Sabit diskler

HARD DİSKIN ÇALIŞMASI ESNASINDA

PARK ETME
Park programları arasında sunulan son program, bir Amerikan şirketi olan “Prime solutıons Inc.” tarafından yazılan Disk Technician isimli utility paketinin Safepark programıdır. Bu program, kendisine disk yüzeyinde bir silindir seçer ve kafanın kullanılmadığı her anı bu silindire geçirir. Program, bu emniyet alanının oluşturulması için seçilen silindirde veri bulunuyorsa, bunları başka alanlara taşır. Bilgisayar her açıldıgında progrm bir AUTOEXEC.BAT dosyası yardımıyla hafızada kalıcı (resıdent) olarak yüklenir ve dos’ un sürücü ile ilgili rutinlerine (programcılıklarına) dahil olur. Eger sürücü 7 saniyelik bir süre hareketsiz kalırsa, program devreye girer ve manyetik kafayı, emniyet alanı olarak seçilen silindirin üzerine konumlandırır ve böylece olası voltaj artışlarının veya mekanik çarpmaların yaratabilecegi darbeleri bu alana yönlendirmiş olur. Bu basit fakat gerekli önlem, manyetik kafa düşmeleri neticesin de dogan tehlikeleri büyük ölçüde azaltır. Böylece, manyetik kafa, çalışma esnasında kısa bir an için diskin veri kısımları üzerinde durur.


SÜRÜCÜ GEOMETRISI
Hard disk sürücüleri; disk sayısı, bir disk yüzeyindeki iz sayısı ve bir izdeki sektör sayısı bakımından farklılıklar gösterir. Disklerin her iki yüzüde veri depolamak maksadıyla kullanıldıkları için, genelde hard disk hakkında bilgi verirken disk sayısı degil, yüz sayısı belirtilir. Tüm hard diskteki belli bir sektörü tanımlamak için, örnegin “yüz 2, iz 19, sektör 8” dememiz yeterli olacaktır. Disk yüzleri sıfırdan başlayarak numaralandırılır. Örnegin iki diskli bir hard diskte yüzler sıfırdan üçe kadar numaralandırılır. En dışta kalan iz, iz 0 olarak tanımlanır. Ayrıca bu izin tüm yüzlerini kapasayan silindir de, silindir 0 olarak tanımlanır. Sektörlerde numaralandırma 1’den başlar. Normal bir hard diskte bir izde 17 sektör bulunur.
Bu numaralandırma sisteminin bilinmesi çok önemlidir, çünkü normalde hard diskler, içerdikleri bozuk sektörü gösteren bir etiket (bu etiket metal kutunun dışına yapıştırılır) ile birlikte satılırlar. Hard disk formatlanmasında bazen bu bozuk sektörlerin konumlarının bilgisayara bildirilmesi zorluguyla karşılaşılır.
BIOS (TEMEL GIRDI /ÇIKTI SISTEMI)
DOS bir iţletim sistemi olmasına rağmen, hard diskler üzerinde asıl kontrolü BIOS sağlar. BIOS, işletim sisteminin bir parcası olarak ROM’da (yalnız okunabilir hafızaçipinde) yer alır BIOS, dosya okuyacak yada dosyaya yazacak kadar kabiliyetli olmasada sektörlere tek tek erişim işini üstlenir. Bunun için sürücüden sürücüye değişen yüz, iz ve sektör sayılarını bilmesi gerekir. Başka bir değişle, sürücü geometrisini bilmesi gerekir.
BIOS bilgisayarın ROM’unda bulunur. BIOS bir kısmı harddisk BIOS’u (fixed disk BIOS) olarak adlandırılır ve kullanılabilecek harddisk ceşitlerinin geometrik verilerini bir liste halinde içerir. Bunların içinde 10 MB’lik hard disklerden başlamak üzere 100 MB’ye kadar olan hard disklerin geometrik verileri mevcuttur. Örneğin ikincihard disk tipi, AT sınıflarında standart olarak kullanılan 20 MB’lik hard disklerdir.
YENI SÜRÜCÜ GEOMETRILERI
BIOS’da gittkce daha fazla değişikliğe ugradığın için, listesinde başka disk tiplerine ait cok sayıda ilave geometrik veriler içerir. Ilk AT sınıfı 14 farklı disk tipi içerirken, bu sayı daha sonra 22’ye cıkartılmıştır.Ancak, bu arada IBM –BIOS tarafından desteklenmeyen yığınla farklı sürücü geometrisi türemiştir. Düşük kapasiteli sürücüler sunulan standart geometrilereçogunlukla uyum sağlarlar. Ancak yüksek kapasiteli olanlar (100 mb’den fazla olanlar), genelde BIOS’un elden geçmesini gerektirir. Bölüm 4’te de inceleyecegimiz gibi bunun birçok yöntemi vardır.
Daha eski IBM PC sınıflarının (16 kb hafıza çipli)kullanıcıları, bilgisayarlarının hard disk BIOS’ unun bulunmadığının bilmelidirler. Ancak BIOS kolay değişebilen bir çipte bulunduğu için, bu çipi değiştirerek BIOS’u yenilemek mümkündür. Bu konu bölüm 4’te daha ayrıntılı olarak incelenecektir.
SÜRÜCÜLERININ KONTROL ÜNITESI

