Sabit Sürücü (Harddisk) Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

Printable View

21-11-2015, 22:01
mehmetkarahanl

Sabit Sürücü (Harddisk) Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

@mehmetkarahanlı@

Bilgisayarın kapatılması veya elektriğin kesilmesi halinde bellekteki bütün bilgiler silinmektedir. Bellekte geçici olarak saklanan bilgileri kalıcı olarak saklamak için manyetik bir ortama aktarılması gerekmektedir. Bunun için de harddisk yani sabit sürücülerden faydalanılmaktadır. Sabit sürücüler bilgisayara elektriğe bağlı değilken veya kapalıyken bile güvenli bir şekilde saklamak için kullanılan hafıza türüdür. Bilgisayardaki tüm bilgilere sabit sürücüde kayıtlı bir biçimde tutulurlar, ancak bilgisayarın ihtiyacı olan bir bilgi geçici olarak RAM’e yazılıp oradan okunmaktadır.RAM’in sabit sürücüden farkı ise, ona göre çok daha hızlı olmasıdır. Sabit sürücüler verilere erişimin hızı açısından RAM’e göre oldukça yavaştır, fakat maliyetinin düşük olması bu hafıza türlerinin tercih edilmesini sağlamaktadır.
Bir sabit sürücü (harddisk) alırken ne kadar büyüklükte bir sabit sürücüye ihtiyacınız olduğunu bilmeniz gerekmektedir. Depolayacağınız videolar, fotoğraflar, MP3 dosyaları gibi bilgilerin kapladığı alanı bilmeli, ona yetecek büyüklükte bir sabit sürücü almalısınız.
Sabit Sürücü (Harddisk) Nedir?

Veri depolanması amacı ile kullanılan manyetik kayıt ortamlarıdır. Sabit sürücülerin en sık kullanım yeri bilgisayarlardır. Ses, görüntü, yazılımlar, veri tabanları gibi büyük miktarlardaki bilgiler, gerektiğinde kullanılmak üzere sabit sürücülere kayıt edilir. Bu sürücülerde veri yazımı; metal, cam veya plastikten yapılmış, yüzeyi demir oksit ya da başka manyetik özellikteki malzeme ile kaplı diskler üzerine yapılır. Bu kayıt edilen bütün veriler ya da bilgiler mıknatıslanma yolu ile kaydedildiğinden istenerek silinene kadar sabit kalmaktadırlar. Bütün veriler veya bilgiler elektrik kesintileri gibi durumlarda bilgisayar bellek yongalarındaki gibi kaybolmazlar bu nedenle de sabit sürücü olarak adlandırılmaktadır.
Bazı harddiskler bilgisayara takılıp çıkartılabilirken, elektrik tasarruf cihazlarını destekleyen harddiskler bilgisayara sabit olarak kalmaktadır. Ayrıca harddiskler kullanımları bakımından dayanıklı ve uzun ömürlüdür. Yani bilgisayarın bilgi depolamak için kullandığı en temel birimidir. Bir sabit sürücünün saklayabileceği bilgilerin miktarı, MB (Mega Byte), GB (Giga Byte) ve TB (Tera Byte) ile ölçülür. Günümüz sabit sürücülerin kapasitesi 500 GB – 2TB arasında değişmektedir.
Sabit Sürücü (Harddisk) Nasıl Çalışır?

Sabit sürücüler bir diğer adıyla harddisk sürücüleri, dönen disklerden oluşan bir cihazdır. Her bir diskin yüzeyi, manyetik alan etkisine sahip manyetik bir bantla kaplanmıştır. Disk plakları manyetik özelliğe sahip olmayan alüminyum ya da cam gibi malzemelerden yapılmaktadır. Disklerin yüzeyine çok yakın olarak konumlandırılan yazma/okuma kafaları vardır. Manyetik kafanın daha önce belirtilen yapısal özellikleri itibariyle verinin bu plaka üzerindeki organizasyonu kolaylıkla sağlanır.
Bu veri organizasyonu ”iz” (track) adı verilen halka setleri ile yapılmaktadır. Plaka üzerinde eşit genişlikte ve binlerce iz bulunmaktadır. Ayrıca her halka seti arasında belli büyüklükte boşluklar bulunur. Bu boşluklar sayesinde kafanın yanlış hizalanması ya da manyetik alanlara girişim yaparak hatalara neden olması önlenmiş olur. Dönen diskin merkezine yakın olan bir bit sabit bir noktadan merkeze uzak bir bite göre daha yavaş geçer. Okuma kafası bitleri okurken oluşan hız farkı nedeniyle oluşabilecek hataları ve yavaşlamayı önlemek için bütün bitler aynı hızla okunmak zorundadır. Bunu yapabilmek için diskin segmentlerine kaydedilen bitlerin arasındaki boşlukların artırılması sağlanmalıdır. Bu sayede veriler sabit bir hızla dönen bir diskte sabit bir oranla taranabilir.
Sabit Sürücü (Harddisk) Ne İşe Yarar?

Sabit sürücü harddisk veya HDD olarak bilinmektedir. Bilgisayarlarda bilgi depolanmasına yarayan, RAM’lerden farklı olarak elektrik kesilse bile bilgilerin halen saklandığı farklı hızlarda ve farklı boyutlarda bulunan manyetik bir ortamda verilerin, bilgilerin kayıt altına alınmasını sağlayan bilgisayarın hafıza türlerinden biridir. Yani kalıcı hafıza birimidir. Yapısı gereği içinde üzerinde şekillenebilir metallerin olduğu disk plakalar üzerinde çalışmaktadır.
Bilgisayarlarda birden fazla sabit sürücü bulunabilir ya da sabit sürücü iki ya da daha fazla bölüme ayrılabilir. İlk sabit sürücü C sürücüsü diye adlandırılır. Daha sonra takılan harddiskler sırasıyla D, E, F harflerini alır. D harfi de genellikleCD-ROM sürücüsü için kullanılır. Sabit sürücüler bilgisayarınızı açtığınızda işletim sistemini ve diğer yazılımları sistem belleğine yükler ve kalıcı olarak saklamaya karar verdiğiniz bilgileri bilgisayarınız kapalı olsa bile korumaya devam eder. Sabit sürücüler saklanması gereken verileri disk üzerine manyetik değişim gerçekleştirerek yazmaktadırlar.
21-11-2015, 22:09
mehmetkarahanl

Hard Disk

Sabit Disk Bileşenleri
Öncelikle şekil üstünde sabit disklerin bileşenlerine göz atalım.
Disk kasası…
Disk kasasını bilgisayar içerisine monte etmede kullanılan vida delikleri…
Sabit disk kapağının montaj delikleri…
Manyetik plakalar ve ve plakaların dönüşünü sağlayan devir merkezi…
Kolların ve plakaların hareketini sağlayan hareket motoru…
Hakaret kolları ve bunların ucunda yer alan okuma yazma kafaları…
Verilerin aktarıldığı şerit kablo ve SATA arayüz bağlantısı…
Motora enerji sağlayan enerji bağlantısı ve en son disk içindeki hassas hava dengesini ayarlayan hava filtresi…

Genel Olarak Diskin Çalışması
Bütün sabit sürücüler özel bir motor tarafından kontrol edilen kolların üzerinde yer alan okuma/yazma başlıkları ve plaklardan oluşur.
Plakalar manyetik malzeme ile kaplı alüminyumdan yapılmıştır.
Kolların ucundaki iki küçük okuma/yazma kafası, bu plakalar üzerinde okuma ve yazma işlemleri gerçekleştirir.
Plakalar dakikada 3.500 ile 15.000 devirle dönerler ve devir hızı RPM olarak ifade edilir.
Plakalar ile kafalar arasındaki boşluk uçuş yüksekliği olarak ifade edilir ve bu yükseklik, bir parmak izinin kalınlığından bile daha azdır.
Okuma/yazma başlıkları diske ne kadar yaklaşırsa, bilgi sürücüye o kadar yoğun depolanır.

Sabit Disk İçerisindeki Hava Basıncı
Uçuş yüksekliğinin çok hassas olması, plaka ve kafaların dışarıdaki havaya maruz kalmamasını zorunlu kılar.
Disk üzerindeki küçücük bir toz parçası bile okuma/yazma başlıklarının yolunda bir dağ etkisi yapar ve sürücüde çok ciddi zararlara neden olur.
Sürücünün içindeki havayı temiz tutmak, iç ve dış hava basıncını dengelemek için bütün sürücüler çok küçük boşluklu, ağır bir filtre kullanırlar.

