قرص مضغوط مباشر

القرص الحي (ويُعرف أيضًا باسم قرص DVD الحي أو القرص الحي أو نظام التشغيل الحي ) هو نظام تشغيل كامل قابل للتشغيل ، يُثبّت مباشرةً من قرص مضغوط أو جهاز تخزين مشابه إلى ذاكرة الكمبيوتر، بدلاً من تحميله من القرص الصلب. يُمكّن القرص الحي المستخدمين من تشغيل نظام التشغيل لأي غرض دون تثبيته أو إجراء أي تغييرات على إعدادات الكمبيوتر. يمكن تشغيل الأقراص الحية على أجهزة الكمبيوتر التي لا تحتوي على وحدة تخزين ثانوية ، مثل القرص الصلب، أو حتى مع وجود قرص صلب أو نظام ملفات تالف، مما يسمح باستعادة البيانات .

مع التخلص التدريجي من محركات الأقراص المدمجة (CD) وأقراص الفيديو الرقمية (DVD)، تراجعت شعبية الأقراص المدمجة الحية (Live CD)، وحلت محلها أنظمة تشغيل USB حية ، وهي أنظمة مكافئة تُكتب على ذاكرة فلاش USB ، وتتميز بميزة إضافية هي إمكانية الكتابة عليها. كما تتوفر وظائف القرص المدمج الحي (Live CD) مع قرص صلب خارجي متصل عبر منفذ USB. وتوفر العديد من الأقراص المدمجة الحية (Live CD) خيار حفظ الملفات على القرص الصلب أو ذاكرة فلاش USB.

تُتيح العديد من توزيعات لينكس صور ISO لحرقها على أقراص CD أو DVD. بينما يُمكن استخدام أنظمة التشغيل مفتوحة المصدر مجانًا، فإن بعض البرامج التجارية، مثل Windows To Go، تتطلب ترخيصًا للاستخدام. تُستخدم العديد من الأقراص المدمجة الحية لاستعادة البيانات، والتحليل الجنائي الرقمي ، وإنشاء صور الأقراص ، واستعادة النظام ، وإزالة البرامج الضارة . يهدف نظام التشغيل Tails إلى الحفاظ على خصوصية مستخدميه وإخفاء هويتهم، مما يسمح لهم بالعمل مع المستندات الحساسة دون ترك أي أثر على القرص الصلب للحاسوب. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

جميع الحواسيب، باستثناء الحواسيب الرقمية الأولى، مزودة بنوع من مُحمِّل البرامج المدمج البسيط، الذي يقوم بتحميل برنامج أو سلسلة من البرامج من وسيط تخزين، ثم يقوم بتشغيل الحاسوب. في البداية، كانت تُستخدم وسائط للقراءة فقط، مثل الأشرطة المثقبة أو البطاقات المثقبة، لتحميل البرامج الأولية. ومع ظهور وسائط التخزين الرخيصة القابلة للقراءة والكتابة، أصبحت الأقراص المرنة والأقراص الصلبة القابلة للقراءة والكتابة تُستخدم كوسائط تمهيد .

بعد ظهور القرص المضغوط الصوتي ، تم تكييفه كوسيلة لتخزين وتوزيع كميات كبيرة من بيانات الحاسوب. قد تشمل هذه البيانات أيضًا برامج التطبيقات وأنظمة التشغيل، والتي تُعبأ وتُؤرشف أحيانًا بتنسيقات مضغوطة. لاحقًا، تبين أنه من الملائم والمفيد تشغيل الحاسوب مباشرةً من القرص المضغوط، غالبًا بنظام تشغيل مصغر لتثبيت نظام كامل على القرص الصلب. مع وجود أقراص ضوئية للقراءة والكتابة، استُخدمت لهذا الغرض إما أقراص للقراءة فقط أو أقراص للكتابة لمرة واحدة.

كانت محركات الأقراص المدمجة الأولى في أجهزة الكمبيوتر الشخصية بطيئة للغاية بشكل عام لتشغيل أنظمة التشغيل المعقدة؛ إذ لم تُصمم أجهزة الكمبيوتر للإقلاع من قرص ضوئي . وعندما بدأ توزيع أنظمة التشغيل على أقراص مدمجة، كان يتم الإقلاع إما من قرص مرن مخصص للإقلاع أو من القرص المدمج نفسه، وذلك خصيصًا لتثبيتها على القرص الصلب. ومن الأمثلة المبكرة لأنظمة التشغيل التي يمكن الإقلاع منها مباشرةً من قرص CD-ROM نظام التشغيل FM Towns OS ، ^{[ 3 ]} وتوزيعة Desktop-VMS لنظام VMS ، وكلاهما صدر لأول مرة عام 1989. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

