مشغلات وحدات التخزين الخارجية

اولا : مشغل الأقراص المرنة
مشغل الاقراص المرنة (floppy disk drive) يمكن الحاسب من تخزين المعلومات علي الاقراص المرنة , وذلك عن طريق رأس كاتب وقارئ مثبت بداخل مشغل الاقراص حيث يعمل ككاتب عند الكتابة و قارئ في وقت القراءة .
 


اضغط على صورة القرص المرن
أضغط على الصورة لكى تشاهد لقطة فيديو تعرض شرح تفصيلى للقرص المرن

مكونات القرص المرن
يتكون القرص المرن من قطعة دائرية او شبه دائرية من البلاستيك المرن بداخل القرص, وهي مغطاة بمادة مغناطيسية ومن ثم مغلفة بغلاف بلاستيكي صلب ( وهو الغلاف الخارجي للقرص ) ويوجد بالجزء العلوي من القرص غطاء معدني متحرك , ويعمل هذا الغطاء على كشف الجزء البلاستيكي الدائري الموجود بداخل القرص المرن ( الذي يدور بمعدل 360 لفة بالدقيقة ) وذلك عند ادخاله الى الجهاز
كيفية الكتابة على القرص المرن ؟
تتواجد على سطح الجزء الداخلي البلاستيكي للقرص أجزاء حديدية متناهية الصغر الطلاء او الغطاء المغناطيسي , وعادة تكون هذه الاجزاء الحديدية الصغيرة مبعثرة بشكل عشوائي على السطح  وهذا هو وصف القرص المرن Floppy Disk الجديد او formatted diskette وعند ادخال القرص المرن ومحاولة الكتابة على القرص , يقوم الجهاز بإرسال إشارات كهربائية عبر الرإس الكاتبة في مشغل الاقراص وذلك لتهياة الراس للعمل بشكل كهرومغناطيسي ومن ثم انشاء مجال مغناطيسي يتمكن من ملامسة السطح المغناطيسي في القرص
 

 وبالتالي يقوم الرأس بإعادة ترتيب الأجزاء الحديدية المبعثرة طبقا للمعلومات المرسلة من المعالج و تتم عملية اعادة الترتيب للاجزاء وفقا لاقطابها السالبة والموجبة و ذلك عن طريق ترجمتها او تحويلها من لغة الحاسب الالي ( binary language 0 and 1 ) الى اللغة المغناطيسية ( سالب وموجب ) ان صح التعبير ، وبذلك يتم خزن المعلومات على القرص على اساس الترتيب القطبي لها (سالب و موجب)

كيفية القراءة من الأقراص المرنة

عند القراءة من القرص المرن تحدث نفس العملية ولكن بطريقة عكسية حيث يقوم الرأس القارئ بالمرور على الأجزاء الحديدية الصغيرة والتي بدورها تقوم بتكوين مجال مغناطيسي على الرأس القارئ الذي يقوم بتكوين مجال كهربائي ومن ثم قراءة الشحنات (السالبة والموجبة) والموجودة بداخل القرص المرن والتي تم ترتيبها عند الكتابة ومن ثم ترجمتها الى لغة الحاسوب (binary language) ونقلها للمعالج الذي بدوره يقوم بمعالجتها لإخراجها بالشكل النهائي حسب طلب المستخدم

ثانيا : مشغلات الاقراص المدمجة
الأقراص المدمجة Compact Disks

صنع الانسان الكمبيوتر وطوره وفق احتياجاتة المختلفة ونجح الكمبيوتر نجاحا باهرآ فى مجالات العلوم والبيانات والمعلومات كما نجح فى مجالات التربية والتعليم والتسلية والترفيهة مع زيادة كمية المعلومات التى لا يستطيع القرص الصلب Hard Disk تخزينها بداخل الكمبيوتر كان لابد من وجود وسائط آخرى لحفظ وتشغيل هذة البرامج ومنها CD ROM مشغل الاقراص المدمجة و التى بدأ ظهورها فى عام 1978 .

