Hard diskin Calisma Prensipleri
Verilerimizi kalici olarak saklamak icin kullanilan bir saklama birimidir. Sabit disk doner bir mil uzerine siralanmis, metal veya plastikten yapilma ve uzeri manyetik bir tabaka ile kapli plakalar ve bu plakalarin alt ve ust kisimlarinda yerlesen okuma/yazma kafalarindan olusur. Veriler sabit diskteki bu manyetik tabakalar uzerine kaydedilir. Verilerin kaydedilmesinde miknatislanma mantigi kullanilir. Miknatisin iki kutbu dijital olarak 1 ve 0 i temsil eder. Verilerimiz boylece kucuk miknatislar halinde bu manyetik ortamlara yazilirlar. Bu manyetik tabakalarin ustu dairesel cizgilerle oruludur. Bunlara iz (track) denir. Sabit diskte birden fazla plakalar ust uste dizilmistir. Bu plakalarin hem alt hem de ust tarafina bilgi yazilabilir. Herbir plaka uzerinde altli-ustlu yerlesen ve herbirinin ortadaki mile uzakligi ayni olan izlerin olusturdugu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk uzerinde herbir yuz bir kafa tarafindan okunmaktadir. Bu nedenle kafa ve yuz ayni terime karsilik gelir. Iz yapisini pasta dilimi seklinde bolunmesiyle olusan ve sabit disk uzerinde adreslenebilir en kucuk alana denk gelen parcaya ise sektor (Sector) adi verilir ve bir sektorun barindirabilecegi veri miktari 512 byte uzunlugundadir. Bu sektor, kafa ve izler sabit diskte verinin adreslenmesi icin kullanilirlar. Suan adreslemede kullanilan iki yontem vardir. Bunlardan ilki CHS olarak adlandirilan Cylinder-Head-Sector konumlarinin verilmesi ile 3 boyutlu olarak dosyanin yerinin bulunmasi ikincisi ise LBA (Logical Block Adressing “ mantiksal kutuk adreslemesi) adi verilen tek boyutlu adresleme yontemidir. Gunumuzde kullanilan iki tip sabit disk arabirimi vardir. Bunlar IDE ve SCSIdir.
IDE
IDE (Integrated Drive Electronics) bilgisayarin anakartindaki veri yolu ile depolama aygitlari arasinda kullanilan standart bir elektronik arabirimdir. IDE IBMin 16 bitlik ISA yol sistemi tabanlidir ama ayrica diger yol standartlarini kullanan yol sistemlerinde de kullanilabilir.Gunumuzde satilan bircok bilgisayar IDEnin gelismis versiyonu olan EIDEyi (Enhanced IDE) kullanir. IDE kasim,1990da ANSI tarafindan bir standart olarak benimsendi. IDEnin ANSI ismi ATAdir (Advanced Technology Atachment). Normal sartlar bir IDE arabirim ile iki tane sabit diskin calistirilmasi mumkundur: Ancak iki entegre denetleyicisinin birinci pozisyonda olmak istemesini engellemek gerekir. Bunu yapmak icin suruculerden biri ana surucu (Master Drive) digeri de bagimli surucu (Slave Drive)dir. Bu disk islemlerinde acik bir hiyerarsi olusturur. IDEnin deenetleyici teknolojisinin artan isteklerine cevap vermekte yetersiz kalmasi nedeni ile EIDEnin ortaya cikmistir. IDE denetleyicisinin uc temel sorunu vardi. 528 MB'lik depolama ust siniri vardi. Yani 528 MBin ustundeki diskler IDElerle kullanilamazlar. En cok iki disk destegi vardi. Yalnizca iki disk kullanilabilmekte idi. Ve CD-ROM gibi cevre birimlerine destek vermemekte idi. EIDE ile birlikte her bir disk icin 8.4 GBlik disk destegi vardir. Gunumuzde bu sinir daha da uste cekilmistir. 128 GBa kadar diskler desteklenebilir. 4 tane IDE diski ve CD-ROM kullanilabilir. Bunun icin de IDE1 ve IDE2 olarak iki tane arabirim konnektoru kullanilir. Birincil olana Primary ikincil olana da Secondary ismi verilir. Bir konnektorde iki tane disk ve benzeri aygit kullanilabilir. Bunlar birbirinden Master ve slave olarak biribirinden ayrilir. Boylece bilgisayara takilan disk ve benzeri birimler Primary master, Primary Slave, Secondary Master ve Secondary Slave olarak isimlendirilir. Hiyerarsik duzunde aynen bu sekildedir. EIDElerle birlikte Ultra DMA kavrami ile karsilasmaktayiz. Ultra DMA bilgisayarin veriyi sabit diskten bilgisayarin veri yollari ile anabellege gondermede kullanilan bir protokoldur. ULTRA DMA/33 protokolu verileri cogusma modunda ve 33.3 MBps (Megabayt/saniye) hizinda transfer eder. Bu bir onceki DMA arabiriminin iki kati kadar daha hizlidir.Ultra DMA Sabit disk ureticisi olan QUANTUM ve chipset ureticisi olan INTEL tarafindan gelistirildi. Bilgisayarinizin Ultra DMAyi desteklemesi demek bilgisayarinizin daha hizli acilmasi, yeni uygulamalari daha hizli calistirmasi anlamina gelir. Ultra DMA 40 pinlik bir IDE arabirimi kablosu kullanir. Ultra DMA/33den sonra Ultra DMA/66 cikti. Ultra DMA/66 verilerin 66 MBps hizinda iletilmesini saglar. Bu bir onceki Ultra DMA moduna gore iki kat hizlidir. Ultra DMA/66 80 pinlik IDE kablosu kullanilir. Ultra DMAnin cogusma modunu destekledigi soylenmisti. Cogusma modu verilerin normalinden daha hizli gonderildigi bir veri gonderme kipidir. Cogusma kipini gerceklestiren bircok teknik bulunmaktadir. Veri yolunda, Ornegin cogusma modu, bir aygitin yolun kontrolunu ele almasini ve diger aygitlarin bunu kesmemesini saglayarak gerceklestirilir. RAMde ise Cogusma modu bir sonraki hafiza birimi kendisine ihtiyac duyulmadan getirilerek yapilir. Bu disk cachlerinde kullanilan teknigin aynisidir. Boylece veriler daha hizli iletilirler.