لينكس

على الرغم من أن المطورين الأوائل ومستخدمي التوزيعات المبنية على نواة لينكس تمكنوا من الاستفادة من الأقراص الضوئية الرخيصة وانخفاض أسعار محركات الأقراص المضغوطة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية بسرعة، إلا أن أقراص توزيعات لينكس المضغوطة أو "التوزيعات" كانت تُعامل بشكل عام على أنها مجموعة من حزم التثبيت التي يجب أولاً تثبيتها بشكل دائم على الأقراص الصلبة في الجهاز المستهدف.

ومع ذلك، في حالة هذه التوزيعات المبنية على نواة لينكس، كان نظام التشغيل المجاني يواجه مقاومة في سوق المستهلكين بسبب الصعوبة والجهد والمخاطر المتصورة التي ينطوي عليها تثبيت قسم إضافي على القرص الصلب، بالتوازي مع تثبيت نظام تشغيل موجود.

تم صياغة مصطلح "القرص المضغوط الحي" لأنه بعد أن أصبحت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الخاصة بالكمبيوتر الشخصي كبيرة بما يكفي، وأصبحت محركات الأقراص المضغوطة وأجهزة نسخ الأقراص المضغوطة بسرعة 52x منتشرة على نطاق واسع بين مالكي أجهزة الكمبيوتر، أصبح من المريح والعملي أخيرًا تشغيل النواة وتشغيل X11 ، ومدير النوافذ، وتطبيقات واجهة المستخدم الرسومية مباشرة من قرص مضغوط دون التأثير على نظام التشغيل الموجود على القرص الصلب.

كان هذا وضعًا جديدًا ومختلفًا بالنسبة لنظام التشغيل لينكس مقارنة بأنظمة التشغيل الأخرى، نظرًا لأن التحديثات/الترقيات كانت تُصدر بسرعة كبيرة، وكانت التوزيعات والإصدارات المختلفة تُعرض عبر الإنترنت، وخاصة لأن المستخدمين كانوا يقومون بنسخ أقراصهم المضغوطة الخاصة بهم.

كان أول قرص حيّ قائم على نظام لينكس هو Yggdrasil Linux، الذي صدر لأول مرة بنسخة تجريبية بين عامي 1992 و1993 (وتوقف إنتاجه عام 1995)، إلا أن وظائفه العملية كانت محدودة بسبب انخفاض سرعة محركات الأقراص المضغوطة في ذلك الوقت. أما DemoLinux ، الذي صدر عام 1998، فكان أول توزيعة لينكس مصممة خصيصًا كقرص حيّ. وكانت بطاقة العمل القابلة للتشغيل Linuxcare ، التي صدرت لأول مرة عام 1999، أول قرص حيّ يركز على إدارة النظام، وأول قرص يُوزع على شكل بطاقة عمل قابلة للتشغيل. ( حتى عام 2023)يُعدّ Finnix (الذي صدر لأول مرة في ربيع عام 2000) أقدم قرص حيّ لا يزال يُنتج. تبعه بعد فترة وجيزة Knoppix ، وهو توزيعة لينكس مشتقة من Debian ، ولا يزال يُنتج أيضاً، وقد صدر لأول مرة في خريف عام 2000، وحقق شعبية واسعة كنظام أقراص إنقاذ وكتوزيعة أساسية بحد ذاتها.

منذ عام 2003، ازدادت شعبية الأقراص المدمجة الحية بشكل ملحوظ، ويعود ذلك جزئيًا إلى برامج Linux Live النصية وأنظمة إعادة التوزيع ، مما سهّل إنشاء أنظمة حية مخصصة. تتضمن معظم توزيعات Linux الشائعة الآن إصدارًا من الأقراص المدمجة الحية، والذي يُعد في بعض الحالات وسيلة التثبيت المفضلة.

تُستخدم الأقراص المدمجة الحية لأغراضٍ عديدة. بعضها مُصمم لعرض أو تجربة نظام تشغيل مُعين (عادةً لينكس أو أي نظام تشغيل مجاني أو مفتوح المصدر آخر ). يُمكن اختبار البرامج أو تشغيلها لغرضٍ مُحدد دون التأثير على إعدادات النظام. كما يُمكن إتاحة البيانات الموجودة على نظام لا يعمل بشكلٍ طبيعي بسبب مشاكل في نظام التشغيل أو البرامج؛ على سبيل المثال، يُمكن استعادة البيانات من جهاز مُصاب بفيروس نشط دون أن يكون الفيروس نشطًا ويُسبب المزيد من الضرر، كما يُمكن إزالة الفيروس دون أن تُصبح آليات الحماية من الإزالة مُتاحة.