اضغط على صورة سواقة الاقراص المضغوطة
أضغط هنا لتشاهد لقطة فيديو تعرض شرح تفصيلى سواقة الاقراص  المضغوطة

يمثل مصطلح CD باللغة الإنجليزية اختصاراً لعبارة قرص مدمج compact disc وطورته شركتا فيليبس وسوني عام 1981 كوسط لتسجيلات موسيقى الستيريو فقد كانت الأسطوانات الموسيقية القديمة مصنوعة من مادة الفينيلvinyl المعرضة للتلف بسهولة كما كانت تعاني من قصور في توليد مجال كامل من الأصواتمع تداخل الكلام فحلت تقنية أقراص CD جميع هذه المشاكل بالإضافة إلى أنها قدمت العديد من المزايا الأخرى. فرأس القراءة الليزري لا يلامس القرص أبداً، مما يقلل من احتمالات الاهتراء والتلف
مشغل الاقراص المدمجة للقراءة فقط CD ROM
هو اختصار Compact Disk Read Only Memory وهو قرص خاص دائرى رفيع جدآ و لكنة يتسع الى كم هائل من المعلومات حيث أنها تخزن علية بأسلوب خاص متطور مستخدما شعاع الليزر فاثناء عملية التسجيل للبيانات على القرص الرئيسى الذى يسمى Master disk فأن شعاعا من الليزر يتم توجيهه على القرص وفقا للمعلومات ليحفر أو ليحرق مناطق على القرص Pits ثم يتم نسخ الآلاف من الاقراص من هذا القرص الرئيسى وتوزع على انها أقراص للقراءة CD ROM Player لتدخلة فى مشغل هذه الاقراص المركب بالجهاز داخليا وهذا المشغل يتركب من:
1- وحدة اشعاع ليزر وتسمى Laser Diode
2- موتور شديد السرعة و الدقة Sero motor لتوجيه القرص وما علية من حلقات البيانات Tracks بسرعة هائلة
3- مقسمات الشعاع Deam Splitter وهى عدسات خاصة لها القدرة على توزيع الضوء وتقسيمه بشكل منتظم وهى تشيه الى حد بعيد المنشور الزجاجى
4- عدسات قوية ودقيقة Lenses و أيضآ مرايا Mirrors
5- موصلات الضوء Photo Conductor وهى موصلات خاصة لها القدرة على استقبال شعاع الليزر المرتد وتحويلة الى موجات صوتية أو مرئية وفقا للترددات التى يصل بها الضوء أو الشعاع اليها و التى تعبر أصلآ عن البيانات

عند تشغيل ال CD داخل مشغل CD ROM يحدث الاتى
1- نجد بداخل المشغل ثنائى الليزر ( وحدة اشعاع ليزر لبث شعاع الليزر و التى تسمى Laser Diode وهو يشع أشعة تحت حمراء بطاقة منخفضة نحو مقسمات الشعاع Deam Splitter ثم نحو مرأة عاكسة
2- محرك السيروفور بأمر من المعالج يضع الشعاع على المسار الصحيح على CD بتحريك المرأة العاكسة
3- عندما يصطدم الشعاع بالقرص فيمر الشعاع على نفسى الفجوات Pits التى صنعت أصلا فى القرص الرئيسى Master Disk فيتم انعكاس هذا الضوء مرة آخرى بشكل يتناسب مع عدد الحفر وعرضها فيعبر الشعاع المنعكس عن البيانات ومن ثم يتم استقبال هذا الشعاع المنعكس على Photo Conductor ( موصلات الضوء ) والتى تستقبل شعاع الليزر المرتد وتحوله الى موجات ضوتية أو مرئية ويرسل نحو مجزئ أو مقسم الشعاع Deam Splitter مرة آخرى
4- مجزى الشعاع يوجه ضوء الليزر نحو عدسة تركيز تركيز آخرى
5- العدسة الخيرة توجه شعاع الضوء نحو كاشف ضوء والذى يحول الضوء الى نبضات كهربائية
6- هذة النبضات الآتية يتم حل شفرتها بواسطة الميكروبروسيسور ( المعالج الدقيق ) و الذى يحولها بدورة الى ما يقابل هذه البيانات من اصوات او صور مرئية Videos او صور متعاقبة Animation أو برامج للحاسب
يتم تخزين البيانات، كسلسلة من النتات، على مسار حلزوني واحد، يبدأ من مركز القرص، ويمتد نحو حافته الخارجية. وتركزّ أشعة القراءة الليزرية على طبقة البيانات، ضمن القرص البلاستيكي، حيث تتناوب التجاويف pits على الأرضية land. والأرضية عبارة عن منطقة ملساء خالية من التجاويف. يرتد الضوء المنعكس من خلال موشور prism، وينعكس على حساس ضوئي، يتغيّر توتر خرجه، اعتماداً على كمية الضوء التي يتلقاها. وكما هو الحال في الوسط المغناطيسي، لا تمثّل التجاويف والأرضية، بشكل مباشر، الأصفار والواحدات، بل إن الانتقالات بين التجاويف والأرضية، هي التي تمثّل البيانات. عند تسليط الضوء على تجويف، فإنه يتناثر بشكل أكبر من تناثره عند تسليطه على الأرضية. ويستطيع رأس القراءة بهذه الطريقة تحسس الانتقالات بين التجاويف في المسار، ويمكنه بالتالي، إعادة توليد البيانات.
تخزن البيانات في عناصر صغيرة جداً: يبلغ طول الخطوة المسارية track pitch أي المسافة بين المسارات المتجاورة 1.6 ميكرون فقط، وتتراوح أطوال التجاويف من 0.83 إلى 3.0 ميكرون. الميكرون هو واحد بالألف من الميلليمتر. ويتم طبع التجاويف في مساحة فارغة، من البلاستيك متعدد الكربونات polycarbonate، يتم تغطيتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم، الذي يعطي القرص لونه الفضي المميز. ثمتغطى طبقة الألمونيوم بطبقة رقيقة من الورنيش lacquer، الذي يؤمن سطحاً أملس، يمكن طباعة عنوان القرص عليه.

