGP لبطاقة الفيديو فقط وهي أسرع من PCI حتى 4 مرات.

وشقوق التوسعة هي التي تمكن الحاسب من زيادة إمكانياته وذلك بوصل أي نوع من بطاقات التوسعة بها ، ولابد أن تكون بطاقات التوسعة من نفس نوع شقوق التوسعة التي توصل بها ، أي إذا أردت توصيل بطاقة فيديو مثلاً من نوع PCI فيجب أن توصلها بشق توسعة من نوع PCI وهكذا ، وكما أن الأنواع المختلفة من شقوق التوسعة تكون ذات أطوال وعدد أبر مختلفة ( الإبر هي قطع معدنية صغيرة توجد على بطاقة التوسعة وشقوق التوسعة وعند تركيب بطاقة التوسعة فإن الإبر الخاصة بكل من البطاقة وشقوق التوسعة تتلامس مما يسمح بنقل البيانات بينهما )

طقم الرقاقات

وهي عبارة عن عدة رقاقات متوضعة على اللوحة الأم مهمتها القيام بالتنسيق وإدارة شؤون النواقل المحلية المختلفة ..

طقوم الرقاقات تأتي في ( موديلات ) ، فكل فترة يخرج لنا موديل جديد ولكل موديل خصائص وسمات تميزه وربما يتشابه مع موديلات أخرى في أشياء كثيرة ، وعليك عندما تشتري حاسباً أن تحصل على أحدث الرقاقات المتوفرة في السوق .

ويؤثر طقم الرقاقات في سرعة ناقل النظام وكذلك في نظام الإدخال والإخراج ككل .

فمثلاً طقم الرقاقات 82440JX يعمل بناقل نظام بتردد 133 ميجاهيرتز لنظم بنتيوم الثالث بينما طقم الرقاقات 82440BX يدعم ناقل نظام بتردد 100 ميجاهيرتز فقط لبنتيوم الثاني .. وهكذا .

وعندما تشتري لوحة أم فإن جميع تلك المواصفات سوف تراها مكتوبة في الدليل الخاص باللوحة الأم ويمكنك تفحص هذا الدليل معرفة ومقارنة مواصفات طقم الرقاقات المستخدم مع اللوحات الأم الأخرى..

وتقسم مقابس المعالجات إلى قسمين :

الأول: يسمى Single Edge contact ويكتب اختصاراً (SEC) : أي الموصل ذو الطرف الواحد وله شكل مشابه لشقوق التوسعة حيث يكون المعالج الذي يوصل به على شكل يشبه أشرطة "الأتاري" وهذا النوع من تصميم شركة إنتل ولا يستعمل إلا من قبلها أو بتصريح منها وهو المقبس الحديث

والثاني : يسمى zero insertion force ويكتب اختصارا (ZIF) : وهو عبارة عن مقبس مستطيل الشكل ذو رافعة صغيرة على جانبه ( غير واضحة بالصورة ) لتثبيت أو تحرير المعالج وهناك فتحات صغيرة على سطح المقبس لدخول أبر المعالج فيها ، والمعالج المخصص له يكون على شكل رقاقة مربعة الشكل وتخرج الإبر من أسفل الرقاقة لتتصل بالمقبس وهذا هو المقبس الأقدم المستعمل منذ سنوات عديدة

مقدمة للذاكرة العشوائية

ما هي الذاكرة العشوائية

تعلم أن تخزين البيانات في الحاسب يتم في أقراص التخزين كالقرص الصلب والأقراص المرنة ، المشكلة في هذه الأقراص أنها لا تملك السرعة الكافية لمجاراة سرعة المعالج لذا إذا أراد المعالج معالجة بعض البيانات فإنه لا بد من تخزين هذه البينات في وسط تخزين سريع جداً لحين الانتهاء من معالجتها ومن ثم يتم تخزينها في الذاكرة الدائمة كالقرص الصلب .

دعني أوضح لك ذلك بمثال : لنفرض أنك كنت تعمل في مكتبك ، ولديك في هذا المكتب طاولة و لديك خزانة لوضع الملفات موجود في المبنى الجاور ، إذا أردت العمل في إحد الملفات فإنك تتوجه للمخزن وتجلب هذا الملف للمكتب وتعمل عليه ، إذا أردت العمل على ملف آخر فإنك تذهب مرة أخرى لإحضاره .

لنفرض أن المكتب أمتلأ بعد قليل بالملفات ، فإنك في هذه الحالة لا تستطيع أن تجلب المزيد من الملفات ، ولا تملك في هذه الحالة سوى أن تعيد بعض الملفات للمخزن لتتمكن من جلب غيرها .

في هذه الحالة يصبح استبدال مكتبك بواحد أكبر منه حجماً ذو فائدة كبيرة لأنه سيؤدي لزيادة عدد الملفات التي تعمل عليها في نفس الوقت و تقليل الوقت الضائع لذهابك وعودتك للمخزن .

إن المثال السابق يماثل ما يحدث بالنسبة للذاكرة العشوائية ، إن المخزن في المثال السابق هو القرص الصلب في الحاسب ، والملفات هي البرامج ، وسطح مكتبك هو مقدار الذاكرة العشوائية وأنت تمثل المعالج ، فإذاً كلما زادت حجم الذاكرة العشوائية كلما استطاع المعالج العمل على أحجام كبيرة من الملفات أو البيانات أو البرامج وساعد على تجنب استخدام القرص الصلب - البطيئ نسبياً - كملف مبادلة (سأشرح عنه لاحقاً ) .

ولأن الذاكرة العشوائية هي نوع من الذاكرة فهي تقاس بنفس الوحدات التي تقاس بها أنواع الذاكرة الأخرى أي البايت ومشتقاته (كيلوبايت - ميجابايت - جيجابايت ..... إلخ) .

ولأن البرامج والبيانات بشكل عام تزداد حجماً عاماً بعد آخر فإن الطلب على حجوم أكبر من الذاكرة يزداد ، فالحاسب قبل عشرين سنة من الآن لم يكن يزود في الغالب بأكثر من ميجابايت واحد من الذاكرة في حين وصل العد الآن إلى أضعاف هذا العدد عشرات أو مئات وربما آلاف المرات ، ولعل ما دفع إلى ذلك هو ظهور أنظمة التشغيل الرسومية مثل وندوز التي تتطلب كمية كبيرة من الذاكرة ولعل ذلك ساهم بشكل كبير في انخفاض الأسعار .

ما تأثيرحجم ونوعية الذاكرة العشوائية على الحاسب بشكل عام ؟

الأداء : يصبح الحاسب أسرع بشكل عام عند إضافة المزيد من الذاكرة ، خاصة عند التعامل مع كميات كبيرة من البيانات أو البرامج الكبيرة (البرامج الجديدة تكون أكثر تطلباً للذاكرة من البرامج القديمة )، وهذه النقطة مهمة جداً حيث أنه حتى المعالج السريع قد لا يستفاد من أقصى سرعته إذا كانت كمية الذاكرة العشوائية أقل مما يجب .
نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في سرعى الذاكرة وفي خيارات الترقية فيما بعد .
قد لا يمكنك تشغيل بعض البرامج إذا كان لديك كمية قليلة من الذاكرة العشوائية : أغلب البرامج تتطلب كمية معينة من الذاكرة العشوائية لتعمل ، فمثلاً لعبة "NEED FOR SPEED 4" تتطلب 32 ميجابايت من الذاكرة العشوائية .
المشاكل والأخطاء : إن نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في كمية المشاكل والأخطاء التي قد توجهها أثناء عملك على الحاسب ، إن قطعة ذاكرة معطوبة قد تتسبب بتوقف الحاسب المتكرر عن العمل بدون سبب واضح من الوهلة الأولى لا بل قد تذهب بعيداً وتفعل أشياء مثل تشخيص أخطاء وهمية في القرص الصلب .

الفرق بين" الذاكرة " و " الذاكرة العشوائية "

إن كلمة "الذاكرة " بهذه الصورة ليست كلمة ذات معنى محدد لأن الذاكرة كلمة عامة تشمل تحتها الذاكرة العشوائية و وسائط التخزين المختلفة (القرص الصلب والمرن والقرص المدمج والأنواع الأخرى ) ، لذا من غير المستحسن عند الحديث عن نوع معين من الذاكرة استخدام كلمة "الذاكرة " لوحدها بل يجب تحديد أي نوع من الذاكرة تقصد .

أشكال الذاكرة العشوائية

إن الذاكرة العشوائية تتكون فيزيائياً من شرائح صغيرة نسبياً ( مثلاً 1سم × 1.5 سم × 3 مم ) وتسمى بالإنجليزية DIP ، ولأن هذه الشرائح صغيرة فإن حملها وتركيبها صعب جداً ، لذا تركب هذه الشرائح على ألواح(modules) يسهل تناولها وتركيبها .

وتختلف ألواح الذاكرة بحسب حجم الذاكرة التي تحتويها ، كما تختلف بعدد شرائح الذاكرة التي تحتويها ، فقد يحوي لوح ما على 64 ميجابايت من الذاكرة العشوائية مقسمة على 8 شرائح ، وقد يحتوي لوح على 8 ميجابايت مقسمة على 4 شرائح ، وعدد الشرائح غير مهم في هذه الحالة بل المهم حجم الذاكرة التي تحتويه ونوعها.

أنواع الذاكرة العشوائية

إذا نظرت إلى أي قطعة من قطع الذاكرة المؤقتة ستجد أنها عبارة عن لوح مستطيل الشكل ذو اللون الأخضر يوجد عليه عدد من قطع الدوائر المتكاملة - ما يسمى بالآي سي (IC) - مغلفة على شكل DIP ذات اللون الأسود كما في الصورة .

دعني أذكر لك بعض التعريفات حتى لا تختلط عليك الصورة :

الدوائر المتكاملة : عبارة عن وصف لوظيفة ومحتوى هذه الدوائر، حيث أنها قطع إلكترونية في العادة صغيرة نسبياً ( عدة سنتيمترات ) تحتوي على عدد كبير من التوصيلات الإلكترونية ، وهذه التوصيلات الإلكترونية في مجملها تؤدي وظيفة معقدة نسبياً ، وهذا التعريف هو تعريف عام للحاسب و الإلكترونيات بشكل عام ، إذا فتحت أي جهاز مثل التلفزيون أو الفيديو ستجد من ضمن القطع الإلكترونية هذه القطع السوداء المربعة أو المستطيلة الشكل ، وهذه على اليسار صورة كمثال ( المعلمة بعبارة "شرائح DIP" ) وتسمى بالإنجليزية IC اختصاراً لكلمتي integrated circuit أي الدوائر المتكاملة .
DIP : وهذه الكلمة هي عبارة وصف لشكل الشرائح بغض النظر عن محتواها أو وظيفتها ، حيث تسمى شريحة ما أنها على شكل DIP عندما تكون على شكل صندوق صغير وتخرج منها التوصيلات الكهربائية على شكل صفين من الأسلاك من جانبي هذا الصندوق
عندما نتحدث عن أنواع الذاكرة المؤقتة يجب علينا التفريق بين شيئين :

نوع شرائح الذاكرة : أي اسم الشركة المصنعة للدوائر المتكاملة الموجودة
نوع تغليف الذاكرة
هناك نوعين رئيسيين من أنواع شرائح الذاكرة المؤقتة :

الذاكرة الإستاتيكية (S RAM)
الذاكرة الديناميكية (D RAM)

زمن الوصول هو الزمن الفاصل بين طلب المعالج للبيانات المخزنة وبدء تلقيها ، وكلما كان زمن الوصول أقل كلما كانت الذاكرة أسرع ، والنانوثانية هي وحدة القياس المستخدمة في قياس زمن الوصول وتساوي واحد من المليون من الثانية .

