حافظه‌ی دیسک مغناطیسی

دیسكت‌ها و دیسك‌های سخت، رسانه‌هایی مغناطیسی هستند. این بدان معناست كه اساس آنها مبتنی بر فن‌آوریی است كه داده‌ها را به صورت ذرات مغناطیسی بر روی دیسك ارایه می‌دهد. وجود یك ذره مغناطیسی نمایانگر یك بیت‌۱ و عدم وجود یك چنین ذره‌ای به معنای یك بیت ۰ است.
خواندن داده‌ها ازدیسك به معنای تبدیل داده‌های مغناطیسی به پالس‌های الكتریكی است به طوری كه بتوانند به پردازشگر، فرستاده شوند. اما نوشتن بر روی دیسك عكس این عمل است. یعنی پالس‌های الكتریكی فرستاده شده از جانب پردازشگر به نقاط مغناطیسی بر روی دیسك تبدیل می‌شوند. سطح هر دیسك متشكل از یكسری شیارهای هم مركز است. تعداد شیارهای موجود در هر سطح به نوع دیسك بستگی دارد و دیسك‌های مختلف تعداد شیارهای متفاوتی بر روی سطح‌شان دارند.
● دیسكت‌ها
دیسكت‌ها قادرند داده‌ها را به صورت نقاط مغناطیسی در شیارهایی كه بر روی سطح‌شان وجود دارند ثبت نمایند.
یكی از شناخته‌شده‌ترین انواع دیسكت‌ها، دیسكت‌های ۵/۳ اینچی است كه دارای پوشش پلاستیكی جامدی هستند و اندازه‌ی آنها آنقدر كوچك است كه براحتی می‌توان آنها را در جیب قرار داد.
دیسكت‌ها دارای فوایدی هستند كه از جمله‌ی آنها می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
۱) قابلیت‌ حمل داده‌ها:
به كمك دیسكت‌ها براحتی می‌توان داده‌های یك كامپیوتر را به كامپیوتر دیگری منتقل كرد.
۲) تهیه پشتیبان:
به آسانی می‌‌توان از فایل‌های موجود بر روی درایو دیسك‌سخت یك كپی بر روی دیسكت‌ تهیه كرد. این كپی پشتیبانی است كه در صورت آسیب دیدن داده‌های موجود بر روی درایو دیسك‌سخت، می‌توان از آنها استفاده نمود.
۳) نرم‌افزار‌های جدید:
اگر چه بسته‌های نرم‌افزاری بر روی دیسك‌سخت نگه‌داری می‌شوند اما نرم‌افزارهایی كه به صورت بسته نیستند معمولاً بر روی دیسكت ارایه می‌شوند. البته نرم‌افزارهای جدید بیشتر بر روی دیسك‌های CD-ROM عرضه می‌گردند.
● دیسك‌های سخت
یك دیسك سخت صفحه‌ای فلزی است كه با اكسید مغناطیسی پوشانده شده است و می‌تواند برای ارایه دادن داده‌ها مغناطیسی شود. مكانیسمی كه برای خواندن یا نوشتن داده‌ها استفاده می‌شود «بازوی دستیابی» نام دارد. كار بازوی دستیابی كه در حقیقت یك بازوی مكانیكی است، قرار دادن شاخك‌های خواندن/ نوشتن بر روی سطح یك دیسك در دیسك‌گردان می‌باشد. شاخك خواندن و نوشتن در انتهای بازوی دستیابی است و بالای شیار قرار گرفته و در اصل با سطح آن كاملاً تماس ندارد.
اگر شاخك خواندن و نوشتن بر روی سطح دیسك قرار بگیرد و با آن تماس داشته باشد این بدان معناست كه شاخك خراب شده است و همین امر می‌تواند موجب از بین رفتن داده‌ها شود.
البته اگر بر روی سطح دیسك یك ذره و یا شی‌ء كوچكی هم وجود داشته باشد كه شاخك با آن برخورد كند، این برخورد نیز موجب از بین رفتن داده‌ها می‌شود. در كامپیوترهای شخصی می‌توان از كارتریج دیسك‌های سختی استفاده كرد كه قابلیت جابجایی داشته باشند. چنین دیسك‌هایی را در صورت پرشدن می‌توان با یك دیسك‌خالی عوض كرد.