Veri Kodlama ve Flux
Sabit diskler bilgileri 1 ve 0’a karşılık gelen; “manyetik olan” ve “manyetik olmayan” nokta çiftleri halinde saklarlar.
Bu ikili küçük küçük manyetik alanlara flux, yani Türkçe ifadesiyle “akı” veya “elektriksel akı” denilir.
Sabit diskler verileri flux ile manyetik alanı kutuplandırarak yazar ve kutuplanmış alanı yine aynı yolla okurlar.
“Flux Reversal” kavramı, flux üzerindeki manyetik dönüşümleri ifade eder.
Bu işlemde bir yöndeki akılar “0” diğer yöndekiler “1” okunur.
Sabit diskler veriye ulaşırken yada veriyi yazarken, bu flux değişimlerini şekilde temsil gösterildiği gibi okur ve bu okuma işlemi çok hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.

Veri Kodlama Teknikleri
Günümüzün sabit diskleri özel kodlama sistemleri kullanarak flux dönüşümlerini yorumlarlar.
Bu yöntemlerin etkinliği de, karmaşıklığı da zaman içersinde ciddi biçimde artmıştır.
Yaklaşık olarak 1991’den itibaren sabit sürücüler RLL, yani “sınırlanmış koşum uzunluğu” olarak bilinen bilgi kodlama sistemini kullanmaya başladılar.
Ancak günümüzdeki sürücüler PRML, yani “kısmi yüksek olasılık karşılığı” kodlaması adı verilen ve RLL’nin oldukça gelişmiş bir sürümü olan yöntemi kullanır.
Bilgi kodlama sistemi tamamen sabit diskte miras kalmıştır ve görünmezdir.
Bilgi kodlama işlemleri ve ilgili teknikler, tamamen sabit disklerin kendi iç mekanizmalarında gerçekleştirilir.
Bu noktada bilmeniz gereken en önemli şey, disk kapasitelerindeki artışın büyük ölçüde bu kodlama tekniklerinin ilerlemesine bağlı olduğudur.

Sabit Disk Kol Hareketi
Bugüne kadar sabit disklerde kolları hareket ettirmek için kullanılan 2 tip teknoloji vardır.
Birincisi step, yani adım motor, ikincisi de Voice Coil, yani bobin teknolojisidir.
Başlangıçta sabit diskler step motor teknolojisini kullandılar. Ama bugün tamamı bobin teknolojisine geçmiştir.
Step motor teknolojisi, kolu, sabit artış veya adımlarla hareket ettiriyordu.
Motorla hareketlendirici kol arasındaki arabirim zamanla kolların konumlanmasındaki kusursuzluğu bozmaktaydı ve bu fiziksel bozukluk bilgi taşımada hatalara sebep oluyordu.
Ayrıca, sıcakta step motor sürücülerine zarar veriyordu ve bileşenler ısındıkça doğru konumlanması değişiyordu.
Teknolojinin bu sınırlamaları, kendi sonunu getirmiştir.
Bugün yapılan bütün sabit sürücüler, hareketlendirici kolları çalıştırmak için düz bir motor kullanır.
Bu teknolojide kolları doğru pozisyona getirmek için ince ayarlamalar yapılır ve bu amaçla plaka üzerinde bir veri haritası tutulur.

Geometri
Geometri, bir sabit diskin bilgileri fiziksel olarak nerede depoladığını belirler.
Geometri konusunda bilinmesi gereken üç temel bileşen vardır; başlar, silindirler ve sektörler.
Eski sistemlerde disk geometri bilgisinin öncelikle CMOS ekranından bilgisayara tanıtılması gerekmekteydi.
Günümüzde ise geometri bilgisi sabit disk üzerinde saklanır ve BIOS tarafından otomatik olarak algılanır.

Kafalar (Heads)
Kafalar, hareket kollarının ucunda bulunan ve okuma/yazma yapabilen uçlardır.
Plaka başına, altta ve üstte olmak üzere iki kafa bulunur. Ancak “plaka sayısı çarpı 2” gibi formülü de yoktur.
Çünkü bir HDD’de özel amaçlar için farklı kafalar da bulunabilir.
Kafaların plakalar üzerinde gezerken üstünden geçtiği veri miktarı ne kadar çok ise, kapasite o kadar yüksek olacaktır.
Bu mantık ile yakın zamanda geliştirilen dikey kayıt teknolojisi sayesinde aynı alana daha fazla veri saklanabilmektedir.
Fluxlar disk üzerinde şekilde gördüğünüz gibi yatay değil, dikey şekilde dizilirler.
Bu da veri yoğunluğunu arttırdığından hem kapasitenin artmasını, hem de performans artışı sağlamaktadır.

İz (Track) ve Silindirler (Cylinders)
Tüm plakaların üzerinde, disk üzerinde tam bir tur atan; yani daire şeklinde izler vardır. Bu izler, track olarak adlandırılır.
Bu plakalar ve üzerindeki izleri normal CD/DVD diskleri gibi de düşünebilirsiniz.
Bir plaka üzerinde merkezden dışa doğru binlerce track çizebilirsiniz.
Şekilde de gördüğünüz gibi bir sabit diskin içinde üst üste birkaç tane plaka vardır.
Her plakada aynı çapa sahip trackları bir bütün olarak düşündüğünüzde, bu track birleşimi bir silindire benzetilebilir.
Dolayısıyla her sabit disk, plakalar tek başlarına düşünüldüğünde binlerce track’a, plakalar üst üste değerlendirildiğinde ise bir plakadaki track sayısı kadar silindire sahip olacaktır.
Şimdi de, plakalardaki trackları silindirler halinde değerlendirmenin amacı denir, ona bakalım.

Sektörler
Plaka üzerindeki 2 track arasında kalan bölge; bir silindir parçasıdır ve sektör olarak adlandırılır.
Soldaki şekilde, track, silindir ve sektör kavramları arasındaki ilişkiyi daha net algılayabilirsiniz.
İşte bu sektörler sabit disklerin atomudur.
Yani bilgiyi depolarken bölümden daha küçük bir şeye bölemezsiniz.

Sabit Disk Sınıflandırmaları
Daha önceki donanım incelemelerimizde olduğu gibi, sabit disklerin sınıflandırmalarında da temel özelliklerini esas alacağız.
Sabit disklerde en temel sınıflandırma, bağlantı arayüzleridir.
Bugün piyasada en aktif bulunan sabit disk arayüzleri ATA ve SCSI arayüzleridir.
Kişisel bilgisayarlarda daha yaygın kullanılmasından dolayı ATA sabit diskleri daha fazla görürsünüz.
SCSI’nin de kendi gelişim sürecinde alt arayüzleri vardır. Ancak biz daha çok ATA türünün değişik versiyonları olan PATA, SATA ve e-SATA ile ilgileneceğiz.
Sabit disklerin günlük kullanımda en çok kapasiteleri ile anıldığını göreceksiniz. Genellikle diğer teknik özellikleri teferruat kabul edilir.
Fiziksel büyüklük sınıflandırmasının ise günlük hayatta, 3.5” veya 2.5” yerine PC sabit diski veya notebook sabit diski şeklinde kullanıldığını görebilirsiniz.
Sabit disklerin sınıflandırılmasında kullanılan diğer özellikler olarak ise, içindeki plakaların dönüş hızları, ön bellek miktarları ve sunduğu yeni teknolojileri sayabiliriz.
Şimdi sırasıyla bu özellikleri detaylı şekilde ele alalım.

ATA Arayüzleri ATA Arayüzleri
ATA sürücülerinin temelde iki türü vardır. İlki paralel ATA yani PATA sürücüleri, diğeri de seri ATA, yani SATA’dır.
Günümüzde SATA teknolojisi, hızla PATA’nın yerini almaktadır.
Bu süreci tam olarak anlamak için ATA standartlarının daha eski günlerine göz atılması gerekir.
ATA’nın tarihsel gelişimine bakmadan önce bir kavram karmaşasına dikkat çekmek gerekiyor.
PATA, SATA ve IDE kavramlarının sektörde yanlış bir şekilde tanımlanması söz konusudur.
IDE ve SATA iki ayrı sınıflandırma olarak değerlendirilir; oysa ki SATA’da, PATA’da IDE arabirimini kullanan disk teknolojileridir.
IDE’nin yanlış olarak PATA ile eşanlamlı kullanıldığını görebilirsiniz.
Klasik ATA terimi, SATA’nın çıkmasıyla PATA olarak revize edilmiştir.