وللمقارنة نجد أن الرام الإستاتيكي يصل زمن الوصول فيه إلى 4.5 ، 6 ، 8 نانوثانية (طبعاً كلما قل زمن الوصول كلما كانت الذاكرة أسرع).

أقصد بكلمة"الشريحة" القطعة الإلكترونية التي تحمل قطع الذاكرة وتتصل باللوحة الأم عن طريق مقبس خاص ، في قديم الزمان كانت الشرائح توصل مباشرة باللحة الأم وكان فكها وتركيبها صعباً ‘لى حد كبير ، أما الآن فإن الشرائح توضع غلى قطع مستطيلة الشكل لها مقبس على اللوحة الأم حيث يسهل تركيبها فيها .

تختلف الشرائح في حجمها ، وتوجد شرائح من أحجام صغيرة ( 1 ، 2 ، 4، 8 ، 16 ، 32 ميجابايت ) وكبيرة مثل ( 64 ، 128 و 256 ميجابايت ) يمكنك اختيار منها ما يناسب جهازك وميزانيتك .

إن طريقة إضافة الذاكرة إلى جهازك له علاقة بعرض مسار البيانات للشريحة المستخدمة وعرض ناقل النظام .....

تركيب الذاكرة في النظام

حتى تتمكن من تركيب الذاكرة المؤقتة في جهاز ما لابد أن تراعي مناسبة الشريحة من حيث :

النوع (EDO , SD ......إلخ) : يجب أن تتأكد من النوع الذي تدعمه اللوحة الأم .
الحجم : بعض اللوحات الأم لا تقبل إلا أحجام محددة من الذاكرة ، مثلاً قد لا تقبل لوحة أم شريحة بحجم 4 ميجابايت .
نوع الشريحة : (DIMM أو SIMM ) : أغلب اللوحات الأم الجديدة حالياً تدعم DIMM فقط لذا عليك التأكد من نوع الشريحة قبل الشراء.
سرعة الذاكرة
سرعة الذاكرة

ويمكن قياسه بالميجاهرتز ، السرعات القديمة هي 66 ميجاهيرتز أو أقل أما الآن فهي أكثر من ذلك ، فمثلاً في أنظمة المعالج بنتيوم الثالث نجد سرعات 100 و 133 ميجاهيرتز ، لاحظ أن الذاكرة الأسرع تستطيع العمل بتردد أبطأ فمثلاً إذا كان نظامك يتطلب ذاكرة بسرعة 66 ميجاهيرتز فيمكنك جلب وتركيب ذاكرة بسرعة 100 أو 133 ميجاهيرتز - وتجعلها تعمل بتردد 66 ميجاهيرتز - ولكن العكس غير ممكن .

أمور أخرى

SPD = Serial Presence Detect هو عبارة عن شريحة روم من نوع EP-ROM توضع على بعض شرائح الذاكرة لكي يتمكن البيوس من قراءة البيانات المخزونة عليها و التعرف على الشريحة من حيث مقدار وسرعة الرام ، بعض أنواع اللوحات الأم لا تعمل إلا بهذا النوع من الرام فكن على علم .
سرعة الرام من نوع SD-RAM تساوي دائماً سرعة ناقل النظام .

الفرق بين الرام وذاكرة القراءة

ما هو الفرق بين RAM و ROM ؟

إن الفرق كبير وشاسع ، الذاكرة ROM (تسمى ذاكرة القراءة فقط) هي عبارة عن ذاكرة تخزن فيها البيانات في مصنعها و لا يمكن لمستخدم الحاسب أن يغيره بعد ذلك بل يكتفي بقراءة محتويات هذه الذاكرة ، لذا فهي تسمى ذاكرة القراءة فقط (Read Only Memory) بينما الرام تسمى ذاكرة القراءة والكتابة ( أو ذاكرة الوصول العشوائية).

ولكل نوع منها استخدام خاص به :

تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي كذاكرة رئيسية للمعالج لكي يحفظ فيها البيانات والبرامج التي يعمل عليها الآن ( ارجع لصفحة مقدمة الذاكرة العشوائية ) لشرح وافي ، بينما

طبعاً الروم كذاكرة للقراءة فقط قد يتبادر لذهنك أنه لا يمكن الكتابة عليها ولكن ذلك ليس صحيح تماماً ، سيتضح لك ذلك عند مناقشة أنواع الروم .

لماذا نحتاج الروم

لماذا نحتاج أن نستعمل الروم بدلاً من الرام أو أقراص التخزين مثلاً ؟ هناك عدة أسباب لذلك :

البيانات المخزنة في الروم دائمة وليست معرضة للتلف بأي شكل بعكس الأشكال الأخرى من التخزين .
البيانات المخزنة في الروم لا يمكن تغييرها بالصدفة أو عن طريق فيروس ( مثلاً لا يمكن لفيروس محو المعلومات الموجودة على قرص CD-ROM ) .
المعلومات المخزنة في الروم تتوفر لأجهزة الحاسب في جميع الأوقات ( رقاقة البيوس مثال جيد )

أنواع الروم

هناك عدة أنواع من الروم تبعاً للوظيفة المناط بها :

الروم التقليدي (ROM) : وهو لا يمكن تغيير محتوياته بمجرد خروجه من المصنع ويستعمل للأشياء التي لن تتغير أبداً بعد خروجها من المصنع ، إن أكبر مثال على ذلك الأقراص المدمجة (CD-ROM) ، حيث لا يمكن الكتابة عليه أو تغيير البيانات المكتوبة فيه .
الروم القابل للكتابة (P-ROM) وهو مماثل للنوع الأول ولكن عملية الكتابة عليه يمكن أن تتم بواسطة المستخدم العادي ( مثلي ومثلك ) ويستعمل هذا النوع عادة في الشركات لكتابة بيانات جديدة كل فترة من الزمن وتوزيعها على كافة أرجاء الشركة .
الروم القابل للكتابة وإعادة الكتابة (EP-ROM) وهو مماثل للسابق باستثناء أنه يمكن إعادة الكتابة عليه مرات عديدة بواسطة المستخدم وأقرب مثال على ذلك الأقراص المدمجة القابلة لإعادة الكتابة والمسماة CD-RW .
الروم القابل لإعادة الكتابة برمجياً (EEP-ROM): وهو نوع من الروم يمكن تغيير محتوياته بواسطة برنامج خاص ( وليس باستخدام آلات خاصة ) وهو يستخدم لتخزين نظام البيوس على اللوحة الأم ، ويسمى " flash BIOS " ، أي أن رقاقة البيوس من هذا النوع يمكن تغيير محتوياتها بواسطة برنامج خاص عادة ما يكون مرفق مع اللوحة الأم .
إن الاسم "ذاكرة القراءة فقط " لا يجب أن يجلب سوء الفهم ، فقد سميت كذلك لأن هذه الذاكرة لا يكتب عليها إلا نادراً ، فمثلاً ذاكرة البيوس يتم القراءة منها كلما استخدمت الحاسب ولكن لا يتم الكتابة عليها إلا مرة أو مرتين طوال عمر الحاسب .

طبعاً الروم كذاكرة للقراءة فقط قد يتبادر لذهنك أنه لا يمكن الكتابة عليها ولكن ذلك ليس صحيح تماماً ، سيتضح لك ذلك عند مناقشة أنواع الروم .

لماذا نحتاج الروم

لماذا نحتاج أن نستعمل الروم بدلاً من الرام أو أقراص التخزين مثلاً ؟ هناك عدة أسباب لذلك :

البيانات المخزنة في الروم دائمة وليست معرضة للتلف بأي شكل بعكس الأشكال الأخرى من التخزين .
البيانات المخزنة في الروم لا يمكن تغييرها بالصدفة أو عن طريق فيروس ( مثلاً لا يمكن لفيروس محو المعلومات الموجودة على قرص CD-ROM ) .
المعلومات المخزنة في الروم تتوفر لأجهزة الحاسب في جميع الأوقات ( رقاقة البيوس مثال جيد )
أنواع الروم

هناك عدة أنواع من الروم تبعاً للوظيفة المناط بها :

الروم التقليدي (ROM) : وهو لا يمكن تغيير محتوياته بمجرد خروجه من المصنع ويستعمل للأشياء التي لن تتغير أبداً بعد خروجها من المصنع ، إن أكبر مثال على ذلك الأقراص المدمجة (CD-ROM) ، حيث لا يمكن الكتابة عليه أو تغيير البيانات المكتوبة فيه .
الروم القابل للكتابة (P-ROM) وهو مماثل للنوع الأول ولكن عملية الكتابة عليه يمكن أن تتم بواسطة المستخدم العادي ( مثلي ومثلك ) ويستعمل هذا النوع عادة في الشركات لكتابة بيانات جديدة كل فترة من الزمن وتوزيعها على كافة أرجاء الشركة .
الروم القابل للكتابة وإعادة الكتابة (EP-ROM) وهو مماثل للسابق باستثناء أنه يمكن إعادة الكتابة عليه مرات عديدة بواسطة المستخدم وأقرب مثال على ذلك الأقراص المدمجة القابلة لإعادة الكتابة والمسماة CD-RW .
الروم القابل لإعادة الكتابة برمجياً (EEP-ROM): وهو نوع من الروم يمكن تغيير محتوياته بواسطة برنامج خاص ( وليس باستخدام آلات خاصة ) وهو يستخدم لتخزين نظام البيوس على اللوحة الأم ، ويسمى " flash BIOS " ، أي أن رقاقة البيوس من هذا النوع يمكن تغيير محتوياتها بواسطة برنامج خاص عادة ما يكون مرفق مع اللوحة الأم .
إن الاسم "ذاكرة القراءة فقط " لا يجب أن يجلب سوء الفهم ، فقد سميت كذلك لأن هذه الذاكرة لا يكتب عليها إلا نادراً ، فمثلاً ذاكرة البيوس يتم القراءة منها كلما استخدمت الحاسب ولكن لا يتم الكتابة عليها إلا مرة أو مرتين طوال عمر الحاسب .

و يدور المحور حول نفسه مسبباً حركة الأقراص ، كما يمكن لرؤس القراءة والكتابة الحركة كما في الصورة مما يمكن الرؤس من الوصول إلى أي مكان على سطح القرص وقراءة البيانات المطلوبة ونقلها للوحة الإلكترونية السابق ذكرها . وسنتكلم عن كل جزء من الأجزاء .

--------------------------------------------------------------------------------

الأقراص (platters)

يمكن للأقراص أن تكون بأحجام مختلفة عادة ( 3.5 أو 5.25 إنش ) ويؤثر ذلك على الحجم الكلي للقرص الصلب لذا فإنه من الضروري في الحواسيب الصغيرة (المفكرات) تجهيزها بأقراص أصغر مثل 2.5 و 1.8 و 1.3 إنش ، وكلما زاد عدد الأقراص وكثافة البيانات التي عليها كلما زادت قدرة القرص الصلب على تخزين البيانات .

ولأن المسافة بين القرص ورأس الكتابة صغير جداً ( أجزاء من الألف من الإنش ) فإن هذه الأقراص يجب أن تكون مستوية تماماً بحيث لا تلتمس مع الرأس أثناء العمل وإلا تعطل القرص بسبب ذلك .

