|
Sabit Disk (Hard Disk) Nedir?
Sistem bellekleri (RAM) sakladıkları bilgileri PC’nizi kapattığınızda
saklayamaz. Sistem belleklerinin bu özelliğinden dolayı güç kullanmadığı
halde veri saklayabilecek donanımlara ihtiyacı vardır. İşte bu ihtiyacı
sistemde sabit disk sürücüler karşılar. Sabit diskler bilgisayarınızı
açtığınızda işletim sistemini ve diğer yazılımları sistem belleğine yükler
ve kalıcı olarak saklamaya karar verdiğiniz bilgileri PC’niz kapalı bile
olsa korumaya devam eder. Sabit diskler saklanması gereken verileri disk
üzerinde manyetik değişim gerçekleştirerek yazarlar. Sabit diskleri
incelerken mekanik kısım ve hareketli parça içermeyen elektronik kısım
olarak ele almak yerinde olur. Hareketli parçalar sabit disk sürücülerinin
çalışmasını engelleyen toz ve diğer etkenlerden korumak amacıyla havası
izole edilmiş bir bölme içinde yer alır. Sabit disk sürücülerindeki
hareketli parçalar mil, manyetik diskler, okuyucu/yazıcı kafalar,
kafaların yerleştirildiği kollar ve kollara hareket veren sistemdir.
Verilerin yazıldığı kısım ise disklerdir. Disklerin üzerine yazılan
verinin yoğunluğu sabit disklerin veri saklama kapasitesini performansını
olumlu yönde etkiler. Disklerin en önemli bölümleri diski oluşturan sert
alt tabaka ve üstteki manyetik tabakadır. Bu önemli tabaka için üretici
firmalar sabit disk tasarımlarında çeşitli materyaller kullanırlar.
Disk yüzeyindeki pürüzsüz düz tabaka için eski sabit disk sürücülerinde
manyetik oksit kullanılırdı. Manyetik oksit şu an kullanılan ince manyetik
film tabakasına göre daha kalın ve çabuk bozulan bir tabakaydı. Günümüzde
ısıya dirençli ve daha ince disklerin yapılabilmesine imkan veren
özellikleri açısından cam esaslı diskler alüminyum olanlara alternatif
oluşturuyor. Artık manyetik tabakasının yerini filmsi ince manyetik
tabakalar almış durumda. Sabit disk sürücülerinin en hassas
mekanizmalarından birini kafaların diski çizmeden çok yakın biçimde okuma
ve yazma yapabilmesi teşkil eder. Diskler mil üzerinde yüksek hızda
dönmeye başladığında kaydırıcıların altından geçen hava akımı
okutucu/yazıcı kafaların disklere sürtmeden havada asılı kalmasını
sağlarlar. Disklerin üzerindeki manyetik yüzeye neredeyse değecek biçimde
duran okuyucu/yazıcı kafa ile manyetik yüzey arasındaki mesafe günümüz
sabit disk sürücülerinde 0.07 mm’den bile daha azdır. Kafaları disk
üzerinde okunacak yada yazılacak bölgeye ***üren ve çok hızlı çalışan
kısım ise ‘Actuator’ adındaki kısımdır. Kafalar kaydırıcılara ve
kaydırıcılar da kollara bağlı olmak üzere birlikte Actuator’a bağlıdırlar.
Hoparlörlerdeki ses üreten manyetik bobine çok benzer biçimde çalışan
Actuator adeta ses üreten bir bobin kadar hızlı biçimde kafaları diskler
üzerinde içeri ve dışarı yönde hareket ettirir.
Hızla dönen diskler üzerinde okuyucu/yazıcı kafalar, mantık yani kontrol
ünitesinden gelen sinyallere göre hareket ederler.
Mantık ünitesi yani elektronik kısım bilgisayarla sabit disk arasındaki
veri alışverişini ve hareketli parçaların kontrolü görevini yürütür.
Hard diskin Çalışma Prensipleri
Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılan bir saklama birimidir.
Sabit disk döner bir mil üzerine sıralanmış, metal veya plastikten yapılma
ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve
üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından oluşur. Veriler sabit
diskteki bu manyetik tabakalar üzerine kaydedilir. Verilerin
kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın iki kutbu
dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylece küçük
mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik
tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz (track) denir.