على الرغم من أن بعض أقراص التشغيل المباشر (Live CD) تُحمّل البيانات في الذاكرة لتحرير محرك الأقراص الضوئية لاستخدامات أخرى، إلا أن تحميل البيانات من قرص CD-ROM يظل أبطأ من الإقلاع من القرص الصلب التقليدي، لذا نادرًا ما يكون هذا هو الخيار الافتراضي مع صور أقراص التشغيل المباشر الكبيرة. أما بالنسبة لصور أقراص التشغيل المباشر الصغيرة، فإن تحميل نظام الملفات مباشرةً في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) يُحسّن الأداء بشكل ملحوظ، نظرًا لأن ذاكرة الوصول العشوائي أسرع بكثير من القرص الصلب وتستهلك طاقة أقل. ^{[ 6 ]} قد يستخدم المستخدمون ذوو الخبرة في نظام التشغيل قرص التشغيل المباشر لتحديد مدى توافق نظام تشغيل أو إصدار معين مع تكوين أجهزة معين وملحقات محددة، أو لمعرفة أي جهاز كمبيوتر أو ملحق سيعمل قبل الشراء. ^{[ 6 ]} يمكن استخدام قرص التشغيل المباشر لاستكشاف أخطاء الأجهزة وإصلاحها، خاصةً عند تعطل القرص الصلب، وبشكل عام كقرص استعادة في حالة حدوث مشاكل. يمكن لبعض أقراص التشغيل المباشر حفظ الملفات التي أنشأها المستخدم في قسم Windows أو محرك أقراص USB أو محرك أقراص شبكي أو وسائط تخزين أخرى متاحة. يمكن لأقراص النسخ الاحتياطي المباشر إنشاء صورة لمحركات الأقراص ونسخ الملفات احتياطيًا، دون مشاكل ناتجة عن الملفات المفتوحة أو مجموعات البيانات غير المتناسقة.

تتضمن بعض الاستخدامات الإضافية ما يلي:

• تثبيت توزيعة لينكس على القرص الصلب
• الطب الشرعي الحاسوبي
• فحص الفيروسات وإزالة البرامج الضارة ^{[ 7 ]}
• إصلاح واستعادة النظام
• اختبار إصدارات جديدة من البرامج
• إدراج واختبار الأجهزة ^{[ 8 ]}
• أكشاك الإنترنت وأجهزة الكمبيوتر العامة، والتي يمكن إعادتها إلى حالتها الأصلية عن طريق إعادة التشغيل.
• بيئة عالية الأمان/غير تدخلية للضيف
• اختراق كلمات المرور وسرقتها وتغييرها
• اختبار أمان الشبكة
• كونه نظام التشغيل الأساسي أو الاحتياطي لأي جهاز كمبيوتر
• تجميع سريع وبسيط لأجهزة الكمبيوتر ^{[ 9 ]}
• تشغيل ألعاب الفيديو أو تشغيل التطبيقات التي تتطلب نظام تشغيل مختلف
• توفير منصة خادم آمنة حيث لا يمكن تغيير الملفات الهامة بشكل دائم
• توفير منصة آمنة وموثوقة لأداء المهام عالية الخطورة مثل الخدمات المصرفية عبر الإنترنت ؛
• تجاوز الرقابة الأبوية والقيود الأخرى

تُخصص العديد من الأقراص المدمجة الحية لأنواع محددة من التطبيقات وفقًا لمتطلبات مجتمعات المستخدمين المتخصصة. وتُصمم هذه الأقراص خصيصًا لتلبية احتياجات التطبيقات في كل موضوع، بما في ذلك المعرفة العامة، والدروس التعليمية، والمواصفات، وبيانات التجربة.

تتناول بعض هذه المواضيع مواضيع فرعية، مثل إدارة تقنية المعلومات التي تنقسم إلى جدار الحماية، والإنقاذ، والأمن، وما إلى ذلك، وذلك باستخدام أنواع مختلفة من الأقراص المدمجة الحية. في بعض الحالات، يغطي قرص DVD حي معين أكثر من موضوع واحد.

أجهزة البرمجيات

يمكن أن يكون تغليف جهاز برمجي على شكل قرص مضغوط قابل للتثبيت، أو ملف ISO مباشر، مفيدًا في كثير من الأحيان حيث يمكن تشغيل صورة واحدة على كل من الأجهزة الحقيقية ومعظم أنواع الأجهزة الافتراضية.

