AnasayfaAnasayfa  Kayıt OlKayıt Ol  Giriş yap  

Paylaş | 
 

 Hard Disk Nasıl Çalışır? Çalışma Prensipleri ? Kontrol Üniteleri ?

Aşağa gitmek 
YazarMesaj
TOTAL_WAR
.
.
avatar

Erkek
Mesaj Sayısı : 1253
Yaş : 34
Nerden : 4-4
İş/Hobiler : EİC MARS BASKINLARI
Lakap : STAR
RuhHalin :
Takım :
Kayıt tarihi : 10/01/09

MesajKonu: Hard Disk Nasıl Çalışır? Çalışma Prensipleri ? Kontrol Üniteleri ?   Ptsi Şub. 16, 2009 4:27 pm

Hard Disk Nasıl Çalışır? Çalışma Prensipleri ? Kontrol Üniteleri ?

Artık bütün masaüstü sistemlerde en az bir hard disk bulunuyor.
Hatta VCR cihazlarından camcorderlara ve mp3 playerlara kadar pek çok
elektronik alette de hard diskleri görmeye yavaş yavaş alışıyoruz.
Nerede kullanılırsa kullanılsın bütün hard diskler tek bir amaç için
üretilir: Sayısal bilgileri kalıcı şekilde depolamak.


Bir hard disk bilgisayarlarımızda kullandığımız ana belleğin aksine
güç kesilse bile içindeki bilgileri korur ve bu özelliğiyle
bilgisayarımıza "hatırlama" yeteneği kazandırır. Hard diskinize bir kez
kaydettiğiniz bir dosyaya bilgisayarınızı defalarca açıp kapatsanız
bile onu silmediğiniz sürece ulaşabilirsiniz.




İçeriye giriyoruz

Bütün hard diskler temelde aynı yapıdadır. Bir hard disk en basit
haliyle şu parçalardan oluşur: Bilgilerin manyetik olarak depolandığı
bir veya daha fazla sayıda plaka (platter), okuma yazma kafaları,
plakalarla okuma yazma kafalarının hareketini sağlayan motorlar ve
diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barındıran kontrol kartı.



This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 560x421.


Şimdi bu parçaları ve bir hard diskin nasıl çalıştığını inceleyelim.

Plakalar

Bilgileri saklamak için kullanılan plakalar alümünyum, cam gibi
manyetik duyarlılığı olmayan maddelerden yapılır. Plakalarda daha uygun
ısı direnci özellikleri ve daha ince yapıda kullanılabildiği için temel
madde olarak modern disklerde alüminyum yerine cam kullanılır ve cama
kırılmasını engelleyecek kadar da seramik karıştırılır. Daha sonra bu
plakaların yüzeyleri manyetik duyarlılığı olan bir filmle kaplanır.





Bir hard diskte birden fazla plaka bulunabilir.

Eskiden plakaların yüzeylerine temel maddesi demir oksit olan bir
sıvı dağıtılarak sürülürdü fakat hard disklerin kapasitelerinin
artmasıyla bu teknolojinin sınırlarına ulaşılması çok sürmedi. Ayrıca
okuma/yazma kafasının plakaya çarpması durumunda da bu yöntemle
üretilen plakalar kurtulamıyordu ve diski değiştirmekten başka çare
yoktu. Günümüzdeyse electroplating denen bir yöntemle plakaların yüzeyi
kobalttan oluşan bir filmle kaplanır. Son olarak da bu filmin üzerine
kafa çarpmalarına karşı bir miktar koruma sağlayan bir tabaka daha
çekilir.