Sabit disk’te birden fazla plakalar üst üste dizilmiştir. Bu plakaların
hem alt hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üzerinde
altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı olan
izlerin oluşturduğu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk üzerinde
herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu nedenle kafa ve yüz aynı
terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi şeklinde bölünmesiyle
oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen
parçaya ise sektör (Sector) adı verilir ve bir sektörün barındırabileceği
veri miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit
diskte verinin adreslenmesi için kullanılırlar. Şuan adreslemede
kullanılan iki yöntem vardır. Bunlardan ilki CHS olarak adlandırılan
Cylinder-Head-Sector konumlarının verilmesi ile 3 boyutlu olarak dosyanın
yerinin bulunması ikincisi ise LBA (Logical Block Adressing – mantıksal
kütük adreslemesi) adı verilen tek boyutlu adresleme yöntemidir. Günümüzde
kullanılan iki tip sabit disk arabirimi vardır. Bunlar IDE ve SCSI’dir.
IDE
IDE (Integrated Drive Electronics) bilgisayarın anakartındaki veri yolu
ile depolama aygıtları arasında kullanılan standart bir elektronik
arabirimdir. IDE IBM’in 16 bitlik ISA yol sistemi tabanlıdır ama ayrıca
diğer yol standartlarını kullanan yol sistemlerinde de
kullanılabilir.Günümüzde satılan birçok bilgisayar IDE’nin gelişmiş
versiyonu olan EIDE’yi (Enhanced IDE) kullanır. IDE kasım,1990’da ANSI
tarafından bir standart olarak benimsendi. IDE’nin ANSI ismi ATA’dir (Advanced
Technology Atachment). Normal şartlar bir IDE arabirim ile iki tane sabit
diskin çalıştırılması mümkündür: Ancak iki entegre denetleyicisinin
birinci pozisyonda olmak istemesini engellemek gerekir. Bunu yapmak için
sürücülerden biri ana sürücü (Master Drive) diğeri de bağımlı sürücü (Slave
Drive)’dır. Bu disk işlemlerinde açık bir hiyerarşi oluşturur. IDE’nin
deenetleyici teknolojisinin artan isteklerine cevap vermekte yetersiz
kalması nedeni ile EIDE’nin ortaya çıkmıştır. IDE denetleyicisinin üç
temel sorunu vardı. 528 MB'’lık depolama üst sınırı vardı. Yani 528 MB’ın
üstündeki diskler IDElerle kullanılamazlar. En çok iki disk desteği vardı.
Yalnızca iki disk kullanılabilmekte idi. Ve CD-ROM gibi çevre birimlerine
destek vermemekte idi. EIDE ile birlikte her bir disk için 8.4 GB’lık disk
desteği vardır. Günümüzde bu sınır daha da üste çekilmiştir. 128 GB’a
kadar diskler desteklenebilir. 4 tane IDE diski ve CD-ROM kullanılabilir.
Bunun için de IDE1 ve IDE2 olarak iki tane arabirim konnektörü kullanılır.
Birincil olana Primary ikincil olana da Secondary ismi verilir. Bir
konnektörde iki tane disk ve benzeri aygıt kullanılabilir. Bunlar
birbirinden Master ve slave olarak biribirinden ayrılır. Böylece
bilgisayara takılan disk ve benzeri birimler Primary master, Primary Slave,
Secondary Master ve Secondary Slave olarak isimlendirilir. Hiyerarşik
düzünde aynen bu şekildedir. EIDE’lerle birlikte Ultra DMA kavramı ile
karşılaşmaktayız. Ultra DMA bilgisayarın veriyi sabit diskten bilgisayarın
veri yolları ile anabelleğe göndermede kullanılan bir protokoldür. ULTRA
DMA/33 protokolü verileri çoğuşma modunda ve 33.3 MBps (Megabayt/saniye)
hızında transfer eder. Bu bir önceki DMA arabiriminin iki katı kadar daha
hızlıdır.Ultra DMA Sabit disk üreticisi olan QUANTUM ve chipset üreticisi
olan INTEL tarafından geliştirildi. Bilgisayarınızın Ultra DMA’yı
desteklemesi demek bilgisayarınızın daha hızlı açılması, yeni uygulamaları
daha hızlı çalıştırması anlamına gelir. Ultra DMA 40 pinlik bir IDE
arabirimi kablosu kullanır. Ultra DMA/33’den sonra Ultra DMA/66 çıktı.
