مشغلات أقراص الـ CD-ROM Drives )CD-ROM )

مشغلات أقراص الـ CD-ROM Drives )CD-ROM ):

 

 

1591

تستخدم مشغلات أقراص الـ CD-ROM للقراءة، وفى بعض الأحيان للكتابة أيضا على أقراص الـ CD-ROM. وفكرة عمل هذه المشغلات أساسها فكرة عمل مشغلات الأقراص المرنة ومشغلات الأقراص الصلبة. يقوم مشغل اقراص الـ CD_ROM بإدارة القرص حول محوره بينما تتحرك الرأس قطريا للخلف وللأمام عبر سطح القرص لتقرأ الموقع المراد قراءته. معظم أجهزة كمبيوتر الـ PC المتاحة حاليا فى الأسواق مدعمة بمشغل أقراص الـ CD-ROM وهو متصل بنظام الكمبيوتر عن طريق ناقل الربط IDE Interface، ويتصل أيضا هذا المشغل بكارتة الصوت Audio Adaptor الخاصة بالنظام ليتاحتشغيل أقراص الـ CD أيضا التي تحتوي علىمادة صوتية مثل الأغاني. تقدم الأسواق مشغلات أقراص الـ CD-ROM كوحدات خارجية، تختلف هذه الوحدات فى طرق الربط Interfaces فهي مثل مشغلات الأقراص الصلبة منها يستخدم ربط الـ IDE ومنها يستخدم ربط الـ SCSI. ويختلف أيضا بعض مشغلات أقراص الـ CD-ROM عن بعضه فى طريقة إدخال القرص إلى المشغل.

رأس المشغل The Drive Head:

تشتمل رأس قراءة البيانات فى مشغلات أقراص الـ CD-ROM على مصدر ضوئي وعلى مستقبل للضوء يسمى كاشف للضوء أي Photo Detector. تقوم الرأس بإسقاط شعاع الضوء على السطح العاكس للقرص الذي يحتوي على البيانات المراد قراءتها، ثم يقوم كاشف الضوء بقراءة الضوء المنعكس من سطح البياانات. تعمل مناطق الـ Lands الموجودة بسطح البيانات مثل المرآة فتعكس الضوء الساقط عليها بنفس قوته تقريبا إلى كاشف الضوء. بينما تمتص الـPits جزء من الضوء الساقط عليها فتعكسه إلى كاشف الضوء بقوة أضعف. تستخدك الدوائر الالكترونية فى المشغل هذه الاختلافات فى قوة الضوء المنعكس لتحوله إلى بيانات ثنائية يستقبلها الكمبيوتر. فى حالة قرص الـ CD الذي يحتوي على صوت فان كارتة مووائم الصوت تقوم بتحويل البيانات الثنائية وهي بيانات رقمية إلى بيانات تناظرية عن طريق محول بيانات من رقمي إلى تناظرى DAC إى Digital-to-Analog Converter ثم يتم تسليم البيانات التناظرية إلي مكبر إشارة Amplifier ومنه إلى السماعات الصوتية.

في حالة مشغلات الأقراص المدمجة CD-ROM لايهم قرب رأس القراءة من سطح القرص إنما المهم هو أن تكون المسافة بين سطح القرص والرأس ثابتة لا تتغير. ومن هنا فان هناك اطمئنان أن الرأس لن تتعرض لتلامسها مع سطح القرص وبالتالي تلافي ضرر القرص من هذا التلامس. فالشئ الوحيد الذي يلامس سطح بيانات القرص اثناء عملية القراءة هو الشعاع الضوئي وبالتالي لن يتعرض القرص سواء للاحتكاك أو التآكل ع الإطلاق.