بالإضافة إلى ذلك فإنه - في قرص ما - كلما كانت المسافة بين القرص و رؤوس القراءة و الكتابة أقل كلما كان من الممكن تخزين كمية أكبر من البيانات في ذلك القرص و تسمى كمية البيانات التي يمكن تخزينها في مساحة معينة من سطح القرص areal density ، وأكثر الوحدات استخداماً هي الميجابايت لكل إنش مربع (MB/square inch) .

وتصنع هذه الأقراص من الألمونيوم ( حيث أنه مادة خاملة قابلة للتشكيل ورخيصة ) أو - في الأقراص الحديثة جداً - من الزجاج المقوى بالسيراميك الذي يعتبر أفضل من حيث مقاومة الارتفاع في درجة الحرارة .

والأقراص ( الزجاجية أو الألمونيوم ) لايمكنها حفظ الشحنة اللازمة لعملية التخزين بل يجب أن تطلى هذه الأقراص بمواد لها خاصية حفظ الشحنة مما يمكن رؤس القراءة والكتابة من استعمالها في حفظ البيانات ، وهذه المواد - كأي مادة صلبة - عندما تطحن تصبح حبوب صغيرة جداً ، وهذه الحبوب هي التي تخزن فيها الشحنة بواقع بت واحد لكل حبة ، فيجب إذاً أن تكون صغيرة كفاية حتى يمكن تخزين عدد كبير من البيانات في أصغر مساحة ممكنة .

والمواد المستعملة هي :

أكسيد الحديد ( نفس مادة الصدأ ولكن مع التنعيم الشديد ) : مخلوط مع مادة صمغية ومادة أخرى مشحمة لتكون مزيج يمكنه الالتصاق بسطح القرص ، وهي المادة المستعملة حالياً في أشرطة تسجيل الصوت ، ومشكلة أكسيد الحديد هو سهولة تهشمه بفعل حركة القرص أو الاهتزازات ، لذا لم تعد هذه المادة مستعملة اليوم .
الطريقة المستخدمة في أغلب الأقراص الصلبة اليوم هي طريقة لصق المعدن بالدهن الكهربائي ، أو ما يسمى بالعامية " المغطس " وفي الواقع لا أذكر الاسم العربي له - مع أننا درسناه في الثانوية - إلا أن هذه الطريقة تنتج سطح قوي و ممتاز من ناحية حفظ الشحنة ويمكن تسجيل بتات أكثر في الإنش المربع الواحد .

محرك الأقراص (spindle motor)

وهو عبارة عن محرك يقوم بتحريك الأقراص بسرعة معينة تقاس بوحدة "دورة في الدقيقة" RPM و تدور الأقراص بسرعة دوران تتراوح عادة بين 4500 و 5400 دورة في الدقيقة وقد تصل إلى 10000 الدقيقة أو أكثر في حسب نوع القرص .

وكلما كان معدل دوران المحرك أسرع كما كان أفضل لأن رأس القراءة سوف يتمكن من الحصول على البت المطلوب أسرع مما سوف يقلل الوقت الفاصل بين طلب الحاسب للبيانات وتلقيها له ( يسمى زمن التأخير ) XXXX.

--------------------------------------------------------------------------------

رؤس القراءة والكتابة

يوجد على كل قرص من الأقراص رأسين للقراءة والكتابة ( واحد على الوجه السفلي والآخر على الوجه العلوي ) ، أي أنه في حالة القرص الصلب الذي يحتوي على 4 أقراص فإنه يحوي على 8 رؤس قراءة وكتابة وهكذا .

يوجد نوعين من رؤوس القراءة والكتابة :

Inductive Head : يحوي كل رأس من رؤس القراءة والكتابة على لفة من الأسلاك الدقيقة وعندما يود القرص التسجيل في مكان ما فإنه يفعل ذلك بتمرير تيار كهربائي في اللفة عند مرورها على المنطقة المطلوب التسجبل فيها وبذلك تشحن تلك المنطقة ( تخزين البتات ) ، ويستعمل نفس الرأس في تحسس التغير في الشحنة ( قراءة البتات ) . إن المسافة بين رأس القراءة والكتابة وبين سطح القرص صغيرة جداً و لا تؤثر على عملية الكتابة والقراءة . بعد ذلك تتولى لوحة التحكم استخلاص البيانات اللازمة وإرسالها إلى المعالج .
Magneto-Resistive وتركيب الرأس في هذه الحالة مشابه لحالة السابقة ولكن مبدأ العمل مختلف ، ففي هذا النوع يمر تيار كهربائي خفيف بشكل مستمر في رأس القراءة وعندما يمر الرأس على البتات فإن المجال المغناطيسي للبتات يؤثر على شدة التيار الكهربائي ، تقاس التغيرات في شدة التيار الكهربائي وتحول إلى بيانات ، لاحظ أن هذا النوع من الرؤوس لا يمكنه كتابة البيانات بل يستطيع قراءتها فقط لذا فمن اللازم عند استعمال هذا النوع من الرؤوس وجود رأس آخر من النوع inductive للكتابة .
ويبرز سؤال هنا وهو : إذا كان النوع الثاني من الرؤوس يستخدم للقراءة فقط فلماذا نستخدمه ؟ والجواب هو أنه أسرع في القراءة من النوع الأول ويمكنه التعامل مع أقراص ذات كثافة أعلى .

ورؤس القراءة والكتابة تتحرك كلها معاً لأنها على محرك واحد وقاعدة واحدة ، ورأس القراءة والكتابة محمول على ذراع مرن قليلاً مما يمكنه من ملامسة القرص أو الارتفاع عنه قليلاً ، فعندما يكون القرص واقفاً فإن رأس القراءة والكتابة يكون ملامس لسطح القرص و عندما يبدأ القرص في الدوران فإن تيار الهواء الناتج من الدوران يبعد رأس القراءة والكتابة عن سطح القرص قليلاً ( المسافة قليلة إلى حد أجزاء من المليون من الإنش) بحيث لا يحدث تلامس بينهما أثناء العمل ، وعندما يود القرص الصلب إيقاف الدوران فإنه يحرك الرأس لمكان آمن من القرص يسمى منطقة الهبوط (landing zone) حيث يمكن بعدها إيقاف دوران القرص والسماح برأس القراءة والكتابة بملامسة سطح القرص حيث أن منطقة الهبوط خالية من البيانات فهي مخصصة فقط لهبوط الرأس عليها ، ليس هذا فحسب بل يتم أيضاً "ربط" الرؤوس في منطقة الهبوط حتى لا يتحرك الرأس مع ارتجاج القرص الصلب وهذه العملية تتم أوتوماتيكياً في الأقراص الجديدة أما القديمة جداً فقد كانت تستلزم برنامج خاص لعمل ذلك .

تعرف أن تخزين البيانات يتم طبعاً على شكل بتات ، إن عدد البتات التي يمكن تسجيلها على المسارات الخارجية للقرص أكبر من تلك التي يمكن تسجيلها على المسارات الداخلية بسبب شكله الدائري لذا فإن رأس القراءة والكتابة يجب أن يقرأ (أو يكتب) بمعدل أسرع في الطرف الخارجي عن الداخلي .

إن رؤوس القراءة والكتابة كلما كانت أصغر حجماً كان بإمكانها التسجيل في حقول بتات أصغر وبالتالي الحصول على كثافة أعلى للبيانات ، وأيضاً يمكن للرأس الأصغر الاقتراب من سطح القرص أكثر وأكثر من دون الاحتكاك به والاقتراب من سطح القرص يعني امكانية تخزين بيانات أكثر لماذا ؟ ......

لنعرف لماذا دعنا ننظر للشكل الاعلى حيث اللون الأحمر يمثل سطح القرص بينما يمثل اللون الأزرق المادة المغنطيسية التي تخزن البيانات و المربعات الخضراء تمثل مواقع تخزين البيانات أما الأسود فهو رأس القراءة والكتابة أما الدائرة الزرقاء التي تحيط برأس القراءة والكتابة فهي تمثيل للمجال المغناطيسي الذي يقوم بالقراءة والكتابة ، دعنا الآن نقارن بين الرقمين 1 و 2 حيث يمثل الأول قرص أقل كثافة من الثاني فنجد أن :

عدد أكبر للبتات في رقم 2
رأس القراءة والكتابة في رقم 2 أقرب لسطح القرص
رأس القراءة والكتابة أصغر في رقم 2
المجال المغناطيسي أصغر في رقم 2
أصبح الآن واضح أنه لولا رأس القراءة والكتابة الصغير الحجم والمسافة الأقل بين القرص ورأس القراءة والكتابة في الحالة الثانية لما كان بالامكان حشر عدد أكبر من البتات في المساحة نفسها من القرص في رقم 2 ، هل علمت الآن أهمية صغر المسافة بين القرص والرأس ؟

وقد يقول قائل أنه ليس هناك داعي لتقريب الرأس من سطح القرص بل يمكننا ببساطة جعله على مسافة بعيدة مع تصغير الرأس ، فهل يمكن ذلك ؟

الحقيقة إذا نظرت لرقم 3 في الشكل ترى أن رأس القراءة والكتابة عندما يكون بعيداً عن سطح القرص فإن المجال المغناطيسي يجب أن يكون كبيراً حتى يمكنه التأثير على سطح القرص ، وإذا كان كبيراً فإنه يمكن أن يؤثر على البتات التي بجانب البت المراد التأثير عليه وهكذا الخطأ في القراءة والكتابة يمكن أن يحدث بمنتهى السهولة ، حيث نرى مثلاً أنه مثلاً إذا كانت المسافة بين الرأس والبت الأخير 5 مايكرون مثلاً (المايكرون هو جزء من المليون من المتر) فإن المسافة بينه وبين البت الذي بجانبه حوالي 6 أو 7 مايكرون فتصبح إمكانية الخطأ كبيرة جداً في هذه الحالة بينما في حالة رقم 2 نجد أن المسافة بينه وبين البت الذي بجانبه أكثر من ضعف المسافة بينه وبين البت المطلوب .

السؤال الذي يطرح نفسه بشكل تلقائي هو : لماذا لا تكون المسافة بين الرأس والقرص صفر أي أنهما ملتصقان تماماً ؟ والجواب أن الاحتكاك بينهم يجعل كلاهما يتلف ، وقد نرى في المستقبل تقنية جديدة حيث يملأ الفراغ بين الأقراص بمادة هلامية لزجة تمنع هذا .

سؤال آخر : لماذا لا نركب أكثر من رأس قراءة وكتابة على سطح القرص الواحد ؟ إن ذلك يقلل من زمن الوصول وسرعة القراءة والكتابة ، في الحقيقة طورت مثل هذه الأقراص سابقاً ولكنها لم تعد ذي جدوى والسبب هو أن استعمال تقنيات إخرى يجعل هذا الأمر ممكن وهي تقنية RAID الخاصة بأقراص سكزي وتوجد تقنية مشابهة أيضاً لأقراص IDE .
محرك رؤس القراءة والكتابة (actuator)

يقوم هذا المحرك ( مع الأجهزة الإلكترونية الخاصة به ) بتحريك الرؤوس للمكان المطلوب من القرص حتى يمكن استخدام كافة مساحة القرص في تخزين البيانات ولأن المسافة بين البتات صغيرة جداً يعتبر دقة المحرك في تحريك الرأس إلى المكان المطلوب بالضبط من الأمور الأكثر أهمية في سبيل استخدام مساحة القرص كاملة .

و محرك رؤوس القراءة والكتابة يمكن أن يخطئ في مكان بت ما من البتات لذا كان لابد من أساليب للتأكد من كون رأس القراءة في المكان الصحيح ، وأحد هذه الأساليب هي تلقي المحرك معومات عن مكان رأس القراءة مما يمكنه من تصحيح الخطأ إن وقع ، والأنظمة الإلكترونية الخاصة به يمكن أن تكون مغلقة (يوجد آلية تصحيح ) أو مفتوحة ( لا يوجد مثل هذه الآلية ) .