Ultra DMA/66 verilerin 66 MBps hızında iletilmesini sağlar. Bu bir önceki
Ultra DMA moduna göre iki kat hızlıdır. Ultra DMA/66 80 pinlik IDE kablosu
kullanılır. Ultra DMA’nın çoğuşma modunu desteklediği söylenmişti. Çoğuşma
modu verilerin normalinden daha hızlı gönderildiği bir veri gönderme
kipidir. Çoğuşma kipini gerçekleştiren birçok teknik bulunmaktadır. Veri
yolunda, Örneğin çoğuşma modu, bir aygıtın yolun kontrolünü ele almasını
ve diğer aygıtların bunu kesmemesini sağlayarak gerçekleştirilir. RAM’de
ise Çoğuşma modu bir sonraki hafıza birimi kendisine ihtiyaç duyulmadan
getirilerek yapılır. Bu disk cachlerinde kullanılan tekniğin aynısıdır.
Böylece veriler daha hızlı iletilirler.
Bütün çoğuşma modlarının sahip olduğu bir karakteristik geçici ve
güçlendirilemeyen olmasıdır. Sınırlı zaman dilimlerinde ve özel şartlarda
normalden daha hızlı veri transferi sağlarlar.
SCSI
Small computer System Interface’in kısaltılmış şeklidir. SCSI arabirimi
seri ve paralel portlardan daha hızlı veri transfer oranı sağlar.
(saniyede 80 Megabyte veri iletimi sağlayabilir). SCSI arabirimlere diskin
dışında yazıcı, CD-ROM gibi çeşitli aygıtlar bağlanabilir. Bu yüzden SCSI
basit bir arabirimden çok bir giriş/çıkış yoludur. SCSI arabirimi bir ANSI
standardı olmasına rağmen çeşitli varyasyonları bulunmaktadır. Bu yüzden
İki SCSI arabirimi birbiri ile uyumlu olmayabilir. Günümüzde kullanılan
SCSI arabirimleri aşağıdadır.
SCSI-1 : 8 bitlik bir yol kullanır ve 4 MBps lik
bir veri transfer hızını destekler.
SCSI-2 : SCSI-1 ile aynıdır, fakat 50 pinlik
konnektörler kullanırlar. ve birden fazla aygıtın bağlanmasına izin
verirler.
Wide SCSI : 16 bitlik veri transferini
desteklemek için daha geniş bir kablo kullanırlar.
Fast SCSI : 8 bitlik yol kullanırlar, fakat 10
MBps’lik veri transferini desteklemek için saat hızını ikiye katlarlar.
Fast wide SCSI : 16 bitlik yol kullanır ve 20
Mbpslik veri transfer hızını destekler.
Ultra SCSI : 8-bitlik yol kullanır ve 20 MBps’li
veri transfer hızını destekler.
SCSI-3: 16 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik
veri transfer hızını destekler. Ayrıca Ultra Wide SCSI de denir.
Ultra2 SCSI: 8 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik
veri transfer hızını destekler.
Wide Ultra2 SCSI: 16 bitlik bir yol kullanır ve
80 MBps’lik veri transfer hızını destekler.
SCSI aygıtların dürümlerine göre 15 aygıta kadar sisteme bağlayabilir.
SCSI’ler IDE arabirimlerinden farklı olarak rasgele erişim yöntemini
kullanırlar. IDE’ler ise sıralı erişim yöntemini kullanırlar. SCSI
arabirimleri IDE’lerden daha hızlıdırlar. Ancak daha da pahalıdırlar.
Dünya piyasının yaklaşık %10’unda varlar. IDE’ler ise ucuz olmaları ve
artık anakart üzerinde tümleşik olarak gelmeleri sebebi ile daha fazla
tercih edilmiştir. Bir sabit diskin kapasitesi şu şekilde hesaplanır.
Silindir sayısı*Sektör Sayısı*kafa sayısı*512’dir
1024 silindir, 256 kafa ve 63 sektör parametrelerine sahip bir sabit
diskin kapasitesi: 1024*256*63*512=845571864 Byte’dır. Bu da yaklaşık 8.4
Gigabyte’dır. Sabit diskler ile gelen önemli bir kavram da partisyon
kavramıdır. Partisyon kabaca diskin üzerinde oluşturulmuş bölümlerdir. Bir
diskte sadece bir partisyon olabileceği gibi birden fazla da partisyon
olabilir. Bir partisyon hangi amaç ile oluşturulmuş olursa olsun o
partisyona ulaşım yapacak işletim sistemine uygun bir dosya sistemi ile
biçimlendirilmelidir. Bu genellikle işletim sisteminin sorunudur ve
işletim sistemi birden fazla dosya sistemini destekleyebilir.
