A. SABİTDİSKLER SABİT DİSK İN GÖREVİ

Transkript

1 DİSK SÜRÜCÜLERİ A. SABİTDİSKLER SABİT DİSK İN GÖREVİ Bilgisayarın veri merkezidir. Tüm programlar (Windows, Linux vb. işletim sistemleri, word veya paint gibi yardımcı programlar ve kendi dosyalarımız) sabit disklere kaydedilir ve burada saklanır. Temel görevi üzerinde yazılan bilgiyi tutmak ve istenildiği zaman bu bilgiyi kullanıcının hizmetine sunmaktır. Sabit disklerin kapasiteleri çok büyüktür ve sürekli olarakta artmaktadır. Sabit diskler dönen disklerden oluşan mekanizmalardır. Bu disklerin yüzeyi özelliğe sahiptir. Bilgisayar verisi olan 1 ve 0 lar manyetik olarak bu diskler üzerinde oluşturulur. FİZİKSEL BÖLÜMLERİ 1.Tabakalar (plakalar) 2.Tabakaların üzerindeki veriyi okuyan ve yazan kafa 3.Kafaları ve tabakaları hareket ettiren motorlar 4.Tampon Bellek 5.Tüm bölümleri yöneten ve dışarıyla ilişki kuran elektronik kontrol ciplerinin üzerinde barındıran kartlardır. SABİT DİSKİN ÇALIŞMASI Kafalar bilgisayar açıldığı an harddisk içinde bulunan motorlar tarafından bir başlangıç pozisyonuna getirilir ve kuvvetli mıknatıslar yardımıyla plakalar üzerinde yazıp okumaya başlarlar. Tabakalar sürekli olarak döndüğünden ve harddisk içinde bir hava ve hava sirkülasyonu oluşturduğundan dolayı okuma yazma kafaları çalışma sırasında disk yüzeyine temas etmez, yüzeyden 200 mikron yükseklikte durur bu nedenle hard diskin çalışması sırasında bilgisayarın sarsılması istenen bir durum değildir. Herhangi güçlü bir sarsıntı okuma yazma kafalarının disk yüzeyindeki manyetik tabakaya çarparak çizilmesine neden olabilir. Bu "fiziksel" kusur disk yüzeyinde bad sector (bozuk alan) olarak adlandırdığımız ve onarımı mümkün olmayan sorunların oluşmasına yol açar. Bu alanlar scandisk gibi bir programla belirlenerek diskin bu bölüme veri yazması engellenebilir, ancak genellikle ortaya çıkan böyle bir alandaki veriler yitirilmekte ve yeniden okunması mümkün olmamaktadır. Disk plakalarında Bad Sector sayısının artması sabit diske işletim sistemi kurulmasını engelleyebilir ya da sabit diskin çalışması nı yavaşlatabilir. Bir sabit disk kullanılmaya başlanmadan önce formatlanması gerekir (biçimlendirilir). Bir sabit diskin formatlanması demek, üzerine yazılacak bilgilerin nereye ve hangi standartlara göre yazılacağının belirtilmesi demektir. Formatlama işlemi ya pılmamış bir sabit diskin üzerine anlamlı bilgi kümeleri yazmak söz konusu değildir. Ayrıca formatlama işlemi ile Bad Sektörler de bir daha kullanılmamak üzere işaretlenir. Sabit disk içersindeki plakalar dakikada devirle dönebilirler. Devir hızı RPM olarak ifade edilir. Plakalar ile kafalar arasındaki boşluk uçuş yüksekliği olarak ifade edilir ve bu yükseklik, bir parmak izinin kalınlığından bile daha azdır. Okuma/yazma kafalarıı diske ne kadar yaklaşırsa bilgi sürücüye o kadar yoğun depolanır. RPM kısaltmasının İngilizce açılımı ROTATE PER MİNUTE dir. Türkçe karşılığı dakika başına dönme sayısı olarak bilinir. Okuma yazma kafaları ve diskler aşağıdaki resimde sembolize edilmişlerdir. Düzenleyen: MEHMET GÜÇYENER-2013 DİSK SÜRÜCÜLER 1

