أجهزة التخزين البصرية

أجهزة التخزين البصرية

Optical Storage Devices

مقدمة

في الآونة الأخيرة ومع تقدم وكبر حجم نظم التشغيل والبرامج التطبيقية، أصبح استخدام الأقراص المرنة لتخزين مثل هذه البرامج غير عملي وغير ممكن. لذلك كان من الضروري ظهور وسيلة أخري مناظرة ذات سعة أكبر، ومن هنا ظهرت الأقراص المدمجة المستخدمة للقراءة فقط وهي معروفة بالاسم CD-ROM وهى اختصار Compact Disk-Read Only Memory. لذلك فجميع أجهزة الحاسبات الشخصية أصبحت الآن مدعمه جميعها بمشغل الأقراص المدمجة. تشبه الأقراص المدمجة الأقراص الصلبة والمرنة فى عدة عناصر، أول هذه العناصر أن البيانات يتم تخزينها حول القرص فى مسارات دائرية والتي يتم قراءتها بواسطة الرأس الخاصة بالقراءة والتي تتحرك قطررياً من المركز متجهه نحو حافة القرص لتنتق من مسار إلى آخر أثناء دوران القرص. ثاني هذه العناصر أن القرص له دليل يحدد مكان بداية قراءة القرص، حيث يحتوي هذا المكان على قائمة محتويات القرص. وهذا يناظر جدول مواقع الملفات FAT بالأقراص المرنة أو الأقراص الصلبة. أما أهم اختلاف بين الأقراص المدمجة والأقراص المغناطيسية هو انه فى الأقراص المغناطيسية ( الصلبة والمرنة ) يتم تسجيل البيانات مكودة فى صورة انعكاسات مغناطيسية يتم قراءتها عن طريق رأس كهرومغناطيسي، بينما في حالة الأقراص المدمجة يتم تسيل البيانات عن طريق رأس كهرومغناطيسي، بينما فى حالة الأقراص المدمجة يتم تسجيل البيانات عن طريق حفر انخفاضاتDepressions على طبقة من الالمونيوم العاكس للضوء، ثم يتم إسقاط شعاع الليزر ليرتد قوياً عند الأماكن اللامعة ( بدون انخفاضات) ويرتد ضعيفا عند الأماكن الغائرة (أماكن انخفاضات). وهذا هوأساس تكنولوجيا التخزن البصري.

فى هذا الفصل سنقوم بدراسة اساسيات تخزين البيانات البصرية Optical Data Storage ثم نتعرض دراسة أكثر أجهزة التخزين البصرية شيوعاً الآن متضمنة مشغل الـCD-ROM ومشغل DVD. كذلك سوف نتعرض لأهم تكنولوجيات القراءة / الكتابة.

وسائط التخزين البصرية Optical Storage Media:

فى وسائط التخزين البصرية يتم قراءة البيانات فى صورة شفرة ثنائية أى أصفار وآحاد مثلما يحدث فى وسائط التخزين المغناطيسية. تشتمل رأس القراءة فى مشغلات الأقراص المدمجة على مصدر ضوئى وحساس الضوءLight Sensor. يقوم المشغل بإطلاق شعاع ضوئي(شعاع ليزر) فيرتد من السطح العاكس للقرص المدمج ليقوم بقراءته حساس الضوء. يشتمل سطح القرص على مساحات ناعمه تسمى Lands ومساحات أخرى خشنة تسمى Pits. عندما يرتد الشعاع الضوئى من منطقة Land فانه يرتد بكامل قوته تقريبا بينما عندما يرتد من منطقة Pit فانه يشتت فيص لحساس الضوء نسبه ضعيفة منه. يقوم حساس الضوء بتشفير الارتدادات الضوئية القوية والضعيفة فى صورة آحاد وأصفار أى فى صورة بيانات مشفرة بشفرة ثنائية Binary Coded Data تماماَ نفس صورة البيانات فى حالة الوسائط المغناطيسية.

الأقراص المدمجة Compact Discs:

القرص المدم هو عبارة عن قرص من مادة بوليكروبونية Polycarbonate نقية، قطرها !20 ملليمتر وسمكها 102 ملليمتر. يتم كبس صورة مناطق الـ Pits على السطح الفارغ للقرص وذبك ياالضغط الميكانيكي، وهى نفس الطريقة التى اتبعت فى تسيل الأغاني على الاسطوانات البلاستيكية فى الماضي لأجهزة الجرامافون. لككن فى الأقراص المدمجة يتم طباعة الـ Pits بواسطة عملية الكبس على سطح واحد من القرص بحيث ترتب هذه الـ Pits فى مسار واحد دائري حلزوني يبدأ من المركز فى الداخل متجه نحو خارج القرص، وهذا مثل ما كان في اسطوانات الأغاني القديمة. ويعتبر هذا اختلاف جوهري آخر عن الأقراص المرنة والصلبة حيث يكون التسجيل على عدة مسارات مركزية وليس مسار واحد، كذلك التسجيل يكون على وجهين وليس وه واحد.