أن الطبقة العلوية من أقراص CD، وهي الطبقة التي يطبع عليها عنوان ومحتويات القرص، هي في الواقع أكثر عرضة للتلف من الطبقة السفلية، ذات السطح الصافي. وإذا خُدش السطح العلوي بعمق كان ذلك كافيا لتلف طبقة الألمنيوم العاكسة، تستطيع أشعة الليزرمن قراءة البيانات متجاوزة مع بعض الخدوش الصغيرة على السطح، بطريقة مشابهة للطريقة التي يمكننا بها أن نرى بها من خلال زجاج النافذة رغم اتساخه ببعض الاوساخ

انواع مشغلات CD :

تختلف المهام التى يستطيع CD ROM تنفيذها باختلاف نوع المشغل نفسه
1- مشغل القراءة القراءة فقط CD-ROM هذا النوع يستطيع قراءة الاسطوانة عدد غير محدود من المرات
2- مشغل القراءة و الكتابة CD-RW تعمل كما لو كانت أقراص صلبة بحيث يمكنك الكتابة على الاسطوانة
3- ( C-DI ) CD Interactive يحتوى هذا النوع على معالج مثبت داخليا Buitte in Processor لتحسين كفاءة فك ضغط بيانات الفيديو
4- CD Rom XA حيث يمكنه تخزين أنواع عديدة من الوسائط المتعددة فى صورة مضغوطة بما فى ذلك الصوت و الصورة و الرسومات

تستخدم أقراص Audio CD الصوت الرقمي، المبني على معدّل مسح العينات sampling rate بتردد 44.1 كيلوهرتز، والذي يؤمن استجابة ترددية مناسبة للأصوات التي يصل تردد الخطوة فيها حتى 20 كيلوهرتز يعتقد بعض الخبراء والمختصين في أنظمة الصوت، أن معدل الترددات هذا غير كاف لالتقاط تأثيرات الأصوات النفسية psychoacoustic، التي لا يسمعها الشخص العادي. وتحتوي كل عينة على 16 بت من البيانات، التي تؤمن 65536 مستوى مطلي مختلف. ويمكن أن نستنتج أن هذا العدد يؤمن مجالاً ديناميكياً واسعاً للمقاطع الموسيقية الصاخبة والهادئة. ويتم تسجيل الأصوات في مسارين للحصول على صوت ستيريو.
إذا ضربنا 44100 عينة، تتألف كل واحدة منها، من 2 بايت 16 بت تساوي 2 بايت، في عدد القنوات، وهو اثنتين، سنحصل على معدل نقل للبيانات، يزيد قليلاً على 176 كيلوبايت في الثانية. وتنقل CD Driver أحادية السرعة، البيانات بهذا المعدل، إلا أن جزءاً من تيار البيانات، يستخدم للمعلومات المتعلقة بتصحيح الأخطاء، مما يؤدي إلى انخفاض معدل النقل الفعال لل CD Driver إلى 150 كيلوبايت في الثانية. وإذا سقط أحد بتات المعلومات من مسار القرص المدمج الصوتي، فإن التأثير السمعي قد لا يكون ملحوظاً على جودة الصوت