يقوم مصدر الضوء برأس المشغل بتوليد شعاع ليزر(تحت الحمراء)، عرض هذا الشعاع 780 نانوملليمتر. يستخدم مصدر الضوء شبه موصل من أملاح الجاليوم Gallium Arsenate Semiconductor لتوليد شعاع الليزر يعتبر هذا الشعاع ذو قدرة منخفضة، إنما إذا سلط هذا الشعاع على عين أى فرد فان هذا يمثل خطر على عين هذا الفرد. ولكن المشغل الكامل التجميع لايعرض البيئة الخارجيةلشعاع الليزر، ومع ذلك ربما يجد فني الصيانة سببا لفك أجزاء هذا المشغل. وعموما فى اغلب الأحوال يتم استبدال المشغل التالف بدلا من إصلاحه نظرا لرخص ثمنه.

أن وحدة الليزر ليست جزء من رأس المشغل، إنما هي وحدة ثابته ولكن يتم توجيه شعاع الليزر الذي تنتجه عن طريق سلسله من المرايا والعدسات. حيث تقوم هذه االسلسلة من المرايا والعدسات بتوجيه شعاع الليزر بدقه على طبقة البيانات ثم تحمل الشعاع المنعكس إلى كاشف الضوء. إذن الذي يتحرك هو مشغل الرأس وليس وحدة توليد شعاع الليزر. يتحرك مشغل الرأس Head Actuator للخلف وللأمام عبر سطح القـرص ليوجه شعاع اليزر إلى المسارالمناسب على القرص.

نظريا فالعملية بكاملها سهلة، ولكن فعليا عند تشغيل مشغل الـ CD-ROM فان مسألة تصويب شعاع الليزر بدقة على الموقع الصحيح للبيانات وكذلك تركيز الشعاع على هذا المكان هو مسألة فى غاية الصعوبة. وتكمن المشكلة فى أن الأقراص غير مسطحة بشكل مثالي وكذلك المسارات غير مركزية بشكل مثالي. فبمجرد ان يدور القرص وعند أى نقطة تقع على أحد مساراته نجدها تتعرض للتذبذب أسفل وأعلي وهذه حركه غير مرغوب فيها، ويحدث هذا نتيجة الالتواء الخفيف جدا فى القرص. يمكن أيضا أن تتذبذب هذه النقطة فى الاتجاه الجانبي نتيجة عدم مركزية المسار بشكل دقيق، وهذه الحركة أيضا غير مرغوب فيها. لذلك يجب ان تشتمل المشغلات على آليات مهمتها القضاء على مثل هذه المشاكل بإزالة أى حركة اهتزازية غير مرغوب فيها.

احد الآليات الشائعة والتي مهمتها مراقبة الاهتزاز الجانبي Side-To-Side Movement يطلق عليها التعقب القطرى Radial Tracking. تشتمل هذه الآلية على عملية فصل ثلاث اشعة ضوئية من شعاع الليزر باستخدام محزوز الحيود Diffraction Grating ثم إمرار ثلاث أشعة ضوئية المستخلصة على عدسات لجعلها متوازية. وظيفة الشعاع الأوسط قراءة البيانات من على القرص، بينما يركز كل من الشعاعين الآخرين على منطقتى الفراغ الفاصلين بين المسارالجاري قراءته والمسارين المحيطان به ( المجاورين له ). يراقب المشغل شدة الشعاعين الخارجيين فان كانت شدتهما مستقره ( غير متغيره ) فان هذا معناه ان شعاع القراءة متمركز بشكل سليم على المسار الجاري قراءته. أما إذا تغيرت شدة أحد الشعاعين الخارجيين أو كلاهما فان هذا معناه وجود انحراف أفقي وبناء على ذلك فان الآلية تحرك الرأس لتلاشي الانحراف الأفقي الحادث. لتلاشي الانحراف الرأسي الذي يحدث نتيجة عدم استواء سطح القرص بشكل مثالي فان المشغل يقوم بضبط العدسات لضبط تركيز شعاع القراءة على القرص.

