Sabit diskler

DİSKLER ÜZERİNDE BİLGİLERİN ADRESİ

Tahmin edebileceğimiz gibi veriler, disklerimizin üzerinde gelişi güzel yazılsalardı, bir süre sonra diskin yüzeyinde neyin nerede olduğu ya da hangi bilginin hangi sektör, hangi track üzerine yazıldığını bilmek mümkün olmazdı. Disk üzerinde aradığımız veri hangi plakada, plakanın hangi yüzeyinde ve o plakanın neresinde olduğunu bulmanız imkansızlaşırdı. Bunun için disklerimiz sabit bir hiyerarşiye göre belli bölümlere ayrılmıştır.

Öncelikle plakaların iki yüzüne de veri yazılabilir. Her plakanın yüzü, track adı verilen ve merkezden dışarıya doğru yayılan yüzük biçimindeki bölgelere ayrılır. Track’ler de sektör ismindeki bölgelere bölünürler. Örneğin yaklaşık 1 GB ‘lik bir diskte 8 yada 16 adet plaka, plaka başına iki yada dört adet kafa, her kafa için 1024 adet track ve her track’de 63 adet sektör bulunur. Ve bu sektörler işletim sistemleri yine sabit uzunluktaki parçalara bölmeye yarar. Böyle bir şeyin yapılmasının nedeni sektörleri daha akıllıca ve verimli kullanmaktır. Diskinize bir şey yazarken işletimi sistemi “Şu kafada yer alan, x numaralı track’e y numaralı sektöre ve z numaralı cluster’a veriyi yaz (ya da) oku!” şeklinde bir emir gönderir. Diskinize veriler yazılırken bir seferde o cluster kadar bir bölüm yazılır ya da okunabilir. Tek sefer de belli uzunluktaki bir bölge! Bu bölgelerin içinde tek bir programa ait bilgi bulunması gerekir. Yani bir cluster içinde birden fazla programa ait bilgi bulunamaz. Cluster 4 kilobyte’lıksa ilk 2 kilobyte’ını bir program, kalanını başka bir dosya kullansın diyemeyiz. Zira işletim sisteminiz ve bilgisayarınız cluster’ınızın içinde ne olduğunu kontrol edemez. Onları taşırken, yazarken, silerken tek bir parça olarak düşünür; tek bir küme olarak ele alır. Bilgisayarınız cluster’larıyla yalnızca bir bütün olarak ele alındığında işlem yapılabilir. Örneğin bir disk veriler bir yerden bir yere taşınırken cluster’ lar halinde taşınırlar. Cluster’ın yarısı ya da bir kısmı taşımaz.
Düşünün bir kere. Eğer biz sektörleri parçalar bölmemiş olsaydık ve bir seferde yalnızca tüm sektörü yazmak ya da değiştirmek gerekseydi ne olurdu? Öncelikle bir sektör oldukça büyük bir bölümdür. Kilobyte larca veri tutabilir ve siz bir sektöre yalnızca birkaç kilobyte’ lik veri yazarsanız. O sektörü tamamen çöpe atmış olursunuz. Sektörleri teker teker ve bir bütün olarak ele aldığımızı farz etmiştik. Küçükcük bir bilgi için koskoca bir disk alanını boşa harcamış olurduk. Bunun yerine sektörleride parçalar bölersek yazacağınız küçük verilerde dahil tüm bir sektörü harcamamız gerekmez fakat unutmamamız gereken bir şey, bu sektörlerin içindeki clusterların da belli bir uzunlukta olmasıdır. Örneğin; 5.1 GB’lik bir harddiskte clusterler 4 KB boyundadır ve bir kilobyte’ lık bir Word dosyası açtıysanız, 4 KB’lik bir clusterin tümünü kullanmış olursunuz. Ya da 5 KB! Lık bir dosyanız varsa bunun ilk 4 Kilobyte bir clustera kalan bir 1 KB diğer clustere yazılacaktır. Fakat ikinci clusterin tümü kullanılmış şejkilde işaretlenecek ve 5 KB’lık bir dosya 8 KB’ lık bir yer tutacaktır. Zira ikinci clusterin içine başka bir dosyanın kalan bir kısmı yazılamaz. Ţimdi başa dönelim eğer tüm bir sektörü, tek bir parça olarak ele alıyorsak 5 KB’lik bir dosya için yaklaşık 512 KB lık bir alanı tamamen doldurmuş olacaktır. Oysa bunu o sektörleride alt birimlere (clusterlere) bölerek 8 Kbta indirmiş olurduk.
Wındows 98’ in FAT 32 disk kontrol sistemi ile yaptığı şey, bu alanları eskilerine göre daha küçük bölgelere ayırmaktır. Diskinizdeki sektörleri olabildiğince küçük clusterlere böler. Böylece birkaç KB’lik veri yazdığımız zaman tüm bir sektörü harcamazsınız. Hantal FAT dosya sistemi ile sektörler 323 KB ‘ lik clusterlere bölünürdü. Fakat FAT 32 de sektörler ortalama 4 ile 16 KB’ lık clusterlere ayrılıyorlar. Böylece boşu boşuna diskinizi çöpe atmamış oluyorsunuz. Hem dikten hem de performanstan kazanmak mümkün hale geliyor.