● دیسك‌نوری
فن‌آوری مربوط به دیسك نوری از لیزر برای ضربه‌زدن به لایه‌ی فلزیی كه سطح دیسك را پوشانده است استفاده می‌كند. وقتی داده‌ها وارد می‌شوند؛ گرمای حاصل از لیزر، نقاط كوچكی را بر روی سطح دیسك پدید می‌آورد. برای خواندن داده، لیزر به پویش دیسك می‌پردازد و یك لنز نیز انعكاس‌های مختلف نور كه از نقاط متفاوتی می‌آیند را گرفته و به این ترتیب داده‌های موجود بر روی دیسك خوانده می‌شوند. فن‌آوری دیسك‌نوری؛ حافظه‌ای ارزان‌، فشرده و با ظرفیت ذخیره‌سازی بالا را فراهم می‌كند.
● رسانه‌های فقط خواندنی
محتوای رسانه‌های فقط خواندنی توسط كارخانه‌ی تولیدكننده‌ بر روی آنها ذخیره می‌شود. چنین رسانه‌هایی را كاربر تنها می‌تواند بخواند یعنی می‌تواند به محتوای آنها دسترسی پیدا كند، اما نمی‌تواند چیزی بر روی آنها بنویسد. بعضی از بسته‌های نرم‌افزاری مربوط به برنامه‌‌های كاربردی چیزی حدود ۱۲ دیسكت‌ و یا بیشتر را شامل می‌شوند كه همه‌ی آنها را می‌توان بر روی یك دیسك‌نوری قرار داد. چنین رسانه‌هایی كه یكبار نوشته شده و بارها خوانده می‌شوند را رسانه‌های WORM نیز می‌نامند. این رسانه‌ها بعد از این كه یكبار پر شدند تبدیل به رسانه‌ای فقط خواندنی می‌شوند.
● دیسك مغناطیسی- نوری
این دیسك‌ها در اصل تركیبی از بهترین ویژگی‌های موجود در فن‌آوری‌های مربوط به دیسك‌نوری و دیسك‌مغناطیسی را شامل می‌شوند. دیسك‌های مغناطیسی- نوری مانند دیسك‌های نوری دارای ظرفیت بالا و همچون دیسك‌های مغناطیسی دارای قابلیت نوشتن هستند.
● CD-ROM
دیسك‌فشرده با حافظه‌ی فقط خواندنی كه به آن CD-ROM می‌گویند یكی از انواع فن‌آوری‌های نوری محسوب می‌شود. فن‌آوری این نوع دیسك‌ها نسبت به سایر دیسك‌های نوری دارای فواید عمده‌ی چندی است. فرمت این دیسك‌ها مانند دیسك‌های فشرده‌ی صوتی است. بنابراین شركت‌هایی كه تولیدكننده‌ی موسیقی‌های دیجیتالی هستند می‌توانند از ماشین‌های خود برای تولید نرم‌افزارهای دیگر نیز استفاده كنند.
CD-ROMها دارای ظرفیت بالایی هستند. این ظرفیت به MB۶۰۰ در هر دیسك می‌رسد و چیزی معادل ظرفیت ۴۰۰ دیسك ۵/۳ اینچی است.
فن‌آوری دیگری از دیسك‌های فشرده كه CD-R نام دارد عمل نوشتن را بر روی دیسك نوری امكان‌پذیر می‌سازد. برای استفاده از فن‌آوری CD-Rها ما به یك درایو CD-R ، یك دیسك CD-R و نرم‌افزاری كه باید همراه درایو CD-R نصب شود نیاز داریم. وقتی بر روی یك CD-R داده‌ای نوشته شد، از آن پس این داده‌ را می‌توان از طریق درایو CD-R و هم از طریق هر درایو CD-ROM دیگری خواند.
● DVD-ROM
فن‌آوری دیسك‌های ویدیویی تصویری (DVD) از پرتوهای لیزری برای خواندن نقاط میكروسكوپی كه ارایه‌كننده‌ی داده‌ها هستند استفاده می‌كند. از آنجایی كه لیزر بكار رفته برای خواندن این دیسك‌ها دارای طول موج كوتاهی است لذا درایو این دیسك‌ها می‌تواند تعداد زیادی از نقاط متراكم موجود بر روی دیسك‌ را به طور همزمان بخواند. همین امر موجب می‌شود كه ظرفیت دیسك به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد.
حداقل ظرفیتی كه یك DVD می‌تواند داشته باشد GB۷/۴ است. چنین ظرفیتی هفت برابر ظرفیت یك CD-ROM است. DVDها دارای دو لایه از اطلاعات هستند كه هر دوی این لایه‌ها بر روی یك طرف دیسك قرار دارند. یكی از این لایه‌های اطلاعاتی، ساده و دیگری حاوی اطلاعات مشكل و پیچیده است. DVDهای دولایه‌ای قادرند تا ظرفیت GB ۵/۸ داده را در خود نگه دارند. علاوه بر این می‌توان بر روی هر دو طرف DVDها نوشت كه این امر ظرفیت آنها را تا GB۱۷ افزایش می‌دهد. از درایو DVD-ROM می‌توان برای خواندن دیسك‌های CD-ROM نیز استفاده كرد.