مشغل الرأس The Head Actuator:

كما هو الحال فى مشغلات الأقراص الصلبة وأيضا مشغلات الأقراص المرنة، فان مشغل الرأس فى مشغلات الأقراص المدمجة CD-ROM هو الوحدة التي لتجمع بها العناصر الرئيسية للرأس. حيث يقوم مشغل الررأس بتحريك هذه العناصر للأمام أو الخلف قطريا عبر سطح القرص إلى الموقع المراد قراءته من أحد مسارات القرص. مشغل الرأس هو المسئول عن الحركة العمودية على المسارات، بينما الحركة على امتدادطول المسار فالمسئول عنها هو دوران القرص ذاته. لأن قرص الـ CD-ROM له سطح بيانات واحد لذا مشغل الـ CD-ROM أبسط من مشغل الرأس فى حالة الأقراص المرنة الذي هو مسئول عن تحريك رأسين وليس رأس واحدة لأن البيانات الموجودة على وجهي القرص المرن. ومشغل الرؤوس فى حالة مشغل الأقراص الصلبة أكثر تعقيدا لأنه مسئول عن تحريك اثنى عشر رأسا أو أكثر معا كوحدة واحده. التعقيد الوحيد في مشغل الرأس بالـ CD-ROM ناتج عن وجود كثافة عالية من المسارا على قرص الـ CD بدرجة أعلى كثيرا عن ماهو موجود بالأقراص المرنة أو حتى الأقراص الصلبة. لذلك فمحرك الخطوة بمشغلات الأقراص المرنة أو مشغلات الأقراص الصلبة القديمة لا يناسب مشغلات أقراص الـ CD-ROM. تستخدم مشغلات الـ CD-ROM الحاكم الدقيق المتكاملIntegrated Microcontroller ونظام آلي Servo System لتحريك الرأس، ويشابه ذلك ماهو موجود بمشغلات الأقراص الصلبة الحديثة. ومع ذلك فان زمن البحث ( هو الزمن الذي يلزم مشغل الرأس ليصل إلي مسار معين ) فى مشغلات الـ CD-ROM أطول من نظيره فى مشغلات الأقراص الصلبة.

مشغلات أقراص الـ CD-ROM Drives )CD-ROM ):

تستخدم مشغلات أقراص الـ CD-ROM للقراءة، وفى بعض الأحيان للكتابة أيضا على أقراص الـ CD-ROM. وفكرة عمل هذه المشغلات أساسها فكرة عمل مشغلات الأقراص المرنة ومشغلات الأقراص الصلبة. يقوم مشغل اقراص الـ CD_ROM بإدارة القرص حول محوره بينما تتحرك الرأس قطريا للخلف وللأمام عبر سطح القرص لتقرأ الموقع المراد قراءته. معظم أجهزة كمبيوتر الـ PC المتاحة حاليا فى الأسواق مدعمة بمشغل أقراص الـ CD-ROM وهو متصل بنظام الكمبيوتر عن طريق ناقل الربط IDE Interface، ويتصل أيضا هذا المشغل بكارتة الصوت Audio Adaptor الخاصة بالنظام ليتاحتشغيل أقراص الـ CD أيضا التي تحتوي علىمادة صوتية مثل الأغاني. تقدم الأسواق مشغلات أقراص الـ CD-ROM كوحدات خارجية، تختلف هذه الوحدات فى طرق الربط Interfaces فهي مثل مشغلات الأقراص الصلبة منها يستخدم ربط الـ IDE ومنها يستخدم ربط الـ SCSI. ويختلف أيضا بعض مشغلات أقراص الـ CD-ROM عن بعضه فى طريقة إدخال القرص إلى المشغل.