وهذا يسمح للمطورين بتجنب التعقيدات المصاحبة لدعم تنسيقات صور الآلات الافتراضية المتعددة غير المتوافقة والتركيز بدلاً من ذلك على القاسم المشترك الأدنى.

عادةً بعد تشغيل الجهاز من القرص المضغوط المباشر، يعمل الجهاز إما في وضع العرض التوضيحي غير المستمر أو يقوم بتثبيت نفسه، بناءً على طلب المستخدم، على جهاز تخزين متاح.

تركيب بدون حرق

يمكن الوصول إلى الملفات الموجودة على صورة ISO لقرص حي في نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز باستخدام برنامج محاكاة صور الأقراص مثل Daemon Tools ، أو في أنظمة يونكس عن طريق ربط جهاز حلقة . تسمح الإصدارات الأحدث من ويندوز (مثل ويندوز 8 والإصدارات الأحدث)، والبرامج المتوفرة للإصدارات الأقدم، بربط صورة ISO كوحدة تخزين.

بعد تثبيت نظام ملفات القرص المضغوط الحي، يمكن تشغيل البرامج الموجودة على القرص المضغوط الحي مباشرةً، دون الحاجة إلى تشغيله، عن طريق تغيير جذر النظام إلى نظام الملفات المثبت.

يمكن أيضًا تحميل صورة ISO لقرص مضغوط حي باستخدام برامج الآلات الافتراضية مثل VirtualBox و VMware Workstation ، أو يمكن تحويلها إلى قرص USB حي باستخدام SYSLINUX . ويمكن لأدوات خاصة أتمتة هذه العملية. ^{[ 10 ]}

أثناء تهيئة القرص الحي، قد يلجأ المستخدم عادةً إلى استخدام رمز أو أكثر من رموز الإقلاع لتغيير سلوك الإقلاع. تختلف هذه الرموز من توزيعة إلى أخرى، ولكن يمكن الوصول إليها في أغلب الأحيان عند شاشة الإقلاع الأولى باستخدام أحد مفاتيح الوظائف .

تأتي بعض الأقراص المدمجة الحية مزودة بأداة تثبيت يمكن تشغيلها من أيقونة على سطح المكتب، وتتيح تثبيت النظام اختيارياً على قرص صلب أو ذاكرة فلاش USB . ويمكن لمعظم الأقراص المدمجة الحية الوصول إلى المعلومات الموجودة على الأقراص الصلبة الداخلية و/أو الخارجية، والأقراص المرنة ، وذاكرات الفلاش USB.

تُوزَّع الأقراص المدمجة الحية عادةً على وسائط للقراءة فقط ، مما يستلزم إما نسخها إلى وسائط قابلة لإعادة الكتابة (مثل القرص الصلب أو ناسخ الأقراص المدمجة) أو إعادة إنتاجها بالكامل لتثبيت برامج إضافية؛ ومع ذلك، توجد استثناءات. إذا تم تسجيل نظام Puppy Linux على وسيط مفتوح متعدد الجلسات ، تُكتب التغييرات التي تُجرى أثناء الاستخدام (مثل الملفات التي تم إنشاؤها، والبرامج المثبتة، والإعدادات المُخصصة) في جلسة جديدة على وسيط الإقلاع ^{[ 11 ]،} وتستمر هذه التغييرات خلال عمليات الإقلاع اللاحقة.

أصبح مصطلح "القرص الحي" يُستخدم للإشارة إلى أي قرص مضغوط يحتوي على نظام تشغيل وبرامج يمكن تشغيلها دون تثبيت على الحاسوب المضيف. تشمل أنظمة التشغيل التي يمكن استخدامها مباشرةً: AmigaOS 4 ، وAmithlon ، و AROS ، و FreeBSD ، وFreeDOS ، وMac OS الكلاسيكي ، و macOS ، وأقراص تثبيت وإصلاح Microsoft Windows ، و OS/2 ، وReactOS ، وNetBSD ، وOpenBSD ، و MINIX 3 ، و Plan 9 من مختبرات Bell ، وMorphOS ، وOpenSolaris ، و BeleniX، وغيرها من الأنظمة المبنية على Solaris . توجد إصدارات صيانة من Microsoft Windows قابلة للتشغيل من القرص المضغوط، مثل BartPE ، وWindows PE ، ومجموعة أدوات التشخيص والاستعادة من Microsoft (DaRT)، والتي كانت تُعرف سابقًا باسم Emergency Repair Disk Commander (ERD Commander).