● نوار مغناطیسی
نوار مغناطیسی شبیه به نوارهایی است كه در كاست‌های پلاستیكی استفاده می‌شوند. بر روی این نوارها یك پوشش مغناطیسی وجود دارد كه این موجب ذخیره شدن داده‌ها بر روی این نقاط مغناطیسی می‌شود. هر چه تعداد نقاط مغناطیسی موجود بر روی نوار زیاد باشد؛ نوار، داده‌های بیشتری را ذخیره می‌كند. مقدار داده‌های موجود بر روی نوار برحسب چگالی بیان می‌شود. این چگالی تعداد كاراكترها و یا بایت‌هایی را كه در هر اینچ می‌توانند ذخیره شوند، نشان می‌دهد.
بالاترین ظرفیت‌ نوارهای مغناطیسی برای نوارهای صوتی دیجیتالی یا DAT است. این نوارها از روش‌ پویش مارپیچی برای ضبط داده‌ها استفاده می‌كنند.
نوار DATبدور یك شاخك خواندن/ نوشتنِ چرخشی پیچیده می‌شود. این شاخك هنگام حركت به طور عمودی می‌چرخد.
این امر باعث می‌شود كه داده‌ها بجای این كه در طول نوار قرار گیرند به طور قطری (مورب) بر روی آن ذخیره شوند. دستگاهی كه نوار مغناطیسی را اجرا می‌كند، برای خواندن یا نوشتن داده‌ها از یك شاخك خواندن/ نوشتن استفاده می‌نماید.وقتی كامپیوتر می‌خواهد بر روی نوار چیزی را بنویسد، ابتدا شاخك پاك‌كن، هر داده‌ای را كه قبلاً بر روی نوار ضبط شده است، پاك می‌كند. شاید بتوان گفت یكی از بهترین فواید نوار مغناطیسی، تهیه‌ی پشتیبان به روشی ارزان است.
● ارایه‌ی داده‌ها
یك كامپیوتر اساساً با دو مفهوم روشن و خاموش آشناست. این سیستمِ دو حالته‌ی روشن/ خاموش و یا بله‌/ خیر، سیستم دودویی (باینری) نامیده می‌شود. سیستم باینری بر مبنای ۲ می‌باشد. این بدان معناست كه این سیستم تنها شامل دو رقم ۰ و۱ است كه معادل همان روشن و خاموش هستند.
● بیت، بایت و …
هر۰ و۱ در دستگاه باینری یك بیت نامیده می‌شود. كلمه‌ی بیت (Bit) از عبارت Binary Digit گرفته شده است. بیت، واحد اصلی برای ذخیره‌ی داده در حافظه‌ی كامپیوتر است. از آنجایی كه یك بیت همواره معرف یك روشن یا خاموش است، بنابراین كامپیوتر همیشه درحال ذخیره‌ی نوعی از داده می‌باشد. بیت‌های منفرد قادر به ذخیره‌ی تمام اعداد، حروف و كاراكترهای ویژه‌ای (مانند$ و ؟ ) كه باید توسط كامپیوتر پردازش شوند نیستند.
بیت‌ها در گروه‌هایی بنام بایت دسته‌بندی می‌شوند. هر بایت معمولاً شامل ۸ بیت است و یك كاراكتر انفرادی مانند یك حرف،‌ رقم یا كاراكتر ویژه را ارایه می‌دهد.
سازندگان كامپیوتر از بایت برای بیان ظرفیت حافظه و میزان ذخیره‌سازی كامپیوتر استفاده می‌كنند. یك كیلوبایت ( K یا(KB ، ۱۰۲۴ بایت است كه گاهی به طور تقریبی به آن ۱۰۰۰ بایت نیز گفته می‌شود. یك مگابایت (MB) برابر است با ۱۰۲۴*۱۰۲۴ بایت و یا تقریباً یك میلیون بایت. یك گیگابایت كه با GB نشان داده می‌شود تقریباً با یك بیلیون بایت برابر است.