ATA-1 Standardı
IBM 1980’lerin başında ilk AT PC’yi çıkardığında sabit sürücüler için BIOS desteği sunmuştu.
Western Digital ve Compaq tarafından 1989’da AT standardı üzerine geliştirilen ATA-1, AT’nin üzerine tümleşik kontrol birimi ve bir kablo yerleştirilmesiyle elde edilmiştir.
Tümleşik elektronik sürücü anlamına gelen IDE kavramı, bu kontrol birimini ifade eder.
İlk AT disk standardı dışındaki tüm diskler IDE kullanırlar.
Burada ilginç olan bir durum da, IDE kontrolcüsünün adındaki “tümleşik” tanımına karşılık kontrolcünün sabit disk üzerinde değil, anakart üzerinde yer alıyor olmasıdır.
ATA-1 standardı, bilgilerin hareket hızını ve işleniş tarzları için 2 standart tanımlamıştır.
Bunlardan ilki PIO, yani programlanabilir I/O yöntemi, diğer ise DMA, yani doğrudan bellek erişimidir.
ATA-1’de 3 tane PIO ve 3 tane de tek sözcüklü DMA modu bulunmaktaydı.
Bir bilgisayar başlatıldığında BIOS sürücüye hangi modları kullandığını sorar ve daha sonra otomatik olarak en hızlı moda uyum sağlar. Hız konusunda elle ayarlanması gereken bir şey yoktur.

ATA Sürücü Bağlayıcısı
İlk ATA sürücüleri, sürücüden sabit disk kontrolcüsüne 40 hatlı bir şerit kablo ile bağlanıyordu. İleride ATA sürücüler 80 hatlı kablo kullanmaya başlamıştır.
Tek bir şerit kablo üzerine en fazla 2 tane sürücü tanımlanabilir.
Tek kablo üzerinde yer alan 2 sürücüden birisinin “master”, diğerinin ise “slave” olarak ayarlanması zorunluluğu vardır. Bunu bir nevi o kablo üzerinde I/O adresi gibi de düşünebilirsiniz.
Kablo üzerinde 2 master veya 2 slave aygıt olursa, kontrolcü bunlardan birisini veya ikisini birden göremez.
Master ve slave ayarları kablo üzerinden otomatik olarak veya sabit disk üzerinden jumper ile ayarlanır.
ATA-1 ile gelen master / slave ayarlaması, halen tüm PATA sürücüler için geçerlidir.

ATA-2 Standardı
ATA-2 ile gelen geliştirmeler EIDE olarak tanımlanmıştır. Geliştirilmiş IDE anlamına gelen EIDE kavramı aslında Western Digital’in bir pazarlama terimidir.
ATA-2 yüksek kapasite, sabit disk olmayan aygıtların da desteklenmesi, 2 yerine 4 aygıta destek verebilme ve fazlasıyla arttırılmış özellikleri içerdiği için ATA standartlarında en önemlisidir.
ATA-1’de 504 MB olan maksimum disk boyutunu birim geçişi ve LBA’dan faydalanarak 8.2 GB’a çıkarmıştır. Birim geçişi ve LBA kavramlarını birazdan özetleyeceğiz.
ATA-2 ile birlikte ATAPI adı verilen bir uzantı tanımlanmıştır.
ATAPI, sabit disk olmayan CD-ROM ve teyp gibi aygıtların bilgisayara ATA kontrolcüsü ile bağlanabilmesini sağlar.
Hız açısından ATA-2 2 yeni PIO modunun yanında, ATA-1’deki tek sözcüklü DMA modunun yerine 3 tane çok sözcüklük DMA modu kullanır.
ATA-1’de 8.3 MB/s olan aktarım hızı, ATA-2 ile 16.6 MB/s’ye çıkmıştır.

Birim Geçişi Kavramı ve LBA
ATA-2’nin disk kapasitesini artırabilmesinin sırrı birim geçişi ve LBA’dır.
ATA diskler, iki geometrisi olacak şekilde tasarlanmıştır.
İlki fiziksel geometri olup, sürücünün kendi içindeki CHS’nin gerçek planını belirler.
Mantıksal geometri ise, sürücünün CMOS’a nasıl göründüğünü tanımlar.
Birim geçişi sürücünün kapasitesini asla değiştirmez; o sadece BIOS sınırları içerisindeki geometriyi değiştirir.
LBA’nın mantığı burada devreye girer. Yerel blok adresleme anlamına gelen LBA, birim geçişini geliştirerek BIOS limitlerinden yüksek sabit disklerin kullanımına olanak sunar.
LBA, bir nevi BIOS’a yalan söylemekte, bu sayede 8.2 GB’a kadar olan sabit diskleri destekleyebilmektedir.

ATA-3 Standardı
ATA-3 standardı ATA-2’den çok kısa bir süre sonra gelmiştir ve hız açısında bir geliştirme içermez.
ATA-3’ün Getirdiği yenilik S.M.A.R.T teknolojisidir. Kendi kendine görüntüleyebilme, analiz ve raporlama teknolojisi olarak tercüme edilebilir.
S.M.A.R.T. sabit diskin mekanik ekipmanını görüntüleyerek, aygıtın ne zaman çökebileceğini kestirmeye yardımcı olmaktadır.
S.M.A.R.T. özelleşmiş sunucu sistemleri için son derece güzel bir fikir ve oldukça da popüler ancak karmaşıktır.
Bunların bir sonucu olarak, sadece bazı uygulamalar sabit diskinizdeki S.M.A.R.T. verisini okuyabilmektedir.
En sağlıklı yöntem, üreticilerin özel yazılımları ile bu verilere ulaşmaktır.

ATA-4 Standardı
Daha hızlı bir sabit disk, elbette daha iyi bir sabit disktir.
ATA 4, Ultra DMA adında yeni bir DMA teknolojisi getirmiştir ve bu günümüzde de halen sabit disk bilgisayar haberleşmesinin birincil yoludur.
Ultra DMA, DMA bus mastering kullanarak PIO ve eski tarz DMA ile ulaşılabilecek hızlardan çok daha yüksek hızlara çıkabilmektedir.
ATA-4, ile 3 farklı “Ultra DMA” modu tanımlanmıştır ve maksimum hız 33,3 MB/s’dir.
Ultra DMA 2 modunu destekleyen sabit disk sürücüleri, ATA/33 sürücüleri olarak da bilinirler.

INT13 Extensions
Daha önce ATA-1’de maksimum disk kapasitesinin 504 MB olduğunu söylemiştik.
Aslında ATA-1 standartları 137 GB’a kadar destek verebiliyordu; 504 MB sınırı, BIOS’daki sınırlandırmalara dayanıyordu.
ATA-2 ile gelen LBA, BIOS’a yalan söyleyerek 8.2 GB’a kadar olan sürücülere destek sağlamıştı.
Disk kapasitelerindeki artış, bir süre sonra LBA çözümünü de yetersiz bırakmıştır.
BIOS üreticileri bu işten sorumlu olduklarını kabullendiler ve INT13 adı verilen BIOS komut setini geliştirdiler.
Kesme 13 genişlemeleri olarak da bilinen bu komut seti ile BIOS’un desteklediği kapasite limiti de 137 GB’a yükseldi.

ATA-5 Standardı
Ultra DMA çok başarılı olunca, ATA 5 ile iki yeni daha hızlı Ultra DMA modu daha geliştirildi.
Ultra DMA 4 modu, ATA/66 olarak bilinmektedir.
Ultra DMA 4 ve 5 modu çok hızlı çalıştığı için ATA 5 standardı bu hızları destekleyebilmek için yeni bir şerit kablo tipi tanımladı.
Bu 80 hatlı kabloda hala 40 pin bulunmaktaydı. 40 normal hatta ek olarak 40 hat toprak olarak görev yaparak kablonun yüksek hızlı sinyallerdeki performansını arttırmaktaydı.
ATA/66 eski sistemlerle uyumludur. Bu sayede sorunsuz bir şekilde daha eski bir sürücüyü rahatlıkla ATA/66 kablo ve kontrol birimine bağlayabilirsiniz.
Bir ATA/66 sürücüyü daha eski bir kontrol birimine de bağlayabilirsiniz. Bu durumda sadece diskiniz ATA/66 modunda olmayacaktır.
Yapılabilecek tek riskli davranış bir ATA/66 kontrol birimi ve sürücüsünü ATA/66 olmayan, yani 40 hatlı bir kablo ile kullanmaktır.
Bu, kesinlikle hoş olmayan veri kayıplarına yol açacaktır.

