Sabit Disk (Harddisk – HDD) Nedir?

Sistem bellekleri ( Ram ) Sakladıkları verileri pc‘nizi kapattığınızda saklayamaz. Sistem belleklerinin bu özelliğinden ötürü zor kullanmadığı durumda bilgi saklayabilecek donanımlara gereksinimi var. İşte bu gereksinimi sistemde sabit disk sürücüler karşılar. Sabit diskler bilgisayarınızı açtığınızda işletim sistemini ve ayrıca başka yazılımları sistem belleğine yükler ve kalıcı olarak saklamaya karar verdiğiniz verileri pc’niz kapalı dahi olsa korumaya devam eder. Sabit diskler saklanması lazım olan bilgileri: disk üstünde manyetik değişim gerçekleştirerek yazarlar. Sabit diskleri incelerken mekanik bölüm ve hareketli parça içermeyen elektronik bölüm olarak ele almak yerinde olur. Hareketli dilimler sabit disk sürücülerinin çalışmasını engelleyen toz ve ayrıca başka etkenlerden korumak niyetiyle havası izole edilmiş bir bölme bünyesinde yer alır. Sabit disk sürücülerindeki hareketli dilimler mil, manyetik diskler, okuyucu/yazıcı kafalar, kafaların yerleştirildiği kollar ve kollara hareket vermekte olan sistemdir. Bilgilerin yazıldığı bölüm ise disklerdir. Disklerin üstüne yazılan bilginin yoğunluğu sabit disklerin bilgi saklama kapasitesini performansını pozitif doğrultuda etkiler. Disklerin en ehemmiyetli bölümleri diski oluşturan katı alt tabaka ve üstteki manyetik tabakadır. Bu mühim tabaka için imalatçı şirketler sabit disk tasarımlarında türlü materyaller kullanırlar.
Disk yüzeyindeki pürüzsüz düz tabaka için eski sabit disk sürücülerinde manyetik oksit kullanılırdı. Manyetik oksit şu vakit kullanılmakta olan ince manyetik film tabakasına göre daha kalın ve çabuk bozulmuş olan bir tabakaydı. Günümüzde ısıya dirençli ve daha ince disklerin yapılabilmesine imkan vermekte olan hususiyetleri yönünden cam esaslı diskler alüminyum olanlara seçenek meydana getiriyor. Artık manyetik tabakasının yerini filmsi ince manyetik tabakalar almış koşulda. Sabit disk sürücülerinin en ince mekanizmalarından birisini kafaların diski çizmeden çok yakın şekilde okuma ve yazma yapabilmesi arz ediyor. Diskler mil üstünde yüksek hızda dönmeye başlamış olduğunda kaydırıcıların altından geçen hava akımı okutucu/yazıcı kafaların disklere sürtmeden havada asılı kalmasını sağlarlar. Disklerin üstündeki manyetik yüzeye neredeyse değecek şekilde duran okuyucu/yazıcı kafa ile manyetik yüzey arasındaki mesafe günümüz sabit disk sürücülerinde 0. 07 mm’den dahi daha azdır. Kafaları disk üstünde okunacak veya yazılacak bölgeye götüren ve oldukça hızlı çalışan bölüm ise ‘actuator’adındaki bölümdür. Kafalar kaydırıcılara ve kaydırıcılar da kollara bağlı olmak üzere beraber actuator’a bağlıdırlar. Hoparlörlerdeki ses üreten manyetik bobine çok benzer şekilde çalışan actuator adeta ses üreten bir bobin kadar süratli şekilde kafaları diskler üstünde içeri ve dışarı yönde hareket ettirir.
Hızla dönen diskler üstünde okuyucu/yazıcı kafalar, mantık kısacası kontrol ünitesinden varan sinyallere göre hareket ederler.
Mantık ünitesi kısacası elektronik bölüm bilgisayarla sabit disk arasındaki bilgi alışverişini ve hareketli parçaların kontrolü vazifesini yürütür.