Bilgiler plakalarda sektörler (sector) ve izler (track) halinde
saklanır. Her sektör 256, 512 gibi belirli bir sayıda byte içerir ve
plaka boyunca yanyana duran bütün sektörlerin oluşturduğu yapılara da
iz denir. Diskin kendisi veya işletim sistemi sektörleri gruplayarak
onları cluster denen yapılar halinde topluca işler. Low level
formatting denen işlemle plakalar üzerinde sektörler ve izler
oluşturulur, bunların başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerinde
belirlenir. Daha sonra da high level formatting yapılarak dosya
depolama yapıları oluşturulur ve dosyaların palakarda oluşturulan
sektörlere ve izlere hangi düzende yazılacağı belirlenir. Low ve high
level formatting işlemleri sonrasında plakalar okuma/yazmaya hazır hale
gelir. Aşağıdaki şekilde mavi renkle bir sektör, sarıyla da bir iz
gösteriliyor.





Plakar üzerinde veri depolanan noktalar moleküler boyutta
olduklarından hard diskin içindeki bir toz tanesi bile plakaları
çizerek onlara zarar verebilir. Bunun için hard diskler tozsuz ortamda
üretilir ve üretildikten sonra kapatılır. İç basınçla dış basıncın
dengelenmesi için de çok iyi filtrelenmiş bir havalandırma deliği
bulunur.





Plakalar ortalarından geçen bir mil üzerine belirli aralıklarla
yerleştirilirler ve bu mil etrafında bir motor tarafından belirli bir
hızda sürekli döndürülürler. Böylece plakanın üzerinde duran
okuma/yazma kafası plakanın yaptığı bu dönme hareketi sayesinde bir iz
boyunca işlem yapabilir.





Okuma/Yazma Kafaları

Bir okuma/yazma kafasının görevi adından da anlaşıldığı gibi plaka üzerinde okuma/yazma işlemlerini yapmaktır.






Aslında bir okuma/yazma kafası yaklaşık 1 mm2 çapındaki minyatür bir
elektromıknatıstan başka bir şey değildir. Aşağıdaki resimde en basit
haliyle bir okuma/yazma kafasını görebilirsiniz. Kafalar okuma yazma
işlemi sırasında plakayla temas etmezler, dönen plakaların yarattığı
hava akımı kafaları plakaların sürekli bir miktar yukarısında tutar.
Eski disklerde plakayla kafa arasında 0,2 mm civarında bir boşluk
varken modern disklerde bu boşluk 0,07 mm civarındadır. Disk
çalışmadığı zaman da kafalar plakalar üzerinde Landing Zone denilen
bölgelerde sabit olarak dururlar. Bu bölge bilgi depolamak için
kullanılmaz. Güçte ani bir kesilme veya dengesizlik sonucu kafa disk
yüzeyine çarpar ve Head Crash dediğimiz kafa çarpma olayı olur. Kafa
landing zone yerine bir sektörün üzerine düşerse o sektör hasar görerek
kullanılamaz hale gelir ve kullanılamayan bu bozuk sektöre Bad Sector
denir. Diski tekrar sorunsuz kullanabilmek için Scandisk gibi bir araç
kullanarak diskteki bad sectorler kullanılmamaları için
işaretlenmelidir. Başka bir yöntemse diske low level format atarak
sektörleri tekrar oluşturmaktır, bu esnada sektörler plakadaki bozuk
kısımlar atlanarak sağlam bölgelerde tekrar oluşturulur.


Okuma/yazma işlemi aslında çok karmaşıktır; bunu sizlere en basit
haliyle anlatmaya çalışacağım: Bir plakaya bilgi yazmak için kafadan
plakaya akım dalgaları gönderilir ve bu akımla yüzeydeki hedef nokta
polarlanır. O nokta manyetik polarizasyonuna göre 0 veya 1 değerini
alır ki ikili sistemle çalışan bilgisayarlarımız için anlamı olan tek
değerler bunlardır. Okuma sırasındaysa okunacak noktanın kafadaki
boşlukta yarattığı manyetik alanın yönüne göre o noktanın değerine (0
veya 1) ulaşılır.