خطوة اللمسار فى قرص الـ CD بين مسار الحلزون والحلزون المجاور وتقدر بمقدار 1.6 ميكرون. الـ Pits نفسها بيضاوية الشل قريبة من شكل قطع السجق وهى غائرة بعمق0.15 ميورن وعرضها 0.5 ميكرون ويبين شكل 1-4 الـ Pits وهى المناطق الغامقة اللون بينما الـ Lands هى المناطق اللامعة ( الفاتحه ).

يختلف طول الـ Pits من 0.834 ميكرون إلى 3 ميكرون.

4 (15)

ولأن قراءة الـ CD تتم عن طريق شعاع الضوء بدلا من الرأس الكهرومغناطيسي لذا فان المسار الحلزوني يمكن أن يكون قريب جداً من المسار الحلزوني المجاور ولذلك تصل كثافة المسار فى قرص الـ CD إلى 16000 سار بكل بوصة TPI فى المقابل 96 فى حالة القرص المرن بينما 400فى حالة القرص الصلب.

يستخدم فى تصنيع القرص المدمج قرص آخر رئيسي ثم حفر صورة الـ Pits للبيانات المراد نسخها عن طريق شعاع ليزر قوي جداً، أقوى بكثير من الذي يستخدمه مشغل قراءة الأقراص المدمجة فى عملية القراءة. ثم يتم كبس صورة الـ Pits الموجودة على الـ Master فوق سطح القرص المدمج الخام بواسطة مكبس خاص. بعد ذلك يتم تغطية هذا السطح الذي أصبح عليه صورة البيانات فى شكل Pits غائرة بمادة الالمونيوم لتكوين سطح عاكس للضوء الذي يسقطه مشغل الأقراص المدمجة، فيستقبل الشعاع المرتد حساس الضوء الموجود برأس مشغل القرص المدمج. ثم بعد ذلك يتم تغطية القرص بكامله بمادة واقيه هي محلول الشيلاك Lacquer بسمك 0.002 ملليمتر ثم طبع عنوان القرص المدمج على السطح العلوي للقرص.

معظم الناس تعتقد أن رأس القراءة تقوم بقراءة البيانات من السطح السفلي للقرص ( السطح المقابل لسطح عنوان القرص )، بينما فى الحقيقة فان صورة بيانات قد طبعت بواسطة عملية الكبس على سطح القمة أى تحت عنوان القرص مباشرة. يقوم رس المشغل بتصويب شعاع الليزر من تحت القرص ثم يقوم بتركيزه خلال مادة البوليكربونات المصنوع منها القرص ومنها إلى صورة البيانات التي على هيئة Pits و Lands وهى مطبوعة على السطح العلوي المغطى بالألمونيوم العاكس للضوء وهو السطح المطبوع فوقه عنوان القرص (سطح القمة ). تبدأ قراءة البيانات من المسار الداخلى القريب من المركز ثم الاتجاه نحو الخارج.

اغلب الناس تسعى لحماية السطح السفلي للقرص اعتقادا منهم انه سطح البيانات. ومع ذلك فان تلف هذا السطح بتعرضه للخدوش العميقه او تراكم الأتربة عيه وواتساخه بشدة يعرض عملية القراءة للفشل نتية أن رأس القراءة تستقبل الشعاع المنعكس من سطح الالمونيوم من خلال هذا السطح السفلي.

Possibly Related Posts:


كتب في نفس المجال او من نفس الفئة

About farahat 1475 Articles
الــبــاجور - المـنـوفـيـة - جمهورية مصر العربية 0106331333 مهندس /احمد فرحات درس هندسه و علوم النظم و الحاسبات و له خيرة 18 عام في المجالات الهندسية المتعلقه بالنظم الهندسية كافة سواء كانت نظم لها علاقة بالعتاد (كهربيه - الكترونية - ميكانيكية) او نظم لها علاقة بالبرمجيات و قد حصل علي دبلومة مابعد التخرج في هندسه و علم الحاسب

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*