يمكن تخزين حتى 74 دقيقة من الصوت على قرص CD، وهذا ما يعادل أكثر من 783 مليون بايت. وإذا طرحنا منها الكمية المستخدمة لتصحيح الأخطاء، سنحصل على سعة قرص CD-ROM النظامية، والتي تساوي 680 مليون بايت، تقريباً. نظرا لتخزين البيانات في مسار حلزوني واحد فأن رأس القراءة يقرأ كمية أكبر من البيانات في دورة واحدة، عندما يكون عند الحافة الخارجية من القرص بالمقارنة مع البيانات التي يقرؤها عندما يكون أقرب إلى مركز القرص ونظرا لتتطلب أقراص CD الصوتية تدفقاً ثابتاً ومنتظماً للبيانات فعلى القرص أن يدور بشكل أسرع عندما يكون رأس القراءة قريباً من مركز القرص وهذا ما يسمى بالتصميم ذو السرعة الخطية الثابتة constant linear velocity CLV بينما يدور القرص الصلب أما إذا كان القرص يدور بسرعة ثابتة فيكون تصميمه ذو سرعة زاويّة ثابتة constant angular velocity, CAV

تكفي سرعة 176 كيلوبايت في الثانية لنقل البيانات الصوتية من الأقراص المدمجة، لكن تعتبر سرعة 150 KBps، بطيئة لتطبيقات البيانات. وتستخدم برامج وألعاب الملتيميديا في الكمبيوترات، قصاصات clips فيديو رقمية وملفات رسوميات كبيرة، تتطلب معدّلات نقل أعلى لكي تعمل بانسياب. وقد تسارعت CD Driver في زمن قياسي إلى درجة أن CD Driver ذات 32 ضعف السرعة الأساسية ويرمز لها 52X، صارت منتشرة في معظم الكمبيوترات الحديثة

كيف نختار مشغل ال CD Rom

1- تقدر سرعة مشغل CD Rom بمعدل نقله ( بما يستطيع نقله من بياناتTransfer rate أى كمية البيانات التى يستطيع المشغل نقلها فى الثانية الواحدة فكان الجيل الأول من مشغلات CD ذات سرعة نقل البيانات 150KB PS ثم زادت هذة السرعة مع مشغلات2X ثم ظهرت مشغلات 24X و 32X ثم 52X حتى ظهرت 56X وعند شراء مشغل CD Rom فأذا كثر استخدام الاسطوانات و الوسائط المتعددة والفيديو كليب واستعراض المراجع العلمية المسجلة على أسطوانات فننصح بشراء اسرع مشغل CD Rom موجود بالسوق
2- عند شراءك لمشغل CDRom لا تنسى البحث عن Prosser لا يقل ذاكرتة عن 256KB لآن المشغل يقوم بقراءة البيانات منها اولا حتى يتم تغذيتها الى عناصر الصوت والصورة الموجودة بالجهاز بسرعة عالية

تثبيت CD Rom على اللوحة الام Mother board

يتم توصيل CD Rom باللوحة الام عن طريق كابل البيانات الخارج من متحكم IDE المثبت على اللوحة وعندما نقوم بتثبيت CD Rom Drive فى الجهاز يجب أن يكون هناك مكان شاغرا لتثبيت المشغل داخل Case ( وحدة النظام ) ثم نقوم بتوصيل كابل وحدة الامداد بالقوى Power table وعندئذ يكون تثبيت المشغل فى غاية السهولة. ثم نقوم بتشغبل جهاز الكمبيوتر ومن داخل Windows ننقر رمز MY Computer نقرا مزدوجا للتأكد من أن النظام قد تعرف على المشغل الجديد ودلالة على ذلك وجود رمز جديد للمشغل داخل نافذة MY Computer أما إذا لم ينجح Windows فى اكتشاف المشغل نفتح نافذة Control Panal من داخل MY Computer ثم نقوم بتعريف مشغل الاسطوانات الجديد عن طريق اختيار اضافة مكونات جديدة Add/ New hard ware ونتابع تعليمات التنصيب