إن الحرارة التي تتولد من المحرك ودوران الأقراص تتسبب في ارتفاع درجة الحرارة داخل القرص الصلب مما يتسبب في تمدد أجزاء القرص الصلب ( جميع المواد تتمدد بالحرارة وتنكمش بالبرودة ) ، لهذا يوجد ما يسمى الوزن الحراري thermal calibration حيث يوزن القرص نفسه كل فترة من الزمن تختلف باختلاف نوع القرص .

بعض الأقراص الحديثة فيها ميزة تأجيل هذا الوزن إذا كان القرص يقرأ ملف كبير مثل ملف فيديو مما يساعد على عدم حدوث أي قطع في ملف الفيديو .

حتى الآن يوجد نوعان من تكنولوجيا المحركات :

الأول : يسمى " band stepper motor " يعتمد على محرك يدور على حسب "كمية" الكهرباء القادمة من لوحة التحكم ، وبالتحكم بكمية الكهرباء التي ترسلها له يمكن للوحة التحكم بأن تحرك الرأس للمكان الذي تريده ، مشكلة هذا النوع ليس فقط حساسيته للحرارة بل أيضاً التلف مع الزمن والبطء في الأداء هذا بالإضافة إلى سهولة الخطأ في مكان القراءة والكتابة على القرص خاصة عند قدم القرص لأن هذا النوع من المحركات ذو نظام إلكتوني مفتوح ( لايوجد آلية للتأكد من موقع الرأس) ، ولا يمكن لهذا القرص أن يستعمل في أقراص صلبة عالية السعة لعدم دقته .
الثاني يسمى "servo voice coil motor" و في هذا النوع تقوم لوحة التحكم بارسال تيار كهربائي إلى المحرك وهذا التيار يستعمل في توليد مجال مغناطيسي يستخدم في تحريك الرأس ضد زنبرك مما يجعل لوحة التحكم قادرة على التحكم بموقع الرأس عن طريق التحكم بالتيار الكهربائي ، و يستعمل آلية خاصة لإستكشاف موقع السلندرات دارة إلكترونية مغلقة حيث أنه يستلم باستمرار - أثناء عمله - معلومات عن موقع الرأس على القرص ( وذلك عن طريق المعلومات المكتوبة في مواقع معروفة مسبقاً في القرص ) ويتمكن بذلك من تعديل أية أخطاء قد تحدث مع قدم القرص .

--------------------------------------------------------------------------------

لوحة التحكم (logic board)

وهي اللوحة الإلكترونية التي تتحكم بالقرص الصلب ( الرؤس و المحرك ) وتقوم بعمليات القراءة والكتابة من وإلى القرص ، يمكن للمكونات الإلكتونية أن تتلف مسببة توقف القرص الصلب عن العمل .

إن الأقراص الصلبة تختلف داخلياً من شركة إلى شركة ، تختلف طريقة إدارة تخزين البيانات وطرق فحص الأخطاء وتشخيصها وأشياء أخرى كثيرة ولكن جميع الأقراص يمكن أن تعمل على جميع الحواسيب لماذا ؟ هذا لأن الأقراص مع أنها تختلف من الداخل إلا أنها متماثلة من الخارج ، مثلاً عندما يود المعالج ملف ما م القرص فإنه سوف يصدر للقرص أمر لجلب القرص ( هذا الأمر قياسي ومتماثل في جميع الأقراص ) فإن القرص يستلم هذا الأمر ثم يمرره للإلكترونيات الداخلية التي تتعامل مع القرص " كما يحلو لها " وبشكل مختلف لكل نوع من الأقراص ولكن في النهاية يجب أن تجلب الملف المطلوب للمعالج في الصورة القياسية .

يعتبر القرص الصلب من المكونات الحساسة في الحاسب ، بل يمكن أن نقول أنه أكثر الأجزاء حساسية كونه يتأثر بالصدمات كثيراً ومن الجائز جداً أن يتعطل بسهولة نسبياً ، مثلاً قد يتعطل القرص عند سقوطه على الأرض .

--------------------------------------------------------------------------------

كيف يعمل

قد يكون هذا صعب قليلا على البعض ولكن دعني أشرحه ، إذا أحضرنا مسمار حديد ولففنا حوله سلك وقمنا بتمرير تيار كهربائي في هذا السلك فإن السلك ينتج مجال مغناطيسي في المسمار ، وهذا هو المبدأ الذي يعمل به التخزين في القرص الصلب حيث يحتوي رأس القراءة والكتابة على لفة أسلاك دقيقة جداً ( تسمى coil ) وقطعة دقيقة من المعدن ( تسمى core ) وعند مرور تيار كهربائي في السلك ينتج مجال مغناطيسي في القطعة المعدنية التي تؤثر في البت القريب منها .

ننتقل الآن إلى موضوع الكتابة على المسارات الداخلية من القرص ، في هذه المسارات الداخلية تكون البتات متقاربة مع بعضها البعض كثيراً وهذا يجعل من الصعب على رأس القراءة والكتابة أن يقرأها ، لذا كان من اللازم تسجيل البتات في هذه المناطق المزدحمة بفولتية أقوى من غيرها ليسهل قراءتها بعد ذلك ، تسمى الكتابة بفولتية أعلى على المسارات المزدحمة write precompensation وحتى تخبر الحاسب في أي سلندر من السلندرات يجب أن يبدأ استعمالها في القرص يوجد في نظام البيوس مع إعدادات القرص الصلب write precompensation (لاحظ يمكن أن تجد اختصار مثل write precom أو ما شابه ) ولكن لاحظ أن الأقراص الصلبة الجديدة تطبقه أوتوماتيكياً فلا تحتاج لذلك أن تضبطه في البيوس بل يجب أن تكتب صفر أو 65535 (حسب نوع البيوس ) في مكانها .

--------------------------------------------------------------

المسار
يخزن القرص الصلب البيانات على شكل بتات ، التي تشكل البايتات ( كل 8 بتات = واحد بت ) ، ترتب البتات على كل قرص من الأفراص المكونة للقرص الصلب على شكل دوائر يطلق على كل منها " مسار" track وهذه الدوائر طبعاً تكبر كلما اقتربنا من الطرف الخارجي للقرص ، وعلى الشكل المقابل نرى أربعة أقراص وقد رسم على كل منها ثلاث مسارات .

--------------------------------------------------------------

السلندر

إن رؤوس القراءة والكتابة مربوطة مع بعضها بمحور مشترك ومحرك واحد ، فإذا كان واحد من الرؤوس على المسار الخارجي الأخير من قرص ما فإن الرؤوس الأخرى جميعاً تقع على المسار نفسه على باقي الأقراص وهكذا ، وإذا تخيلنا تلك المسارات مجتمعة فإنها تكون حلقات الواحدة فوق الأخرى وتكون معاً ما يشبه الاسطوانة وهذا هو اسمها فعلاً ( السلندر) أي اسطوانة بالانجليزية .

فمثلاً في الشكل المقابل تكون المسارات الثمانية الخارجية سلندراً (لاحظ أن كل قرص له وجهين كل وجه له مسار) أي أنه في هذه الحالة يكون السلندر به 8 مسارات ، وطبعاً قد يختلف عدد الأقراص من قرص صلب إلى آخر ، قد تجد قرصاً ما بخمسة أقراص أو ستة إلخ .......

وبالطبع - إذا كنت قد استوعبت الكلام السابق - فإن عدد السلندرات في أي قرص صلب تساوي عدد المسارات على كل وجه من أي قرص من أقراصه، وللعلم فإن عدد المسارات في الأقراص الحديثة يعد بالألوف و كلما كان أكبر كلما أصبحت كثافة البيانات أكبر وكلما أصبح بالإمكان تخزين بيانات أكثر على نفس القرص يتأثر بحجم رأس القراءة والكتابة وكذلك بالمسافة بين القرص ورأس القراءة والكتابة .

القطاع (sector)

عندما يود الحاسب تخزين بعض البيانات فإنه طبعاً يخزنها على شكل ملفات ، وعليه عند تخزين أي ملف أن يسجل موقع كل ملف حتى يمكنه عند الحاجة إلى استرجاع الملف الرجوع إلى نفس المكان مرة أخرى ، وتخزن مواقع جميع الملفات المخزنة في القرص في منطقة مخصصة لهذا الغرض تسمى جدول مواقع الملفات FAT ، وحتى يفعل ذلك يجب أن يقوم بإعطاء كل بايت في القرص رقماً ( مثل عناوين البيوت ) ، وإذا استعملنا هذه الطريقة فإن جدول مواقع الملفات ( ومع كثرة عدد الملفات ) سيستهلك الكثير من مساحة القرص في تخزين مواقع الملفات
لذلك عندما يتعامل الحاسب مع الملفات في القرص الصلب فإنه لا يتعامل معها على حجم بايتات ، لذلك يقسم القرص كل مسار من المسارات إلى أقسام صغيرة متساوية تسمى " قطاعات " ومفردها " قطاع " ، وفي القرص الصلب يكون طول القطاع 512 بايت ( وليس 512 كيلوبايت ) ، وهذا الطول ( 512 بايت ) دائماً ثابت بغض النظر عن نوع أو الحجم الكلي للقرص الصلب ، لذلك يعتبر القطاع أصغر وحدة قياسية للتعامل مع القرص الصلب .

وإذا تكلمنا عن أنظمة الملفات المختلفة نجد أن بعض أنظمة الملفات تتعامل مع القطاع كوحدة القرص القياسية ( مثل نظام HPFS الخاص بنظام التشغيل OS/2 ) بينما بعض الأنظمة الأخرى مثل FAT يعتبر القطاع وحدة صغيرة ويستخدم وحدة تسمى " الكلستر" كوحدة القرص القياسية .

ولكن هل يمكن أن يكون حجم القطاع أكبر أو أصغر من 512 ؟ الجواب هو ممكن ولكن ليس في الأقراص الصلبة ، وهذا راجع لتصميم كل نوع من وحدات التخزين . فما الذي يجعل حجم القطاع 512 بايت ، لماذا لا يكون أقل أو أكثر ؟ في الحقيقة إن تحديد حجم القطاع بـ 512 بايت لهو ما يشبه اتفاق أهل الصناعة على ذلك لتصبح الأقراص متوافقة مع أنظمة التشغيل المختلفة .

وإذا نظرنا لتوزيع القطاعات على المسارات المختلفة على القرص الواحد نجد أن المسار يمكن أن يكون أطول ما يمكن ( في الطرف الخارجي للقرص ) أو أقصر ما يمكن ( في الطرف الداخلي للقرص ) فهل يكون عدد القطاعات في المسارات الصغيرة مساوي لعددها في المسارات الكبيرة ؟ في الحقيقة تختلف إجابة هذا السؤال بالنسبة للأقراص الجديدة عنها في القديمة ، ففي الأقراص القديمة نجد أن عدد القطاعات في كل المسارات متماثلة بينما في الأقراص الجديدة عددها يعتمد على حجم المسار حيث يتم بذلك استغلال مساحة القرص بشكل أفضل ، وتسمى هذه العملية "Multible Zone Recording" واختصاراً MZR كما يمكن أن يسمى بأسامي أخرى مثل Zoned Constant Angular Velocity واختصاراً ZCAV واسم آخر هو zone bit recording وكلها أسماء لنفس التقنية .