Hard diskin Çalışma prensipleri

Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılmakta olan bir saklama birimidir. Sabit disk döner bir mil üstüne sıralanmış, metal ya da plastikten yapılma ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından meydana gelir. Bilgiler sabit diskteki bu manyetik tabakalar üstüne kaydedilir. Bilgilerin kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın 2 kutbu dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylelikle ufak mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz ( Track ) Denir. Sabit disk’te birden çok plakalar ard arda dizilmiştir. Bu plakaların hem alt ve hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üstünde altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı bulunan izlerin meydana getirdiği gruba silindir adı verilir. Sabit disk üstünde herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu sebeple kafa ve yüz aynı terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi biçiminde bölünmesiyle meydana gelen ve sabit disk üstünde adreslenebilir en ufak alana denk varan parçaya ise sektör ( Sector ) ismi verilmektedir ve bir sektörün barındırabileceği bilgi miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit diskte bilginin adreslenmesi için kullanılırlar. Şuan adreslemede kullanılmakta olan 2 metot mevcuttur. Bunlardan ilki chs olarak isimlendirilen cylinder-head-sector konumlarının verilmesi ile 3 boyutlu şekilde dosyanın yerinin bulunmuş olması birdiğeriyse lba ( Logical block adressing – mantıksal kütük adreslemesi ) ismi verilmiş olan tek boyutlu adresleme yöntemidir. Günümüzde kullanılmakta olan 2 çeşit sabit disk arabirimi mevcuttur. Bunlar ide ve scsi’dir.

ide
ide ( integrated drive electronics ) Pc’nin anakartındaki bilgi yoluyla depolama cihazları arasında kullanılmakta olan standart bir elektronik arabirimdir. ide ibm’in 16 bitlik isa yol sistemi tabanlıdır fakat buna ek olarak öteki yol standartlarını kullanan yol sistemlerinde de kullanılabilir. Günümüzde satılan pek çok pc ide’nin gelişmiş versiyonu bulunan eide’yi ( Enhanced ide ) Kullanır. ide Kasım, 1990′da ansi tarafından bir standart olarak kabullenildi. ide’nin ansi adı ata’dir ( Advanced technology atachment ) . Olağan koşullar bir ide arabirim ile 2 tane sabit diskin çalıştırılması mümkündür: yalnız 2 entegre denetleyicisinin 1. pozisyonda olmak istemesini engellemek lazımdır. Bunu yapmak için sürücülerden birisi ana sürücü ( Master drive ) Diğeri de bağımlı sürücü ( Slave drive ) ‘dır. Bu disk işlemlerinde açık bir hiyerarşi meydana getirir. ide’nin deenetleyici teknolojisinin artan isteklerine yanıt vermekte yetersiz kalması sebebiyle eide’nin ortaya çıkmıştır. ide denetleyicisinin üç temel sorunu vardı. 528 mb”lık depolama üst sınırı vardı. Kısacası 528 mb’ın üzerindeki diskler idelerle kullanılamazlar. En çok 2 disk desteği vardı. Yalnızca 2 disk kullanılabilmekte idi. Ve cd-rom gibi çevre birimlerine yardımcı vermemekte idi. Eide ile beraber her bir disk için 8.4 gb’lık disk desteği mevcuttur. Zamanımızda bu sınır daha da üste çekilmiştir. 128 gb’a kadar diskler desteklenebilir. 4 tane ide diski ve cd-rom kullanılabilir. Bu yüzden de ide1 ve ide2 olarak 2 tane arabirim konnektörü kullanılır. Birincil olana primary ikincil olana da secondary adı verilir. Bir konnektörde 2 tane disk ve bunun gibi aygıt kullanılabilir. Bunlar birbirlerinden master ve slave olarak biribirinden ayrılır. Böylelikle pc’ye takılan disk ve bunun gibi birimler primary master, primary slave, secondary master ve secondary slave olarak isimlendirilir. Hiyerarşik düzünde aynı şekilde bu biçimdedir. Eide’lerle beraber ultra dma kavramı ile karşılaşmaktayız. Ultra dma pc’nin bilgiyi sabit diskten pc’nin bilgi yolları ile anabelleğe göndermede kullanılmakta olan bir protokoldür. Ultra dma/33 protokolü bilgileri: çoğuşma modunda ve 33.3 mbps ( Megabayt/saniye ) Hızında transfer eder. Bu bundan evvelki dma arabiriminin 2 katı kadar daha hızlıdır. Ultra dma sabit disk üreticisi bulunan quantum ve chipset üreticisi bulunan intel tarafından geliştirildi. Pc’nizin ultra dma’yı desteklemesi demek pc’nizin daha süratli açılması, yeni uygulamaları daha süratli çalıştırması demektir. Ultra dma 40 pinlik bir ide arabirimi kablosu kullanır. Ultra dma/33′den sonrasında ultra dma/66 çıktı. Ultra dma/66 bilgilerin 66 mbps hızında iletilmesini temin eder. Bu bundan evvelki ultra dma moduna göre 2 kat hızlıdır. Ultra dma/66 80 pinlik ide kablosu kullanılır. Ultra dma’nın çoğuşma modunu desteklediği denmişti. Çoğuşma modu bilgilerin normalinden daha süratli gönderildiği bir bilgi gönderme kipidir. Çoğuşma kipini gerçekleştiren pek çok teknik vardır. Bilgi yolunda, Örneğin çoğuşma modu, bir aygıtın yolun kontrolünü ele almasını ve ayrıca başka aygıtların bunu kesmemesini sağlayarak gerçekleştirilir. Ram’de ise Çoğuşma modu daha sonraki hafıza ünitesi şahsına gereksinim duyulmadan getirilerek yapılır. Bu disk cachlerinde kullanılmakta olan tekniğin aynısıdır. Böylelikle bilgiler daha süratli iletilirler.

