Sabit diskler

T.C.

Y.Y. ÜNİVERSİTESİ

ADİLCEVAZ M.Y.O.

ÖĞRETIM GÖREVLISI:

Murat ÇELİK
ÖDEVİ HAZIRLAYAN:

Veysel USLU

NO:97356028

KONU; SABİT DİSKLER

ADİLCEVAZ, 24-06-1999

ÖNSÖZ

Bilgisayar dünyasındaki her ürün gibi Sabit disklerde gelişen teknolojiden nasibini alıyorlar. Bir kaç yıl öncesine kadar hayal bile edemeyeceğiniz kapasitedeki Sabit diskler alınabilecek fiyatlarla satıcıların listelerinde yer almaya başladı. Sabit diskinizin bir gece lambası gibi sönmeyen lambasına bakıp yavaşlığından şikayet ediyorsanız veya bit uygulamayı kuruyorsanız artık yeni bir Sabit disk almanız gerekiyor demektir.

Genellikle Sabit disk alırken hız faktörü düşünülürse de önemli birkaç unsur daha var; bunlar Sabit diskin ömrü, hata yapmaya başlama süresi oranı, yarattığı gürültü ve tükettiği enerjidir.
Hızlı değişen Sabit disk pazarında son gelişmeler 500 Megabyte üzerindeki diskler etrafında dönüyor. Gigabyte’lık disklerden bile söz edebiliyor. Müthiş bir hızla değişen sabit disk pazarına en profesyonel piyasa takipçileri dahi ayak uyduramıyorlar. Bugün işe yarar bir Sabit disk en azından 540 Megabyte’lık veri ve program depolamanıza olanak sağlamaktadır. Ama çok kısa bir süre sonra yeni bir PC almak istediğinizde 840 Megabyte’dan düşük kapasiteli disk sahib olanını bulmakta güçlük çekeceksiniz.

.

SABİT DİSKLER

Bundan çok değil, on yıl önce sabit diskler 40 MB’lar civarında kapasiteye sahib, hantal, bu günün birçok teknolojisinden yoksun, oldukça pahalı cihazlardı. Oysa şimdi kullandığımız sabit diskler, o zamanlar düşünemeyeceğimiz kadar büyük, hızlı ve becerikliler. Üstelik her tür bilgiyi onlar sayesinde depoluyor onlar sayesinde işliyoruz. Bu sebeple onları biraz daha yakından incelemek için üzerinde biraz araştırma yapalım dedik. Yaptığımız çalışma sonucunda sizlere yeterli bilgi vereceğimiz için kendimizi mutlu buluyoruz.

Har diskler yaklaşık 25 yıldan beri bilgisayar dünyasında kullanılmaktadır. Aslında bu küçük pandora kutuları halen ilk keşfedildikleri zaman bulunan basit mekanizmalarla çalışıyorlar. Fakat bu günün sabit diskleri tabii ki eski sabit disklerden daha farklı ve gelişmiş durumda bugün alabileceğiniz sabit diskler, eski sabit disklerden daha karışık ve daha fazla teknolojik gelişmeyi barındırıyorlar. Bu nedenle dikkat etmeniz gereken detayların sayısı bir hayli fazla. Bu yüzden temelden, yazma&okuma işleminden başlayarak bu küçük kutuların içini tanıyacağız. Hard disklerinizin aslında oldukça karmaşık ve hareketli bir dünya olduğunu görecek ve halen basit ama kusursuza yakın mekanizmalarla yaşadıklarına şahit olacağız.

DİSKLER NASIL ÇALIŢYORLAR?