ضبط اعدادات التوصيل IDE

حيث نجد ان واجهة IDE interfase تحتوى على مكانين للاتصال أحدهما أساسى Primary والاخر ثانوى Secondary ويمكن لكل منهما الاتصال بمشغلين اى اجمالى أربعة مشغلات يمكن توصيلها باللوحة الام وغالبا يتم توصيل الكابل الأساسى بالقرص الصلب الذى يحتوى على نظام التشغيل ويتم توصيل الموصل الثانى فى نفس الكابل بالقرص الصلب الثانى ان وجد أو بمشغل CD ROM اننا ننصح بتوصيل مشغل CD Rom بالكابل الثانوى Slave حتى يتسنى لك توصيل قرص صلب آخر فيما بعد عند تحديث الجهاز , واذا قمنا بتوصيل مشغلين خلال نفس الكابل يجب ضبط الوثابات ( Jumbers ) بحيث يكون أحد المشغلين أساسى ( Master ) و الاخر تابع ( Slave ) اما اذا قمنا بتوصيل مشغل واحد فيجب ضبط الوثابات بحيث تكون على الوضع Single

ثالثا : مشغلات DVD

حديثا ظهرت تكنولوجيا جديدة بديلة عن مشغلات CD Rom تسمى مشغلات DVD ومعناها Digital video disk أسطوانة الفديو الرقمية و التى من خلالها يمكنك تشغيل أسطوانات الافلام الكاملة و الاسطوانات الصوتية DVD أو قرص الفيديو الرقمي digital video disk سمى بذلك الاسم لأنه صمم للاستخدام كوسط لتخزين ونقل الأفلام الرقمية ولعرضها في التلفزيونات المنزلية. ثم تطور لاستخدامه كقرص بصري optical ذات سرعة عالية وسعةلكبيرة لذلك تغير اسمه إلى قرص متنوع رقمي digital versatile disk. لكن مازال الاستعمال للاسم المعروف وهو DVD

مزايا DVD

1- نظرا لمساحات التخزيين المحدودة للأاقراص المدمجة و التى لا تتعدى 1 GB فأن مشغلات DD Rom قد أوشكت على الإنقراض و الإستبدال بمشغلات DVD التى تعمل بتقنية متطورة تمكن من إستخدام مساحات تخزيين تصل الى 17 جيجابايت
2- تستخدم مشغلات DVD الضوء الاحمرRed laser بدلا من الضوء الأصفر المستخدم من قبل مشغلات CD Rom حيث يتميز الضوء الأحمر عن الأصفر بصغر الطول الموجى مما يتيح لمشغل DVD التركيز على مساحات أصغر و بالتالى تخزيين ما يقرب من 4.7 جيجا بايت فى الطبقة الواحدة على وجه واحد من الاسطوانة
3- يتم تخزيين البيانات فى اسطوانات CD Rom على وجه واحد فقط من الاسطوانة أما اسطوانات DVD فيمكنه تخزيين البيانلت على كلا الوجهين Tow sides مما يتيح للاسطوانة الواحدة تخزيين مل يقرب من 17 جيجا بايت
4- يستخدم فى DVD تقنية ضغط الفديو لتخزيين الفديو عليها لتعطى معدل تشغيل 60 اطار فى الثانية كما تعطى أربعة أضعاف درجات النقاء الموجودة باسطوانات DD Rom التى تستخدم تقنية ضغط الفديو ويمكنها تشغيل 30 اطار فى الثانية
5- تستخدم فى مشغلات DVD أحدث التقنيات الصوتية و التى تسمى AC.3 Audio أو Surrounds Sound و التى يتم فيها تقسيم الصوت الى خمس قنوات منفصلة ثلاثة منها فى الامام و أثنان تعملان خلفية صوت بالاضافة الى استخدام مكبر صوت لتشغيل الاصوات الصاخبة
 
