HDD nedir? görevi nedir?

Kategori	: Donanim
Yorum Sayısı	: 0
Okunma	: 119
Tarih	: 13 Mayıs 2008 05:22

Öncelikle hdd nin acilimi hard diskdir ve hard disk bilgisayarimizin windows dahil icinde bulunan herseyidir yani hafizasidir insan beyni gibi :)

Hard Disk Nasil Çalisir?

Artik bütün masaüstü sistemlerde en az bir hard disk bulunuyor. Hatta VCR cihazlarindan camcorderlara ve mp3 playerlara kadar pek çok elektronik alette de hard diskleri görmeye yavas yavas alisiyoruz. Nerede kullanilirsa kullanilsin bütün hard diskler tek bir amaç için üretilir: Sayisal bilgileri kalici sekilde depolamak.

Bir hard disk bilgisayarlarimizda kullandigimiz ana bellegin aksine güç kesilse bile içindeki bilgileri korur ve bu özelligiyle bilgisayarimiza "hatirlama" yetenegi kazandirir. Hard diskinize bir kez kaydettiginiz bir dosyaya bilgisayarinizi defalarca açip kapatsaniz bile onu silmediginiz sürece ulasabilirsiniz.


Içeriye giriyoruz

Bütün hard diskler temelde ayni yapidadir. Bir hard disk en basit haliyle su parçalardan olusur: Bilgilerin manyetik olarak depolandigi bir veya daha fazla sayida plaka (platter), okuma yazma kafalari, plakalarla okuma yazma kafalarinin hareketini saglayan motorlar ve diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barindiran kontrol karti.



Simdi bu parçalari ve bir hard diskin nasil çalistigini inceleyelim.

Plakalar

Bilgileri saklamak için kullanilan plakalar alümünyum, cam gibi manyetik duyarliligi olmayan maddelerden yapilir. Plakalarda daha uygun isi direnci özellikleri ve daha ince yapida kullanilabildigi için temel madde olarak modern disklerde alüminyum yerine cam kullanilir ve cama kirilmasini engelleyecek kadar da seramik karistirilir. Daha sonra bu plakalarin yüzeyleri manyetik duyarliligi olan bir filmle kaplanir.


Bir hard diskte birden fazla plaka bulunabilir.

Eskiden plakalarin yüzeylerine temel maddesi demir oksit olan bir sivi dagitilarak sürülürdü fakat hard disklerin kapasitelerinin artmasiyla bu teknolojinin sinirlarina ulasilmasi çok sürmedi. Ayrica okuma/yazma kafasinin plakaya çarpmasi durumunda da bu yöntemle üretilen plakalar kurtulamiyordu ve diski degistirmekten baska çare yoktu. Günümüzdeyse electroplating denen bir yöntemle plakalarin yüzeyi kobalttan olusan bir filmle kaplanir. Son olarak da bu filmin üzerine kafa çarpmalarina karsi bir miktar koruma saglayan bir tabaka daha çekilir.

Bilgiler plakalarda sektörler (sector) ve izler (track) halinde saklanir. Her sektör 256, 512 gibi belirli bir sayida byte içerir ve plaka boyunca yanyana duran bütün sektörlerin olusturdugu yapilara da iz denir. Diskin kendisi veya isletim sistemi sektörleri gruplayarak onlari cluster denen yapilar halinde topluca isler. Low level formatting denen islemle plakalar üzerinde sektörler ve izler olusturulur, bunlarin baslangiç ve bitis noktalari plakalar üzerinde belirlenir. Daha sonra da high level formatting yapilarak dosya depolama yapilari olusturulur ve dosyalarin palakarda olusturulan sektörlere ve izlere hangi düzende yazilacagi belirlenir. Low ve high level formatting islemleri sonrasinda plakalar okuma/yazmaya hazir hale gelir. Asagidaki sekilde mavi renkle bir sektör, sariyla da bir iz gösteriliyor.


Plakar üzerinde veri depolanan noktalar moleküler boyutta olduklarindan hard diskin içindeki bir toz tanesi bile plakalari çizerek onlara zarar verebilir. Bunun için hard diskler tozsuz ortamda üretilir ve üretildikten sonra kapatilir. Iç basinçla dis basincin dengelenmesi için de çok iyi filtrelenmis bir havalandirma deligi bulunur.


Plakalar ortalarindan geçen bir mil üzerine belirli araliklarla yerlestirilirler ve bu mil etrafinda bir motor tarafindan belirli bir hizda sürekli döndürülürler. Böylece plakanin üzerinde duran okuma/yazma kafasi plakanin yaptigi bu dönme hareketi sayesinde bir iz boyunca islem yapabilir.




Okuma/Yazma Kafalari

Bir okuma/yazma kafasinin görevi adindan da anlasildigi gibi plaka üzerinde okuma/yazma islemlerini yapmaktir.