Aslında bir kafada okuma ve yazma için ayrı kısımlar bulunur ve yukarıdaki şekilde olduğundan çok daha karmaşıktır.

Kafaların disk yüzeyinde içeriye ve dışarıya doğru hareketini
sağlayan ayrı bir motor vardır ve kafalar bu motora bağlı kolların
ucunda dururlar. Kafayı tutan kolla kafadan oluşan yapıya Head Gimbal
Assembly (HGA) denir. Bu motor sayesinde kafa, plaka üzerindeki farklı
izler üzerinde işlem yapabilir. Modern disklerde voice coil adı verilen
motor teknolojisi kulanılır. Çalışma prensibi hoparlörle aynıdır.




Sarımlardan akım geçtiğinde HGA denen yapı hareket eder ve
sarımlardan geçen bu akımın yönüne göre kafa plaka yüzeyinde içe ve
dışa doğru hareketler yapar. Bu sayede bir okuma/yazma kafası palaka
üzerindeki farklı izlere gidip gelebilir.


Kontrol Kartı (Kontrol Üniteleri)

Son olarak inceleyeceğimiz kısım ise kontrol kartı. Bir kontrol
kartının diski “kontrol” ettiğini söyleyebiliriz. Plakalardaki
sektölerin, izlerin, hatalı sektörlerin ve landing zone denen bölgenin
fiziksel yerleri kontrol kartına kaydedilir ve kontrol kartı da
kafaları bu bölgelere yönlendirir. Hard diskler bilgisayarlarımızla
veriyollarını kullanarak haberleşirler ve veriyoluyla hard disk
arasındaki bağlantıyı kurmak da kontrol kartının en önemli
görevlerindendir.




Diskin tamponlama için kullandığı bellek ve veriyoluyla
haberleşmesini sağlayan kontrol yongaları bu kartın üzerindedir. Hard
disk arızaları kontrol kartı yüzünden de meydana gelebilir, bu durumda
diskinizin kontrol kartını aynı model bir kontrol kartıyla değiştirerek
diskinizi tekrar kullanılabilir hale geitrebilirsiniz. Kontrol kartı
hard diskin alt kısmına vidalanır ve sadece tek bir bağantıyla diske
bağlanır, bu yüzden kontrol kartını değiştirmek çok kolay bir iştir.





Bir Hard Diskin Kapasitesini ve Performansını Belirleyen Özellikler

Bir hard diskin nasıl çalıştığını öğrendikten sonra bir hard disk
hakkında yorum yapabilmek için bilmemiz gerekenlere kısaca bir göz
atalım.


Hard disklerde kapasiteyi plakalardaki veri yoğunluğu ve plaka
sayısı belirler. Modern disklerde çift yüzlü ve 80 GB`a kadar veri
depolayan plakalar kullanılır. Bir hard diskin performansı hakkında
yorum yaparken kullandığımız en önemli kavramlar plakaların dönüş hızı,
erişim süresi ve veri aktarım hızıdır.


- Dönüş Hızı: Plakarın dönüş hızıdır.
Plakalar masaüstü sistemlerimizde kullandığımız IDE disklerde genelde
5400 veya 7200 RPM (Rotates Per Second, dakikadaji dönüş hızı) hızında
dönerken SCSI disklerde bu hız 15000 RPM`ye kadar çıkabilir.


- Erişim Süresi: Okuma/yazma kafasının
disk üzerindeki bir noktaya ulaşması için geçen süre. Ortalama erişim
süresi modern IDE disklerde 10 ms`nin altındayken SCSI disklerde daha
da düşüktür.


- Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır. Kullanılan arabirime ve diskin özelliklerine göre değişir.

Arabirimler
Geçmişten Günümüze (Ekiden Kullanılan ve Şimdi Kullanılanların Aralarındaki Farklar)
Günümüzde hard diskler için en çok kullanılan arabirimler masaüstü
sistemlerimizde görmeye alışıtığımız IDE ve sunucularla iş istasyonları
pazarına hakim olan SCSI`dir.