DİSKTEKİ HER BÖLÜM BİR ETİKETE SAHİPTİR.

Bütün bu bölümleme ve gruplama işlemleri oldukça mantıklı. Fakat bir işletim sistemi yazacağı dosyaların disk üzerindeki yerini, nereden başlayıp nerede bittiğini bilmek zorundadır. Aksi bir durumda tüm veriler birbirlerinin üzerine yazılırdı. Tüm bu verilerin disk üzerindeki adresini tutan bir tablo vardır ki diskinizle ilgili hemen hemen her tülü bir veriyi üzerinde bulundurur; FAT (File Allocation Table-Dosya Ayırma (Yerleştirme) Tablosu ). Wındows ve DOS’ un dosyalama sistemlerinin adı buradan geliyor. Bu tabloda bir sorun olursa ya scandisk programınız diskinizde hatalar olduğunu söylemeye başlar ya da bir süre dosyalarınızı kaybetmeye başlarsınız. Aslında scandisk’ in Wındows ‘u “Başlat” düğmesinden kapatmadığınız her sefer çalışma sebebi FAT tablonuzda bir problem olup olmadığını kontrol etmek istemesidir. Zira bir bilgiyi disk yazdıktan sonra o bilginin hangi kafa, track, sektör ve clustere yazdığını gösteren bir etiketi de FAT’ a yazılır. Sonuç olarak bu etiket FAT’ a yazılırken siz bilgisayarınızı kapatmışsanız FAT düzensizleşmiş olabilir. Bunun için scandisk her defasında önlem almaya çalışır. FAT’ in diğer bir görevide parçalara ayrılmış olan dosyanızın bir tablosunu tutmaktır. Bunu bir örnekle anlatalım: Oldukça dolu bir diskiniz var. Diskinizde 5 MB’ lik bir dosya sildiniz bu durumda bu dosyanın yeri FAT tablosunda boş olarak işaretlenir. Daha sonra diskinize 8.5 MB’lik bir dosya kopyalamaya kalkıştığınızda işletim sisteminiz 8.5 MB’ lık dosyanın ilk 5 MB’lik kısmını daha önce sildiğiniz ve boş gözüken kısma yazacaktır. Kalan 3.5 MB’ lık kısmıda diskinizde diğer boş yerlere paylaştırarak kayıt edecektir. İşte elinizde bir bütün gibi gözüken fakat diskinizin birçok irili ufaklı boş bölüme serpiştirilmiş bir dosyanız oldu güle güle kullanın.