Aslinda bir okuma/yazma kafasi yaklasik 1 mm2 çapindaki minyatür bir elektromiknatistan baska bir sey degildir. Asagidaki resimde en basit haliyle bir okuma/yazma kafasini görebilirsiniz. Kafalar okuma yazma islemi sirasinda plakayla temas etmezler, dönen plakalarin yarattigi hava akimi kafalari plakalarin sürekli bir miktar yukarisinda tutar. Eski disklerde plakayla kafa arasinda 0,2 mm civarinda bir bosluk varken modern disklerde bu bosluk 0,07 mm civarindadir. Disk çalismadigi zaman da kafalar plakalar üzerinde Landing Zone denilen bölgelerde sabit olarak dururlar. Bu bölge bilgi depolamak için kullanilmaz. Güçte ani bir kesilme veya dengesizlik sonucu kafa disk yüzeyine çarpar ve Head Crash dedigimiz kafa çarpma olayi olur. Kafa landing zone yerine bir sektörün üzerine düserse o sektör hasar görerek kullanilamaz hale gelir ve kullanilamayan bu bozuk sektöre Bad Sector denir. Diski tekrar sorunsuz kullanabilmek için Scandisk gibi bir araç kullanarak diskteki bad sectorler kullanilmamalari için isaretlenmelidir. Baska bir yöntemse diske low level format atarak sektörleri tekrar olusturmaktir, bu esnada sektörler plakadaki bozuk kisimlar atlanarak saglam bölgelerde tekrar olusturulur.

Okuma/yazma islemi aslinda çok karmasiktir; bunu sizlere en basit haliyle anlatmaya çalisacagim: Bir plakaya bilgi yazmak için kafadan plakaya akim dalgalari gönderilir ve bu akimla yüzeydeki hedef nokta polarlanir. O nokta manyetik polarizasyonuna göre 0 veya 1 degerini alir ki ikili sistemle çalisan bilgisayarlarimiz için anlami olan tek degerler bunlardir. Okuma sirasindaysa okunacak noktanin kafadaki boslukta yarattigi manyetik alanin yönüne göre o noktanin degerine (0 veya 1) ulasilir.


Aslinda bir kafada okuma ve yazma için ayri kisimlar bulunur ve yukaridaki sekilde oldugundan çok daha karmasiktir.

Kafalarin disk yüzeyinde içeriye ve disariya dogru hareketini saglayan ayri bir motor vardir ve kafalar bu motora bagli kollarin ucunda dururlar. Kafayi tutan kolla kafadan olusan yapiya Head Gimbal Assembly (HGA) denir. Bu motor sayesinde kafa, plaka üzerindeki farkli izler üzerinde islem yapabilir. Modern disklerde voice coil adi verilen motor teknolojisi kulanilir. Çalisma prensibi hoparlörle aynidir.


Sarimlardan akim geçtiginde HGA denen yapi hareket eder ve sarimlardan geçen bu akimin yönüne göre kafa plaka yüzeyinde içe ve disa dogru hareketler yapar. Bu sayede bir okuma/yazma kafasi palaka üzerindeki farkli izlere gidip gelebilir.

Kontrol Karti

Son olarak inceleyecegimiz kisim ise kontrol karti. Bir kontrol kartinin diski “kontrol” ettigini söyleyebiliriz. Plakalardaki sektölerin, izlerin, hatali sektörlerin ve landing zone denen bölgenin fiziksel yerleri kontrol kartina kaydedilir ve kontrol karti da kafalari bu bölgelere yönlendirir. Hard diskler bilgisayarlarimizla veriyollarini kullanarak haberlesirler ve veriyoluyla hard disk arasindaki baglantiyi kurmak da kontrol kartinin en önemli görevlerindendir.


Diskin tamponlama için kullandigi bellek ve veriyoluyla haberlesmesini saglayan kontrol yongalari bu kartin üzerindedir. Hard disk arizalari kontrol karti yüzünden de meydana gelebilir, bu durumda diskinizin kontrol kartini ayni model bir kontrol kartiyla degistirerek diskinizi tekrar kullanilabilir hale geitrebilirsiniz. Kontrol karti hard diskin alt kismina vidalanir ve sadece tek bir bagantiyla diske baglanir, bu yüzden kontrol kartini degistirmek çok kolay bir istir.



Bir Hard Diskin Kapasitesini ve Performansini Belirleyen Özellikler

Bir hard diskin nasil çalistigini ögrendikten sonra bir hard disk hakkinda yorum yapabilmek için bilmemiz gerekenlere kisaca bir göz atalim.