Tüm çoğuşma modlarının sahip olduğu bir karakteristik geçici ve güçlendirilemeyen olmasıdır. Kısıtlı zaman dilimlerinde ve özel koşullarda normalden daha süratli bilgi transferi sağlarlar.

Scsi

Small computer system interface’in kısaltılmış şeklidir. Scsi arabirimi seri ve paralel portlardan daha süratli bilgi transfer oranı temin eder. ( Saniyede 80 megabyte bilgi iletimi sağlayabilir ) . Scsi arabirimlere diskin dışında yazıcı, cd-rom gibi türlü aygıtlar bağlanabilir. Bu yüzden scsi olağan bir arabirimden çok bir giriş/çıkış yoludur. Scsi arabirimi bir ansi standardı olmasına karşın türlü varyasyonları vardır. Bu yüzden İki scsi arabirimi birbiri ile uyumlu olmayabilir. Günümüzde kullanılmakta olan scsi arabirimleri aşağıdadır.

Scsi-1 : 8 bitlik bir yol kullanılıp 4 mbps lik bir bilgi transfer süratini destekler.

Scsi-2 : scsi-1 ile benzerdir, ama 50 pinlik konnektörler kullanırlar. Ve birden çok aygıtın bağlanmasına izin verirler.

Wide scsi : 16 bitlik bilgi transferini desteklemek için daha geniş bir kablo kullanırlar.

Fast scsi : 8 bitlik yol kullanırlar, ama 10 mbps’lik bilgi transferini desteklemek için saat süratini ikiye katlarlar.

Fast wide scsi : 16 bitlik yol kullanılıp 20 mbpslik bilgi transfer süratini destekler.

Ultra scsi : 8-bitlik yol kullanılıp 20 mbps’li bilgi transfer süratini destekler.

Scsi-3: 16 bitlik yol kullanılıp 40 mbps’lik bilgi transfer süratini destekler. Buna ek olarak ultra wide scsi de denir.

Ultra2 scsi: 8 bitlik yol kullanılıp 40 mbps’lik bilgi transfer süratini destekler.

Wide ultra2 scsi: 16 bitlik bir yol kullanılıp 80 mbps’lik bilgi transfer süratini destekler.

Scsi aygıtların dürümlerine göre 15 aygıta kadar sisteme bağlayabilir. Scsi’ler ide arabirimlerinden ayrı olup rasgele erişim yöntemini kullanırlar. ide’ler ise sıralı erişim yöntemini kullanırlar. Scsi arabirimleri ide’lerden daha hızlıdırlar. Lakin daha da pahalıdırlar. Dünya piyasının tahmini %10′unda varlar. ide’ler ise ucuz olmaları ve böylelikle anakart üstünde tümleşik olarak gelmeleri nedeniyle daha çok tercih edilmiştir. Bir sabit diskin kapasitesi şöyle 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 toplamda 8.4 gigabyte’dır. Sabit diskler ile varan ehemmiyetli bir kavram da partisyon kavramıdır. Partisyon kabaca diskin üstünde oluşturulmuş bölümlerdir. Bir diskte yalnızca bir partisyon olacağı gibi birden çok da partisyon olabilir. Bir partisyon hangi maksat ile oluşturulmuş olursa olsun o partisyona ulaşım yapacak işletim sistemine münasip bir dosya sistemi ile biçimlendirilmelidir. Bu genel olarak işletim sisteminin sorunudur ve işletim sistemi birden çok dosya sistemini destekleyebilir. Partisyonların isimlendirilmesine gelince ilkönce primary master konumundaki partisyon c’den başlamak üzere isim almaya başlar. Sonrasında master diskinizde birden çok partisyon mevcut ise onlar isimlendirilmeye başlar. Örneğin primary master’daki disk ikiye bölünmüş ise birincisi c: birdiğeriyse d: ismini alır. Burdaki bölümleme işlemi mantıksaldır. Eğer, 2. bir sabit disk mevcut ise bu disk fiziki olduğundan d: harfini alır. Mantıksal olarak bölümlenmiş diskin 2. bölümü ise e: harfini alır. Dosya sistemlerinde yaygınlaşmış olanlarından birazcık bahsedelim