2 VERİLER DİSKİN YÜZEYİNE NASIL YAZILIR VE NASIL OKUNUR? Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi disk yüzeyinde karışık halde bulunan demir molekülleri yazma işleminde sonra belirli bir sıraya getirilirler. Bu şekilde veri bitleri yan yana eklenerek baytlar, baytlar yan yana eklenerek kilobayt ve megabayt gibi veri yumakları oluşturuluyor. Bu da bilgisayarın çalışma sisteminin temeli olan ikili olan (binary)sayı sistemini gösterir. İlk etapta disk yüzeyinde karışık bir şekilde duran demir molekülleri okuma yazman kafası sayesinde manyetize edilerek anlamlı bilgilere dönüştürülürler. Veri yazma işlemi, okuma yazma kafalarının disk yüzeyinde manyetik kaplamaya elektriksel bir sinyal göndererek manyetik mıknatıstaki kutuplaşmasının değiştirmesi ile olur. Okuma işlemi de aynı şekilde manyetik kaplamanın, mıknatıstaki kutuplaşmaya göre algılanan elektriksel sinyallerin yan yana dizilmesi ile oluşur. Okuma yazma kafalarının disk yüzeyindeki bir veriyi okuyup sisteme göndermesi ya da bu işlemin tersi saniyenin birkaç binde biri kadar bir sürede gerçekleşir. TABAKA (DİSK-PLAKA)LARIN YAPISI Plakaların iki yüzüne de veri yazılabilir. Her plakanın yüzü track adı verilen ve merkezden dışarıya doğru yayılan yüzük biçimindeki bölgelere ayrılır. Merkezden dışa doğru pasta dilimi şeklinde olan kısma geometrik sektör denir. Geometrik sektör içindeki küçük parçalara Track söktör denir. Track sektörlerin birleşmesiylede clusterlar oluşur İşletim sistemleri geometrik sektörleri cluster adı verilen daha küçük sanal bölümlere ayrır. Her cluster tek bir programa ait bilgi yazılabilir. Cluster sayesinde harddisk daha verimli kullanılmış olur. Bir cluster birden fazla track sektörden oluşabilir. Diskler Esnek olmayan ve metal ya da plastikten ya da camdan imal edilen parçalardır ve üzeri demir-oksit veya diğer manyetize edilebilir bir madde ile ince bir katman hâlinde kaplanmıştır. Bu plakalar yuvarlaktır ve ortalarından elektrik motorunun miline bağlıdır. Bir hard diskin içinde birden fazla disk plakası olabilir ve bu plakaların tümü aynı hızda döner. İz(Track): Verilerin kaydedilmesi amacıyla iç içe halkalar şeklinde disk üzerinde oluşturulmuş veri kayıt bölümleridir. Merkeze aynı uzaklıkta iç içe dairesel halkalardan oluşur. Bir iz üzerinde ardışık sektör parçaları yan yana dizilmişlerdir. Okuma yazma kafası bir iz üzerine konumlanarak istediği sektörleri okuyup yazabilir. Sektör: 256, 512Byte gibi büyüklüklere sahip ardışık veri depolama kümeleridir. Kümeler(Cluster): Disk üzerinde varsayılan bir büyüklüktür. İşletim sisteminin disk yönetimi ile alakalıdır. Dosya ve dizinlerin yerleştirildiği en küçük disk alanına denir. Boyutu dosya sistemine göre değişir. Hardisk üzerinde verilerin saklandığı en küçük alanlardır. Disk deki her bölge bir etikete sahiptir. Bir dosya yazıldığında o dosyanın hangi kafa, track, sektör ve clustere yazıldığını gösteren bir etiket vardır bu etiket te FAT e yazılır. FAT in görevi hangi parçanın diskten nerede olduğu göstermek, dosyanın