(CONTROLLER)
Hard disk sürücüleri,aynı disket sürücüleri gibi,kontrol ünitesi içeren bir karta gereksinim duyarlar. IBM AT’lerdehem disket,hemde hard disk sürücülerinin kontrol üniteleri tek bir slota takılan ortak bir kartı paylaşırlar. IBM PC ve XT’lerde ise, hard disk için ilave bir kontrolkartı gerekmektedir. Kontrol üniyesini içeren kart,verilerin hard diskten hafızaya gönderilmesi işlemine yardım eder.Kontrol kavramı;verilerin okunmasına,yazılmasına,manyetik kafanın konumlan masına ve bir çok baçka sürücü iţlemine iliţkin emirler yollayan bir kontrol çipinden gelmektedir.
Kontrol ünitesinin görevleri ise,elektronik olarak sürücünün hareketlerini koordine etmek,kodlanmış bit zincirini gerçek verilere dönüştürmek ve hataları ortaya çıkarmaktır. Tüm bunlar çok hızlı olarak gerçekleşir; hatta bazen bilgisayarınveri işleme hızından daha hızlı.
VERILERIN KODLANMASI(DATA ENCODING)
Kontrol üniteleri,veri kodlama yöntemlerinde birbirlerinden farklılıklar gösterirler. Verilerin kodlanması, onların hafızadan alınıp disk yüzeyine bitler halinde yazılması anlamına gelir. Kontrol ünitesinin elektronik aksamanın ne kadar karışık bir işin altından kalkmak zorunda olduğunu düşünün bir kere. Manyetik kafannın altından yaklaşık olarak 60,000 tane yükü değişmiş yük alanıiçeren bir, iz geçer.iz sadece bir kaç inch uzunluğundadır ve manyetik kafanın altından sadece 17 mili saniyede bir tam bir tur yapar.Yani 512 byte’lik(4096 bitlik) bir sektör sadece saniyenin birkaçı kadar kısa bir sürede kafanın altında geçer. Peki,kontrol ünitesi manyetik kafanın altından hangi yük alanının geçtiğini nasıl bilebilir? Sadece bir tek yük alanı kadar bir şaşma olsaydı,tüm veriler birbirine karışırdı.
Bu sorunun cevabı”formatlama işlemi esnasında disk yüzeyine yazılan ve sektörün başlangıç yerlerini belirten veriler sayesinde’dir. Manyetik kafa,bir sektördeki verilerin üzerinde dolaştığında, kontrol ünitesi formatlamayla girilen işaretkerden birinerastkanmadan önce binlerce manyetik yük alanını takip eder.
FM VE MFM KODLAMALAR

Bu kadar çok sayıdaki yükün takibinde kontrol ünitesini oryantasonu kaybetmemesi için belli kodlama yöntemleri geliştirilmiştir.Ilk geliştirilen FM(frequency modulation) kodlama yönteminde, ilave bir vuruş ile (clock pulse)yeni bir yük alanı daha kullanılmıştı. Bu şekilde disk kapasitesinin yarısı harcanmaktaydı. Daha sonra çok parlak bir fikir ileriye sürüldü.Buna göre, bir yük değişiminin ardından gelen dağer öncekinin değerine bağlı olarak değişmekte idi. Bunun neticesinde bügün çoğu diskte kullanılan MFM(modified frequency modulatıon)kodlama düzeni yaradılmış oldu. Bu metot,zaman aralığı bitini kaldırarak, bir diskin kapasiyesini FM kodlama yöntemindekinin iki katına çıkarmıştır.

