وحدات التخزين الثانوية – مقارنة الأجهزة المغناطيسية والضوئية والحالة الصلبة

علوم الحاسوبالملفات والتخزين وقواعد البيانات16–17 سنة

جارٍ التحميل…

استخدمها مع صفي ✨ خصّصها بالذكاء الاصطناعي الإبلاغ عن مشكلة

انظر داخل ثلاثة أنواع من التخزين: القرص الصلب (أطباق دوّارة، ومناطق ممغنطة، ورأس قراءة/كتابة، وزمن البحث، وزمن التأخر الدوراني)، والقرص الضوئي (حفر ومسطحات يقرؤها الليزر؛ CD وDVD وBlu-ray)، وSSD (خلايا ذاكرة فلاش NAND ذات بوابة عائمة، وموازنة التآكل). قارن السعة والسرعة والتكلفة لكل GB والمتانة وسهولة الحمل بين HDD وSSD وذاكرة فلاش USB وبطاقة الذاكرة وقرص Blu-ray والشريط المغناطيسي والتخزين السحابي، واختر جهازًا لكل موقف، وشاهد الذاكرة الافتراضية ضمن هرمية الذاكرة.

الدرس: وحدات التخزين الثانوية: الأجهزة المغناطيسية والضوئية والحالة الصلبة، والتخزين السحابي، والذاكرة الافتراضية، وهرمية الذاكرة

ماذا تعرض

تحتفظ وحدات التخزين الثانوية بالبيانات عند انقطاع الطاقة. يخزّن القرص الصلب كل بت منطقةً ممغنطة على طبق دوّار؛ وللقراءة يجب أن ينتقل الرأس إلى المسار الصحيح ثم ينتظر دوران القطاع إليه. ويخزّن القرص الضوئي البتات حفرًا ومسطحات على مسار حلزوني، تُقرأ من تغيّر ضوء الليزر المنعكس؛ وكلما قصر الطول الموجي اتسع القرص لبيانات أكثر. أما SSD فيحبس الإلكترونات على البوابة العائمة لخلايا فلاش NAND، ولا أجزاء متحركة فيه، ويوزّع عمليات الكتابة ليبطئ التآكل. لا يوجد جهاز هو الأفضل لكل شيء، فالاختيار يوازن بين السعة والسرعة والتكلفة والمتانة وسهولة الحمل.

طريقة الاستخدام

في «كيف تُخزَّن البتات» اختر «القرص الصلب» أو «القرص الضوئي» أو «SSD» واضبط «بايت للتخزين». للقرص الصلب اختر «سرعة الدوران» واضغط «اقرأ قطاعًا عشوائيًا» أو اضغط الطبق؛ وللأقراص غيّر «نوع القرص»؛ ولمحرك SSD بدّل «موازنة التآكل» واضغط «حفظ متواصل». في «قارن واختر» اختر «المعيار» و«الموقف» و«اختيارك» ثم اضغط «تحقّق». وفي «هرمية الذاكرة» اضبط RAM وافتح التطبيقات وانتقل بينها.

المعاملات القابلة للتغيير

  • الشاشة الافتتاحية كيف تُخزَّن البتات, قارن واختر, هرمية الذاكرة
  • الجهاز المعروض من الداخل القرص الصلب (HDD), القرص الضوئي, SSD (فلاش NAND)
  • البايت المراد تخزينه (0–255) 0–255
  • سرعة دوران القرص الصلب 5400 rpm, 7200 rpm, 15 000 rpm
  • نوع القرص الضوئي CD, DVD, Blu-ray
  • تشغيل موازنة التآكل في SSD
  • معيار المقارنة السعة المعتادة, سرعة القراءة, زمن الوصول, التكلفة لكل GB, المتانة, سهولة الحمل
  • الموقف نسخ احتياطي بحجم 1.5 TB لصور العائلة ومقاطع الفيديو, التخزين المدمج في هاتف ذكي, حفظ 500 TB من سجلات شركة مدة 20 سنة, المحرك الرئيسي لحاسوب محمول للألعاب, بيع فيلم للزبائن على قرص, نقل 2 GB من الواجبات المدرسية بين المدرسة والبيت
  • حجم RAM 4–32 GB
  • الذاكرة الافتراضية على SSD, HDD

أسئلة للاستكشاف

  1. لماذا يكون متوسط زمن التأخر الدوراني لقرص صلب بسرعة 15 000 rpm أقصر منه لقرص بسرعة 5400 rpm؟
  2. كيف يسمح الطول الموجي الأقصر لليزر بأن يتسع قرص Blu-ray لبيانات أكثر من DVD؟
  3. لماذا يصبح الانتقال إلى تطبيق بطيئًا عندما تكون بياناته في الذاكرة الافتراضية على قرص صلب؟