nerede başlayıp nerede bittiğini işletim sistemi dosyayı okumaya veya değiştirmeye başladığında her parçanın nerede olduğunu FAT ten öğrenir. Sektör ve izler düşük seviyeli formatlama (low-level formatting) işlemiyle plakalar üzerinde oluşturulur. Her bir sektörün başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerine yazılır. Düşük seviye formatlama işlemiyle sabit disk byte bloklarını tutacak duruma hazırlanır. Bu işlemden sonra yüksek seviyeli formatlama (high-level formatting) işlemi gerçekleştirilir. Aşağıda anlatılacağı gibi değişik dosya sistemleri vardır. Fat, Fat32, NTFS gibi dosya sistemlerinin görevi hardisk üzerinde hangi verinin disk üzerinde nerede oldu bilgisini tutmaktır. Formatlama işleminden sonra aslında disk üzerinden veriler kalıcı olarak silinmezler; silinen verinin hangi sökterde(bölümde) olduğu bilgisidir. Bundan dolayıdır ki formatlanan diskler üzerinde ki veriler daha sonra kurtarılabilirler.(dosya sistemini bir kitabın içindekiler bölümü olarak düşünürsek formatlama işlemini de içindekiler bölümünü yırtmak gibi düşünebiliriz) Düzenleyen: MEHMET GÜÇYENER-2013 DİSK SÜRÜCÜLER 2

3 DOSYALAMA SİSTEMLERİ Bütün dosya sistemleri, verilerin saklanması ve kullanılması için gerekli bir yapı içerir. Bu sistemler tipik olarak bir boot record (sistem açılış kaydı), dizinler ve dosyaları içerir. Bir dosya sistemi üç temel işlemi gerçekleştirir; mevcut ve boş alanların yönetimi, dosya ve dizinlerin bakımı ve her dosyanın disk üzerindeki fiziksel adreslemesinin bilinmesi. Çeşitli işletim sistemleri, değişik dosya sistemleri kullanır (File systems), en çok bilinen dosya sistemleri; File Allocation Table (FAT) Dos, Windows işletim sistemlerinde kullanılır. File Allocation Table 16 (FAT16) File Allocation Table 32 (FAT32) Windows 98 işletim sistemlerinde ve üst versiyonlarında kullanılır. New Technology File System (NTFS) Windows NT işletim sistemlerinde (çok kullanıcılı) kullanılır. NetWare File System NetWare işletim sistemlerinde kullanılır. Linux Ext3 ve Linux Swap dosya sistemleri FAT 32 FAT e göre %8-10 arası daha hızlıdır. Harddiski daha küçük clusterlere böldüğünde disk alanı %10 ile 20 tasarrufu kullanılır. FAT32 VE NTFS DOSYA SİSTEMLERİNİ KARŞILAŞTIRALIM FAT 32 - FAT 16 dan daha gelişmiş veri koruma yöntemleri vardır. - Disk bölümünün 512 MB tan büyük olması gerekir. - 2 TB büyüklüğüne kadar sabit disk bölümlerinin kullanılmasını sağlar. - Daha küçük (4 kb) cluster büyüklüğü kullanarak diskin daha ekonomik kullanımını sağlar. - Çok büyük sabit diskleri ancak 32GB a kadar formatlayabilir, - En fazla dosya olabilir, - Bir dosya en fazla 4GB boyutunda olabilir, - Diskteki dağınıklık arttıkça performansı düşer, - Büyük boyutlu dosyalara erişimi yavaştır. NTFS (New Technology File Sytstem) - Windows NT, 2000 ve XP de kullanılır. - NTFS dosya sistemi kullanan Windows NT ve 2000 sürümleri FAT sürücüleri görebilir ve bu sürücülerdeki dosyaları okuyabilirler. Ancak FAT kullanan işletim sistemleri NTFS bölümlerini göremezler TB a kadar HDD leri formatlayabilir, - Tüm