ATA-6 Standardı
21. yüzyıl başında sabit disk kapasitelerinde bir patlama yaşandı ve sabit diskler ulaşılamaz görülen 137 GB sınırına dayandılar.
120 GB kapasitesine ulaşıldığında Maxtor’un zorlamasıyla yeni endüstriyel standartlar geliştirildi.
“Big Drives” adı verilen büyük sürücü desteği ile yeni sınır 144 PetaByte’a, yani yaklaşık 140 milyon GB’a ulaşmıştır.
Bu kapasite artışı 24 bit adreslemeli LBA ve INT13 genişlemesi yerine yeni 48 bit LBA adresleme kullanılmasıyla sağlanmıştır.
Ayrıca tek partide transfer edebilecek veri miktarı 256 sektörden 65.536 sektöre çıkmıştır.
Transfer hızlarında da Ultra DMA 5’e geçilmiştir.
Ultra DMA 5 modu 100 MB/s hızındadır ve ATA/100 olarak da bilinir.
ATA-7 Standardı
ATA-7 iki büyük yenilik getirmiştir.
ATA-7’nin klasik gelişmesi Ultra DMA 6 modudur. Ultra DMA 6 ile transfer hızı 133 MB/s’ye çıkmıştır ve ATA/133 adını almıştır.
ATA-7’nin asıl devrimsel gelişimi ise, ****** ATA yani SATA standardı olmuştur.
Hatta ATA/133 modu SATA’nın karşısında gereken ilgiyi görmemiştir ve bir çok kişi ATA-7 adını bile anmadan bu gelişimi SATA olarak da adlandırır.
SATA’nın hızlarına göre 2 ayrı modu vardır; 150 MB/s hızına sahip SATA 1 ile, 300 MB/s hızına sahip SATA II.

ATA Sürümleri Karşılaştırması
SATA’nın özelliklerine detaylı bakmadan önce şu ana kadar gördüğümüz ATA türevlerini bir tabloda karşılaştırmalı olarak inceleyelim.
İlk ATA diskler sadece PIO 0 modunda çalışıyordu. Maksimum hız 3.2 MB/s idi ve 10 MB’a olan kapasiteleri destekliyordu.
ATA-1, PIO 0 modunun yanı sıra PIO 1, PIO 2, Single DMA 0, 1 ve 2 modlarını destekledi. Transfer hızı 8.3 MB/s, maksimum kapasite ise 504 MB oldu. IDE kavramı ATA-1 ile hayatımıza girdi.
ATA-2 PIO 3, PIO 4, Multi DMA 1 ve 2 modlarıyla beraber 16.6 MB/s hız ve 8.2 GB maksimum kapasite imkanı elde edildi.
ATA-2’ini diğer yenilikler, LBA ve ATAPI oldu.
ATA-3 hız ve kapasite açısında bir yenilik sunmadı. Sadece S.M.A.R.T. teknolojisini getirdi.
ATA-4, klasik DMA modlarını bırakıp Ultra DMA 0, 1 ve 2 modlarını getirdi. Maksimum hız 33.3 MB/s oldu ve ATA/33 olarak anıldı. INT 13 genişlemeleri ile maksimum kapasite de 137 GB oldu.
ATA-5 Ultra DMA’yı geliştirdi ve ATA/66 olarak bilinen Ultra DMA 3 ve 4 modları ile tanıştık. Maksimum hız 66.6 MB/s oldu. Hızın artması bağlantı kablosunun 80 hatlı olması sonucunu doğurdu.
ATA-6, Ultra DMA 5 ile 100 MB/s’ye ulaştı. ATA/100 olarak anıldı ve 48 Bit LBA sayesinde maksimum disk kapasitesi bugün için ulaşılmaz sayılabilecek 144 PB’a ulaştı.
Burada unutmamak lazım ki, ATA-4 ile disk kapasiteleri 137 GB olduğu zamanlarda herkes 137 GB’ı ulaşılmaz görüyordu.
ATA-7 Ultra DMA 6 ile 133 MB/s hız sunsa da, SATA ve SATA II ile 150 ve 300 MB/s hızları ile tanışmamızı sağladı.
ATA-8 ise şu anda geliştirilmektedir. Hibrit sabit disklerin, ATA-8 kapsamında standartlaşması beklenmektedir.

PATA Problemleri ve SATA’ya Geçiş
SATA’nın doğuşunun temel güdüsü, PATA’nın yaşadığı problemlerdir.
SATA’da aygıtlar ve kontrol birimi arasında direkt bağlantı kurulur. Dolayısıyla master ve slave ayarlamalarına gerek kalmamıştır.
Adından da anlaşılabileceği gibi paralel yerine seri veri transferine geçilmiştir. Dolayısıyla daha az fiziksel hat gerekir. 80 hatlı kablo yerine 7 hatlı kablo kullanılmaya başlanmıştır.
Daha ince kablolar, geniş paralel kablolarda olduğu gibi hava akışını engellemez.
SATA ile birlikte eskiden maksimum 45 cm olabilen veri kablosu, 1 metreye kadar çıkabilmektedir ve bu yenilik tower kasalarda kullanım açısından ciddi kolaylık getirmiştir.
Yeni tip enerji bağlantısı, SATA aygıtlara hotswap desteği sunmaktadır.
Yine bunun bir sonucu olarak veri ve güç kablolarının bağlayıcıları da değişmiştir.
SATA’da bağlanabilecek maksimum aygıt miktarında teorik olarak bir sınırlama bulunmamaktadır.
Bütün bunların yanında SATA’nın asıl yeniliği getirdiği ciddi hız artışıdır.

SATA ve Hız
SATA aygıtlar, eski nesil ATA sürücülerin aksine veriyi paralel olarak değil, seri olarak aktarırlar. Bu gelişme ile eski ATA aygıtlar PATA, yani paralel ATA olarak isimlendirilmeye başlanmıştır.
Teorik olarak seri tek tel üzerinden veri aktarımının, paralel olarak birçok hattan veri aktarımından daha hızlı olmaması gerektiği düşünülebilir.
Ancak tek tel üzerinden aktarımda veriler karşı tarafa sıralı ulaşmakta ve bu da hata denetimini oldukça kolaylaştırmaktadır.
Dolayısıyla SATA aygıttaki tek bir veri dalgası, paralel aygıtlardaki çoklu dalgalardan çok daha hızlı ilerlemektedir.
Bunun yanında paralel aktarımda olduğu gibi birden fazla tel kullanılmadığından teller arasındaki etkileşim de oldukça azalmaktadır.
SATA aygıtlarda genel kabul gören 2 sürüm bulunmaktadır. SATA I 150 MB/s, SATA II ise 300 MB/s hızındadır.
Yakında zamanda SATA III standardı ile hızın 600 MB/s’ye çıkması beklenmektedir.

SATA Bağlayıcılar ve Uyumluluk
SATA önceki PATA standartlarıyla uyumludur. Bu uyumluluk PATA aygıtların bir SATA köprüsü kullanarak SATA olarak sisteme bağlanabilmesine izin verir.
SATA köprüsü 40 pinli PATA sürücüye direkt bağlayabileceğiniz küçük bir karttır.
SATA ile değişen güç bağlantısı, sadece yapısal bir değişiklik değildir.
15 pinli SATA enerji kablosunda 3.3 V, 5 V ve 12 V gerilimleri, 3 pinin bir araya gelmesiyle sağlanır. Kalan 5 pin ise topraklamayı sağlar.
Her 3 gerilimden birer pin hotplugging için kullanılır.
4 pinli molex bağlayıcısını SATA güç bağlayıcısına çevirmek için adaptörler kullanılabilir.
Ancak 4 pinli Molex bağlayıcıları 3.3V sağlamadığı için bu SATA aygıtları hotplugging'i gerçekleştiremez.

External SATA
e-Sata, harici diskler için SATA’nın geliştirilmiş bir versiyonudur. e-SATA SATA yol standardını harici aygıtlara genişletir.
e-Sata aygıtlar da, dahili SATA konektörlerini kullanmaktadırlar ancak farklı anahtarlamaları sayesinde birbirlerine karıştırılmazlar.
Aynı zamanda özel yalıtımlı ve koruma düzeyi daha yüksek kabloların kullanılmasıyla kablo uzunluğunu artırılmıştır.
2 metreye kadar menzili bulunan e-SATA kabloları hotplug desteği de sunmaktadır.
e-SATA, SATA bus hızını aynen sunabilmektedir.

SCSI: Small Computer System Interface
SCSI, 1970’lerden beri var olan bir standarttır ve pek çok özelleşmiş sunucu bilgisayar tarafından halen kullanılmaktadır.
Çoğunlukla sunucu sistemlerinde bulunur ve RAID amacıyla kullanılır.
SCSI aygıtlar sistem içinde veya dışında bulunabilirler.
SATA, SCSI’nin iyi yönlerini almıştır ve bir çok yönden SCSI’nin yerini almaktadır.

