من الطبيعي القول إن كل جهاز كمبيوتر عادي أو جهاز كمبيوتر سيرفر لا بد أن يحتوي على هارد ديسك واحد أو أكثر. بل إن كل جهاز كمبيوتر مركزي وجهاز كمبيوتر فائق يتم توصيله بالمئات منها. حتى أننا قد نجد بعض أنواع أجهزة الفيديو تستخدم قرصاً صلباً بدلاً من الشريط. إن هذه الأقراص الصلبة في مجملها تعمل على تخزين المعلومات الرقمية المتغيرة بشكل دائم. كما تعطي الكمبيوتر قدرة تذكر الأشياء عند انقطاع الكهرباء والطاقة.

وفيما يلي سنأخذ إحدى هذه الأقراص كمثال لنعرف ما الذي يحويه بداخله, ونناقش أيضاً كيف ينظم أعداد الجيجا بايت التي تحتوي على المعلومات في ملفات.

أساسات القرص الصلب

يحتوي القرص الصلب على صفيحة مستديرة تمسك بالوسيط المغناطيسي, مثل الفيلم البلاستيك المرن الموجود بداخل الشرائط والأقراص المرنة FLOPPY DISKS. وعلى أبسط مستوى فإن القرص الصلب لا يختلف كثيراً في فكرته عن أشرطة الكاسيت, فكلاهما يستخدم تقنيات التسجيل المغناطيسية. كما يشترك الاثنان في الإمكانيات الكبيرة في التخزين المغناطيسي. وأيضاً يقوم الاثنان (بتذكر) أنماط الفيض المغناطيسي التي تخزن على الوسيط المغناطيسي لعدة سنوات.

السعة والأداء

جهاز الكمبيوتر التقليدي قد يحتوي على قرص ذي مساحة تخزين تتراوح ما بين 10 و40 جيجا بايت. ويتم تخزين البيانات على الديسك في صورة ملفات. والملف ب هو مجموعة من البايت يطلق عليها اسم معين. وبغض النظر عما تحتويه هذه الملفات فهي ببساطة عبارة عن خيط من البايتات. وعندما يطلب برنامج جاري على الكمبيوتر ملفاً معيناً, يقوم القرص باستخراج هذا الملف وإرساله إلى وحدة المعالجة المركزية CPU.

إن أفضل طريقة لفهم كيف يعمل القرص هو أن نلقي نظرة من الداخل. (لاحظ أن فتح الهارد ديسك يدمره، فهذا شيء لا يجب أن تفعله في المنزل إلا إذا كان لديك هارد معطل لتجرب عليه). عند فتح القرص الصلب سنجد صندوقاً محكم الغلق من الألومينيوم يحتوي على الكترونيات التحكم على أحد جوانبه. وإلكترونيات التحكم هذه عبارة عن ميكنة القراءة والكتابة والمحرك الذي يقوم بتدوير الصفيحة المستديرة. وتمثل الإلكترونيات النطاقات المغناطيسية على الهارد في شكل بايتات (قراءة) وتحول البايت إلى نطاقات مغناطيسية (كتابة). وكل الإلكترونيات موضوعة على لوح صغير مفصولة عن باقي الهارد.

ما وراء اللوح

تحت اللوح توجد الوصلات للمحرك الذي يعمل على تدوير الصفيحة المستديرة, كما أن هناك فتحة تهوية مفلترة جيداً وتساوى ضغط الهواء الداخل والخارج. إن إزاحة غطاء القرص يكشف البساطة في التركيب ولكن يظهر أيضا الدقة الداخلية.

ومن أجل زيادة كمية المعلومات التي من الممكن تخزينها, تحتوى أغلبية الأقراص على صفائح مستديرة متعددة. هذا الهارد به ثلاث صفائح مستديرة وستة رؤوس قراءة / كتابة. أما الميكنة التي تقوم بتحريك الذراع فيجب أن تكون سريعة وشديدة الدقة. ومن الممكن بناؤها باستخدام محرك خطى شديد السرعة.

تخزين البيانات

يتم تخزين البيانات على سطح الصفيحة المستديرة في أقسام ومسارات. تلك المسارات عبارة عن دوائر متمركزة, الأقسام الشبيهة بالفطيرة يتم تثبيتها على المسار. ويحتوي القرص على عدد ثابت من البايتات تمثل حجمه. وسواء على مستوى الهارد أو نظام التشغيل, فالأقسام دائماً يتم جمعها سوياً في مجموعات.

كما أن عملية إزالة بيانات القرص بالكامل(FORMAT) تتم بالمسارات والأقسام على الصفيحة المستديرة. ونقاط البداية والنهاية لكل قسم مكتوبة على الصفيحة المستديرة. تلك العملية تعد الهارد ديسك ليحمل كميات من البايت. بعد هذا تقوم نفس العملية على المستوى العالي بكتابة تعليمات تخزين الملفات, مثل جدول تحديد موقع الملف, في الأقسام. وهذه العملية تعد الهارد ديسك ليحمل الكثير من الملفات.