Sabit disklerin, temel görevleri, üzerlerine yazılan bilgiyi tutmak ve istenildiği zaman bu bilgileri geri vermektir. Peki sabit diskler bu bilgileri üzerlerinde nasıl depo ederler? Temelde sabit diskleriniz basit birer mıknatıstır. Ve üzerlerine veriler yazıldıkça bu mıknatısın kutupları değişir. Sabit diskinizin içini açtığınızda içinde altı ya da yedi adet siyah renkli ve görünümü CD ’ye benzeyen plakalar görürsünüz. Bu plakalar verilerinizin tutulduğu küçük kayıt ortamlarıdır. Plakalar milyonlarca küçük parçalardan oluşur. Bu parçalara yakından (mikroskopla) bakıldığında balık pullarına benzerler ve her biri birbirinden bağımsız birer mıknatıstır. Bir tabaka üzerinde metalden yapılarak birleştirilmiş milyonlarca mıknatıs... amaç bu mıknatısları üzerlerinde kendi verilerimizi kaydedip, onlardan aynı verileri değiştirmeden okuyabilmektir. Bunu başarmak için bu mıknatıslar verilerimizi bir şekilde temsil etmek zorundadırlar. Bu fikri gerçekleştirmek için mıknatısların temel özelliklerinden biri olan kutuplanmadan yararlanılmıştır. Bildiğiniz gibi mıknatısların artı ve eksi kutupları bulunur. Eğer biz bazı mıknatısları daha güçlü mıknatısların etkisiyle farklı yönlere bakacak şekilde kutuplayabilirsek bu mıknatıslar farklı birer sembol olarak kullanılabilir. Yani eğer mıknatısınızın kutuplarından artı kutup örneğin sağ tarafa bakıyor ve diğer mıknatısınızın artı kutbu onun hemen yanındayken sol tarafa bakıyorsa farklı şeyleri sembolize edebilirler. Yine aynı mantıkla belli bir tarafa doğru kutuplanmış olan mıknatıslar 1 rakamını ve ters yöne doğru kutuplanmış olan mıknatıslar da o rakamlarını temsil ederler. Buda bilgisayarımızın çalışma sisteminin temelini oluşturan ikili sayı düzenini göstermek için yeterli bir yoldur.
Bunu keţfeden mühendisleri, milyonlarca minik mıknatısı yan yana getirdikten sonra bazılarının kutuplarını belli bir yöne, bazılarının kutuplarını da diğer bir yöne bakmasını sağlayarak bilgisayardaki 1 ve 0 verilerini göstermeyi başarmışlardır. Böylece bu tabakaların üzerlerinde milyonlarca farklı yöne kutuplanmış mıknatıs oluşmuş ve bunların her biri farklı 1 ve 0 ‘ları göstermiştir. Bu sayede hard diskler pek çok veriyi tutabilmektedir. Bu temelde basit fakat hayata geçirilmesi güç bir fikirdir... Kullanmakta olduğunuz diskler üzerinde gigabyte başına 8,589,934,592 tane minik mıknatıs bulunuyor. Ve hard diskiniz bir saniyede, bu son derece küçük mıknatıslardan 5 ile 134 milyon tanesini okuyor yada onları değiştirerek onlara bilgi depoluyor. Eğer bu işlemin nasıl yapıldığını anlamak istiyorsak hard diskimizi oluşturan fiziksel bileşenlerini tanımamız gerekir. Bir sabit diskte temelde dört ana fiziksel bölüm bulunur. Bunlar: daha önce bahsettiğimiz ve verilerin üzerinde bulunduğu tabakalar; tabakaların üzerine veriyi yazan ve onlardan veriyi okuyan kafa dediğimiz kısım; tabakaları ve kafaları hareket ettiren motorlar; son olarak da tüm bu bölümleri yöneten ve dışarıya ilişki kuran elektronik kontrol çipler ve bu çipleri üzerinde barındıran elektronik kartlardır.
Bilgisayarınızda verileri tutan kısımların birer tabakadan ibaret olduğunu söylemiştik bu tabakaların üzerinde ise onlardan, verileri okuyup yazan kafalar bulunur. Bu kafalar, bilgisayarınızın güç düğmesi çevrilip de hard diskinize elektrik geldiği an, hard diskin içinde bulunan motorlar tarafından bir başlangıç pozisyonuna getirilir ve bu kafalar üzerlerindeki elektrikle çalışan kuvvetli mıknatıslar yardımıyla plakalar üzerlerine yazıp,okumaya başlarlar. Tabakalar dakikada birkaç bin devirle döner ve bu sırada kafalar plakaların üzerinde içeriden dışarıya ve tersi yönde hareket eder. Bu hızda dönerken oluşan bir hava sirkilasyonu nedeniyle kafalar plakaların üzerine sürtünmezler ve plakalarla, kafa mekanizmasının arasında kalan hava yastığı o kadar incedir ki araya girebilecek küçük bir toz parçası bile tüm mekanizmayı bozmaya yeter.
Verilerimizi diskinizden okumak istediğimizde, verilerimiz için diskimizin tabakaları üzerinden başlayıp işletim sistemimizde biten uzun bir yolculuk başlar . Önce kafa plakalar üzerinde istenilen verilerin olduğu bölgeye ulaşıncaya kadar hareket eder. İstenen yere ulaşıldığında verinin bulunduğu yere kalibre olur ve veriyi okumaya başlar. Burada okunan verileri önce hard disk içindeki kontrol ünitelerine daha sonra çevre birimlerini kontrol eden arabirim kartına ve en sonra da BIOS ‘a gider. Buradan da ayarlandığı biçime göre verileri, ya doğrudan hafızaya yada işletim sisteminin istediği bir yerde bir daha yazılıncaya kadar tutarlar. Verilerin bu yolculuğu sırasında anlattığımız işlemler inanılmaz bir kesinlikle yürütülür. Örneğin hard disklerin kafası 1mm2 ‘lik bir alanda yer alan 1-2 milyon mıknatısı, disk dakikada 10000 devirle dönerken bile tek tek ayırabilir ve içlerindeki verileri okuyup yazabilir. Bu işlemlerin sağlıklı yapılması için bir çok teknoloji o sırada çalışmaktadır. Yine aynı işlemler için yüzlerce protokol ve elektronik standart geliştirilmiştir.