مشاكل القرص الصلب

[يتيم الشعر]

حمل لي بريدي الرسالة التالية : -

مشاكل القرص الصلب

من أكثر المشاكل إثارة للفزع، التي قد يتعرض لها الكمبيوتر الشخصي، أعطال القرص الصلب. وقد تكون المشكلة بسيطة، مثل بعض القطاعات (sectors) التالفة، أو أسلاك توصيل الطاقة المرتخية، إلا أن أول ما يتبادر إلى الذهن، عندما نرى أية مشاكل تتعلق بعمل القرص الصلب، هو الرسالة المخيفة التي تظهر على شاشة الكمبيوتر: انهيار القرص الصلب "disk crash".

وسبب الفزع هو أن انهيار القرص الصلب الكامل قد ينتج عنه فقدان البيانات، بشكل لا يمكن معه استعادتها. ويعود ذلك بالدرجة الأولى إلى عدم أخذ نسخ احتياطية من البيانات دورياً، بالقدر المطلوب. وحتى بالنسبة لمن يقومون بعمل نسخ احتياطية بشكل منتظم، فإنهم مضطرون، في حالة انهيار القرص الصلب لديهم، لشراء قرص صلب جديد، وتركيبه، ثم تركيب وتشغيل برنامج التخزين الاحتياطي. وأقل ما يمكن أن يقال، أن هذه العملية تستغرق وقت وجهد من يقوم بها. وكما يحدث في معظم الأحوال، تأتي المشاكل مجتمعة، فتقع مثل هذه الأحداث عندما يكون ضغط العمل على أشده، للوفاء بموعد تسليم عمل معين، مثلاً، أو عندما تكون المحلات مغلقة، بحيث يتعذر شراء قرص صلب جديد!

وتتعطل الأقراص الصلبة للسبب الذي يعطل الأجهزة الأخرى، كالثلاجة أو السيارة، وهي بنيتها الميكانيكية. غير أنه ينبغي توخي الحذر الزائد من أعطال القرص الصلب، لأنها أكثر غموضاً. فبالنسبة للسيارة، يمكننا أن نخبر الميكانيكي أن المحرك لا يشتغل، أو أن البطارية تكون فارغة في الصباح، أو أن المكابح ضعيفة. ويمكننا أيضاً، أن نخبر فني تصليح الأجهزة الكهربائية، أن الثلاجة لا تبرد بالشكل المطلوب. إلا أنه في حالة القرص الصلب، فقد يصعب علينا، حتى أن نبدأ في تقييم نوع الخطأ الموجود لدينا. وقد نكون على يقين من أن القرص الصلب موجود في الجهاز، إلا أنه يصر على إظهار رسالة "القرص غير موجود" (disk does not exist). أما في ما يتعلق بالبيانات المتوقع بقاءها على القرص الصلب في حالة الأعطال، فإن كل ما بوسعنا أن نفترضه هو: لم يتبقّ شيء على الإطلاق!

الأقراص الصلبة يمكن أن تتعطل بالكامل، وهذا أمر مؤكد، إلا أن الأعطال الجزئية ممكنة الحدوث، أيضاً، وكذلك أن يعمل القرص الصلب بشكل خاطئ. وسوف نسلط الضوء في هذه المقالة، على مجموعة من مشاكل القرص الصلب، وندرس أسباب حدوثها، ونقدم بعض الأفكار حول ما يجب القيام به إزاءها.

قرصك الصلب، والبيانات

لنتفحص أولاً، بنية القرص الصلب وطريقة عمله. يكون القرص الصلب على شكل عبوة محكمة الإغلاق لا يدخلها الهواء. وتمنع هذه العبوة الملوثات، مثل جزيئات الأوساخ، والسوائل، والغبار، والشعر، من ملامسة الصفائح (platters) الدائرية المحفوظة بشكل محكم ضمن القرص. أما الصفائح ذاتها، فهي مكونة من مادة أساسية (substrate)، مطلية بوسط مغناطيسي (magnetic medium). والمادة الأساسية للصفائح مصنوعة إما من الألمنيوم (الشائع استعماله في الوقت الحالي)، أو من الزجاج، أو من السيراميك. ويجب أن لا تتمتع المادة الأساسية بخواص مغناطيسية، وأن تكون قابلة للصقل بمنتهى النعومة، عند الإعداد النهائي.

حتى يتم تخزين البيانات، يجب استعمال وسط مغناطيسي لطلاء وجهي الصفيحة. تستخدم في الوقت الحالي طبقة معدنية تُسمى thin-film medium، فيما شاع في الماضي استخدام أكسيد مغناطيسي ((magnetic oxide). تخزن هذه الطبقة المعدنية البيانات بأنماط مغناطيسية، وتستطيع كل صفيحة أن تخزن ما يقارب مليون بت، في كل بوصة مربعة من سطحها. ويتضمن مجمع القرص الصلب رؤوساً للكتابة والقراءة، لتسجيل واستعادة البيانات. ويوجد لكل سطح من وجهي الصفيحة (العلوي و*****ي) رأس قراءة/كتابة مخصص لذلك السطح. ولكل واحد من رؤوس القراءة/الكتابة هذه، ذراع ميكانيكي، وتتصل كل الأذرع الموجودة في القرص الصلب بمحور شاقولي واحد، يتحرك أفقياً على خط مستقيم. وعندما تدور الصفائح حول محور الدوران (spindle)، تضع الأذرعة الرؤوس في مواقعها المحددة بدقة تامة، وينتج لدينا شكل يشبه مشغل أسطوانات الموسيقى (الفونوغراف أو الحاكي) القديم، الذي كان وسيلة الاستماع الشائعة للموسيقى، في ماضي الأيام.