Partisyonların isimlendirilmesine gelince ilk olarak primary master
konumundaki partisyon c’den itibaren isim almaya başlar. Sonra master
diskinizde birden fazla partisyon var ise onlar isimlendirilmeye başlar.
Örneğin Primary master’daki disk ikiye bölünmüş ise birincisi C: ikincisi
ise D: ismini alır. Buradaki bölümleme işlemi mantıksaldır. Eğer, ikinci
bir sabit disk var ise bu disk fiziksel olduğu için D: harfini alır.
Mantıksal olarak bölümlenmiş diskin ikinci bölümü ise E: harfini alır.
Dosya sistemlerinde yaygın olanlarından biraz bahsedelim
FAT
File Allocation Table – Türkçeye çevirmek gerekir ise Dosya Atama
Tablosu.Bu sistemde partisyon herbiri belli miktarda sektör içeren cluster
isimli parçalara ayrılır. Ve hangi dosyaların bu cluster parçalarından
hangilerine yerleştiği, hangi cluster parçalarının boş, hangilerinin dolu
olduğu gibi bilgiler FAT üzerine yazılır. İşletim sistemi de herhangi bir
dosyaya erişim yapmak istediğinde dosyayı bulmak için FAT üzerine yazılan
bu bilgilerden faydalanır. Her ihtimale karşı sabit disk üzerinde bir
kopyası bulundurulur.
FAT16
DOS, Windows3.1 ve OSR2 sürümü öncesi Windows95’in kullandığı dosya
sistemidir. Eski bir dosya sistemi olduğu için birtakım dezavantajları ve
eksiklikleri vardır. Bunlardan bir tanesi kök dizinin (root)
sınırlandırılmış olmasıdır. FAT16 sisteminde açılıştaki primary partisyona
ait root dizini, FAT tablosu ve boot sektörü cluster içinde yer almazlar
ve sayısı belli olan sıralı sektörlerde tutulurlar. Bu sayının belli
olması kök dizinine yapılacak eklentilerin belli bir sınırı olması
sonucunu doğurur. Kısacası altdizin istenildiği kadar uzatılabilmekle
birlikte kök dizinde belli uzunlukta girişle sınırlandırılmıştır. İkincisi
FAT16 dosya sisteminde adresleme 16 bit olduğundan adreslenebilecek
maksimum cluster sayısı 65525’tir ve bu clusterların boyutu 32 KB
olabilir. (aslında cluster sayısı 65536 olmalıdır. Ama bazıları özel
amaçlar için tutulur.) bu da bizi FAT16’da kullanılan bir partisyonun 2
GB’dan daha büyük olmayacağı sonucuna ***ürür. Üçüncüsü FAT16 elindeki boş
sabit diski ya da partisyon alanının bir şekilde elindeki clusterlara
dağıtmak zorundadır. Bu nedenle sabit diskin boyutu büyümeye başladıkça
cluster’ın boyutu da büyür. Örneğin 1 MB’lık bir dosya birçok cluster
üzerine sıralanıp yerleşirken 10KB uzunluğundaki tek bir dosya bir
cluster’ı kaplar. Bu durumda özellikle disk boyutu 1-2GB arasında iseFAT16
cluster boyutu 32 KB olacaktır ve cluster üzerinde 10KB’lık dosyadan arta
kalan 22 KB’lık boşluk değerlendirilemeyerek boşa gidecektir. Özellikle
çok miktarda ufak dosya barındıran sabit disklerde bu durum bolca olur.
FAT32
Windows95 OSR2, Windows98, Windows2000 ve Linux tarafından tanınan ve
FAT16’dan daha gelişmiş bir dosya sistemidir. İlk olarak FAT32’de herhangi
bir kök dizin sınırlaması yoktur. İkinci olarak FAT32, FAT16’daki 16
bitlik adresleme yerine 32 bitlik adresleme kullanır. Bu da 2 TB’a kadar
olan disklerin tanınmasını sağlar. Üçüncü olarak FAT32 cluster boyutunu
azaltarak boş alan israfını azaltır.
(alıntıdır)
|