إن القطاعات في أي مسار مرقمة بأرقام ليمكن التفريق بينها ، وبما أن المسار عبارة عن دائرة ليس فيها بداية ونهاية فلا بد من تحديد أحد القطاعات ليكون بداية المسار وبالتالي يكون رقمه 1 ويتم ترقيم المسارات بعد ذلك ، فيطرح السؤال التالي نفسه : متى يتم ترقيم القطاعات في القرص ؟ هل يتم ذلك في المصنع أم بواسطة المستخدم ؟ وهل يمكن إعادة ترقيمها بعد ترقيمها للمرة الأولى ؟ كل هذه التساؤلات نجيب عليها في قسم تهيئة القرص الصلب .

تبيين القطاعات (sector interleave)

كما قلت أن القطاعات لابد أن ترقم في عملية التهيئة كما في الشكل المقابل ، نلاحظ هنا أن القطاع الأول يليه الثاني بعده مباشرة ومن ثم الثالث وهكذا وهذا يجعل قراءة البيانات أسرع ما يمكن ، ويسمى هذا التركيب التبيين بنسبة 1 إلى 1 ، أي أن القطاع التالي لأي قطاع يقع بعده مباشرة . وهنا يبرز سؤال : هل يستطيع المعالج أن يستوعب سرعة قراءة البيانات بهذا الشكل ؟ الجواب هو أنه نعم في المعالجات الجديدة و لا في المعالجات القديمة ، فماذا كان الحل ؟ الحل هو ترقيم القطاعات بطريقة مختلفة بعض الشئ ، أنظر للشكل رقم 2 حيث يأتي القطاع رقم 1 ومن ثم القطاع رقم 2 بعده بقطاعين ( أي تم تبيين قطاع بين الإثنين ومن هنا جاء الاسم ) ويسمى هذا : التبيين بنسبة 1 إلى 2 ، ويمكن تخيل التبيين بنسب أخرى مثل 1 إلى 3 أو 1 إلى 6 وهكذا .

ونسبة التبيين يتم اختيارها في عملية التهيئة المنخفضة للقرص ، وتؤثر هذه النسبة على أداء القرص بشكل كبير ، فمثلاً إذا كان المعالج سريع جداً ويستطيع استقبال البيانات بأقصى سرعة فإن التبيين بنسبة 1 إلى 1 هو الانسب ، بينما في الحواسيب الأقل سرعة يمكن أن تكون نسبة أكبر هي الأفضل .

لنأخذ مثلاً ما يمكن أن يحدث مع معالج بطئ : يقرأ القرص القطاع الأول ثم يتوقف لفترة بسيطة حتى يطلب المعالج المزيد من البيانات وفي عندما يبدأ المعالج من جديد في طلب البيانات يكون رأس القراءة والكتابة قد تخطى القطاع الثاني وبالتالي لابد من الانتظار إلى أن يلف القرص لفة كاملة وبالتالي إهدار كل هذا الوقت ، ولك أن تتخيل مقدار الوقت الضائع بهذا الشكل .

ولكن في هذه الحالة إذا استطعنا عمل الترقيم كما في الشكل 2 فإن الرأس لا يمر من تحت القطاع الثاني إلا بعد فترة من مروره فوق القطاع الأول مما يعطي المعالج البطئ فرصة .

وقد يقول قائل : إن الوقت اللازم لدورة القرص دورة حول نفسه قليل جداً ( أجزاء من الألف من الثانية ) فلن يؤثر بالتالي إلا قليلاً ، ولكن في الحقيقة فإن هذه الفترة القليلة بالنسبة للإنسان لهي كبيرة جداً عند الحاسب وهو آلة سريعة جداً ، كما إن هذه المدة لا تحصل مرة واحدة فقط بل قد تحصل مئات أو ملايين المرات في الملف الواحد مما يضاعف من أهميتها .

إن ضبط التبيين على أفضل قيمة سوف يؤدي بالتأكيد إلى أداء أفضل وعلى أية حال يسرني ( أو يحزنني بعدما قرأت كل هذه السطور ) أن أقول لك أن التبيين ليس له قيمة في الأقراص التي لها ذاكرة خاصة بقراءة المسارات ، هذه الأقراص تقرأ المسار كله دفعة واحدة وترسل للمعالج البيانات التي يحتاجها فقط وبذلك تزول المشكلة نهائياً ، وفي الحقيقة جميع الأقراص في الوقت الحاضر لها هذا النوع من الذاكرة .

ولكن بالطبع الحاجة لمعرفة التبيين تبرز في الأقراص القديمة التي ليس لها هذا النوع من الذاكرة ، وفي هذه الحالة عندما نود تهيئة القرص تهيئة منخفضة المستوى فمن الأفضل قياس سرعة المعالج لمعرفة التبيين المناسب لكل حالة ، وفي الواقع أن بعض برامج التهيئة المنخفضة المستوى تفعل ذلك .

إنحراف السلندرات cylinder skewing

والآن ننظر إلى ناحية أخرى من نواحي التهيئة : إذا فرغ رأس القراءة والكتابة من أحد المسارات فإنه في الغالب يود الانتقال للمسار الذي يليه ( وهو بطبيعة الحال جزء من السلندر الذي يليه ) فإذا كانت بدايات المسارات متحاذية (كما في الشكل 3) فإن الرأس لن يتمكن - بسبب سرعة دوران القرص الهائلة - من الانتقال من آخر قطاع من المسار الأول إلى أول مسار في القطاع الثاني ، فبالتالي يضطر إلى أن ينتظر دورة كاملة .

يمكن بسهولة حل هذه المشكلة وذلك بتغيير كيفية ترتيب بدايات المسارات بالنسبة لبعضها ( أنظر الشكل 4) مما يعطي الوقت الكافي لرأس القراءة والكتابة لكي ينتقل من مسار إلى آخر بأقل قدر ممكن من التأخير

الكلستر

و الكلستر هو عبارة عن مجموعة متعاقبة من القطاعات يختلف عددها حسب نوع التهيئة (الفورمات) للقرص الصلب ، وكلما كان حجم الكلستر أقل كلما كان استخدام القرص أكثر كفاءة ، لماذا ؟ انظر قسم تخزين الملفات في القطاعات .

--------------------------------------------------------------------------------

تخزين الملفات في القطاعات
عندما يود الحاسب تخزين ملف على القرص فإنه يبحث عن قطاع فارغ ويقوم بتخزين الملف به (رقم1 في الشكل المقابل)، ولكن ماذا لو كان الملف أكبر من القطاع - مثلاً ملف حجمه 1000 بايت ؟ الحل هو أن يقوم باستخدام قطاع آخر لهذا الغرض(رقم2) ، ويمكن استخدام أي عدد من القطاعات (رقم 3).

وإذا أراد تخزين ملف آخر فإن الحاسب لا يستطيع استخدام نفس القطاع لبداية تخزين الملف الثاني ، بل عليه استخدام قطاع (أو قطاعات ) جديدة (رقم 4 ) ، وقد تتسائل ماذا عن المساخة الفارغة بين القطاعين ؟ أقول أنها مساحة مهدرة .

ليس ذلك وحسب بل أن الحاسب لا يستطيع استخدام ملفين في نفس الكلستر ، فلو أن الكلستر في قرص صلب ما يساوي 20 قطاعاً وأردنا تخزين ملف بحجم قطاعين فإن ما مجموعه 18 قطاع ستكون فارغة (مهدرة ) .

لذلك فإنه - عملياً - لا يمكن تسجيل 10 جيجابايت كاملة على قرص صلب بهذه السعة بسبب المساحات المهدرة من الكلسترات ، هذا طبعاً إلا إذا كانت ال 10 جيجابايت تقع في ملف واحد ، وهذا بالطبع غير عملي .

لذا للحفاظ على نسبة المساحة المهدرة أقل ما يمكن من المهم عند تهيئة القرص الصلب الحصول على أقل حجم للكلستر ، ولكن لماذا التعقيد ؟ أقصد لماذا لا يستغني الحاسب عن فكرة الكلسترات ويستعمل القطاعات ويوفر بذلك المساحة المهدرة ؟

يقوم نظام الملفات بإعطاء كل وحدة من وحدات القرص الصلب عنوان في هذا الجدول ليستطيع التفريق بين الوحدات - ملاحظة : وحدة القرص الصلب يمكن أن تكون قطاع أو كلستر - فمثلاً إذا كان في القرص الصلب 100000 قطاع فإن على نظام الملفات تعيين 100000 رقم بواقع رقم لكل قطاع ، إلى هنا وليس هناك مشكلة ولكن المشكلة تبدأ عندما يزيد عدد الوحدات عن عدد معين وهو في نظام دوس ( لأن دوس يستخدم طول 16 بت لترقيم الكلسترات ) = 2 مرفوع للأس 16 التي تساوي 65536 ، أي أن دوس لا يستطيع دعم أي قرص صلب عدد وحداته أكبر من هذا العدد وبما أن الوحدة في نظام دوس هي الكلستر فهذا يعني أنه كلما زاد حجم القرص وجب علينا زيادة حجم الكلستر :

وعندما تقوم بعملية التهيئة فإن برنامج التهيئة سيقوم باختيار إقل حجم ممكن للكلستر تلقائياً . ولا يستطيع دوس دعم كلستر أكبر من 64 قطاع (32 كيلوبايت) لذا لا يستطيع دعم قرص أكبر من 2 جيجابايت (2048 ميجابايت) . لاحظ أيضاً أن نظام دوس الأقدم ( مثل دوس 3.3 و 4 و 5 لم تكن تسمح بكل هذه الإمكانيات ) فمثلاً دوس 3.3 كان يستعمل FAT ذو 12 بت .

عندما تشتري قرص صلب جديد فإن السعة المكتوبة عليه ( مثلاً 10 جيجابايت ) هي في الغالب سعته قبل التهيئة ، أما بعد التهيئة فإن هذه السعة سوف تقل بالتأكيد .

--------------------------------------------------------------------------------

القطاعات التالفة

لو فرضنا أن بعض القطاعات في قرص صلب ما قد تلفت لأي سبب من الأسباب فهل يعني ذلك أن نرمي القرص بكامله ؟ يمكن لبعض القطاعات - عند تلفها - أن تسبب مشاكل في القراءة أو الكتابة وربما تتسبب ب"تعليق" النظام فلا بد من معالجة هذه المشكلة .

تتوفر العديد من البرامج التي تقوم بفحص القرص ( مثل برنامج scandisk المرفق مع وندوز ) وإذا وجدت أي قطاع تالف فإنها تقوم بوضع علامة عليه للدلالة على أنه تالف فلا يقوم الحاسب بالتسجيل عليه فيما يستمر بالتسجيل على باقي أجزاء القرص غير التالفة ، وبذلك تزول المشكلة .
بينية القرص الصلب

كل قرص صلب لابد من توصيله باللوحة الأم حتى يمكن نقل المعلومات من وإلى القرص ، وحتى نفعل ذلك لابد من وجود جهاز ما يوصل هذين الشيئين وهذا ما يسمى "البينية" ، و كل قرص صلب متوافق مع نوع معين من البينيات ولا يمكنه العمل مع سواها ، ويوجد لدينا اليوم نوعين رئيسين من البينيات :

1- EIDE ويمكن تسميتها اختصاراً بـ " IDE " وترجمة الاسم هي " السواقة ذات الإلكترونيات المضمنة والمحسنة" و معنى الاسم أن الإلكترونيات اللازمة لتشغيل القرص موجودة فيه (لوحة التحكم ) وليس خارجه ، وهي بلا منافس الأكثر شيوعاً بين المستخدمين .