dizin ve dosyaları sıkıştırabilir, - Maksimum dosya büyüklüğü 16TB tır, (Teorik olarak 16 TB) - Cluster boyu küçük olduğu için yer kaybı düşüktür, - Dosya ve dizinlere kullanıcı hakları verilerek erişim denetlenebilir, - Dosyalarda yapılan tüm değişikliklerin kaydını tuttuğu için otomatik veri kurtarma desteği vardır, - Dosya sistemlerinde büyük/küçük harf ayrımı önemlidir. - Bazı karakterlerin özel anlamları olduğu için dosya isimlerinde kullanılmaz. SABİT DİSK ÇEŞİTLERİ: Sabit disklerin üretiminde çok sayıda farklı ara birim kullanılır ve bu ara birim üzerinden veri iletimi gerçekleştirilir. Sabit diskler kendilerine erişim sağlanılan teknolojiyle anılırlar. Bu teknolojiler günümüz itibariyle şu şekildedir: PATA (IDE-EIDE), Serial ATA,(SATA) SCSI, FireWire, USB E-SATA Paralel ATA Arabirimi (PATA) : En fazla 4 depolama cihazının bağlanmasına olanak sağlayan bir arabirimdir. IDE (Integrated Drive Electronics Tümleşik Sürücü Elektroniği) olarak da adlandırılır.iki farklı kablo yapısı vardır bu kablolardan biri 40 diğeri de 80 iletkenli dir. 80 iletkenli kablo daha yüksek bant genişliğine sahiptir. 80 iletkenli kablo üzerinden 1 SN'de diskin yapısına göre MB veri transferi yapabilir. Bu diskler 5400 veya 7200 RPM (rotate perh minute) dönüş hızında çalışırlar. Genelde 2 MB tampon bellekleri olan bu disklerin en son gelişmeler ile 8 MB'a kadar çıkmasıdır. Teknoloji ilerledikçe tampon bellek mikterı artmaktadır. Yerini SATA arabirimlere bırakmıştır. 46 cm kadar kablo desteği vardır bundan dolayı sadece kasa içersinde kullanılır. Düzenleyen: MEHMET GÜÇYENER-2013 DİSK SÜRÜCÜLER 3

4 SCSI Arabirimi : (Skazi diye okunur. Sadece depolama cihazlarını değil tarayıcı veya yazıcı gibi çevresel birimlerini kontrol eder. SCSI üzerine bağlanan cihazlar ana kart üzerindeki bir chip gibi görev yapabilirler. Maksimum 16 adet çevresel cihazı kontrol edebilir. Üstelik tüm bu cihazlarla yüksek hızla iletişim kurar. 1 SN'de diskin yapısına göre 160 MB veri transferi yapabilir. Sistem kapatılmadan yeni diskler takılıp çıkartılabilir. Diskler 7200 veya RPM (rotate perh minute) dönüş hızında çalışabilirler. SCSI arabirimini kullanabilmek için bir SCSI kartının takılması gerekir. SCSI bağlantının avantajı aynı anda 16 adete kadar cihazı desteklmesi ve 12 metreye kadar uzun kabloyu desteklemesiydi. Bir diğer avantajı ise SCSI'nin IDE gibi veri taransferi için gelen komutlari islemciye yaptirmaz. Kendi üzerindeki kontrolcüye yaptirir. SATA Arabirimi : 10 pin fiber kablo üzerinden 1 SN'de (Kablo taşıma kapsitesi 1.5 GB) 150 MB veri transferi yapabilir. Bu diskler 7200 veya RPM dönüş hızında çalışırlar. Genel olarak 8 MB tampon belleklerin günümüzde 16 MB tampon belleği bulunmaktadır. SCSI de olduğu gibi sistem kapatılmadan yeni diskler takılıp çıkartılabilir. Her kablo ile bir disk anakarta bağlanır. Kabloların daha ince olması kasa içindeki kablo kargaşasını azaltır. Anakart ve disk üzerindeki kablo yuvarlarının küçük olması, montaj işlemini kolaylaştırır, anakart üzerinde daha az yer kaplar. SATA nın