Butun cogusma modlarinin sahip oldugu bir karakteristik gecici ve guclendirilemeyen olmasidir. Sinirli zaman dilimlerinde ve ozel sartlarda normalden daha hizli veri transferi saglarlar.
SCSI
Small computer System Interfacein kisaltilmis seklidir. SCSI arabirimi seri ve paralel portlardan daha hizli veri transfer orani saglar. (saniyede 80 Megabyte veri iletimi saglayabilir). SCSI arabirimlere diskin disinda yazici, CD-ROM gibi cesitli aygitlar baglanabilir. Bu yuzden SCSI basit bir arabirimden cok bir giris/cikis yoludur. SCSI arabirimi bir ANSI standardi olmasina ragmen cesitli varyasyonlari bulunmaktadir. Bu yuzden Iki SCSI arabirimi birbiri ile uyumlu olmayabilir. Gunumuzde kullanilan SCSI arabirimleri asagidadir.
¨ SCSI-1 : 8 bitlik bir yol kullanir ve 4 MBps lik bir veri transfer hizini destekler.
¨ SCSI-2 : SCSI-1 ile aynidir, fakat 50 pinlik konnektorler kullanirlar. ve birden fazla aygitin baglanmasina izin verirler.
¨ Wide SCSI : 16 bitlik veri transferini desteklemek icin daha genis bir kablo kullanirlar.
¨ Fast SCSI : 8 bitlik yol kullanirlar, fakat 10 MBpslik veri transferini desteklemek icin saat hizini ikiye katlarlar.
¨ Fast wide SCSI : 16 bitlik yol kullanir ve 20 Mbpslik veri transfer hizini destekler.
¨ Ultra SCSI : 8-bitlik yol kullanir ve 20 MBpsli veri transfer hizini destekler.
¨ SCSI-3: 16 bitlik yol kullanir ve 40 MBpslik veri transfer hizini destekler. Ayrica Ultra Wide SCSI de denir.
¨ Ultra2 SCSI: 8 bitlik yol kullanir ve 40 MBpslik veri transfer hizini destekler.
¨ Wide Ultra2 SCSI: 16 bitlik bir yol kullanir ve 80 MBpslik veri transfer hizini destekler.
SCSI aygitlarin durumlerine gore 15 aygita kadar sisteme baglayabilir. SCSIler IDE arabirimlerinden farkli olarak rasgele erisim yontemini kullanirlar. IDEler ise sirali erisim yontemini kullanirlar. SCSI arabirimleri IDElerden daha hizlidirlar. Ancak daha da pahalidirlar. Dunya piyasinin yaklasik %10unda varlar. IDEler ise ucuz olmalari ve artik anakart uzerinde tumlesik olarak gelmeleri sebebi ile daha fazla tercih edilmistir. Bir sabit diskin kapasitesi su sekilde hesaplanir.