SCSI Zinciri
SCSI kendisini bir SCSI zinciri vasıtasıyla görünür kılar.
Bir dizi SCSI aygıtı bir sunucu adaptör üzerinden çalışır.
Adaptör, SCSI zinciriyle bilgisayar arasındaki arayüzü oluşturur.
SCSI sunucu adaptörleri, SCSI kontrol birimi veya SCSI kartı olarak da bilinirler.
SCSI aygıtları dahili ve harici aygıtlar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.

İç ve Dış SCSI Aygıtları
Dahili SCSI aygıtları bilgisayara eklenmişlerdir ve sunucu adaptöre dahili bağlayıcı aracılığıyla bağlıdırlar.
PATA kablosuna benzeyen, yassı ve esnek kablo olan 68 pinli şerit kablo kullanırlar.
Harici aygıtların çoğu ise sunucu adaptöre 50 pinli HD kablo ile bağlı iken, bazı ileri seviye SCSI aygıtlar 68 pin HD kablo kullanırlar.
Dış aygıtlar arkalarında iki bağlantıya sahiptir, böylece 15 aygıta kadar papatya dizilimi yapılabilir.

SCSI ID (Kimlikler)
Eğer birden fazla aygıtı SCSI zincirine bağlayacaksanız, sunucu adaptörü için aygıtları birbirinden ayırt etmesini sağlayacak bir sistem oluşturmanız gerekmektedir.
Aygıtları ayırt etmek için SCSI, SCSI ID adında özel bir tanımlama sistemi kullanmaktadır.
SCSI ID numaraları 0 ila 15 arasında değişmektedir.
SCSI ID’lerinde herhangi bir sıralama yoktur; aygıt boşta olan herhangi bir ID’yi alabilir.
Her SCSI aygıtının SCSI ID numarasını ayarlamak için farklı bir yöntemi vardır.
Bazı aygıtlar bunun için jumper veya anahtarlamalar bulundururken, bazı aygıtlar yazılımsal ayarlar da kullanılabilir.

Sonlandırıcılar / Terminators
Tüm elektronik sinyaller hat boyunca ilerledikten sonra geri yansıyarak eko oluştururlar.
SCSI gibi bağlantılarda bu yansıma probleme neden olur ve sinyal bozulmalarına neden olabilir. Aygıtlar hangi sinyali dinleyeceklerine karar veremezler.
Sonlandırıcı, basitçe bir dirençten oluşmaktadır. Bu sayede sona ulaşmış sinyal, hattan absorbe edilerek eko oluşturmasının önüne geçilir.
SCSI zinciri başlangıç ve bitiş noktalarından sonlandırılmalıdır.
İlk bağlantı host adaptör olduğundan zaten sonlandırılmış olarak üretilirler.
Buna karşın her SCSI aygıtı zincir sonunda olabileceği için üreticilerin çoğu SCSI aygıtlarına sonlandırıcıyı dahil ederler.
Bazı aygıtlar ise zincirin sonunda olduklarını otomatik olarak algılayarak kendi kendilerine sonlandırıcıyı devreye sokabilirler.

SAS: ****** Attached SCSI
SAS, standart SCSI’lerin yerine kullanılmak üzere dizayn edilmiş bir veri yolu teknolojisidir.
Hem şu andaki veri transfer hızından daha fazla hıza izin vermektedir, hem de SATA aygıtlar ile de geriye dönük uyumluluğa sahiptir.
Geleneksel SCSI aygıtların kullandığı paralel iletimin aksine SAS seri iletim kullanmaktadır.
SCSI komutlarını kullanan SAS’da, SAS uyumlu aygıtlar arasında paralel SCSI’de yer almaktadır.

SAS ve Paralel SCSI
SAS, paralel SCSI’nin aksine aygıtlar arasında daha az sinyalleşme kullanan seri transfer protokolü kullanır ve bunun sonucunda daha yüksek hızlara ulaşır. SCSI hatları çok duraklı olmasına karşın SAS hattı noktadan noktaya bağlantı içerir.
SAS, paralel SCSI’de olduğu gibi herhangi bir sonlandırıcı sorununa sahip değildir ve sonlandırıcı paketine gerek duymaz. SAS, hat üzerindeki gecikmeleri elemine eder ve senkronizasyon problemi yaşamaz. Paralel SCSI en fazla 32 aygıt ile sınırlı iken SAS 16.384 aygıta kadar destek sağlar.
SAS 1.5, 3.0 ya da 6.0 Gbps gibi yüksek transfer hızları sağlar
Bu hız her bir aygıt için ayrı ayrı gerçeklenirken, paralel SCSI’de hız SCSI hattı üzerindeki her bir aygıt için paylaşılır.

SAS ve SATA
SAS’da, SATA’nın NCQ sistemine benzeyen TCQ, yani “İşaretli Komut Sıralama” desteği vardır.
SATA, ATA standardının devamı olarak onun komut setini kullanır ve sadece sabit diskler ile optik sürücüleri destekler.
SAS ise sabit diskler, tarayıcılar, yazıcılar, optik sürücüler gibi geniş bir yelpazedeki birçok aygıtın kullanımını desteklemektedir.
SATA öncelikli olarak ev bilgisayarı kullanımı gibi kritik olmayan uygulamalar için kullanılmakla beraber SAS sağlam yapısı nedeni ile kritik server uygulamaları için kullanılabilir. SAS’ın hata kurtarma ve raporlama özellikleri de, SATA’dan daha üstündür. Tüm bunlara karşın SAS, SATA’yı tamamlayıcı niteliktedir ve asla onun rakibi değildir. Ayrıca SATA’da kullanılan kablo uzunluğu 1m ile sınırlı iken SAS aygıtlarında 8m’ye kadar kablo kullanabilir.

Kapasite
Kapasite bir depolama cihazının depolayabileceği veri büyüklüğünü ifade eder.
Sabit disklerin kapasiteleri bayt ve katları olarak ifade edilir. Günümüzde terabyte seviyesinde diskler bulunabilmektedir. Yakın gelecekte ise daha yüksek kapasiteler söz konusu olacaktır.
400 GB veya 1 TB ifadeleri depolanabilecek bilgi miktarını belirtir.
Ancak disk üreticileri, disk kapasitelerini 1000'in katlarına göre sınıflandırır. Gerçek kapasite ise 1024'ün katlarına göre hesaplanır.
Dolayısıyla örnek olarak 250 GB olarak aldığınız bir sabit disk gerçekte 232,83 GB olacaktır.

Fiziksel Büyüklük
Disk büyüklüğü inç olarak ifade edilir.
Bilgisayarda yaygın olarak kullanılan 2 tip büyüklük vardır. Masaüstü bilgisayarlarda 3.5 inç, dizüstü bilgisayarlarda ve taşınabilir ünitelerde ise 2.5 inç boyutunda diskler kullanılmaktadır.
Ancak özel cihazlar için daha farklı boyutlarda diskler de bulunabilir.
Bu ölçülendirme mantığında belirtilen ölçüler yaklaşık olarak, sabit disk içindeki kayıt diskinin ölçülerini belirtir. Dış ölçüler biraz daha büyüktür.

Dönüş Hızları
Bir sabit diskin dönüş hızı, kayıt diskinin dönme hızını gösterir ve RPM, yani dakikadaki tur sayısı olarak ifade edilir.
3.600, 5.400, 7.200, 10.000, 15.000 RPM gibi hızlara sahip sabit diskleri piyasada bulabilirsiniz.
Disk üzerindeki verilere ulaşılması için geçen zaman, büyük ölçüde bu hıza bağlıdır.
Ancak dönüş hızı, sabit diskin hızını tek başına ifade etmeye yetmez. Erişim süresi ve aktarma hızı değerleri de beraber değerlendirilmesi gereken etkenlerdir.
Sabit diskin önbellek miktarı da, bu sürelerin üzerinde etkileşimli olarak rol oynar.

Önbellek
Okuma kafasının veriye ulaşması ile bu verinin ana sisteme ulaşması arasında geçen zamana aktarma süresi denir.
Günümüzde sabit disklerde veriler okuma kafası tarafından okunduktan sonra, sabit diskin içinde yer alan ön belleğe aktarılarak oradan ana sisteme iletilirler.
Bu ön bellek, zaman kaybını önlemek için kullanılır.
Üreticiler, kayıt diskinden ön belleğe ve ön bellekten ana sisteme iletim hızlarını ayrı olarak belirtmektedirler.
Ön belleğe iletim hızı Mbit/sn, ana sisteme iletim hızı ise MB/sn olarak ifade edilir.