IDE bir donanım standardı değil, işlemciyle hard disk arasındaki
veri akışının kontrolüyle ilgili bir standarttır. IBM`in Advanced
Technology (AT) arabiriminden geliştirilen Paralel ATA (AT Attachment)
arayüzüyle arabirim için bir komut seti tanımlanarak hard disk ve
bilgisayar arasındaki haberleşme için evrensel bir standart
oluşturuldu. IDE arabirimin yaratılış amacı uygun fiyat ve
uyumluluktur, bu yüzden de masaüstü sistemlerde kısa zamanda en yaygın
arabirim haline geldi. Paralel ATA arayüzü sürekli gelişerek günümüzde
Ultra ATA/133`le 133 MB/s hızına ulaştı ve bundan sonra da yerini
Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.


Serial ATA`da veri iletimi paralel değil seri olarak yapılıyor,
Paralel ATA`ya göre avantajlarını kısaca aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:


#Daha az pin ve daha düşük voltaj.

#Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz
son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi
hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).


#Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.





SCSI arabirimiyse günümüzde profesyonel uygulamar için sunucularda
ve iş istasyonlarında kullanılır. SCSI arabirminin maliyeti IDE`ye göre
oldukça yüksektir. SCSI arabiriminin IDE arabirimine göre en büyük
avantajı asenkron çalışmasıdır, yani IDE aygıtlarda olduğu gibi aynı
kontrolcüye bağlı SCSI aygıtlar birbirlerinin performansından ve veri
aktarımından çalmazlar. Ayrıca SCSI arabirimi için kullanılan “SCSI
Host Adapter” kartlar üzerlerinde veri aktarımını düzenlemek için ayrı
bir işlemci ve çoğu zaman da tampon olarak kullanmak için ek bir bellek
bulundururlar ve bu yüzden SCSI aygıtlar sisteme IDE aygıtlara göre çok
daha az yük bindirirler. Paralel ATA ile kanal başına sadece iki aygıt
kullanılabilirken SCSI arabirimiyle her kanala 15 taneye kadar cihaz
bağlanabilir. Bu sayı stanadart masaüstü sistemlerin ihtiyaçlarının çok
üstünde olsa da özellikle sunucuların ihtiyaçlarını düşünürsek onlar
için bir gerekliliktir.




IDE arabirimini kullanan disklerin aksine, SCSI diskler uzun yıllar
boyunca sorunsuz çalışmak için üretilirler ve çalışma ömürleri IDE
disklerden çok daha uzundur, sunucular için bu da bir gerekliliktir.
Ayrıca sisteme bindirdiği yükün fazla olmaması ve erişim süresinin de
daha az olmasından dolayı özellikle video montajı gibi sisteme çok ağır
yük bindiren ve verilerin sabit bir hızda kesintiye uğramadan su gibi
akması gereken uygulamalarda SCSI diskler IDE disklerden çok daha
üstündür. SCSI disklerin bir avantajı da yapıları gereği çoklu erişim
için uygun olmalarıdır. Bir IDE diskte bir dosyaya aynı anda iki kaynak
ulaşmak isterse performans çok düşer ama SCSI disklerde bu performans
düşüşü IDE disklerdeki gibi abartılı boyutlarda olmaz ki bu da
sunucular için hayati öneme sahiptir.

_________________
Sayfa başına dön Aşağa gitmek
http://www.venusteam.tr.cx
 
Hard Disk Nasıl Çalışır? Çalışma Prensipleri ? Kontrol Üniteleri ?
Sayfa başına dön 
1 sayfadaki 1 sayfası

Bu forumun müsaadesi var:Bu forumdaki mesajlara cevap veremezsiniz
 :: FAYDALI (HER)ŞEY:LER :: Pc Hakkında Herşey-
Buraya geçin: