البنية المنطقية للقرص الصلب
عادة ، يكون لدى المستخدمين جهاز تخزين مدمج واحد في جهاز الكمبيوتر الخاص بهم. عند تثبيت نظام التشغيل لأول مرة ، يتم تقسيمه إلى عدد معين من الأقسام. كل وحدة تخزين منطقية مسؤولة عن تخزين معلومات محددة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنسيقها في أنظمة ملفات مختلفة وفي أحد بنائين. بعد ذلك ، نود أن نصف هيكل البرنامج للقرص الصلب بأكبر قدر ممكن.
أما بالنسبة للمعلمات المادية - HDD يتكون من عدة أجزاء مجتمعة في نظام واحد. إذا كنت ترغب في الحصول على معلومات تفصيلية حول هذا الموضوع ، فنحن نوصيك بالرجوع إلى مادتنا المنفصلة على الرابط التالي ، ثم ننتقل إلى تحليل مكون البرنامج.
انظر أيضا: ماذا يتكون القرص الصلب من؟
حروف قياسية
عند تقسيم القرص الثابت ، يتم تعيين الحرف C كإعداد افتراضي لوحدة تخزين النظام و D لوحدة التخزين الثانية. يتم تخطي رسائل A و B ، لأن يتم وضع علامة الأقراص المرنة من تنسيقات مختلفة مثل هذا. في حالة عدم وجود وحدة تخزين القرص الثابت الثاني ، سيتم الإشارة إلى الحرف D بواسطة محرك أقراص DVD.
المستخدم نفسه يكسر HDD إلى أقسام ، وتخصيصها أي أحرف متاحة. لمعرفة كيفية إنشاء هذا الانهيار يدويًا ، اقرأ مقالتنا الأخرى على الرابط التالي.
مزيد من التفاصيل:
3 طرق لتقسيم القرص الصلب
طرق حذف أقسام القرص الثابت
MBR و GPT الهياكل
كل شيء بسيط للغاية مع وحدات التخزين والأقسام ، ولكن هناك أيضا هياكل. تسمى العينة المنطقية الأقدم MBR (سجل التمهيد الرئيسي) ، وتم استبدالها بـ GPT (جدول تقسيم GUID) المحسّن. دعونا ننظر إلى كل هيكل وننظر فيها بالتفصيل.
MBR
يتم استبدال أقراص MBR تدريجيا بواسطة GPT ، ولكن لا تزال تحظى بشعبية وتستخدم على العديد من أجهزة الكمبيوتر. والحقيقة هي أن سجل التمهيد الرئيسي هو أول قطاع للقرص الصلب بسعة 512 بايت ، وهو محجوز ولا يتم الكتابة فوقه مطلقًا. هذا الموقع مسؤول عن تشغيل نظام التشغيل. مثل هذا الهيكل ملائم من حيث أنه يسمح بتقسيم جهاز التخزين المادي إلى أجزاء دون مشاكل. مبدأ إطلاق قرص مع MBR هو كما يلي:
- عند بدء تشغيل النظام ، يصل BIOS إلى القطاع الأول ويعطيه تحكمًا إضافيًا. يحتوي هذا القطاع رمز
0000:7C00h. - تكون البايتات الأربعة التالية مسؤولة عن تحديد القرص.
- التالي يأتي الإزاحة إلى
01BEh- مجلد الأقراص الصلبة الأقراص. في لقطة الشاشة أدناه ، يمكنك رؤية تفسير بياني لقراءة القطاع الأول.
والآن بعد الوصول إلى أقسام القرص ، من الضروري تحديد المنطقة النشطة التي سيتم تشغيل نظام التشغيل منها. تحدد البايت الأول في نمط القراءة هذا المقطع لبدء. حدد التالي رقم الرأس لبدء التحميل ورقم الأسطوانة ورقم القطاع وعدد القطاعات في وحدة التخزين. يظهر ترتيب القراءة في الصورة التالية.
بالنسبة لإحداثيات موقع التسجيل المتطرف لقسم التقنية المعنية ، فإن التقنية (قسم رأس الأسطوانة) هي المسؤولة. يقرأ رقم الاسطوانة ، ورؤساء والقطاعات. يبدأ ترقيم الأجزاء المذكورة بـ 0 ، والقطاعات ذات 1 . إنه بقراءة كل هذه الإحداثيات التي يتم تحديد القسم المنطقي للقرص الثابت.
عيب مثل هذا النظام هو عنوان محدود لحجم البيانات. أي أنه ، خلال النسخة الأولى من CHS ، يمكن أن يكون الحد الأقصى للذاكرة 8 جيجابايت من الذاكرة ، والتي ، بالطبع ، لم تعد كافية. كان الاستبدال هو عنوان LBA (Addressing Blocking) ، حيث تم إعادة صياغة نظام الترقيم. يدعم الآن محركات تصل إلى 2 تيرابايت. كان لا يزال LBA صقل ، لكن التغييرات أثرت على GPT فقط.
تعاملنا بنجاح مع القطاعات الأولى واللاحقة. أما بالنسبة للأخير ، فهو محجوز أيضاً ، ويسمى AA55 وهو مسؤول عن التحقق من MBR من أجل سلامة وتوافر المعلومات الضرورية.
GPT
كان لدى تقنية MBR عدد من أوجه القصور والقيود التي لا يمكنها توفير العمل بكمية كبيرة من البيانات. لم يكن تصحيحها أو تغييرها عديم الجدوى ، فبالتالي مع إصدار UEFI ، تعلم المستخدمون عن البنية الجديدة لـ GPT. تم إنشاؤه مع الأخذ بعين الاعتبار الزيادة المستمرة في حجم محركات الأقراص والتغييرات في جهاز الكمبيوتر ، حتى الآن هو الحل الأكثر تقدما. وهو يختلف عن MBR في مثل هذه المعالم:
- عدم وجود إحداثيات CHS ، مدعوم فقط بالعمل مع نسخة معدلة من LBA ؛
- تخزن GPT اثنين من نسخها على محرك الأقراص - واحد في بداية القرص والآخر في النهاية. سيسمح هذا الحل بإنعاش القطاع من خلال النسخة المخزنة في حالة حدوث ضرر ؛
- إعادة تصميم بنية الجهاز ، والتي سنناقشها أكثر ؛
- يتم إجراء اختبارات التحقق من صحة الرأس باستخدام UEFI باستخدام المجموع الاختباري.
انظر أيضا: نقوم بإصلاح خطأ CRC على القرص الثابت
الآن أود أن أخبركم المزيد عن مبدأ تشغيل هذا الهيكل. كما ذكر أعلاه ، يتم استخدام تقنية LBA هنا ، والتي ستسمح بالعمل مع الأقراص من أي حجم دون أي مشاكل ، وفي المستقبل لتوسيع نطاق العمل ، إذا لزم الأمر.
انظر أيضا: ماذا تعني ألوان محرك الأقراص الصلبة Western Digital؟
تجدر الإشارة إلى أن قطاع MBR موجود أيضًا في GPT ، وهو أول واحد وله حجم واحد. من الضروري أن يعمل محرك الأقراص الصلبة بشكل صحيح مع المكونات القديمة ، كما أنه لا يسمح للبرامج التي لا تعرف GPT بتدمير الهيكل. لذلك ، يسمى هذا القطاع دفاعي. التالي هو قطاع من 32 أو 48 أو 64 بت ، وهو المسؤول عن التقسيم ، يطلق عليه رأس GPT الأساسي. بعد هذين القطاعين ، تتم قراءة المحتويات ، ويعيد المخطط الثاني لوحدة التخزين ، ونسخة GPT كل ذلك. يظهر الهيكل الكامل في لقطة الشاشة أدناه.