SATA1, SATA2 ve SATA3 standardları bulunmaktadır. SATA1, Seri ATA iletişiminin ilk versiyonudur. SATA/150 olarak da bilinir. Veri yolu hızı 1.5GHz dir ve veri iletim kapasitesi 150MB/s dir. SATA2 de veri yolu hızı 3GHz e, veri iletim kapasitesi 300MB/s ye çıkartılmıştır. SATA3 te veri yolu hızı 6GHz e, veri iletim kapasitesi 600MB/s ye çıkartılmıştır SATA-2 Arabirimi : Veri transfer hızı 300 MB/SN e yükseltilen SATA arabiriminin geliştirilmiş versiyonudur. SATA-3 Arabirimi : Veri transfer hızı 600 MB/SN e yükseltilen SATA arabiriminin geliştirilmiş versiyonudur. En son SATA teknolojisidir. HARDİSK ÖNEMLİ AÇIKLAMALAR 1. Bilgisayar terminolojisinde veri kapasitesini belirten byte birimi 1024 ün katlarıyla (ikilik sayı sistemine göre 210=1024) anılır. Katlar K (Kilo), M (Mega), G(Giga), T (Tera) şeklinde ilerlemektedir. Ancak sabit disk üreticileri 1024 kat kuralına uymamaktadır. Örneğin piyasada 80GB diye bilinen bir harddisk sürücüsünün kapasitesi 1000 nin katlarına göre düzenlendiğinden gerçek kapasite ikilik sayı sisteminin katı olan 1024 e göre hesaplandığında 74,5GB olarak karşımıza çıkar. 2. Disk plakaları son derece hassastırlar. Disk plakaları üzerinde toz, tüy, nemlenme ve buhar gibi kirlenmeye neden olan unsurların kesinlikle olmaması gerekir. Yazma/okuma kafası ve disk yüzeyi arasında gözle fark edilemeyecek kadar küçük bir boşluk bulunmaktadır. Dolayısıyla bu boşluğun arasına hiçbir yabancı nesnenin girmemesi gerekir.aksi durumda o bölgedeki bilgi ve onunla ilişkili daha büyük bir bilgi kümesi okunamayabilir. Yazma/okuma kafasının herhangi bir nedenden dolayı (sallantı, düşme vb.) disk yüzeyine değmesi sonucunda ilgili bölge hasar görebilir. Bu durumda BAD SECTOR diye adlandırılan ölü bölgeler oluşur.ölü bölgeler, fiziksel kusurlardan kaynaklandığında o bölgelerin kurtarılması söz konusu değildir. Disk plakalarında Bad Sector sayısının artması sabit diske işletim sistemi kurulmasını engelleyebilir ya da sabit Düzenleyen: MEHMET GÜÇYENER-2013 DİSK SÜRÜCÜLER 4

5 diskin çalışmasını yavaşlatabilir. 3. Bir sabit disk kullanılmaya başlanmadan önce formatlanması gerekir (biçimlendirilir). Bir sabit diskin formatlanması demek, üzerine yazılacak bilgilerin nereye ve hangi standartlara göre yazılacağının belirtilmesi demektir. Formatlama işlemi yapılmamış bir sabit diskin üzerine anlamlı bilgi kümeleri yazmak söz konusu değildir. Sektör ve izler düşük seviyeli formatlama (low-level formatting) işlemiyle plakalar üzerinde oluşturulur. Her bir sektörün başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerine yazılır. Düşük seviye formatlama işlemiyle sabit disk byte bloklarını tutacak duruma hazırlanır. Bu işlemden sonra yüksek seviyeli formatlama (high-level formatting) işlemi gerçekleştirilir. Yüksek seviyeli formatlama işlemiyle sektörlere FAT (File Allocation Table Dosya Ayırma Tablosu) gibi dosya depolama yapıları yazılır. Böylece sabit disk, üzerine dosya yazılabilecek duruma hazırlanmış olur. HARDİSK KARŞILAŞTIRMA TABLOSU Düzenleyen: MEHMET GÜÇYENER-2013 DİSK SÜRÜCÜLER 5