FAT’ in buradaki görevi dosyanın hangi parçasının, liste nerede olduğunu göstermek, dosyanın nerede başlayıp nerede bittiğini işletim sistemine bildirmektir. Böylece dosyanız diskte farklı yerlerde tutuluyor olsa da işletim sisteminiz, dosyanızı okumaya ya da değiştirmeye kalkıştığında her parçanın yerini FAT’ a bakarak belirleyecek ve gerekli işlemleri yapacaktır. FAT böylece dosyaların birbirinin üzerine yazılmasını da engellemiş olur.
DİSKLERİN PERFORMANSINI NELER BELİRLER?
Diskinizin performansı genel sistem performansınızda oldukça önemli bir pay alır. Yavaş bir harddisk çok hızlı bir işlemciniz olsa bile sisteminizde beklemelere yol açacaktır. O halde bir harddisk alırken nelere dikkat etmeliyiz? Sabit diskinizin CACHE Belleği hızı ne kadar artırır? Dönme hızımı yoksa veri aktarım hızı daha mı önemlidir? TRACK TO TRACK erişim hızı ortalama erişim hızından daha mı önemlidir?
Sabit disk sürücünüzün performansını kendi benzerleri arasında en fazla etkileyen şey daha önce bahsettiğimiz plakların, kendi eksenleri etrafındaki dönme hızıdır. Bir veri okunurken kafa altından geçen milyonlarca küçük mıknatıstan gelen veriler bilgisayarınıza aktarılmaktadır. Bu kafa altında dönen plak şekildeki diskler daha hızlı dönerse, bir saniye içinde kafanın okuyacağı veri miktarı daha fazla olacaktır. Zira dönme hızı ne kadar artarsa, birim zamanda kafanın altında geçen ve işlem yapılabilir olan mıknatıs sayısı da o kadar artar. Şu halde diskinizdeki plakların saniyede yaptığı dönüş sayısı veri aktarım hızını doğrudan etkilediği sonucuna varabiliriz. Hemen ekleyelim CD-ROM ve benzeri cihazlarda farklı olarak , sabit disklerin içindeki plaklar devamlı ve değişmeyen bir hızla döner tüm bunlara rağmen alacağınız disk sürücüsünün ara birimi de oldukça büyük önem taşır. Ara birim denen şey, bilgisayarınızdaki sabit disk sürücüsü ile bilgisayarınızın diğer kaynaklarının konuşmasını sağlayan elektronik köprüdür. Sabit diskimizde bizim düşündüğümüzden çok daha fazla işlem olur. Verilerin adreslenmesi, diskin durumu, diskin aşılma performansını aşıp aşmadığının kontrol edilmesi, yanlış okunan verilerin düzel mesi ve kafaların doğru yerlere kalibre edilmesi gibi bir çok işlem yapılır. Bu işler ara birim kontrolünü sağlayan çiplerle, diskin kendi üzerindeki devrelerin birlikte çalışmasıyla mümkün olur. Ayrıca kontrol işlemini yapan çipler, verilerin bilgisayarın işlemcisi ya da hafızasında doğru yere doğru şekilde ulaştırmaktan da sorumludur. Bu işlemleri yapan çipler ve bu çiplerin uyduğu iletişim kurallarının tümüne ara birim denir. Farklı diskler farklı arabirimlerle çalışmak için tasarlanmışlardır. Zira her arabirim kendine has üstünlükler taşır. Bu sebeple farklı kullanıcılar farklı arabirimler seçebilirler. Dolayısıyla bu arabirimlere uygun farklı hard disk tasarımları da olacaktır.

Eskiden arabirimlerin kalbini oluşturan kontrol çipleri bilgisayarımız da ayrı bir kartm üzerinde tutulurdu. Bu kart da genişletme yuvalarımızdan birimde takılı olurdu. Fakat EIDE arabirimi son derece ucuz ve tatmin edici olduğundan anakartlarda standart olarak monte edilen bir çip haline geldiler. Bugün olabileceğiniz en basit anakartt dahi bu çiğler mevcut ve bağlantı soketleri vardır. SCSI adlı arabirim çipleri ise halen ya ayrı kontrol kartlarında ya da seyrek olarak kimi anakartların üzerinde yer almakta ve bir çok çeşidi bulunmaktadır. Bu standartların farklı veri aktarım hızı bulunur ve bu arabirimlere uyan diskleri genellikle de farklı hızlarda dönerler. Genelde EIDE arabirimini kullanan diskler 5400 rpm’lik (Rotates Per Minute- dakikadaki dönüş sayısı) bir hızla dönerler. SCSI arabirimini kullanan diskler genelde 6000 ve 7200 rpm’lik hızlara çıkarlar. 1997 yılında Seagate firması Cheetah modeliyle 7200 devirlik bir sürücü çıkarttığında oldukça önemli bir bombayı bu pazarda patlatmış oldu. Bu yıl içinde de Hitachi firması, aşılması oldukça zor olduğu düşünülen 10000 devirlik hız barajını aşan bir sabit sürücü piyasaya sürdü. Üstelik bu sürücü dakikada 1200 devir yapmakta. Asıl problem : son derece hızlı dönen bir sabit diskiniz olsa bile hızlı olarak okuduğu verileri aynı hızla işlemciye gönderemezse , bu hızın hiçbir anlamının olmamasıdır. Örneğin şu anda en hızlı EIDE arabirimi tek bir kanal üzerindeki sabit diskler den bilgisayara teorik olarak 33 mb/sn ‘lik bir veri aktarımı yapabilir. Bu Ultra Wide LVDSCSI –2 ara birimini kullanan cihazlar için teorik olarak saniyede 80 mb.’dır. bu rakamlar çoğunlukla teorik olmasına rağmen yinede aralarındaki oran, gerçek hayatta da alacağınız performansların arasındaki oranlara eşittir. Kısaca veri aktarımı söz konusu olduğunda EIDE arabirimi oldukça ucuz ve kullanışlıdır. Fakat SCSI arabirimi EIDE arabirimine göre ½ veya1/1.5 ‘lik bir oranda daha hızlı veri aktaracaktır. Üstelik SCSI arabirimine göre üretilmiş sürücüler çoğu EIDE harddiskinden daha hızlı dönerler. Eğer bir son kullanıcı iseniz , büyük ihtimalle EIDE arabirimini kullanıyor olacaksınız. Ve bu arabirimde dikkat edeceğiniz şey her zaman daha hızlı dönen ve her zaman yeni bir modeli tercih etmektir. Zira , özellikle Maxtor , Quantum ve Hitachi gibi firmalar her zaman sabit diklerinde küçük değişiklikler yaparlar. Ve bu değişiklikler hem sabit diskinizin ömrü için hemde performansı için önemli gelişmeler sağlar. Eğer profesyonel amaçlarla bir disk alacaksanız, EIDE , SCSI çeşitleri arasında tercih yapamk zorunda kalabilirsiniz. Üstelik büyle bir durumda diskinize ne kadar ihtiyaç duyacağınızı göz önünde bulundurun. Eğer yoğun olarak disk işlemleri yapacaksanız , yatırabileceğiniz parayı iyi bir SCSI kontrölör kartına ve yüksek hızda dönen bir SCSI sürücüye ayırın. SCSI ‘nin diğer bir yararı , bu arabirim ile bilgisayarınıza bağlanabileceğiniz sürücü sayısının EIDE’den daha fazla olmasıdır.