ربما كان نظام التشغيل AmigaOS أول نظام تشغيل للحاسوب الشخصي على قرص مضغوط يدعم التشغيل المباشر ، والذي كان بالإمكان تشغيله من القرص المضغوط على جهاز Amiga CDTV في عام 1990. ومن الأمثلة السابقة لأنظمة التشغيل المباشرة أنظمة التشغيل المستخدمة من الأقراص المرنة، وأكثرها انتشارًا هو نظام DOS .

على عكس أنظمة التشغيل السابقة على الوسائط الضوئية، صُممت أقراص التشغيل المباشر (Live CD) لنظامي لينكس وOS/2 خصيصًا للعمل دون تثبيت على وسائط أخرى كالقرص الصلب. وكان الهدف من فكرة القرص المباشر الترويج لنظام لينكس وإبراز إمكانيات هذا النظام المجاني مفتوح المصدر على أجهزة الكمبيوتر الشخصية التقليدية المزودة بنظام مايكروسوفت ويندوز.

على جهاز الكمبيوتر الشخصي ، يتوافق القرص المضغوط القابل للتشغيل بشكل عام مع مواصفات El Torito ، التي تم تقديمها في عام 1994. تستخدم العديد من الأقراص المضغوطة الحية المستندة إلى Linux صورة نظام ملفات مضغوطة، غالبًا مع برنامج تشغيل cloop المضغوط، أو نظام الملفات المضغوط squashfs ، مما يؤدي عمومًا إلى مضاعفة سعة التخزين الفعالة، على الرغم من إبطاء بدء تشغيل التطبيق .

قد تكون البيئة الناتجة غنية للغاية: إذ تتضمن أنظمة Knoppix النموذجية حوالي 1200 حزمة برمجية منفصلة. وتشتهر الأقراص المدمجة الحية بدعمها للتكوين التلقائي المتقدم ووظيفة التوصيل والتشغيل . وقد نشأ هذا من ضرورة تجنب مطالبة المستخدم بتكوين النظام في كل مرة يُشغّله، ولجعله سهل الاستخدام لمن هم جدد على نظام التشغيل.

يُعاب على نظام الملفات للقراءة فقط ، كما هو الحال في الأقراص المضغوطة، عدم القدرة على حفظ أي بيانات عمل جارية. لهذا السبب، غالبًا ما يُدمج نظام الملفات للقراءة فقط مع نظام ملفات مؤقت قابل للكتابة على شكل قرص RAM . عادةً ما تُحفظ مجلدات لينكس الافتراضية " /home" (التي تحتوي على ملفات المستخدمين الشخصية وملفات التكوين ) و " " (التي تحتوي على البيانات/var المتغيرة ) في قرص RAM، لأن النظام يُحدّثها باستمرار. يسمح نظام Puppy Linux وبعض الأقراص المدمجة الحية الأخرى بكتابة ملفات التكوين والملفات الإضافية واستخدامها في جلسات لاحقة.

في الأقراص المدمجة الحية الحديثة، يتم دمج نظام الملفات للقراءة فقط مع محرك أقراص RAM باستخدام تقنيات شفافة مثل UnionFS و AuFS و EWF . ويمكن لبرامج الإقلاع مثل syslinux تشغيل ملفات ISO من أجهزة ذاكرة USB.

يجب أن تكون الأقراص المدمجة الحية قادرة على اكتشاف واستخدام مجموعة واسعة من الأجهزة (بما في ذلك بطاقات الشبكة وبطاقات الرسومات وما إلى ذلك) في الوقت الفعلي، وغالبًا ما تستخدم مرافق مثل udev و hotplug و hal و udisk وما إلى ذلك، والتي تعد جزءًا مشتركًا من جميع التوزيعات القائمة على نواة لينكس 2.6.

• قرص الإقلاع
• مقارنة توزيعات لينكس#الوسائط المباشرة
• قرص DVD مباشر لنظم المعلومات الجغرافية
• قائمة الأقراص المدمجة للحفلات المباشرة
• قائمة برامج إعادة إنتاج الصوت
• منفذ USB مباشر
• قرص مرن ذاتي التشغيل
• تطبيق برمجي
• ويندوز تو جو

• دليل استخدام قرص CD-ROM قابل للتشغيل
• برامج تشغيل لينكس المباشرة
• تأملات حول الأقراص المدمجة الحية - منظور BSD حول مفهوم الأقراص المدمجة الحية
• قرص Hiren's Boot المضغوط