Silindir sayisi*Sektor Sayisi*kafa sayisi*512dir
1024 silindir, 256 kafa ve 63 sektor parametrelerine sahip bir sabit diskin kapasitesi: 1024*256*63*512=845571864 Bytedir. Bu da yaklasik 8.4 Gigabytedir. Sabit diskler ile gelen onemli bir kavram da partisyon kavramidir. Partisyon kabaca diskin uzerinde olusturulmus bolumlerdir. Bir diskte sadece bir partisyon olabilecegi gibi birden fazla da partisyon olabilir. Bir partisyon hangi amac ile olusturulmus olursa olsun o partisyona ulasim yapacak isletim sistemine uygun bir dosya sistemi ile bicimlendirilmelidir. Bu genellikle isletim sisteminin sorunudur ve isletim sistemi birden fazla dosya sistemini destekleyebilir. Partisyonlarin isimlendirilmesine gelince ilk olarak primary master konumundaki partisyon cden itibaren isim almaya baslar. Sonra master diskinizde birden fazla partisyon var ise onlar isimlendirilmeye baslar. Ornegin Primary masterdaki disk ikiye bolunmus ise birincisi C: ikincisi ise D: ismini alir. Buradaki bolumleme islemi mantiksaldir. Eger, ikinci bir sabit disk var ise bu disk fiziksel oldugu icin D: harfini alir. Mantiksal olarak bolumlenmis diskin ikinci bolumu ise E: harfini alir. Dosya sistemlerinde yaygin olanlarindan biraz bahsedelim
¨FAT
File Allocation Table “ Turkceye cevirmek gerekir ise Dosya Atama Tablosu.Bu sistemde partisyon herbiri belli miktarda sektor iceren cluster isimli parcalara ayrilir. Ve hangi dosyalarin bu cluster parcalarindan hangilerine yerlestigi, hangi cluster parcalarinin bos, hangilerinin dolu oldugu gibi bilgiler FAT uzerine yazilir. Isletim sistemi de herhangi bir dosyaya erisim yapmak istediginde dosyayi bulmak icin FAT uzerine yazilan bu bilgilerden faydalanir. Her ihtimale karsi sabit disk uzerinde bir kopyasi bulundurulur.
¨ FAT16
DOS, Windows3.1 ve OSR2 surumu oncesi Windows95in kullandigi dosya sistemidir. Eski bir dosya sistemi oldugu icin birtakim dezavantajlari ve eksiklikleri vardir. Bunlardan bir tanesi kok dizinin (root) sinirlandirilmis olmasidir. FAT16 sisteminde acilistaki primary partisyona ait root dizini, FAT tablosu ve boot sektoru cluster icinde yer almazlar ve sayisi belli olan sirali sektorlerde tutulurlar. Bu sayinin belli olmasi kok dizinine yapilacak eklentilerin belli bir siniri olmasi sonucunu dogurur. Kisacasi altdizin istenildigi kadar uzatilabilmekle birlikte kok dizinde belli uzunlukta girisle sinirlandirilmistir. Ikincisi FAT16 dosya sisteminde adresleme 16 bit oldugundan adreslenebilecek maksimum cluster sayisi 65525tir ve bu clusterlarin boyutu 32 KB olabilir. (aslinda cluster sayisi 65536 olmalidir. Ama bazilari ozel amaclar icin tutulur.) bu da bizi FAT16da kullanilan bir partisyonun 2 GBdan daha buyuk olmayacagi sonucuna goturur. Ucuncusu FAT16 elindeki bos sabit diski ya da partisyon alaninin bir sekilde elindeki clusterlara dagitmak zorundadir. Bu nedenle sabit diskin boyutu buyumeye basladikca clusterin boyutu da buyur. Ornegin 1 MBlik bir dosya bircok cluster uzerine siralanip yerlesirken 10KB uzunlugundaki tek bir dosya bir clusteri kaplar. Bu durumda ozellikle disk boyutu 1-2GB arasinda iseFAT16 cluster boyutu 32 KB olacaktir ve cluster uzerinde 10KBlik dosyadan arta kalan 22 KBlik bosluk degerlendirilemeyerek bosa gidecektir. Ozellikle cok miktarda ufak dosya barindiran sabit disklerde bu durum bolca olur.
¨FAT32
Windows95 OSR2, Windows98, Windows2000 ve Linux tarafindan taninan ve FAT16dan daha gelismis bir dosya sistemidir. Ilk olarak FAT32de herhangi bir kok dizin sinirlamasi yoktur. Ikinci olarak FAT32, FAT16daki 16 bitlik adresleme yerine 32 bitlik adresleme kullanir. Bu da 2 TBa kadar olan disklerin taninmasini saglar. Ucuncu olarak FAT32 cluster boyutunu azaltarak bos alan israfini azaltir. FAT16 ile FAT32 arasindaki farklar degisik disk veya partisyon buyuklukleri icin asagidaki tabloda gosterilmektedir.
FAT16 ve FAT32 cluster boyutlari
Surucu ya da Partisyon Boyutu
FAT16 cluster Boyutu
FAT32 cluster boyutu
256 MB - 511 MB
8 KB
Desteklenmiyor
512 MB “ 1023 MB
16 KB
4 KB
1024 MB “ 2 GB
32 KB
4 KB
2 GB “ 8 GB
Desteklenmiyor
4 KB
8 GB “ 16 GB
Desteklenmiyor
8 KB
16 GB “ 32 GB
Desteklenmiyor
16 KB
à 32 GB
Desteklenmiyor
32 KB