RLL KODLAMA

(RUN –LENGTH LIMITED ENCODING)
Son zamanlarda, RLL kodlama olarak adlandırılan bir metot daha sık kullanılmaya başlanmıştır. Kullanılan teklonoji aslında yeni olmamakla birlikte, son zamanlara kadar çok pahalıya mal oluyordu. RLL işleminde, veriler bir dizi özel kodlara dönüştürülür. Bu kodlar belli sayısal karekteristiklerden , örneğin ardarda gelen sıfırların miktarından meydana gelir. Buradaki mantık çok karışık olsada, neticede veri yoğunluğu artırılmış olur. RLL 2.7 kodlama yönteminde peş peşe gelen sıfırların sayısı 2 ile 7 arasında sınırlandırılmıştır. Bu, sıfırların geçme boyunun (run –length) en çok 7 ile sınırlandırılmış olduğunu gösterir. Sonuç olarak , disk kapasitesi en az %50 artırılmış olur. RLL 2.7 kodlama metodu, günümüzde mikrobilgisayarlarda en çok kullanılan metoddur. Bazı üreticiler ise, kısa bir süre içinde RLL 3.9 kodlama metodunu piyasaya sürüyorlar. Bu metod disk kapasitelerini iki katına çıkartmaya adaydır.
RLL iz başına düşen sektör sayısını artırırken, belli bir anda manyetik kafanın altından geçen veri miktarının artmasınada yol açar. Buda veri aktarım oranının artması ile sonuçlanır. Ayrıca bir silindirdeki veri miktarınıda artırarak, manyetik kafa hareketlerini azaltır.

DEZ AVANTAJLAR
RLL kodlama metodu büyük bir ihtimalle geleceğin en çok kullanılan kodlama metodu olacaktır; ancak, henüz bazı sorunları var. Öncelikle, RLL’yi kullanan kontrol üniteleri, özellikle kendileri için üretilmesi gereken elektronik aksamlardan dolayı, MFM metodunu kullanan kontrol ünitelerinden %50 %100 arası daha pahalıdırlar. Bundan daha da önemli olan bir sorun ise, sürücünün elektronik aksamlarının da bu veri aktarım oranına ayak uydurmak zorunda olmasıdır. Piyasada sunulmakta olan hard disk sürücüleri, RLL kontrol üniteleri ile uyumlu oldukları halde, çoğu bunlarla uyum içinde çalışmazlar. Ilanlarda bazen sürücülerin RLL uyumlu olduğunu okuyabilirsiniz.
HATALARIN DÜZELTILMESI
Kontrol ünitesi, bir çok işlevin yanı sıra, hata düzeltme işleminden de sorumludur. Bunu yaparken CRC(Cyclic Redundancy Check) olarak adlandırlan bu yöntem kullanılır. Bu işlemde, matemetiksel bir frmül yardımıyla veri bloku kontrol edilir. Işlemin sonucu ise veri blokunun, yani sektörün arkasına yazılır. Bundan sonra bu blok tekrar okundugunda, kontrol ünitesi bu degeri yeniden hesaplar ve blokun sonuda bulunan değer ile karşılaştırır. Değerler farklı çıkarsa kontrol ünitesi hata verir. Bu teknik, birden çok hatayı da saptaya bilecek kabiliyettedir.
Mevcut hatanın ciddiliğine bağlı olarak, kontrol ünitesi çoğu hata durumunda verileri yeniden oluşturabilir. Alışıldık bir sürede verilerin yeniden oluşturulabilmesine olanak sağlayan bir hata(recovereble read error) 10 trilyon byte’da bir meydana gelirken, verilerin yeniden oluşturulabilinmesine olanak saglayan bir hata (nonrecoverable read error) daha da ender olarak meydana gelir. Arama hataları (seek errors), manyetik kafanın bir işareti kaçırdığı durumlardır ve 1 milyon denemede bir meydana gelirler. Bir çok yüksek güvenilirlik oranı, aslında çoğu kullanımlar için son derece yeterlidir. Mekanik ve manuel hatalar bunlarda çok daha tehlikelidir.

