ما هي أجهزة التخزين الضوئية؟

لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الاستفادة بشكل حقيقي من العالم التناظري المحيط بنا. لكي يقوموا بعملهم ، يجب تحويل المعلومات التناظرية إلى بيانات رقمية. يمكن لأجهزة الكمبيوتر بعد ذلك معالجة البيانات أو إرسالها إلى شاشتك أو طابعة أو الإنترنت أو حفظها لاستخدامها لاحقًا. تتمثل إحدى طرق تخزين أجهزة الكمبيوتر للمعلومات في استخدام الوسائط الضوئية.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التخزين يمكن لجهاز الكمبيوتر الخاص بك استخدامها. كان النوع الأكثر شيوعًا خلال معظم تاريخ الصناعة أجهزة التخزين المغناطيسية. وتشمل هذه محركات الأشرطة القديمة والأقراص المرنة ، بالإضافة إلى محركات الأقراص الثابتة التي لا تزال توفر سعة تخزين معظم أجهزة الكمبيوتر. أجهزة تخزين الحالة الصلبة تشمل محركات الأقراص المصغرة وبطاقات الذاكرة عالية السرعة محركات الأقراص الصلبة أو محركات أقراص الحالة الصلبة التي بدأت في استبدال محركات الأقراص الثابتة في العديد من الاستخدامات. والثالث هو التخزين الضوئي، عادة في شكل أقراص قابلة للإزالة.

يعود الفرق بين وسائط التخزين هذه إلى كيف يتم تشفير البيانات رقميا و أقرأ. على الوسائط المغناطيسية ، يتم ترميز الأصفار والأرقام التي تشكل البيانات الرقمية كإشارات مغناطيسية مجمعة في المسارات و القطاعات. تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ومحركات أقراص USB المصغرة شكلاً من أشكال ذاكرة الكمبيوتر ، والتي تسجل البيانات عن طريق الشحن أو عدم شحن جزء معين من الشريحة لإنشاء ما يعادل الأصفار والآحاد. باستخدام الوسائط الضوئية ، يتم ترميز نفس الأصفار والآحاد بصريًا وقراءتها بواسطة الليزر.

تتكون الأقراص المستخدمة في محركات الأقراص الضوئية من طبقة عاكسة صلبة لحفظ البيانات ، محصورة بين طبقة شفافة واقية وطبقة معتمة حيث يتم وضع الملصق. يُنشئ الليزر الأصفار والآحاد تأليب أو تعتيم المناطق المجهرية على الطبقة العاكسة مما يجعلها غير عاكسة. عند تشغيل البيانات ، تكون نقطة معينة إما عاكسة أم لا ، وتشكل البقع العاكسة وغير العاكسة بتات وبايت المعلومات الرقمية. يعمل الشريط البصري بالمثل ، باستثناء أن الطبقات مصنوعة من شريط مرن بدلاً من الأقراص الصلبة.

كان أول قرص بصري شهد استخدامه على نطاق واسع هو قرص مضغوط، أو قرص مضغوط. يمكن لمحركات الأقراص القديمة قراءة الأقراص المصنعة فقط وكان يشار إليها باسم CD-ROM أو CD اقرأ الذاكرة فقط. توسعت CD-R على تلك التقنية الأساسية ، مما جعل من الممكن لمحرك الأقراص بالكمبيوتر سجل على قرص ضوئي للاستخدام مرة واحدة. بمجرد كتابته ، لا يمكن إعادة كتابة القرص. جاء هذا التحسين لاحقًا مع CD-RW أو قرص مضغوط قابل لإعادة الكتابة محركات وأقراص. يمكن كتابتها وإعادة كتابتها عدة مرات ، مثل محركات الأقراص الثابتة أو محركات الأقراص المرنة ، والاحتفاظ بها حوالي 700 ميغا بايت من البيانات.

تم تطوير الأقراص المضغوطة في الأصل لاحتواء كميات من الموسيقى بطول الألبوم ، لكن أقراص DVD كانت بحاجة إلى سعة أكبر لتسجيل الأفلام وتشغيلها. إنها تشبه الأقراص المضغوطة في التكنولوجيا الأساسية ولكنها تجمع معًا النقاط العاكسة وغير العاكسة الأصغر بكثافة أعلى. لقد اتبعوا تطورًا مشابهًا من أقراص DVD غير القابلة للتسجيل من خلال أقراص DVD القابلة للتسجيل إلى محركات أقراص DVD-RW. يمكن أن تحتوي أقراص DVD على 4.7 جيجا بايت على قرص قياسي ، ويمكن للأقراص ذات الطبقة المزدوجة - التي تحتوي على طبقتين عاكستين في المنتصف - حمل أكثر من 8 جيجابايت.

الأقراص الضوئية ذات السعة الأكبر في الاستخدام الواسع هي أقراص Blu-ray ، والتي تم إنشاؤها لتخزين الأفلام عالية الدقة. يأتي الاسم من استخدام هذه المحركات للليزر الأزرق بدلاً من الليزر الأحمر ، والذي له طول موجي أقصر وبالتالي يمكن التركيز عليه بشكل أكثر إحكامًا. يتيح ذلك للمصنعين حزم البيانات بكثافة أكبر من تلك الموجودة على قرص DVD. أقراص Blu-ray يمكن أن تستوعب 25 جيجا بايت إلى 100 جيجا بايت من البيانات عند استخدامها لتخزين الكمبيوتر.

على الرغم من أن الأقراص العادية تحتوي على الكثير من البيانات لأغراض المستهلك ، إلا أن الشركات والمؤسسات العامة تحتاج إلى تخزين بيانات بجودة الأرشفة بسعات أعلى بكثير. يمكن تصنيعها في شكل خراطيش قرصية ، والتي تعمل كثيرًا مثل أقراص DVD أو Blu-ray ولكنها محمية بواسطة غلاف خارجي ، أو يمكن أن تكون في شكل شريط. عادةً ما يتم تصميمها على أنها اكتب مرة واحدة قرأ الكثير، أو WORM ، وسائل الإعلام.

وسائط WORM هي في الأساس إصدارات واسعة النطاق لمفهوم CD-R المبكر: يمكن كتابة البيانات مرة واحدة فقط على كل شريط أو خرطوشة ، ولكن بعد ذلك يمكن قراءتها مرارًا وتكرارًا. تحتوي منتجات WORM المتقدمة ، مثل خراطيش الأشرطة من شركة IBM لمحركات الأقراص طراز 3592 ، على حماية إضافية ضد التلاعب ميزات لكل من البيانات والخراطيش المادية نفسها ، لتوفير مستوى إضافي من البيانات الأمان. يمكن أن تتراوح قدرتها في تيرابايت لكل خرطوشةأو آلاف غيغابايت.