Hard disklerde kapasiteyi plakalardaki veri yogunlugu ve plaka sayisi belirler. Modern disklerde çift yüzlü ve 80 GB`a kadar veri depolayan plakalar kullanilir. Bir hard diskin performansi hakkinda yorum yaparken kullandigimiz en önemli kavramlar plakalarin dönüs hizi, erisim süresi ve veri aktarim hizidir.

- Dönüs Hizi: Plakarin dönüs hizidir. Plakalar masaüstü sistemlerimizde kullandigimiz IDE disklerde genelde 5400 veya 7200 RPM (Rotates Per Second, dakikadaji dönüs hizi) hizinda dönerken SCSI disklerde bu hiz 15000 RPM`ye kadar çikabilir.

- Erisim Süresi: Okuma/yazma kafasinin disk üzerindeki bir noktaya ulasmasi için geçen süre. Ortalama erisim süresi modern IDE disklerde 10 ms`nin altindayken SCSI disklerde daha da düsüktür.

- Veri Aktarim Hizi: Hard diskin saniyede aktarabildigi veri miktaridir. Kullanilan arabirime ve diskin özelliklerine göre degisir.

Arabirimler

Günümüzde hard diskler için en çok kullanilan arabirimler masaüstü sistemlerimizde görmeye alisitigimiz IDE ve sunucularla is istasyonlari pazarina hakim olan SCSI`dir.

IDE bir donanim standardi degil, islemciyle hard disk arasindaki veri akisinin kontrolüyle ilgili bir standarttir. IBM`in Advanced Technology (AT) arabiriminden gelistirilen Paralel ATA (AT Attachment) arayüzüyle arabirim için bir komut seti tanimlanarak hard disk ve bilgisayar arasindaki haberlesme için evrensel bir standart olusturuldu. IDE arabirimin yaratilis amaci uygun fiyat ve uyumluluktur, bu yüzden de masaüstü sistemlerde kisa zamanda en yaygin arabirim haline geldi. Paralel ATA arayüzü sürekli geliserek günümüzde Ultra ATA/133`le 133 MB/s hizina ulasti ve bundan sonra da yerini Serial ATA`ya birakmasi bekleniyor.

Serial ATA`da veri iletimi paralel degil seri olarak yapiliyor, Paralel ATA`ya göre avantajlarini kisaca asagidaki gibi siralayabiliriz:

#Daha az pin ve daha düsük voltaj.

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

#Daha gelismis hata bulma ve düzeltme olanaklari.




SCSI arabirimiyse günümüzde profesyonel uygulamar için sunucularda ve is istasyonlarinda kullanilir. SCSI arabirminin maliyeti IDE`ye göre oldukça yüksektir. SCSI arabiriminin IDE arabirimine göre en büyük avantaji asenkron çalismasidir, yani IDE aygitlarda oldugu gibi ayni kontrolcüye bagli SCSI aygitlar birbirlerinin performansindan ve veri aktarimindan çalmazlar. Ayrica SCSI arabirimi için kullanilan “SCSI Host Adapter” kartlar üzerlerinde veri aktarimini düzenlemek için ayri bir islemci ve çogu zaman da tampon olarak kullanmak için ek bir bellek bulundururlar ve bu yüzden SCSI aygitlar sisteme IDE aygitlara göre çok daha az yük bindirirler. Paralel ATA ile kanal basina sadece iki aygit kullanilabilirken SCSI arabirimiyle her kanala 15 taneye kadar cihaz baglanabilir. Bu sayi stanadart masaüstü sistemlerin ihtiyaçlarinin çok üstünde olsa da özellikle sunucularin ihtiyaçlarini düsünürsek onlar için bir gerekliliktir.



IDE arabirimini kullanan disklerin aksine, SCSI diskler uzun yillar boyunca sorunsuz çalismak için üretilirler ve çalisma ömürleri IDE disklerden çok daha uzundur, sunucular için bu da bir gerekliliktir. Ayrica sisteme bindirdigi yükün fazla olmamasi ve erisim süresinin de daha az olmasindan dolayi özellikle video montaji gibi sisteme çok agir yük bindiren ve verilerin sabit bir hizda kesintiye ugramadan su gibi akmasi gereken uygulamalarda SCSI diskler IDE disklerden çok daha üstündür. SCSI disklerin bir avantaji da yapilari geregi çoklu erisim için uygun olmalaridir. Bir IDE diskte bir dosyaya ayni anda iki kaynak ulasmak isterse performans çok düser ama SCSI disklerde bu performans düsüsü IDE disklerdeki gibi abartili boyutlarda olmaz ki bu da sunucular için hayati öneme sahiptir. Eger evinizde bir aginiz varsa agdan kopyalanmakta olan bir dosyayi siz de kullanmaya çalistiginizda bunu açikça görebilirsiniz. SCSI hakkinda detayli bir yazimiza buradan ulasabilirsiniz.

54321

© 2008 Tüm Haklari saklidir.