CLUSTER
Diske bir dosya kaydedildiğinde, DOS’un bu dosyaya diskte ayırdığı yer, genelde dosyanın net uzunluğundan daha fazla olur. Sürücünün kontrol ünitesi verileri sektörlerden daha ufak parçalar halinde ele alamadığı için, DOS yer rezervasyonunu sektör sektör yapmak zorunda kalmıştır. Eğer dosyanın uzunluğu 1ile 512 byte arasında kalırsa, bu dosya için diskte mecburen bir sektörlük yer kullanılır. Eğer dosya uzunluğu 513 ile 1024 byte arasında kalırsa, bu seferde dosya için 24 byte’lık yani 2 sektörlük yer kullanılır. Bu yöntem gereksiz disk alanı harcamalarına yol açmaktadır. Ancak bu uygulama, sadece tek yüzlü yüksek yoğunluklu 1.2 MB ve 1.44 MB’lik disketlerde tek sektörlük alan rezarvasyonu söz konusu olur. Diğer çeşitli diskler ve farklı kapasiteli hard disklerde 2.4veya 8 arasında değişir. Alan rezarvasyonları bir sektörlük yapan disklerde 10 byte’lık bir bilgi için 512 byte harcanırken; 2,3 ve 4 sektörlük alan rezarvasyonu yapan disklerde bu sayı sırasıyla 1024,2048 ve 4096 byte olur.
Cluster numarası

DOS’un dosyalara tahsis ettiği asgari yere cluster adı verilir. DOS, cluster’ları 0’dan başlayarak numaralandırılır ve bu numaralara cluster’ın içerdiği sektörlere erişmek için kullanılır. 360 kb’lık standart disketler 2 sektörden meydana gelen cluster’lar kullanır. Çoğu hard diskte ise , bir cluster 4 sektörden oluşur. Bununla birlikte, cluster büyüklüğü bir disketin veya hardiskin fiziksel özelliklerinden birisi değildir.Bu sadece DOS’un veri organizasyonuyla ilgili bir kavramdır.

Cluster’ların daha fazla sektörden oluşmasının gereksiz disk alanı harcamalarına yol açtığını fark etmişsinizdir. Örneğin çoğu zaman dosyanın son cluster’ının son sektöründe dosyayla ilgili hiçbir veri bulunmaz. Çok sayıda sektörün cluster olarak grublandırılmasındaki amaç FAT tablosu hakkında bilgi verdiğimiz zaman daha açık bir şekilde anlaşılaçaktır.
DOSYA DAĞILIM TABLOSU (File Alloction Table veya FAT)

Directory girişlerinde,bir dosya üzerindeki disk üzerindeki dağılımıyla ilgili sadece başlangıc cluster’I hakkında bilgi bulunmaktadır.Ancak , çoğu zaman dosyalar bir cluster’dan daha uzun olur. Bu da ‘’DOSgeri kalan cluster’ları nasıl bulabiliyor?’’sorusunu akıla getiriyor.Dos,formatlama işlemiesnasında dosya dağılımtablosunu (FAT) oluşturur. FAT, bir diskin en önemli bölümüdür. Eğer FAT bir manyatik kafa düşmesi veya bir formatlama neticesinde hasar görürse,diskteki herhangi bir veriyi yeniden kullanılır hale getirmekson derece zorlşır. Bölüm 9’da,silinmiş dosyaların veya formatlanmış hard disklerin kurtarılmasıyla ilgili bilgiler verilirken, FAT’ın neden bu kadarönemli olduğu daha iyi anlaşılacaktır. Bu öneminden dolayı, DOS, her zaman FAT’ın iki kopyasını saklar.

*******SON*******