وفي هذا النوع من الأقراص الصلبة يوجد بينية ( في الماضي كان بطاقة توسعة أما الآن فهي مدموجة في جميع اللوحات الأم ) لها مشبك خاص يدعى مشبك IDE ويوصل كيبل خاص ( أنظر الشكل ) من القرص الصلب إلى مشبك IDE و تستقبل بينية IDE الطلبات من المعالج وتقوم بالتفاهم مع لوحة التحكم الخاصة بالقرص لجلب البيانات المطلوبة .

تتسع بينية EIDE الواحدة إلى أربعة أجهزة IDE موزعة على قناتين : أولية وثانوية بواقع جهازين لكل قناة ، تتقبل بينية IDE أية أجهزة متوافقة مع مواصفات IDE سواء أكانت أقراص صلبة أو أي أجهزة أخرى مثل محركات الأقراص المدمجة CD أو DVD أو أجهزة التخزين الاحتياطي الأخرى .

2- SCSI وينطق "سكزي" وهي أسرع من الاولى و لكنها أغلى بكثير ، وتعتبر أفضل ميزة فيها سرعتها الكبيرة في التعامل مع طلبات كثيرة في نفس الوقت لذا فهي غالباً لا تستخدم إلا في الأجهزة الخادمة .

تعمل أجهزة سكزي بطريقة مختلفة عن ال IDE فهي عبارة عن مجموعة من الأجهزة ( أقراص صلبة أو أجهزة تخزين أخرى مثلاً ) مربوطة مع بعضها بناقل خاص يمكنها - بخلاف IDE - من تبادل البيانات مع بعضها بدون تدخل المعالج المركزي ، فلو أردنا مثلاً نسخ ملف من قرصين صلبين من نوع سكزي فسوف يتم ذلك بدون إشغال المعالج ، فيمكننا إذا ً أن نقول أن هذه الأجهزة مستقلة بذاتها .

وكما هو الحال مع IDE تتطلب هذه البينية مشبك سكزي ولكن بخلاف IDE فإن هذا المشبك لا يوجد غالباً على اللوحة الأم بسبب ارتفاع تكلفته وندرة استخدامه لذا فلا بد من تركيبه بواسطة بطاقة توسعة تركب على اللوحة الأو وتوصل بها أجهزة سكزي . وتعتبر أجهزة سكزي سريعة جداً ولكنها بالمقابل صعبة التركيب وتعاني من مشاكل التوافقية في بعض الظروف .

--------------------------------------------------------------------------------

أعطال القرص الصلب

طبعاً القرص الصلب كأي جهاز آخر قابل للأعطال ، ويختلف القرص الصلب عن باقي أجزاء الحاسب في أنه يحفظ بياناتك وعندما يتعطل هذا معناه عدم امكانية الوصول إلى البيانات المخزنة عليه وإذا كانت بياناتك مهمة فلا بد من التخزين الاحتياطي ويمكن أن يحدث هذا العطل في أي وقت خاصة مع القرص الجديد جداً أو القديم جداً .

ومن أسباب أعطال القرص الصلب ما يلي :

تعرض القرص للاهتزازات مما يجعل رؤوس القراءة والكتابة تتلامس مع سطح القرص مسببة تلفه .
وجود ذرات ولو صغير من الغبار التي يمكن أن تدخل بين القرص ورأس القراءة والكتابة مما يسبب انقشاع ذلك السطح من مكانه ، كما يمكن للسطح المقشوع أن يسبب تلف في مناطق أخرى بنفس الطريقة .
وفي الواقع أن هذه الأشياء نادرة الحدوث إلى حد بعيد بسبب التصميم الممتاز للأقراص الصلبة ، في الماضي كان الغبار يدخل إلى داخل الأقراص الصلبة أما الآن فلا لأن الأقراص موضوعة داخل حجرة محكمة الإغلاق إلا من فتحة صغيرة مخصصة لمعادلة الضغط وهذه الفتحة مزودة بفلتر يمنع دخول الغبار ، كما أنها مضادة للاهتزازات .

--------------------------------------------------------------------------------

العوامل المؤثرة على سرعة القرص الصلب

سرعة دوران الأقراص : كلما كانت سرعة دوران الأقراص أكبر كلما كان الزمن اللازم لرأس القراءة والكتابة كي يمر فوق المنطقة المطلوبة أقصر وبالتالي سرعة أكبر في الوصول للبيانات .
الكثافة التخزينية للأقراص : وهي عبارة عن عدد البايتات الممكن تخزينها على مساحة معينة من سطح القرص ، وزيادة هذه الكثافة تعني بيانات أكثر يمكن أن تمر من تحت رأس القراءة والكتابة في لفة القرص الواحدة ويمكن التعرف على هذه الكثافة بعدة أشياء أهمها عدد القطاعات في المسار الواحد .
زمن الوصول .
معدل نقل البيانات : وهي كمية البيانات التي يمكن نقلها من القرص إلى بينية القرص - سواء أكانت IDE أو سكزي - في الثانية الواحدة ، ويمكن أن تقاس بالميجابايت في الثانية أو حتى الميجابت في الثانية ( إذا كنت لا تعرف الفرق فانظر لموضوع " البت والبايت ومساحات التخزين ") ، ويوجد لأي قرص صلب في العادة معدل بيانات معلن يكتب على علبة القرص .
حجم الذاكرة المخبئية للقرص : كلما كانت أكبر كلما كان أفضل .
بينية القرص : حيث أن بينية سكزي تنقل البيانات بمعدل أسرع من IDE .
إن سرعة القرص الصلب المعلنة على علبة الجهاز لهي سرعة نظرية أكثر من كونها عملية وذلك لعدة أسباب منها أن هذه السرعة لهي سرعة نقل البيانات بين القرص الصلب وبينية IDE وليس بين البينية والمعالج ، كما أن نسب من هذه البيانات تستهلك في التفاهم بين البينية والقرص الصلب ، لذا فإن السرعة الفعلية لمعدل تدفق البيانات يجب أن يقاس ببرامج خاصة ويسمى هذا المعدل بالانجليزية throughput .

حفظ الطاقة

أقراص القرص الصلب تدور باستمرار طيلة عمل الحاسب لتمكن للحاسب الوصول للمعلومات المخزنة بسرعة مستهلكاً طاقة كهربائية ، قد يحدث ( وكثيراً ما يحدث) أن تترك الحاسب لانشغالك في أعمال أخرى وقد تنسى أنك تركت الحاسب يعمل لعدة ساعات وهذا بالطبع يستهلك الكهرباء بدون داعي بالاضافة لاستهلاكه للقرص الصلب (سرعة التلف) ، بالاضافة لذلك إذا نظرنا للحاسبات المتنقلة التي تعمل بالبطاريات نجد أن البطاريات قد تنفذ بدون داعي لذلك لذا فلا بد من وسيلة نقلل فيها هذا الهدر.

يأتي الحل في ما يسمى بـ طور الاستعداد ، فإذا لم تقم بأي عمل على الحاسب لفترة زمنية معينة فسينتقل إلى هذا الطور و يقوم بإطفاء جميع الأجهزة غير الضرورية ومنها القرص الصلب وبذلك يحفظ هذه الطاقة المهدورة ، ويكون الحاسب في طور الاستعداد مستعد للعودة للعمل في أي وقت وعندما تود ذلك فما عليك إلا إعطاء الحاسب إشارة والتي عادة ما تكون بتحريك الفأرة أو ضغط زر من لوحة المفاتيح ليعيد الحاسب تشغيل القرص الصلب وباقي الأجهزة ، وطبعاً تشغيل القرص الصلب يتطلب زيادة سرعة دوران القرص من السكون إلى 5400 دورة في الدقيقة وهو ما سيأخذ بعض الوقت (بضع ثواني ) يتوقف فيها الحاسب عن العمل ليرجع بعدها للعمل بشكل طبيعي .

والسؤال الذي يطرح نفسه هنا هو : كم من الوقت يجب أن يمر على الحاسب بدون استعماله حتى يتحول لطور الاستعداد ؟ الجواب هو أن هذه المدة تحددها أنت بحسب هواك واحتياجاتك
شراء القرص وتركيبه

قبل شراء القرص الصلب

عند شراء قرص صلب عليك اختيار بينية التوصيل ، وبينية التوصيل تعني ( بالبلدي كده ) هو الوصلة ( السلك) الذي يوصل بين القرص الصلب واللوحة الأم ، يمكن أن يتم هذا التوصيل بإحدى ثلاث طرق :

IDE
SCSI وتلفظ " سكزي"
المنفذ المتوازي parallel port
وأكثرها استخداماًَ هي بلا منازع ال IDE بسبب تكلفتها المعتدلة وسرعتها المعقولة ، و طبعاً سأجد من يعلم ما هي واجهة IDE ، وللذين لا يعرفون فالـ IDE عبارة عن واجهة (توصيلة ) نستطيع توصيل أي جهاز متوافق مع مواصفات IDE للحاسب ، وهذه تشمل العديد من الإجهزة من بينها الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص المدمجة (ال CD ) وغيرها كثير مثل محركات أقراص ZIP الداخلية و جاز مثلاً (لا تقلق إن لم تعرف ما هي هذه الإجهزة)

وقبل أن تشتري القرص الصلب إعلم يا أخي أن في أي جهاز حاسب مكان لأربع أجهزة IDE ، هذا يعني أنك لا تستطيع تركيب في الجهاز الواحد أكثر من 4 أقراص صلبة - أو- 3 أقراص صلبة وواحد محرك أقراص مدمجة ، أي أن المجموع لا يمكن أن يتعدى 4 (طبعاً هناك وسائل زيادة العدد ولكن ذلك ليس موضوعنا).

حسناً ما هي أهمية ذلك ؟

أهمية ذلك هي أنك يجب أن تعرف هل هناك مكان لإضافة قرص صلب أم لا ، وفي أغلب الأحيان سيكون هناك مكان لأن أغلب المستخدمين عندهم قرص واحد أو إثنين على الأكثر .

--------------------------------------------------------------------------------

شراء القرص الصلب

القرص الصلب هو جزء مهم جداً من أجزاء الحاسب ولا أكون مبالغاً إذا قلت أنه مهما كانت سرعة معالجك فإن قرص صلب بطئ سوف يضعف من سرعته إلى حد لا تتوقعه ، والعكس صحيح أيضاً فإذا كان القرص سريعاً والمعالج بطئ فإن الأداء سوف يتناقص ولكن في أغلب الحاسبات الجديدة يكون المعالج سريع جداً لذلك يكون التركيز أكثر حالياً على سرعة القرص .