در هر صورت واحدی كه برای بیان ذخیره‌سازی داده‌ها بكار می‌رود نشان‌دهنده‌ی تعداد بیت‌هایی است كه یك واحد ذخیره‌ساز می‌تواند در خود نگه دارد. همانطور كه در تعاریف دیده شد واحدهای حافظه بر اساس بایت تعریف می‌شوند اما خود بایت در سیستم‌های كامپیوتری می‌تواند از یك سیستم تا سیستمی دیگر فرق كند. در سیستم‌های معمولی هر بایت از ۸ بیت تشكیل شده در حالی كه در سیستم‌های پیشرفته و قوی هر بایت از ۶۴ بیت تشكیل شده است. اما هنگامی كه سخن از بایت به میان می‌آید منظورمان همان بایت ۸ بیتی است.
● طرح كددهی
طرح كددهی مشخص می‌كند چه مجموعه‌ای از بیت‌ها كدام كاراكتر از داده‌ها را ارایه دهند. یكی از معمول‌ترین طرح‌های كددهیِ برای ارایه‌ی اعداد، حروف و كاراكترهای ویژه؛ طرح كددهی اسكی (ASCII) است. در این طرح كددهی هر كاراكتر با استفاده از ۷ بیت ارایه می‌شود. نوع معمول‌تر این طرح، ASCII-۸ نام دارد كه از ۸ بیت برای هر كاراكتر استفاده می‌كند.
● بیت توازن (بررسی توازن)
در طی عمل پردازش، داده‌ها به طور مرتب از یك قسمت كامپیوتر به قسمت دیگر و گاهی نیز از یك كامپیوتر به كامپیوتر دیگری منتقل می‌شوند. داده‌ها به صورت پالس‌های الكتریكی در دو حالت روشن و یا خاموش انتقال می‌یابند. بنابراین اندكی بی‌نظمی در منبع تغذیه‌ی جریان الكتریسیته گاهی می‌تواند موجب پدید آمدن خطا در انتقال داده‌ها شود.
بیت توازن، یك بیت منفرد است كه به هر بایت اضافه می‌شود تا انتقال درست داده را مورد بررسی قرار دهد. به عبارتی دیگر بیت توازن یك روال بررسی است كه برای كمك به حصول اطمینان از انتقال درست داده‌ها بین بخش‌های مختلف كامپیوتر و یا بین كامپیوترهای مختلفی كه در یك شبكه موجودند تعبیه شده است.
● پردازش داده‌های ذخیره شده
روش‌های مختلفی برای پردازش فایل‌های داده‌ای در یك سیستم كامپیوتری وجود دارند. دو روش مهم عبارتند از: پردازش دسته‌ای و پردازش گردش‌كار.
▪ پردازش دسته‌ای
این نوع پردازش تكنیكی است كه در آن گردش كار(فعالیت‌های مستقل یك سیستم كامپیوتری) به صورت دسته‌ای و یا گروهی جمع می‌شود تا در یك زمان مناسب بعدی پردازش شود. این زمان معمولاً هنگامی است كه كاربران كمتری از اینترنت استفاده می‌كنند و داده‌ها قابل دسترس‌تر هستند. در پردازش دسته‌ای هیچ مداخله‌ی مستقیمی از جانب كاربر وجود ندارد.
● پردازش گردش‌كار
این نوع پردازش یك پردازش فوری است كه در آن عمل پردازش تا آنجا كه امكان دارد سریع انجام می‌گیرد تا نتایج مورد نیاز به موقع به دست آمده و مورد استفاده قرار بگیرند. از چنین پردازشی در معاملات بورس، تغییر آدرس‌ها و كلاً اطلاعاتی كه به نتایج آنها خیلی سریع نیاز می‌باشد استفاده می‌شود. پردازش بلادرنگ (فوری) باید از طریق اینترنت انجام پذیرد و ترمینال‌ها نیز مستقیماً به كامپیوتر متصل باشند.
بنابراین از جمله فواید پردازش گردش كار می‌توان به پردازش فوری، داده‌ها، دسترسی سریع به داده‌های ذخیره شده و انتقال بلادرنگ داده‌های ذخیره شده اشاره كرد.
▪ پردازش دسته‌ای و گردش‌كار
اكثر كامپیوترها، تركیبی از بهترین ویژگی‌های موجود در هر كدام از پردازش‌های مذكور را بكار می‌گیرند. این نوع كامپیوترها از پردازش گردش‌كار برای خدمات‌رسانی به تك‌تك سرویس‌گیرنده‌ها و از پردازش دسته‌ای برای سازمان‌دهی به تمام اطلاعات ثبت‌شده استفاده می‌كنند.