Önbellek Boyutları
Piyasada 2, 8, 16 ve 32 MB önbellekli sürücüler bulunmaktadır.
Daha büyük önbellekler, düşük fiyatlı DRAM’ler ve teknik açıdan anlamsızdır.
Sabit diskler verileri ön belleklemek için veya verilerin tekrar kullanılması ihtimaline karşın önbellekte tutmak için bazı kurallar kullanırlar.
SATA sürücüler gelen komutları saklamak ve verimli şekilde kullanmak için bir miktar belleğe ihtiyaç duyarlar.
Verimli kullanım, yani en düşük kafa hareketi için komut sıralarını değiştirebilen özelliğe NCQ denir.

Disk Erişim/Gecikme Süresi
Sabit disk üzerinde verilerin okunabilmesi için, önce ilgili sektöre ait kafanın bu kısma erişmesi gereklidir.
Kafanın sabit disk üzerindeki herhangi bir bölüme ulaşması için gereken bu süre erişim süresidir ve milisaniye ile ifade edilir.
Seek time veya latency kavramı ile de ifade edilir.
Daha düşük bir erişim süresi daha hızlı bir sabit disk demektir.
Dönüş hızı ile ters orantılı şekilde azalmaktadır.
Ancak dönüş hızı dışında kullanılan disk erişim teknolojisi, önbellek nitelikleri ve önbellek miktarı ile de alakalıdır

NCQ: Native Command Quening
NCQ, Intel ve Seagate tarafından birlikte yazılıp geliştirilen “SATA Native Komut Sıralaması”dır.
NCQ, sadece SATA disklerde uygulanabilen bir komut protokolüdür ve birden çok komutun disk içinde aynı anda yer almasını sağlar.
NCQ sistemi, sabit disk bir komut için veri araştırırken, aynı anda ilave komutlar verilmesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir
Sabit disk sürücü kafasının açısal ve döner konumunu kendiliğinden bilir.
Bu sayede de arama ve döngüsel gecikmeleri en aza indirgeyecek bir sonraki veri transferini seçer.

Verinin Korunması ve RAID
Bilgisayardaki en pahalı aygıtı dahi en fazla birkaç yüz dolara değiştirebilirsiniz. Ama kritik bir veri paha biçilemezdir. Dolayısıyla bilgisayardaki en önemli ve değerli şey verilerdir.
Yedekleme elbette bir çözümdür; ancak yedekleme çözümüne fırsat kalmayacak şekilde sabit disklerin bozulması, geri dönüşü olmayan veri kayıplarına neden olabilir.
Bunun için disk ve/veya disk kontrolcüsü bazında çeşitli yedeklemeli çalışma sistemleri geliştirilmiştir.
Bu sistemler, çoklu disk kullanımına dayanır ve güvenliğin yanı sıra performans artışı da sağlanır.
RAID, bu amaçla kullanılan bir sistemdir ve çeşitli uygulamaları vardır.

RAID 0: Disk Stripping
RAID 0, “disk stripping”, yani disk şeritleme yöntemidir ve en az 2 sürücü gerektirir.
RAID 0 her hangi bir güvenlik sunmaz. Yani disklerden birinin çökmesi durumunda veri kaybedilir.
RAID 0’da veri bir kerede birden fazla sabit diske bölünerek yazılır ve bu sayede yazma ve okuma hızı artar.

RAID 1: Disk Mirroring / Duplexing
RAID 1’in “Disk Mirroring” ve “Disk Duplexing” olarak adlandırılan 2 tür uygulaması vardır.
Her iki durumda da en az 2 adet disk gerekir ve çift olmak koşuluyla herhangi bir sayıda sürücüyle de çalışabilir.
RAID 1’de birincil olarak kullanılan diskin kopyası, diğerine üretilir.
Mirroring yani disk aynalama durumunda 2 disk aynı kontrolcüye bağlanırken, duplex yani ikizleme yönteminde farklı kontrolcü kartlar kullanılır.
Bu açıdan duplexing, mirroring’e göre daha güvenilir bir sistemdir.
RAID kontrol kartlarından birinin bozulması durumunda mirroring’de veriler yanlış yazabilecekken, duplexing’de kopyalardan birisi sağlam kalabilecektir.
RAID 1’in dezavantajı ise, yer israfıdır. 100 GB veri saklamak için iki adet 100 GB sabit disk gerekmektedir.

RAID 3 ve 4: Dedicated Disk Stripping
RAID 2, 3 ve 4 aktif olarak kullanılmayan sistemlerdir.
Çoklu denklik sürücüsüyle disk şeritleme yöntemi olan RAID 2, anlamsız bir fikir olarak kalmış ve asla pratik olarak kullanılmamıştır.
RAID 3 ve 4 ise, atanmış denklik ile disk şeritleme yöntemidir. RAID 3 ve 4 arasındaki fark önemsizdir.
RAID 2’nin aksine kısa süreli de olsa kullanım şansı yakalamış olsalar da, RAID 5 kısa sürede bunların yerini almıştır.

RAID 5: Striped Parity Disk Stripping
RAID 5, bölüştürülmüş denklik ile disk şeritleme yöntemidir ve adından da anlaşılacağı üzere veri ve denklik bilgisi sürücülere dağıtılmış durumdadır.
Aynı zamanda sürücü alanını da daha verimli kullanmaktadır.
En yaygın RAID türüdür ve en az 3 adet disk gereklidir.
Sabit disklerinizden birini kaybedilmesi durumunda, sorunlu disk yenisi ile değiştirilip dizinlerin yeniden oluşturulması sağlanır.
Ancak tekrar oluşturma tamamlanana kadar veriler yine risk altındadır.
21-11-2015, 22:09
mehmetkarahanl

Hard Disk

Sabit Disk Bileşenleri
Öncelikle şekil üstünde sabit disklerin bileşenlerine göz atalım.
Disk kasası…
Disk kasasını bilgisayar içerisine monte etmede kullanılan vida delikleri…
Sabit disk kapağının montaj delikleri…
Manyetik plakalar ve ve plakaların dönüşünü sağlayan devir merkezi…
Kolların ve plakaların hareketini sağlayan hareket motoru…
Hakaret kolları ve bunların ucunda yer alan okuma yazma kafaları…
Verilerin aktarıldığı şerit kablo ve SATA arayüz bağlantısı…
Motora enerji sağlayan enerji bağlantısı ve en son disk içindeki hassas hava dengesini ayarlayan hava filtresi…

Genel Olarak Diskin Çalışması
Bütün sabit sürücüler özel bir motor tarafından kontrol edilen kolların üzerinde yer alan okuma/yazma başlıkları ve plaklardan oluşur.
Plakalar manyetik malzeme ile kaplı alüminyumdan yapılmıştır.
Kolların ucundaki iki küçük okuma/yazma kafası, bu plakalar üzerinde okuma ve yazma işlemleri gerçekleştirir.
Plakalar dakikada 3.500 ile 15.000 devirle dönerler ve devir hızı RPM olarak ifade edilir.
Plakalar ile kafalar arasındaki boşluk uçuş yüksekliği olarak ifade edilir ve bu yükseklik, bir parmak izinin kalınlığından bile daha azdır.
Okuma/yazma başlıkları diske ne kadar yaklaşırsa, bilgi sürücüye o kadar yoğun depolanır.

Sabit Disk İçerisindeki Hava Basıncı
Uçuş yüksekliğinin çok hassas olması, plaka ve kafaların dışarıdaki havaya maruz kalmamasını zorunlu kılar.
Disk üzerindeki küçücük bir toz parçası bile okuma/yazma başlıklarının yolunda bir dağ etkisi yapar ve sürücüde çok ciddi zararlara neden olur.
Sürücünün içindeki havayı temiz tutmak, iç ve dış hava basıncını dengelemek için bütün sürücüler çok küçük boşluklu, ağır bir filtre kullanırlar.

Veri Kodlama ve Flux
Sabit diskler bilgileri 1 ve 0’a karşılık gelen; “manyetik olan” ve “manyetik olmayan” nokta çiftleri halinde saklarlar.
Bu ikili küçük küçük manyetik alanlara flux, yani Türkçe ifadesiyle “akı” veya “elektriksel akı” denilir.
Sabit diskler verileri flux ile manyetik alanı kutuplandırarak yazar ve kutuplanmış alanı yine aynı yolla okurlar.
“Flux Reversal” kavramı, flux üzerindeki manyetik dönüşümleri ifade eder.
Bu işlemde bir yöndeki akılar “0” diğer yöndekiler “1” okunur.
Sabit diskler veriye ulaşırken yada veriyi yazarken, bu flux değişimlerini şekilde temsil gösterildiği gibi okur ve bu okuma işlemi çok hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.