لذلك كان شراء القرص الصلب من الأمور الهامة جداً جداً وهنا أود جداً أن أذكر العوامل الهامة التي يجب أخذها في الحسبان عند شراء قرص صلب فهيا بنا :

زمن الوصول "ACCESS TIME" : وهو زمن يقاس عادة بالملي ثانية "ms" ، وهو معدل الزمن الذي يستغرقه رأس القراءة والكتابة في الانتقال من سلندر إلى آخر وكلما كان زمن الوصول أقل كلما دل ذلك على أن رأس القراءة والكتابة أسرع وهذا بالطبع أفضل ، ويؤثر زمن الوصول هذا فى أداء القرص كثيراً ، والأقراص الصلبة تتحسن عاماً بعد عام ، ويعتبر زمن وصول مقداره 9 أو10 ملي ثانية جيداً حالياً .
معدل نقل البيانات : ويقاس بالميجابايت في الثانية MB/s أي كم ميجابايت يستطيع القرص نقلها في الثانية الواحدة ، ويجب هنا أن نفرق بين (1) معدل نقل البيانات بين القرص الصلب و بينيته ( IDE أو سكزي ) و (2) معدل نقل البيانات من القرص إلى المعالج ، فعند شراء قرص الصلب سوف تجد من ضمن مواصفاته إحدى هاتين فاحذر أن تقارن قرصين صلبين بنوعين مختلفين من معدلات نقل البيانات .
طور نقل البيانات : وهذا يتعلق ببينية IDE الموجودة في جهازك ، إذا كانت اللوحة الأم تدعم معدلات نقل البيانات السريعة فيمكنك تركيب قرص صلب من هذا النوع ، ويوجد حالياً ثلاث أنواع : الأول هو طور DMA-33 ويسمح بمعدل نقل بيانات 33 ميجابايت في الثانية ، والثاني هو طور DAM-66 ويعمل بسرعة 66 ميجابايت في الثانية ويتطلب كيبل IDE خاص ، و أما الثالث والأخير فهو DMA-100 ( طبعاً 100 ميجابايت في الثانية ) وهو يتطلب كيبل خاص له .
سرعة دوران أقراص التخزين : وتقاس بوحدة " دورة في الدقيقة " RPM ، وكلما كانت سرعة الدوران أكبر كلما ساهم ذلك في تقليل زمن الوصول ، وتعد الأقراص التي تدور بسرعة 5400 سائدة حالياً وهناك الأفضل وهي 7500 وكذلك 10000 RPM .
الذاكرة المخبئية "cache" : ووظيفتها مشابهة للذاكرة المخبئية للمعالج ، ويمكن أن تجد أقراص صلبة مزودة بذاكرة مخبئية مقدارها 512 كيلوبايت .
حجم القرص ( 3.5 أم 5.25 إنش ) : ويعتبر القرص الأصغر أفضل لأن رأس القراءة والكتابة يحتاج إلى الانتقال لمسافة أقل بين السلندرات يمكنك التحقق من ذلك بمجرد النظر إلى القرص حيث أن الأقراص 5.25 تقارب في العرض جهاز قراءة القرص المدمج بينما الأقراص 3.5 يقارب عرضها جهاز قراءة القرص المرن .
الاعتمادية : وهذه مهمة أيضاً لذلك احصل على ضمان عند الشراء ويمكنك أيضاً أخذ ما يسمى " معدل الأوقات بين الأعطال " mean time between failure = MTBF " ويقاس بالساعة ومعناه أنه في المعدل فإن هذا القرص ( بشكل عام ) فإنه كل هذا العدد من ساعات العمل فإن أحد الأقراص يمكن أن يصيبه عطل ، مثلاً إذا كان معدل الأوقات بين الأعطال يساوي 100000 ساعة فإذا كان في شركتك 100 قرص صلب فيمكن أن يصيب أحداها عطل بعد 1000 ساعة عمل ( أي أننا نحسب المعدل بالنسبة إلى الأقراص بشكل عام )
ملاحظة : حتى تستطيع استخدام الأطوار السريعة يجب أن تستعمل اللوحة الأم والقرص الصلب وكيبل IDE المناسبين

إشتريت قرصاً صلباً جديداً فكيف تركبه وتعده للعمل ؟

بعد أن اشتريت القرص الصلب يجب عمل عدة خطوات لتركيبه :

تثبيت هذا القرص الصلب داخل علبة الحاسب بمسامير الشد الخاصة بذلك .
توصيل القرص بمصدر التيار الكهربائي .
توصيل القرص بالبينية التي يعمل من خلالها و ضبط القفازات .
إخبار الحاسب أنك قد ركبت قرص صلب جديد ، و إخباره بمواصفات هذا القرص حتى يمكنه التعرف عليه .
تقسيم القرص إلى أقسام منطقية .
تهيئة هذه الأقسام
وبذلك يكون القرص جاهزاً لكي تخزن عليه ما تريد ، والآن هيا بنا لنشرح هذه الخطوات ما أمكننا التفصيل فيها ووضع الصور التي تقرب المعنى ولكن لاحظ شيئين : الأول أن هذه الخطوات هي في الواقع لجهاز ليس فيه قرص صلب ( أي جديد ) فإذا لم يكن جهازك جديداً ( كنت تود إضافة قرص صلب ثاني ) فيمكنك بالاستعانة بالله ثم بتعديل الخطوات ( وتتجاهل بعضها حسب الظروف ) كي تتمكن من أن تصنع ما تريد ، الشئ الثاني هو أنه قد لا يكون من المريح عمل هذه الخطوات بالترتيب المذكور ولكني اضطررت لعملها بهذا الترتيب بسبب اعتماد المعلومات الموجودة في بعض الخطوات على خطوات سابقة ، مثلاً قد يكون ضبط القفازات أسهل إذا عمل قبل تثبيت القرص داخل العلبة فمن الأجدى قراءة الموضوع كله قبل البدء بأي شئ .

تثبيت القرص الصلب داخل الجهاز
طبعاً لابد لتركيب القرص أن تقوم بفتح الجهاز ، وأود أن تأخذ جانب الحذر بفصل الجهاز عن التيار الكهربائي نهائياً وتأريض نفسك ( التخلص من الكهرباء الساكنة) قبل الشروع في فتح علبة الجهاز .

عليك أولاً تحديد في أي الأماكن تود تركيب القرص ، توجد أماكن خاصة في علبة النظام يمكن تسميتها " حجرات = drive bays " تستخدم لتثبيت الأجهزة المختلفة ، ويوجد نوعين منها :

النوع الأول ( موسوم بـ a في الشكل رقم 1) بعرض 3.5 إنش يستخدم لتثبيت أي جهاز عرضه 3.5 إنش مثل محركات الأقراص المرنة و أغلب أنواع الأقراص الصلبة ، يمكن أن تسمي هذا النوع " حجرة 3.5 إنش".
النوع الثاني (b في الشكل رقم 1 ) بقياس 5.25( خمسة وربع ) إنش لتثبيت أي جهاز بهذا القياس مثل محركات الأقراص المدمجة CD-ROM وكذلك بعض الأقراص الصلبة ، ويسمى هذا النوع بالمثل " حجرة 5.25 إنش".
ولا يقتصر دور هذه الحجرات على هذه الأجهزة بل يمكنها استيعاب أي جهاز مخصص ليركب فيها و نذكر من هذه الأجهزة على سبيل المثال : سماعات ( مجاهرات سمعية) و لوحات تحكم بالصوت وواجهات للتحكم بالريموت كونترول .

توجد لكل حجرة من هذه الحجرات فتحات أمامية مغطاة بغطاء بلاستيكي قابل للنزع ( الغطاء الذي تشاهده على مقدمة الجهاز) ليسمح بمقدمة الجهاز المركب فيها أن يظهر للخارج ، لاحظ أن ليس كل الأجهزة تتطلب أن يزال هذا الغطاء فمثلاً محرك الأقراص المدمجة يتطلب إزالة الغطاء حتى تظهر واجهة إدخال وإخراج الأقراص من الأمام ، بينما في الأقراص الصلبة خاصة الجديدة منها يجب إبقاء الغطاء لأن القرص الصلب ليس له واجهة ، بينما كانت بعض الأقراص في الماضي ذات واجهة تظهر من خلالها ولم أعد أشاهد مثلها حديثاً .

لدينا في هذا المثال قرص 3.5 إنش بدون واجهة أمامية لذلك نختار له أحد الحجرات 3.5 إنش ونقوم بإدخاله فيها بحيث تكون مداخل الكهرباء و مقابس واجهة IDE من الخلف مواجهة للوحة الأم ( كما في شكل 2) لاحظ وبعد ذلك يجب تثبيته بالمسامير الخاصة التي تأتي مع علبة النظام (شكل 4) من الجهتين اليمنى واليسرى ويفضل دائماً استعمال 4 مسامير

توصيل القرص بمصدر التيار الكهربائي

يحتاج القرص للطاقة الكهربائية فيجب إذاً توصيله بها ويستعمل لهذا الغرض مقبس الطاقة الكهربائية القياسي ( أنظر الصورة ) ويجب أن يوضع في الفتحة المخصصة له في القرص الصلب ، وهذا المقبس لا يدخل إلا في الاتجاه الصحيح فإذا واجهت صعوبة في إدخاله فربما كان مقلوباً .

في بعض الأحيان لربما تجد جميع مقابس الطاقة مشغولة ففي هذه الحالة لابد من إحضار توصيلة ( تسمى سلك y لأنها على شكل الحرف y ) وهذا الكيبل يوصل به مقبس طاقة كهربائية من جهة ويخرج من الجهة الأخرى مقبسين مما يمكنك من تركيب جهازين على سلك واحد .

جميع مقابس الطاقة التي شاهدتها في حياتي هي من النوع الذي تراه في الصورة ، وهذا السلك يوفر طاقة كهربائية DC ذات فولتية منخفظة للقرص

توصيل القرص بالبينية

حتى يمكن للقرص أن ينقل البيانات من وإلى باقي أجزاء الحاسب يجب أن يوصل ببينية ، تكون هذه البينية في الأغلبية القصوى من الأقراص الصلبة هي IDE لذلك هذه هي البينية التي سوف أشرحها هنا بالتفصيل وربما أيضاَ أشرح بينية سكزي xxxx .......

هذه البينية هي عبارة عن جهاز وهذا الجهاز يركب إما كبطاقة توسعة ( مثل بطاقة الفيديو والصوت ) أو يوجد مدموجاً في اللوحة الأم وهذا هو الوضع السائد حيث تحتوي جميع اللوحات الأم المصنوعة منذ سنين طويلة على بينية IDE ، وهذه البينية لها مقبسين ( مشبكين ) لتوصيلها بالقرص الصلب :

الأول يسمى أولي ( primary ) ، وفيه قناتين يمكن تركيب قرص صلب واحد على كل قناة .
الثاني يسمى ثانوي (secondry) ، وفيه قناتين يمكن تركيب قرص صلب واحد على كل قناة .
أي يوجد لدينا 4 قنوات IDE في البينية الواحدة ، و كل قناة من هذه القنوات يمكنها استيعاب قرص صلب واحد فيصبح المجموع الأقصى لعدد الأقراص الصلبة التي يمكن تركيبها على هذه البينية 4 أقراص صلبة .

ولتمييز هذه القنوات الأربع عن بعضها كان لابد من اعطائها ألقاب ، فيسمى أحد القرصين في كل مقبس بالسيد "master" والآخر بالعبد "slave" - والعبودية لله - ، فتسمى كل بينية منها باسم المقبس الذي تنتمي إليه متبوعة بمكانتها في المقبس فتصبح أسماء هذه القنوات الأربعة كما يلي :

القناة ال"سيد" في المقبس الأولي تسمى : primary master
القناة ال"عبد" في المقبس الأولي تسمى : primary slave
القناة ال"سيد" في المقبس الثانوي تسمى : secondry master
القناة ال"عبد" في المقبس الثانوي تسمى : secondry slave
لاحظ أيضاً ما يلي :

أن تركيب أربع أجهزة ليس شرطاً بل يمكنك استعمال أي عدد من القنوات الأربعة .
إذا أردت استخدام أكثر من قناة فيمكنك أن تحدد حسب رغبتك أي الأقراص سيكون سيد وأيهم عبد ، ويكون ذلك بضبط ما يسمى بـ"القفازات التي سوف أذكرها لاحقاً بإذن الله .
لا يشترط أن تكون الأجهزة المشبوكة في بينية IDE أقراص صلبة بل يمكن استعمال أي جهاز متوافق مع IDE ويشمل ذلك الأقراص المدمجة . يحتوي أي مشبك IDE على 40 من الأسنان ( pin ) الصغيرة مرقمة ( من 1 إلى 40 ) أنظر شكل 8 ، و يجب - حتى يعمل القرص الصلب بالشكل الصحيح - أن يوصل كل سن بالسن المقابل له على القرص الصلب بحيث يرتبط السن رقم 1 من أسنان مشبك IDE مع السن رقم 1 في القرص الصلب وهكذا .