رأس المشغل The Drive Head:

تشتمل رأس قراءة البيانات فى مشغلات أقراص الـ CD-ROM على مصدر ضوئي وعلى مستقبل للضوء يسمى كاشف للضوء أي Photo Detector. تقوم الرأس بإسقاط شعاع الضوء على السطح العاكس للقرص الذي يحتوي على البيانات المراد قراءتها، ثم يقوم كاشف الضوء بقراءة الضوء المنعكس من سطح البياانات. تعمل مناطق الـ Lands الموجودة بسطح البيانات مثل المرآة فتعكس الضوء الساقط عليها بنفس قوته تقريبا إلى كاشف الضوء. بينما تمتص الـPits جزء من الضوء الساقط عليها فتعكسه إلى كاشف الضوء بقوة أضعف. تستخدك الدوائر الالكترونية فى المشغل هذه الاختلافات فى قوة الضوء المنعكس لتحوله إلى بيانات ثنائية يستقبلها الكمبيوتر. فى حالة قرص الـ CD الذي يحتوي على صوت فان كارتة مووائم الصوت تقوم بتحويل البيانات الثنائية وهي بيانات رقمية إلى بيانات تناظرية عن طريق محول بيانات من رقمي إلى تناظرى DAC إى Digital-to-Analog Converter ثم يتم تسليم البيانات التناظرية إلي مكبر إشارة Amplifier ومنه إلى السماعات الصوتية.

في حالة مشغلات الأقراص المدمجة CD-ROM لايهم قرب رأس القراءة من سطح القرص إنما المهم هو أن تكون المسافة بين سطح القرص والرأس ثابتة لا تتغير. ومن هنا فان هناك اطمئنان أن الرأس لن تتعرض لتلامسها مع سطح القرص وبالتالي تلافي ضرر القرص من هذا التلامس. فالشئ الوحيد الذي يلامس سطح بيانات القرص اثناء عملية القراءة هو الشعاع الضوئي وبالتالي لن يتعرض القرص سواء للاحتكاك أو التآكل ع الإطلاق.

يقوم مصدر الضوء برأس المشغل بتوليد شعاع ليزر(تحت الحمراء)، عرض هذا الشعاع 780 نانوملليمتر. يستخدم مصدر الضوء شبه موصل من أملاح الجاليوم Gallium Arsenate Semiconductor لتوليد شعاع الليزر يعتبر هذا الشعاع ذو قدرة منخفضة، إنما إذا سلط هذا الشعاع على عين أى فرد فان هذا يمثل خطر على عين هذا الفرد. ولكن المشغل الكامل التجميع لايعرض البيئة الخارجيةلشعاع الليزر، ومع ذلك ربما يجد فني الصيانة سببا لفك أجزاء هذا المشغل. وعموما فى اغلب الأحوال يتم استبدال المشغل التالف بدلا من إصلاحه نظرا لرخص ثمنه.

أن وحدة الليزر ليست جزء من رأس المشغل، إنما هي وحدة ثابته ولكن يتم توجيه شعاع الليزر الذي تنتجه عن طريق سلسله من المرايا والعدسات. حيث تقوم هذه االسلسلة من المرايا والعدسات بتوجيه شعاع الليزر بدقه على طبقة البيانات ثم تحمل الشعاع المنعكس إلى كاشف الضوء. إذن الذي يتحرك هو مشغل الرأس وليس وحدة توليد شعاع الليزر. يتحرك مشغل الرأس Head Actuator للخلف وللأمام عبر سطح القـرص ليوجه شعاع اليزر إلى المسارالمناسب على القرص.

نظريا فالعملية بكاملها سهلة، ولكن فعليا عند تشغيل مشغل الـ CD-ROM فان مسألة تصويب شعاع الليزر بدقة على الموقع الصحيح للبيانات وكذلك تركيز الشعاع على هذا المكان هو مسألة فى غاية الصعوبة. وتكمن المشكلة فى أن الأقراص غير مسطحة بشكل مثالي وكذلك المسارات غير مركزية بشكل مثالي. فبمجرد ان يدور القرص وعند أى نقطة تقع على أحد مساراته نجدها تتعرض للتذبذب أسفل وأعلي وهذه حركه غير مرغوب فيها، ويحدث هذا نتيجة الالتواء الخفيف جدا فى القرص. يمكن أيضا أن تتذبذب هذه النقطة فى الاتجاه الجانبي نتيجة عدم مركزية المسار بشكل دقيق، وهذه الحركة أيضا غير مرغوب فيها. لذلك يجب ان تشتمل المشغلات على آليات مهمتها القضاء على مثل هذه المشاكل بإزالة أى حركة اهتزازية غير مرغوب فيها.