Veri Kodlama Teknikleri
Günümüzün sabit diskleri özel kodlama sistemleri kullanarak flux dönüşümlerini yorumlarlar.
Bu yöntemlerin etkinliği de, karmaşıklığı da zaman içersinde ciddi biçimde artmıştır.
Yaklaşık olarak 1991’den itibaren sabit sürücüler RLL, yani “sınırlanmış koşum uzunluğu” olarak bilinen bilgi kodlama sistemini kullanmaya başladılar.
Ancak günümüzdeki sürücüler PRML, yani “kısmi yüksek olasılık karşılığı” kodlaması adı verilen ve RLL’nin oldukça gelişmiş bir sürümü olan yöntemi kullanır.
Bilgi kodlama sistemi tamamen sabit diskte miras kalmıştır ve görünmezdir.
Bilgi kodlama işlemleri ve ilgili teknikler, tamamen sabit disklerin kendi iç mekanizmalarında gerçekleştirilir.
Bu noktada bilmeniz gereken en önemli şey, disk kapasitelerindeki artışın büyük ölçüde bu kodlama tekniklerinin ilerlemesine bağlı olduğudur.

Sabit Disk Kol Hareketi
Bugüne kadar sabit disklerde kolları hareket ettirmek için kullanılan 2 tip teknoloji vardır.
Birincisi step, yani adım motor, ikincisi de Voice Coil, yani bobin teknolojisidir.
Başlangıçta sabit diskler step motor teknolojisini kullandılar. Ama bugün tamamı bobin teknolojisine geçmiştir.
Step motor teknolojisi, kolu, sabit artış veya adımlarla hareket ettiriyordu.
Motorla hareketlendirici kol arasındaki arabirim zamanla kolların konumlanmasındaki kusursuzluğu bozmaktaydı ve bu fiziksel bozukluk bilgi taşımada hatalara sebep oluyordu.
Ayrıca, sıcakta step motor sürücülerine zarar veriyordu ve bileşenler ısındıkça doğru konumlanması değişiyordu.
Teknolojinin bu sınırlamaları, kendi sonunu getirmiştir.
Bugün yapılan bütün sabit sürücüler, hareketlendirici kolları çalıştırmak için düz bir motor kullanır.
Bu teknolojide kolları doğru pozisyona getirmek için ince ayarlamalar yapılır ve bu amaçla plaka üzerinde bir veri haritası tutulur.

Geometri
Geometri, bir sabit diskin bilgileri fiziksel olarak nerede depoladığını belirler.
Geometri konusunda bilinmesi gereken üç temel bileşen vardır; başlar, silindirler ve sektörler.
Eski sistemlerde disk geometri bilgisinin öncelikle CMOS ekranından bilgisayara tanıtılması gerekmekteydi.
Günümüzde ise geometri bilgisi sabit disk üzerinde saklanır ve BIOS tarafından otomatik olarak algılanır.

Kafalar (Heads)
Kafalar, hareket kollarının ucunda bulunan ve okuma/yazma yapabilen uçlardır.
Plaka başına, altta ve üstte olmak üzere iki kafa bulunur. Ancak “plaka sayısı çarpı 2” gibi formülü de yoktur.
Çünkü bir HDD’de özel amaçlar için farklı kafalar da bulunabilir.
Kafaların plakalar üzerinde gezerken üstünden geçtiği veri miktarı ne kadar çok ise, kapasite o kadar yüksek olacaktır.
Bu mantık ile yakın zamanda geliştirilen dikey kayıt teknolojisi sayesinde aynı alana daha fazla veri saklanabilmektedir.
Fluxlar disk üzerinde şekilde gördüğünüz gibi yatay değil, dikey şekilde dizilirler.
Bu da veri yoğunluğunu arttırdığından hem kapasitenin artmasını, hem de performans artışı sağlamaktadır.

İz (Track) ve Silindirler (Cylinders)
Tüm plakaların üzerinde, disk üzerinde tam bir tur atan; yani daire şeklinde izler vardır. Bu izler, track olarak adlandırılır.
Bu plakalar ve üzerindeki izleri normal CD/DVD diskleri gibi de düşünebilirsiniz.
Bir plaka üzerinde merkezden dışa doğru binlerce track çizebilirsiniz.
Şekilde de gördüğünüz gibi bir sabit diskin içinde üst üste birkaç tane plaka vardır.
Her plakada aynı çapa sahip trackları bir bütün olarak düşündüğünüzde, bu track birleşimi bir silindire benzetilebilir.
Dolayısıyla her sabit disk, plakalar tek başlarına düşünüldüğünde binlerce track’a, plakalar üst üste değerlendirildiğinde ise bir plakadaki track sayısı kadar silindire sahip olacaktır.
Şimdi de, plakalardaki trackları silindirler halinde değerlendirmenin amacı denir, ona bakalım.

Sektörler
Plaka üzerindeki 2 track arasında kalan bölge; bir silindir parçasıdır ve sektör olarak adlandırılır.
Soldaki şekilde, track, silindir ve sektör kavramları arasındaki ilişkiyi daha net algılayabilirsiniz.
İşte bu sektörler sabit disklerin atomudur.
Yani bilgiyi depolarken bölümden daha küçük bir şeye bölemezsiniz.

Sabit Disk Sınıflandırmaları
Daha önceki donanım incelemelerimizde olduğu gibi, sabit disklerin sınıflandırmalarında da temel özelliklerini esas alacağız.
Sabit disklerde en temel sınıflandırma, bağlantı arayüzleridir.
Bugün piyasada en aktif bulunan sabit disk arayüzleri ATA ve SCSI arayüzleridir.
Kişisel bilgisayarlarda daha yaygın kullanılmasından dolayı ATA sabit diskleri daha fazla görürsünüz.
SCSI’nin de kendi gelişim sürecinde alt arayüzleri vardır. Ancak biz daha çok ATA türünün değişik versiyonları olan PATA, SATA ve e-SATA ile ilgileneceğiz.
Sabit disklerin günlük kullanımda en çok kapasiteleri ile anıldığını göreceksiniz. Genellikle diğer teknik özellikleri teferruat kabul edilir.
Fiziksel büyüklük sınıflandırmasının ise günlük hayatta, 3.5” veya 2.5” yerine PC sabit diski veya notebook sabit diski şeklinde kullanıldığını görebilirsiniz.
Sabit disklerin sınıflandırılmasında kullanılan diğer özellikler olarak ise, içindeki plakaların dönüş hızları, ön bellek miktarları ve sunduğu yeni teknolojileri sayabiliriz.
Şimdi sırasıyla bu özellikleri detaylı şekilde ele alalım.

ATA Arayüzleri ATA Arayüzleri
ATA sürücülerinin temelde iki türü vardır. İlki paralel ATA yani PATA sürücüleri, diğeri de seri ATA, yani SATA’dır.
Günümüzde SATA teknolojisi, hızla PATA’nın yerini almaktadır.
Bu süreci tam olarak anlamak için ATA standartlarının daha eski günlerine göz atılması gerekir.
ATA’nın tarihsel gelişimine bakmadan önce bir kavram karmaşasına dikkat çekmek gerekiyor.
PATA, SATA ve IDE kavramlarının sektörde yanlış bir şekilde tanımlanması söz konusudur.
IDE ve SATA iki ayrı sınıflandırma olarak değerlendirilir; oysa ki SATA’da, PATA’da IDE arabirimini kullanan disk teknolojileridir.
IDE’nin yanlış olarak PATA ile eşanlamlı kullanıldığını görebilirsiniz.
Klasik ATA terimi, SATA’nın çıkmasıyla PATA olarak revize edilmiştir.