Fat

File allocation table – türkçeye çevirmek lazımdır ise dosya atama tablosu. Bu sistemde partisyon herbiri belli miktarda sektör ihtiva eden cluster adlı parçalara ayrılır. Ve hangi dosyaların bu cluster parçalarından hangilerine yerleştiği, hangi cluster parçalarının boş, hangilerinin dolu olduğu gibi veriler fat üstüne yazılır. İşletim sistemi de rastgele bir dosyaya erişim yapmak istediğinde dosyayı bulabilmek adına fat üstüne yazılan bu bilgilerden faydalanır. Her ihtimale karşı sabit disk üstünde bir kopyası bulundurulur.

Fat16

Dos, windows3.1 ve osr2 sürümü evveli windows95′in kullandığı dosya sistemidir. Eski bir dosya sistemi olduğundan bazı dezavantajları ve eksiklikleri mevcuttur. Bunlardan birisi kök dizinin ( Root ) Sınırlandırılmış olmasıdır. Fat16 sisteminde açılıştaki primary partisyona ait root dizini, fat tablosu ve boot sektörü cluster bünyesinde yer almazlar ve sayısı belli bulunan sıralı sektörlerde tutulurlar. Bu sayının belli olarak bulunması kök dizinine icra edilecek eklentilerin belirli bir sınırı olarak bulunması sonucunu doğurur. Kısacası altdizin istenildiği kadar uzatılabilmekle beraber kök dizinde belli uzunlukta girişle sınırlandırılmıştır. İkincisi fat16 dosya sisteminde adresleme 16 bit olduğundan adreslenebilecek en fazla cluster sayısı 65525′tir ve bu clusterların boyutu 32 kb olabilir. ( Aslında cluster sayısı 65536 olmalıdır. Fakat bir takımı özel gayeler için tutulur. ) Bu da bizleri fat16′da kullanılmakta olan bir partisyonun 2 gb’dan daha büyük olmayacağı sonucuna götürür. Üçüncüsü fat16 elindeki boş sabit diski veya partisyon alanının bir biçimde elindeki clusterlara dağıtmak zorundadır. Bu sebeple sabit diskin boyutu büyümeye başladıkça cluster’ın boyutu da büyür. Örneğin 1 mb’lık bir dosya pek çok cluster üstüne sıralanıp yerleşirken 10kb uzunluğundaki tek bir dosya bir cluster’ı kaplar. Bu halde hususiyetle disk boyutu 1-2gb arasında isefat16 cluster boyutu 32 kb olacaktır ve cluster üstünde 10kb’lık dosyadan arta kalan 22 kb’lık boşluk değerlendirilemeyerek boşa gidecektir. Özellikle çok miktarda küçük dosya içeren sabit disklerde böyle bir durumda çokça olur.

Fat32

Windows95 osr2, windows98, windows2000 ve linux tarafından tanınan ve fat16′dan daha gelişmiş bir dosya sistemidir. İlk olarak fat32′de rastgele bir kök dizin sınırlaması yoktur. İkinci olarak fat32, fat16′daki 16 bitlik adresleme yerine 32 bitlik adresleme kullanır. Bu da 2 tb’a kadar bulunan disklerin tanınmasını temin eder. Üçüncü olarak fat32 cluster boyutunu azaltıp boş alan israfını az hale getirir.

Ziyaretçilerimiz Google'dan bizi nasıl buldular?

Bu yazımızda aradığınızı bulamadınız mı? Bir de bu yazılarımızı inceleyin:

Yazar Hakkında: Volkan Aktas (572 Yazısı bulunuyor)

PC Günlüğü'nü ayakta tutan tek adam!......Tam anlamı ile teknoloji hastası bir adam!......Donanım konusunda kendini aşmış bir adam!......Yazılım konusunda kendini geliştirmeye çalışan bir adam!......Teknolojiden hiç bir maddi çıkar beklemeden; Google, Microsoft ve Facebook türevlerinden gelecek iş tekliflerine kapalı olan tek adam! Diğer bütün yazıları, Volkan Aktas →