عيوب DVD

1- تحتاج مشغلات DVD الى حاسب عالى الكفاءة ذات سعة عالية
2- ارتفاع سعر المشغل من 3 الى 4 أضعاف ثمن CD Rom
3- تستطيع معظم المشغلات DVDقراءة أسطوانات CD Rom أسطوانة بسرعة 24X ثم يقوم مشغل DVD بقراءة نفس الاسطوانة بسرعة 8X - أو 10X

صمم قرص DVD لتخزين الافلام السينمائي، التى تستغرق حوالي 135 دقيقة بإستخدام تقنية الضغط MPEG2، حوالي 3500 كيلوبت لكل ثانية. وإذا أضفنا الصوت الرقمي المحيطي العامل بنظام الأقنية الستة 5.1 خمس قنوات موجهة من الوسط، واليسار، واليمين، واليسار الخلفي، واليمين الخلفي، بالإضافة إلى قناة مضخم فرعي غير موجهة، فستحتاج الصورة إلى 384 كيلوبت أخرى في الثانية. وإذا أضفنا التخزين الإضافي اللازم لتسجيل الحوار بلغات مختلفة، والعناوين الفرعية لمقدمة الفيلم ونهايته، فإن حجم التخزين المطلوب يصل إلى 4692 كيلوبت لكل ثانية من طول الفيلم، الذي يبلغ 135 دقيقة، أي 586.5 كيلوبايت في الثانية. وبحساب بسيط يتبين أننا نحتاج إلى قرص بسعة 4.75 مليون كيلوبايت، لتخزين فيلم فيديو كامل. ويشار إلى هذه الأقراص في الصناعة، غالباً، بالرمز 4.75GB ويتم ذلك بتصغير أبعاد العناصر الممثلة للبيانات، فتتقلص خطوة المسار -أي المسافة بين الأخاديد- من 1.6 ميكرون، إلى 0.74 ميكرون فقط، وينخفض قياس التجويف من 0.83 ميكرون إلى 0.40 ميكرون. ونظراً لأن طول موجة الضوء، الصادر عن أشعة الليزر في CD Driver التقليدية لا يسمح بالتعرف إلى هذه التجاويف الصغيرة اضطر المهندسون لكي يتمكنوا من صنع DVD Driver أن يطوروا أشعة ليزر التى تنتج ضوءاً بطول موجة 640 نانومتر، بدلاً من 780 نانومتر المستخدمة في CD Driver وتتطلب هذه الطريقة أيضاً أن تكون صفيحة القرص disk platter أقل سمكا بحيث لا يضطر الضوء إلى اختراق طبقة سميكة نسبياً من البلاستيك ليصل إلى طبقة البيانات. ويتطلب تصميم قرص DVD أن تكون سمك صفيحته مساوية لنصف سمك قرص CD، أي 0.6 ملليمتر. وللمحافظة على سماكة 1.2 ملليمتر للقرص يجب لصق صفيحة فارغة بسماكة 0.6 ملليمتر على وجهه العلوي , ولكي نحصل على معدل نقل قريب من 600 كيلوبايت في الثانية، الذي نحتاجه للفيلم السينمائي، يجب أن يدور قرص DVD بشكل أسرع من دوران قرص CD القياسي. وتقدم Driver DVD-ROM بمعدلات أعلى لنقل البيانات لذلك تم العمل غلى زيادة سرعة ال DVD Driver بضعف السرعة DD Drive

رابعا : مشغل اسطوانات ZIP

هذة الوحدة تستخدم أسطوانات مغناطيسية تتشابة فى الشكل مع الاسطوانات المرنة التقليدية Floppy Disk ولكنها تمتاز بكبر حجم السعة التخزينية وتمتاز بخفة الوزن اما عمل المشغل فيتشابة فى عملة مع مشغل الاسطوانات المرنة Floppy Disk Drive

خامسا : وحدات الذاكرة الالكترونية Flash Memory

وحات ذات حجم يقل عن نصف حجم القلم الجاف العادى يبلغ طولها 2.5 بوصة وعرضها نصف بوصة , يسهل حملها تصل السعة التخزينية لها الى 2 جيجا بايت وتتصل بالحاسب الشخصى من خلال مخرج USB فمجرد تركيبه يتعامل معه كأحد وحدات التخزين الرئيسية العادية فيقوم القراءة والكتابة منه

الفهرس