SCSI arabirimlerinin çeşitleri vardır. Güncel bir Fast Wide SCSI kontrölör kartıyla beraber 15 adet diski bilgisayarınıza bağlayabilirsiniz. İyi bir kontrölör kartıyla beraber iyi bir SCSI sürücü alamayacaksanız iyi bir EDIE sürücü tercih edin. Zira daha ileride iyi bir SCSI kontrölör kartı ve performanslı bir SCSI sürücüsü alabilme şansımız halen olabilir. Hemen söyleyelim EIDE standartının yeni bir versiyonu olan Ultra DMA /66 adlı teknoloji geçen ??/04/1999’da ortaya çıktı. Ve yayınımız bu arabirime destek veren ilk anakartı inceledi.
Performansı etkileyen diğer bir faktör de, disk üzerinde gezinen kafanın ne kadar hızlı hareket ettiğidir. Bu kafa diskin bir noktasında duran bir veriden diskin diğer bir noktasında duran veriye ulaşmak için devamlı hareket eder. Bu geçen süreye ortalama erişim zamanı denir. Erişim zamanı testler sırasında farklı farklı teknikler kullanılarak ölçülür. Öncelikler kafanın track’ten track’e ne kadar hızlı olarak kaydı belirlenir. Daha sonra farklı ve daha önceden aralarındaki mesafe belirlenmiţ olan noktalar arasında kafalar hareket ettirilir ve hareket süresi test programları tarafından ölçülür. Elde edilen verilerin bir ortalaması alınarak bir erişim zamanı verilir. Genelde 10 mili saniye altındaki erişim zamanları başarılı değerler olarak kabul ediliyor. Eğer sıkça hard diskinizde arama işlemleri yada animasyon ve ses kaydı yapıyorsanız, alacağınız diskin erişim zamanına çok dikkat edin.
Bununla birlikte diskler üzerinde tampon bir hafıza barındırabilirler. Bu hafızalara, diski kontrol eden çipler sıkça kullanılan track’ler de yada sector’ler deki bilgilerin bir kopyasını koyarlar sıkça okunan bu track’ lerdeki ve sector’lerdeki verilere ulaşılmak istendiğinde veriler bu tampon hafızdan okunarak verilir. Her zaman diske ulaşılmaya çalışılma. Bu da oldukça büyük zaman tasarrufu sağlar. Zira bildiğiniz gibi hafıza çipleri disklerden (en az 100 kat ) daha hızlıdır. Keşke bütün diskimiz bir tampon hafızada tutulabilseydi!. Eğer alacağınız diskin tampon hafızası çok olursa bu tür eriştiğiniz verilerinize daha hızlı ulaşabileceğiniz anlamına gelmektedir.
Test programlarında yer alan ve fakat kullanıcıların gözden kaçırdığı diğer bir nokta track-to –track (track’den track’e) kafanın erişim zamanıdır. Bu diskiniz üzerinde kafa ne kadar hızlı hareket ettiğini gösteren diğer bir özelliktir. Bu ölçümün geleneksel ortalama erişim zamanı ölçümünden farkı, disk kafasının sıralı verileri okurken ne kadar hızlı yer değiştirdiğini göstermesidir. Oysa ortalama erişim zamanına ait veriler diskin üzerinde farklı yerlere yayılmış olan verilerin okunması sırasında kafa hızını ölçer. Eğer diskiniz yüksek hızda dönen bir ürün ise, o zaman track-to-track erişim zamanının düşük olmasına özellikle dikat edin.