● نرم‌افزار
برای تبدیل داده‌ها به اطلاعاتی كه انتظار می‌رود كامپیوتر آنها را پردازش كند به نرم‌افزار و دستورات آن نیاز است. وقتی مردم درباره‌ی كامپیوتر صحبت می‌كنند اغلب بیشتر توجه‌اشان را به سخت‌افزار معطوف می‌كنند. آنها به بهای سخت‌افزار، سرعت و ظرفیت ذخیره‌سازی آن توجه زیادی می‌نمایند. پس از این كه صحبت درباره‌ی سخت‌افزار تمام شد تازه به سراغ نرم‌افزار می‌روند و به آن می‌پردازند. علت این است كه نرم‌افزار قابل رویت نیست و ما همواره بعد از تهیه‌ی سخت‌افزار آن را به سیستم می‌افزاییم. اما در واقع باید خلاف این رویه عمل كرد. یعنی ابتدا باید نرم‌افزاری را كه نیازهای ما را برآورده می‌سازد تهیه كنیم و سپس سخت‌افزار سازگار و مناسب با آن را خریداری نماییم.
مفهوم نرم‌افزار و استفاده از آن از همان روزهای اولیه‌ی ایجاد كامپیوتر مطرح بوده است كه البته امروزه برای كاربران حرفه‌ای كامپیوتر به صورت امری حیاتی و مهم در آمده است.
● دزدان نرم‌افزار
بیشتر نگرانی‌هایی كه در زمینه‌ی نرم‌افزار وجود دارد مربوط به كپی‌های غیرمجاز و عدم رعایت حقوق انحصاری (كپی‌رایت) است. چنین مسأله‌ای می‌تواند خسارت‌های مالی زیادی را به شركت‌های تولیدكننده‌ی نرم‌افزار وارد نماید. اگرچه بسیاری از مردم به این مسأله بی‌اعتنا هستند اما در هر صورت تولید كپی‌های غیرمجاز نوعی دزدی است. اگر خسارت ناشی از تولید كپی‌های غیرمجاز زیاد باشد در آن صورت شركت‌های تولیدكننده‌ی این نرم‌افزارها انگیزه‌ی خود را برای تولید آن از دست می‌دهند.
مواردی كه كپی كردن نرم‌افزار، مجاز شناخته شده است عبارتند از:‌ تهیه‌ی كپی برای پشتیبان و یا كپی كردن نرم‌افزار از دیسكت بر روی درایو دیسك‌سخت برای استفاده‌ی راحت‌تر. اما كپی كردن به منظور شانه خالی نمودن از پرداخت‌ بهای آن، كاری غیراخلاقی بوده و غیرمجاز می‌باشد.
هنگامی كه از نرم‌افزار صحبت می‌كنیم اغلب دو نوع از نرم‌افزار مد نظرمان است.
این دو نوع شامل نرم‌افزار سیستم و یا نرم‌افزارهای كاربردی است.
● نرم‌افزار سیستم
این نرم‌افزارها، برنامه‌هایی هستند كه كامپیوتر را قادر می‌سازند تا داده‌ها را سریع ‌و به طور مؤثری پردازش كند. نرم‌افزارهای سیستم انواع مختلفی از برنامه‌ها را شامل می‌شوند. سیستم‌‌عامل‌ها زیرمجموعه‌ای از نرم‌افزارهای سیستم هستند. این نرم‌افزارهای زیربنایی، درتمام كامپیوترها یافت می‌‌شوند. به طور كلی نرم‌افزارهای سیستم را به صورت زیر می‌توان تقسیم‌بندی كرد:
۱) سیستم‌عامل:
این نرم‌افزار با كمك ROM ، كامپیوتر را راه‌اندازی می‌نماید. سیستم‌عامل كلیه‌ی عملیات كامپیوتر را كنترل می‌كند. همچنین این نرم‌افزار دارای برنامه‌هایی است كه پردازش كامپیوتر را كنترل و اداره می‌نمایند.
۲) مدیر حافظه:
این نرم‌افزارها كمك می‌كنند تا بهره‌وری از حافظه‌ی اصلی به حداكثر برسد.
۳) نرم‌افزارهای مترجم:
این نرم‌افزارها به كمك رابط كاربرشان، برنامه‌های منبع را به برنامه‌های شیءگرا ترجمه می‌كنند.
۴) برنامه‌های كمكی:
این نرم‌افزار‌ها برنامه‌هایی هستند كه برای انجام كارهای تعمیر و نگهداری روی سیستم یا روی اجزای سیستم طراحی شده‌اند مانند برنامه‌ی پشتیبان حافظه، برنامه‌ی دیسك، برنامه‌ی اصلاح فایل، ویرایشگر منابع، برنامه‌ی تبدیل انتقال فایل، برنامه‌ی بازیابی و تشخیص خطا.

منبع : کامپیوتر جوان