يتمثل أحد الفروق الرئيسية بين القرص الصلب والحاكي، في أن الثاني كان يُشغل أسطوانة تلو الأخرى من الأسطوانات المعدة للاستماع، على القرص الدوّار (turntable)، فيما يتيح القرص الصلب تشغيل كل الصفائح في كل الأوقات، علماً بأن لكل صفيحة رؤوس القراءة/الكتابة، والذراع الخاص بها. ومن الفروق الأخرى بين القرص الصلب والحاكي، هو أن ذراع القرص الدوّار في الحاكي لا يتمتع بذكاء مبيت، وكل ما يقوم به هو أن يحمل الإبرة (stylus)، التي تسير على الأسطوانة مستدلة بالأخاديد المحفورة عليها، لإذاعة الصوت. أما في القرص الصلب، فإن الذراع يحرك الرأس إلى موقع البيانات الطبيعي، حسب تعليمات من محرك دقيق يُسمى الدافع (actuator)، ولا تقوم الصفيحة ذاتها بقيادة الرأس.

وهناك فرق آخر بين القرص الصلب والحاكي، ففيما تلامس الإبرة، الأسطوانة المصنوعة من مادة الفينيل، في حالة الحاكي، فإن رؤوس القراءة/الكتابة ترتفع بضعة مايكرو بوصات (المايكرو بوصة يساوي جزءاً من مليون من البوصة) فوق الصفيحة، في القرص الصلب. وكانت هذه المسافة تبلغ 10 مايكرو بوصة في الأقراص الصلبة القديمة، أما في الأقراص الحديثة فهي 5 مايكرو بوصة. وتستقر الرؤوس فوق تيار من الهواء المتدفق، ناتج عن دوران الصفائح، ولا يلامس الرأس سطح الصفيحة نهائياً، إلا في حالتين خاصتين فقط. ولو لامس الرأس سطح الصفيحة لأدى ذلك إلى إلحاق الضرر، أو إتلاف البيانات الموجودة في المنطقة التي لامس فيها الرأس الصفيحة، ولذلك نشأت الحاجة لصنع أسطح الصفائح بأكبر درجة من النعومة، وإلى طلاء هذه الأسطح.

والحالتان اللتان يمكن للرأس أن يلامس فيهما سطح الصفيحة هما: أولاً، الحالة المتعمدة، عندما يتوقف القرص عن الدوران، أي عندما ينقطع مصدر الطاقة عنه، إذ يتلاشى تدفق الهواء تدريجياً خلال فترة انخفاض سرعة دوران القرص الصلب، وعندما يتوقف الدوران تماماً، لا تجد الرؤوس ما يحملها فوق الصفائح، فتستقر فوقها. أما الحالة الأخرى، والتي تحدث عن غير عمد، فتحصل نتيجة صدمة عنيفة، بحيث يخترق الرأس تيار الهواء الذي يحمله، ويلامس سطح الصفيحة.

وفي الحالة الأولى، المقصودة، فإن الدافع يرشد رؤوس القراءة/الكتابة إلى منطقة مخصصة تُدعى منطقة الهبوط LZ (landing zone). وكان على المستخدم في الأجهزة القديمة، تحديد منطقة LZ في إعدادات نظام بيوس BIOS (نظام المدخلات/المخرجات الأساسي)، إلا أن أنظمة بيوس الحديثة تستطيع التعرف على مناطق LZ تلقائياً. ولا تحتوي منطقة LZ على بيانات، فهي مخصصة تماماً لتوفير موقف لرؤوس القراءة/الكتابة. وكان من الضروري، في الماضي،أن يكتب المستخدم الأمر "park"، لضمان توقف الرؤوس في المكان المخصص، إلا أنها تتوقف تلقائياً في المكان المحدد لها، في الأجهزة الحديثة.

أما الحالة الثانية، والتي تحدث بدون قصد مسبق، فتعرف بحالة اصطدام الرأس (head crash)، وهو الذي قد يتسبب في تدمير البيانات الموجودة في المنطقة التي يلامس فيها الرأس الصفيحة (وفي حالة الصدمات العنيفة، قد يحتك الرأس بسطح الصفيحة بأكمله). وهذه إحدى المشاكل الخطيرة التي تتعرض لها الأقراص الصلبة. وعلى الرغم من إمكانية إعادة تهيئة القرص لتشغيله مرة أخرى، إلا أنه يصاحب ذلك، دائماً، فقدان للبيانات. وتتضمن المشاكل الميكانيكية، الخطيرة، الأخرى: تلف الرؤوس ذاتها، والإخفاق المتعلق بتزويد الطاقة للدافع والمحركات الأخرى، إلا أن مثل هذه الأعطال نادرة الحدوث، وإن حصلت، فليس هناك ما يمكن عمله حيالها. ويمكن، في بعض الحالات، إصلاح مشكلة اصطدام الرأس باستخدام برامج خدمية خاصة، أو لدى المراكز المتخصصة بصيانة الأقراص الصلبة، غير أن معظم البيانات، أو كلها، تكون بوضع لا يمكن معه إنقاذها.