وتتم عملية التوصيل هذه بواسطة كيبل خاص يسمى كيبل IDE ( أنظر شكل 6)، وهو عبارة عن مجموعة من 40 سلك صغير ( مرقمة بالترتيب من 1 إلى 40 ) مربوطة جنباً إلى جنب و يجب أن توصل السن رقم واحد من مقبس IDE الذي يقع على اللوحة الأم بجهة السلك رقم 1 من كيبل IDE ومن ثم بالجهة التي فيها السن رقم واحد من الأقراص الصلبة وسوف أقول لك كيف تميز رقم 1 في كل منهم :

بالنسبة لكيبل IDE فإن السلك رقم 1 في هذا الكيبل هو السلك الملون باللون الأحمر كما هو ظاهر في شكل 6 ( أحياناً يكون اللون أحمر فاتح أوأحياناً يكون مخططاً باللون الأحمر المهم هوأن هذا الطرف مميز عن الطرف الأخر ) .
أما بالنسبة لمشبك IDE في القرص الصلب أو اللوحة الأم فلابد أن يكون أحد الطرفين مميز بعلامة ما مثل سهم بجانبه رقم واحد أو لون أحمر أو أي شئ يدل على أن هذا الطرف أو ذاك هو رقم 1 .
بقي شئ واحد وهو كيف تميز بين المقبس الأولي والثانوي على اللوحة الأم ( حيث أن المقبسين متماثلان شكلاً ) ، والتمييز يتم عن طريق ملاحظة كتابة صغيرة عادة ما تكون مكتوبة على اللوحة الأم نفسها لتحدد من منهما المشبك الأولي ومن منهما الثانوي وعادة تكون الأسماء إما ( IDE 1 و IDE 2 ) أو ( primary IDE و secondry IDE ) .

ملاحظات :

كيبل IDE نوعان : نوع لتوصيل جهاز واحد إلى اللوحة الأم والأخر لتوصيل جهازين ، ولا يوجد فرق بينهما في طريقة التركيب ( فقط اصنع بالقرص الصلب الثاني كما تفعل بالأول ، أنظر للشكل 7 )
عند استخدام كيبل IDE الذي يوصل جهازين ( مثل ذلك الذي في شكل 6 ) يمكنك توصيل الجهاز السيد في أي من مقبسي الكيبل فلا فرق بينهما .
إن استخدامك للكيبل الذي يوصل جهاز واحد يعني عدم امكانية تركيب سوى قرص صلب واحد على ذلك المقبس إلا بعد استبداله بآخر ذو قناتين
الكيبل الظاهر في شكل 6 ذو قناتين حيث يظهر : رقم 1 مشيراً إلى الطرف الذي يوصل باللوحة الأم ورقم 2 يشير إلى المقبسين الذين يوصلان إلى القرصين الصلبين .

ضبط القفازات

عند وضع جهازين على مقبس IDE واحد فلا بد أن تحدد لأحدهما أن يكون سيداً وللآخر أن يكون عبداً والفرق بين العبد والسيد هو أن السيد له الأولوية في إقلاع الجهاز أي أن القرص السيد سوف يظهر قبل العبد في حروف محركات الأقراص (مثلاً السيد يصبح C أما العبد فيصير D وهكذا ).

وحتى يعرف الحاسب أي القرصين تريد أن يكون العبد و أيها السيد لابد من ضبط مفاتيح ( أو قفازات ) = "JUMBERS" موجودة على أي جهاز IDE ، ولا يمكن شرح طريقة تغيير القفازات لاختلافها من جهاز إلى آخر ولكن توجد دائماً ورقة ملصقة على الجهاز تبين كيف تحرك القفازات لتحصل على ما تريده .
وهناك عدة خيارات يمكن أن تختار منها :

master : عندما تريد هذا الجهاز كجهاز سيد .
slave : عندما تريد الجهاز أن يصبح عبد ( وكلنا عبيد الله ) .
single : معناها بالإنجليزية "مفرد" أو " وحيد "
cable select : وتعني " الاختيار بالكيبل "
طبعاً الخياران الأول والثاني ليس عليهما غبار ماذا عن الثالث ، حسناً هذا الخيار يستخدم عند وضع قرص واحد فقط على مقبس وعدم وضع قرص آخر معه ، مثلاً عند وضع قرص واحد على القناة الأولية بدون قرص آخر معه على نفس المشبك ( ليس لنا علاقة بالمشبك الثاني) نضبط ذلك القرص على وضع single .

ملاحظة : في بعض الأقراص الصلبة لا يوجد الخيار single ففي هذه الحالة يستعاض عنه بالخيار master . أما بالنسبة للخيار الرابع فهذا يستخدم مع كيبل خاص لتحديد من هو السيد ومن هو العبد ، وقد لا يوجد على بعض الأقراص .

حسناً من المحتمل أنك لم تفهم أو أن هناك بعض اللبس ، لذلك سوف أوضح الأمر بالأمثلة التي سوف تجعل كل شئ واضح إن شاء الله ......

لنفرض أن عندك قرص صلب واحد ومحرك أقراص مدمجة واحدة هناك طريقتين يمكن توصيل هذين الجهازين باللوحة الأم :

الاحتمال الأول : أن تركب الجهازين على مقبس واحد ( مقبس IDE الأولي ) ، و في هذه الحالة لابد من جعل القرص الصلب "سيد" أما محرك القرص المدمج فـ"عبد" وبذلك يصبح القرص الصلب هو ال c (لأنه هو القرص السيد على القناة الأولى )
الاحتمال الثاني : أن تركب كل جهاز على مقبس مختلف ، القرص الصلب على IDE الأولي والمدمج على IDE الثانوي ، وفي هذه الحالة لا بد من جعل كل قرص على وضع "single" لأنه موجود لوحده على مقبس بدون شريك له.
ماذا لو كان عندك قرصين صلبين وواحد مدمج ؟ ضع القرص الصلب الأسرع في IDE الأولية أما القرص الآخر فيمكن أن تضعه كقرص عبد للأول أو كسيد في IDE الثانوية ليصبح عندها القرص المدمج عبد .

المهم هو المبدأ : القرص السيد في IDE الأولية لابد أن يكون قرص صلب وليس محرك أقراص مدمجة

وهذه ليست إلا أمثلة فقط والخيارات مفتوحة لكن لاحظ أن بعض الخيارات قد لا تعمل على بعض أنظمة التشغيل خذ مثلاً الخيار الأول من الجدول أعلاه حيث وضع القرص المدمج كقرص وحيد على IDE الثانوية بدون أن يكون هناك جهاز في موقع primary slave ، في هذه الحالة قد لا يستطيع نظام لينكس الإقلاع من القرص المدمج في هذه الحالة .

كما يجب أن أخبرك أن الأقراص الصلبة خاصة الحديثة منها تستطيع العمل مع سرعات عالية لنقل البيانات لذلك إذا وضعت قرص صلب و قرص مدمج على نفس المقبس فربما - أحياناً - تضطر اللوحة الأم إلى خفض سرعة القرص الصلب حتى يمكنه العمل مع السرعة الأقل للقرص المدمج .

مواصفات القرص الصلب

حتى يتمكن الحاسب من أن يتعرف على القرص الصلب الجديد لا بد أن تخبره بنفسك عن مواصفات القرص وهي :

عدد السلندرات (cylender)
عدد الرؤوس (head)
القطاعات في كل مسار(sector)
write precomp
landing zone
ويجب إدخال هذه المعلومات في إعدادات البيوس ، ويمكنك الدخول عليها عند بداية تشغيل الحاسب بالضغط على زر del ( في بعض الأجهزة مفتاح F1 أو F2 ) في لوحة المفاتيح ، ومن ثم الذهاب إلى "standard CMOS setup" وإدخال إعدادات القرص .

كما توجد في أغلب اللوحات الأم الجديدة ميزة التعرف التلقائي على القرص الصلب "IDE auto detection" مما يغنيك عن ادخال هذه المعلومات بنفسك .

إخبار الحاسب أنك قد ركبت قرص صلب جديد

حتى يتمكن الحاسب من التعرف على القرص الصلب واستعماله يجب أن تخبره بمواصفات ذلك القرص ، وتكون المواصفات غالباً هي عدد السلندرات ، الرؤوس ، القطاعات ، ما يسمى write precomp وكذلك ما يسمى منطقة الهبوط (landing zone) ، ولحسن الحظ يتمكن الحاسب غالباً بسهولة من التعرف عليها بواسطة خطوات بسيطة منك لكن لاحظ أن البيوس يختلف من جهاز إلى آخر وقد تلاحظ بعض الإختلافات التي قد تكون كبيرة أحياناً ....

بمجرد تشغيل الحاسب تظهر الشاشة الخاصة بفحص مكونات الجهاز
إضغط مفتاح "DEL" لتدخل لإعدادات البيوس ( قد تختلف من نوع إلى آخر ولكن هذه هي الطريقة الأكثر شيوعاً )
اختر التعرف على الأقراص الصلبة وعادة ما تكون "hard drive auto detection " أو " IDE auto detection " أو ما يشبهه ( تقريباً كل اللوحات الأم الحديثة تدعمها بينما يجب أن تضع في اعتبارك أن الأجهزة القديمة قد لا يمكنها ذلك )
سوف يتعرف البيوس على أول قرص صلب ( القرص السيد في المشبك الأولي) ويعرض عليك خيارات وفي العادة يكون الأفضل الذي يعمل جيداً هو الخيار الذي يحتوي لى LBA ( مما يدل على استخدام Logical Block Adressing)
من ثم كرر العملية مع باقي الأقراص ( لاحظ أن الأقراص المدمجة لا تظهر عند الكشف عن الأقراص الصلبة)
أخرج من البيوس مع حفظ الإعدادات "exit and save setup" أو ما يماثله .
لو كان البيوس لا يدعم التعرف التلقائي على القرص الصلب فيجب إدخال الإعدادات يدوياً :

يوجد على الأقراص الصلبة عادة ملصق يبين إعدادات البيوس التي من المفترض استخدامها
في البيوس إذهب إلى "standard bios setup" أو ما يشبهه مثل "standard setup"
أدخل إعدادات القرص الموجودة على الملصق ( cyl , head , sec , write comp , landing zone) إلخ ... وقد تختلف الأسماء قليلاً لأنها أصلاً اختصارات .
بعد ذلك أخرج مع حفظ الإعدادات "exit and save setup" أو ما يشبهه .
حسناً لو فرضنا أن البيوس لم يتعرف على واحد أو أكثر من الأقراص الصلبة ؟ الحل قد يكون أعد فحص التشبيك ، فغالباً ما يكون هناك خطأ ما .

إذا تم كل شيء على ما يرام فسوف يظهر أسم ومواصفات القرص ( أو الأقراص ) في جدول المواصفات بعد بداية تشغيل الجهاز بثواني .

» بالفيديو برنامج حجمه 1.5 يعلمك كل برامج الكومبيوتر
» برنامج يعلمك بالفيديو (وباللغه العربيه ) برامج الكومبيوتر
» مقدمة ابن خلدون
» بالفيديو (وباللغه العربيه كمان) يعلمك برامج الكومبيوتر الهامه
» كورس فوركس مقدمة