هذا يخلص إلى المعلومات العامة التي قد تهم المستخدم العادي. علاوة على ذلك ، هذه هي دقة عمل كل قطاع ، وهذه البيانات لا علاقة لها بمستخدم عادي. فيما يتعلق باختيار GPT أو MBR - يمكنك قراءة مقالتنا الأخرى ، والتي تناقش اختيار البنية تحت Windows 7.
انظر أيضا: اختر بنية قرص GPT أو MBR للعمل مع Windows 7
وأود أيضا أن أضيف أن GPT هو خيار أفضل ، وفي المستقبل ، في أي حال ، سيتعين علينا التحول إلى العمل مع شركات النقل في مثل هذا الهيكل.
انظر أيضا: ما هو الفرق بين الأقراص المغناطيسية والحالة الصلبة
نظم الملفات والتنسيق
التحدث عن البنية المنطقية لمحرك الأقراص الصلبة ، ناهيك عن أنظمة الملفات المتاحة. بالطبع ، هناك الكثير منها ، لكننا نرغب في الإسهاب في إصدارات نظامي التشغيل ، التي يعمل معظم المستخدمين معها في أغلب الأحيان. إذا لم يتمكن الكمبيوتر من تحديد نظام الملفات ، فإن القرص الثابت يحصل على تنسيق RAW ويتم عرضه فيه في نظام التشغيل. يتوفر إصلاح يدوي لهذه المشكلة. نحن نقدم لك قراءة تفاصيل هذه المهمة أدناه.
انظر أيضا:
طرق لإصلاح تنسيق RAW لمحركات الأقراص الصلبة
لماذا لا يرى الكمبيوتر القرص الثابت
نوافذ
- FAT32 . أطلقت Microsoft نظام ملفات مع FAT ، في المستقبل ، خضعت هذه التقنية للعديد من التغييرات ، وأحدث إصدار هو FAT32 حاليًا. تكمن خصوصياته في حقيقة أنه ليس مصمما لمعالجة وتخزين الملفات الكبيرة ، وسيكون من الصعب جدا تثبيت برامج ثقيلة عليه. ومع ذلك ، فإن FAT32 عالمي ، وعند إنشاء قرص صلب خارجي ، يتم استخدامه حتى يمكن قراءة الملفات المحفوظة من أي تلفزيون أو مشغل.
- NTFS . قدمت مايكروسوفت NTFS لتحل محل FAT32 تماما. الآن نظام الملفات هذا مدعوم بكافة إصدارات Windows ، بدءاً بـ XP ، كما يعمل بشكل جيد على Linux ، ولكن على Mac OS يمكنك قراءة المعلومات فقط ، والكتابة لا يحدث. يتميّز نظام NTFS بحقيقة أنه لا يوجد لديه قيود على حجم الملفات المسجلة ، فقد تم تعزيز دعمه لتنسيقات مختلفة ، والقدرة على ضغط الأقسام المنطقية واستعادتها بسهولة مع العديد من الأضرار. جميع أنظمة الملفات الأخرى مناسبة أكثر للوسائط الصغيرة القابلة للإزالة ونادراً ما تستخدم في محركات الأقراص الصلبة ، لذا لن نعتبرها في هذه المقالة.
لينكس
تعاملنا مع أنظمة ملفات Windows. أود أيضًا أن أسترعي الانتباه إلى الأنواع المدعومة في نظام التشغيل Linux ، نظرًا لأنها شائعة بين المستخدمين أيضًا. يدعم Linux العمل مع جميع أنظمة ملفات Windows ، ولكن نظام التشغيل نفسه يوصى بتثبيته على نظام مطور خصيصًا لهذا النظام. لاحظ الأنواع التالية:
- Extfs هو أول نظام ملفات لنظام Linux. لها حدودها ، على سبيل المثال ، لا يمكن أن يتجاوز الحد الأقصى لحجم الملف 2 غيغابايت ، ويجب أن يكون اسمها في النطاق من 1 إلى 255 حرفًا.