احد الآليات الشائعة والتي مهمتها مراقبة الاهتزاز الجانبي Side-To-Side Movement يطلق عليها التعقب القطرى Radial Tracking. تشتمل هذه الآلية على عملية فصل ثلاث اشعة ضوئية من شعاع الليزر باستخدام محزوز الحيود Diffraction Grating ثم إمرار ثلاث أشعة ضوئية المستخلصة على عدسات لجعلها متوازية. وظيفة الشعاع الأوسط قراءة البيانات من على القرص، بينما يركز كل من الشعاعين الآخرين على منطقتى الفراغ الفاصلين بين المسارالجاري قراءته والمسارين المحيطان به ( المجاورين له ). يراقب المشغل شدة الشعاعين الخارجيين فان كانت شدتهما مستقره ( غير متغيره ) فان هذا معناه ان شعاع القراءة متمركز بشكل سليم على المسار الجاري قراءته. أما إذا تغيرت شدة أحد الشعاعين الخارجيين أو كلاهما فان هذا معناه وجود انحراف أفقي وبناء على ذلك فان الآلية تحرك الرأس لتلاشي الانحراف الأفقي الحادث. لتلاشي الانحراف الرأسي الذي يحدث نتيجة عدم استواء سطح القرص بشكل مثالي فان المشغل يقوم بضبط العدسات لضبط تركيز شعاع القراءة على القرص.

مشغل الرأس The Head Actuator:

كما هو الحال فى مشغلات الأقراص الصلبة وأيضا مشغلات الأقراص المرنة، فان مشغل الرأس فى مشغلات الأقراص المدمجة CD-ROM هو الوحدة التي لتجمع بها العناصر الرئيسية للرأس. حيث يقوم مشغل الررأس بتحريك هذه العناصر للأمام أو الخلف قطريا عبر سطح القرص إلى الموقع المراد قراءته من أحد مسارات القرص. مشغل الرأس هو المسئول عن الحركة العمودية على المسارات، بينما الحركة على امتدادطول المسار فالمسئول عنها هو دوران القرص ذاته. لأن قرص الـ CD-ROM له سطح بيانات واحد لذا مشغل الـ CD-ROM أبسط من مشغل الرأس فى حالة الأقراص المرنة الذي هو مسئول عن تحريك رأسين وليس رأس واحدة لأن البيانات الموجودة على وجهي القرص المرن. ومشغل الرؤوس فى حالة مشغل الأقراص الصلبة أكثر تعقيدا لأنه مسئول عن تحريك اثنى عشر رأسا أو أكثر معا كوحدة واحده. التعقيد الوحيد في مشغل الرأس بالـ CD-ROM ناتج عن وجود كثافة عالية من المسارا على قرص الـ CD بدرجة أعلى كثيرا عن ماهو موجود بالأقراص المرنة أو حتى الأقراص الصلبة. لذلك فمحرك الخطوة بمشغلات الأقراص المرنة أو مشغلات الأقراص الصلبة القديمة لا يناسب مشغلات أقراص الـ CD-ROM. تستخدم مشغلات الـ CD-ROM الحاكم الدقيق المتكاملIntegrated Microcontroller ونظام آلي Servo System لتحريك الرأس، ويشابه ذلك ماهو موجود بمشغلات الأقراص الصلبة الحديثة. ومع ذلك فان زمن البحث ( هو الزمن الذي يلزم مشغل الرأس ليصل إلي مسار معين ) فى مشغلات الـ CD-ROM أطول من نظيره فى مشغلات الأقراص الصلبة.

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.


*