- Ext3 و Ext4 . لقد أخطأنا في نسختين سابقتين من Ext ، لأنهما الآن غير مناسبين تمامًا. سنقول فقط عن الإصدارات الحديثة أو الأقل. وتتمثل ميزة نظام الملفات هذا في دعم الكائنات التي يصل حجمها إلى تيرابايت واحد ، على الرغم من أنه ، عند العمل على النواة القديمة ، لم تدعم Ext3 عناصر أكبر من 2 غيغابايت. ميزة أخرى هي دعم لقراءة البرامج المكتوبة تحت ويندوز. بعد ذلك جاءت FS Ext4 الجديدة ، التي سمحت بتخزين ملفات تصل إلى 16 تيرابايت.
- المنافس الرئيسي لـ Ext4 هو XFS . تكمن ميزتها في خوارزمية التسجيل الخاصة ، وتسمى "التخصيص المؤجل للمساحة" . عند إرسال البيانات للكتابة ، يتم وضعها أولاً في ذاكرة الوصول العشوائي وانتظار تخزين قائمة الانتظار في مساحة القرص. يتم الانتقال إلى محرك الأقراص الثابتة فقط عندما تنتهي ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو تشارك في عمليات أخرى. مثل هذا التسلسل يجعل من الممكن تجميع المهام الصغيرة إلى مهام كبيرة وتقليل تجزئة الناقل.
فيما يتعلق باختيار نظام الملفات لتركيب نظام التشغيل ، يكون المستخدم العادي أفضل في اختيار الخيار الموصى به أثناء التثبيت. هذا هو عادة Etx4 أو XFS. المستخدمين المتقدمين يستخدمون FS بالفعل لتلبية احتياجاتهم ، وتطبيق أنواعها المختلفة لأداء المهام.
يتغير نظام الملفات بعد تهيئة محرك الأقراص ، لذلك تعد هذه العملية مهمة للغاية ، والتي لا تسمح فقط بحذف الملفات ، ولكن أيضًا إصلاح أي مشكلات في التوافق أو القراءة. نقترح عليك قراءة مادة خاصة يتم فيها توضيح الإجراء الصحيح لتنسيق محركات الأقراص الثابتة بأكثر الطرق تفصيلاً.
مزيد من التفاصيل: ما هو تنسيق القرص وكيفية القيام به بشكل صحيح
بالإضافة إلى ذلك ، يجمع نظام الملفات مجموعات من القطاعات في مجموعات. كل نوع يفعل ذلك بشكل مختلف ، وقادر على العمل فقط مع عدد معين من أجزاء من المعلومات. تختلف القواسم في الحجم ، والصغيرة منها مناسبة للعمل مع الملفات الخفيفة ، والكبير منها له ميزة كونه أقل عرضة للتجزئة.
يحدث التجزئة بسبب إعادة كتابة البيانات باستمرار. مع مرور الوقت ، يتم تخزين الملفات المقسمة إلى مجموعات في أجزاء مختلفة تمامًا من القرص ، ويلزم إلغاء التجزئة اليدوي لإعادة توزيع مواقعها وزيادة سرعة محرك الأقراص الصلبة.
مزيد من التفاصيل: كل ما تحتاج إلى معرفته حول إلغاء تجزئة القرص الثابت
لا يزال هناك قدر كبير من المعلومات حول البنية المنطقية للمعدات المعنية ؛ تأخذ نفس تنسيقات الملفات وعملية كتابتها إلى القطاعات. ومع ذلك ، حاولنا اليوم بكل بساطة التحدث عن أهم الأشياء التي من المفيد معرفة أي مستخدم للكمبيوتر الشخصي يريد استكشاف عالم المكونات.
انظر أيضا:
استعادة القرص الصلب. تجول
آثار خطيرة على الأقراص الصلبة