ATA-1 Standardı
IBM 1980’lerin başında ilk AT PC’yi çıkardığında sabit sürücüler için BIOS desteği sunmuştu.
Western Digital ve Compaq tarafından 1989’da AT standardı üzerine geliştirilen ATA-1, AT’nin üzerine tümleşik kontrol birimi ve bir kablo yerleştirilmesiyle elde edilmiştir.
Tümleşik elektronik sürücü anlamına gelen IDE kavramı, bu kontrol birimini ifade eder.
İlk AT disk standardı dışındaki tüm diskler IDE kullanırlar.
Burada ilginç olan bir durum da, IDE kontrolcüsünün adındaki “tümleşik” tanımına karşılık kontrolcünün sabit disk üzerinde değil, anakart üzerinde yer alıyor olmasıdır.
ATA-1 standardı, bilgilerin hareket hızını ve işleniş tarzları için 2 standart tanımlamıştır.
Bunlardan ilki PIO, yani programlanabilir I/O yöntemi, diğer ise DMA, yani doğrudan bellek erişimidir.
ATA-1’de 3 tane PIO ve 3 tane de tek sözcüklü DMA modu bulunmaktaydı.
Bir bilgisayar başlatıldığında BIOS sürücüye hangi modları kullandığını sorar ve daha sonra otomatik olarak en hızlı moda uyum sağlar. Hız konusunda elle ayarlanması gereken bir şey yoktur.

ATA Sürücü Bağlayıcısı
İlk ATA sürücüleri, sürücüden sabit disk kontrolcüsüne 40 hatlı bir şerit kablo ile bağlanıyordu. İleride ATA sürücüler 80 hatlı kablo kullanmaya başlamıştır.
Tek bir şerit kablo üzerine en fazla 2 tane sürücü tanımlanabilir.
Tek kablo üzerinde yer alan 2 sürücüden birisinin “master”, diğerinin ise “slave” olarak ayarlanması zorunluluğu vardır. Bunu bir nevi o kablo üzerinde I/O adresi gibi de düşünebilirsiniz.
Kablo üzerinde 2 master veya 2 slave aygıt olursa, kontrolcü bunlardan birisini veya ikisini birden göremez.
Master ve slave ayarları kablo üzerinden otomatik olarak veya sabit disk üzerinden jumper ile ayarlanır.
ATA-1 ile gelen master / slave ayarlaması, halen tüm PATA sürücüler için geçerlidir.

ATA-2 Standardı
ATA-2 ile gelen geliştirmeler EIDE olarak tanımlanmıştır. Geliştirilmiş IDE anlamına gelen EIDE kavramı aslında Western Digital’in bir pazarlama terimidir.
ATA-2 yüksek kapasite, sabit disk olmayan aygıtların da desteklenmesi, 2 yerine 4 aygıta destek verebilme ve fazlasıyla arttırılmış özellikleri içerdiği için ATA standartlarında en önemlisidir.
ATA-1’de 504 MB olan maksimum disk boyutunu birim geçişi ve LBA’dan faydalanarak 8.2 GB’a çıkarmıştır. Birim geçişi ve LBA kavramlarını birazdan özetleyeceğiz.
ATA-2 ile birlikte ATAPI adı verilen bir uzantı tanımlanmıştır.
ATAPI, sabit disk olmayan CD-ROM ve teyp gibi aygıtların bilgisayara ATA kontrolcüsü ile bağlanabilmesini sağlar.
Hız açısından ATA-2 2 yeni PIO modunun yanında, ATA-1’deki tek sözcüklü DMA modunun yerine 3 tane çok sözcüklük DMA modu kullanır.
ATA-1’de 8.3 MB/s olan aktarım hızı, ATA-2 ile 16.6 MB/s’ye çıkmıştır.

Birim Geçişi Kavramı ve LBA
ATA-2’nin disk kapasitesini artırabilmesinin sırrı birim geçişi ve LBA’dır.
ATA diskler, iki geometrisi olacak şekilde tasarlanmıştır.
İlki fiziksel geometri olup, sürücünün kendi içindeki CHS’nin gerçek planını belirler.
Mantıksal geometri ise, sürücünün CMOS’a nasıl göründüğünü tanımlar.
Birim geçişi sürücünün kapasitesini asla değiştirmez; o sadece BIOS sınırları içerisindeki geometriyi değiştirir.
LBA’nın mantığı burada devreye girer. Yerel blok adresleme anlamına gelen LBA, birim geçişini geliştirerek BIOS limitlerinden yüksek sabit disklerin kullanımına olanak sunar.
LBA, bir nevi BIOS’a yalan söylemekte, bu sayede 8.2 GB’a kadar olan sabit diskleri destekleyebilmektedir.

ATA-3 Standardı
ATA-3 standardı ATA-2’den çok kısa bir süre sonra gelmiştir ve hız açısında bir geliştirme içermez.
ATA-3’ün Getirdiği yenilik S.M.A.R.T teknolojisidir. Kendi kendine görüntüleyebilme, analiz ve raporlama teknolojisi olarak tercüme edilebilir.
S.M.A.R.T. sabit diskin mekanik ekipmanını görüntüleyerek, aygıtın ne zaman çökebileceğini kestirmeye yardımcı olmaktadır.
S.M.A.R.T. özelleşmiş sunucu sistemleri için son derece güzel bir fikir ve oldukça da popüler ancak karmaşıktır.
Bunların bir sonucu olarak, sadece bazı uygulamalar sabit diskinizdeki S.M.A.R.T. verisini okuyabilmektedir.
En sağlıklı yöntem, üreticilerin özel yazılımları ile bu verilere ulaşmaktır.

ATA-4 Standardı
Daha hızlı bir sabit disk, elbette daha iyi bir sabit disktir.
ATA 4, Ultra DMA adında yeni bir DMA teknolojisi getirmiştir ve bu günümüzde de halen sabit disk bilgisayar haberleşmesinin birincil yoludur.
Ultra DMA, DMA bus mastering kullanarak PIO ve eski tarz DMA ile ulaşılabilecek hızlardan çok daha yüksek hızlara çıkabilmektedir.
ATA-4, ile 3 farklı “Ultra DMA” modu tanımlanmıştır ve maksimum hız 33,3 MB/s’dir.
Ultra DMA 2 modunu destekleyen sabit disk sürücüleri, ATA/33 sürücüleri olarak da bilinirler.

INT13 Extensions
Daha önce ATA-1’de maksimum disk kapasitesinin 504 MB olduğunu söylemiştik.
Aslında ATA-1 standartları 137 GB’a kadar destek verebiliyordu; 504 MB sınırı, BIOS’daki sınırlandırmalara dayanıyordu.
ATA-2 ile gelen LBA, BIOS’a yalan söyleyerek 8.2 GB’a kadar olan sürücülere destek sağlamıştı.
Disk kapasitelerindeki artış, bir süre sonra LBA çözümünü de yetersiz bırakmıştır.
BIOS üreticileri bu işten sorumlu olduklarını kabullendiler ve INT13 adı verilen BIOS komut setini geliştirdiler.
Kesme 13 genişlemeleri olarak da bilinen bu komut seti ile BIOS’un desteklediği kapasite limiti de 137 GB’a yükseldi.

ATA-5 Standardı
Ultra DMA çok başarılı olunca, ATA 5 ile iki yeni daha hızlı Ultra DMA modu daha geliştirildi.
Ultra DMA 4 modu, ATA/66 olarak bilinmektedir.
Ultra DMA 4 ve 5 modu çok hızlı çalıştığı için ATA 5 standardı bu hızları destekleyebilmek için yeni bir şerit kablo tipi tanımladı.
Bu 80 hatlı kabloda hala 40 pin bulunmaktaydı. 40 normal hatta ek olarak 40 hat toprak olarak görev yaparak kablonun yüksek hızlı sinyallerdeki performansını arttırmaktaydı.
ATA/66 eski sistemlerle uyumludur. Bu sayede sorunsuz bir şekilde daha eski bir sürücüyü rahatlıkla ATA/66 kablo ve kontrol birimine bağlayabilirsiniz.
Bir ATA/66 sürücüyü daha eski bir kontrol birimine de bağlayabilirsiniz. Bu durumda sadece diskiniz ATA/66 modunda olmayacaktır.
Yapılabilecek tek riskli davranış bir ATA/66 kontrol birimi ve sürücüsünü ATA/66 olmayan, yani 40 hatlı bir kablo ile kullanmaktır.
Bu, kesinlikle hoş olmayan veri kayıplarına yol açacaktır.

ATA-6 Standardı
21. yüzyıl başında sabit disk kapasitelerinde bir patlama yaşandı ve sabit diskler ulaşılamaz görülen 137 GB sınırına dayandılar.
120 GB kapasitesine ulaşıldığında Maxtor’un zorlamasıyla yeni endüstriyel standartlar geliştirildi.
“Big Drives” adı verilen büyük sürücü desteği ile yeni sınır 144 PetaByte’a, yani yaklaşık 140 milyon GB’a ulaşmıştır.
Bu kapasite artışı 24 bit adreslemeli LBA ve INT13 genişlemesi yerine yeni 48 bit LBA adresleme kullanılmasıyla sağlanmıştır.
Ayrıca tek partide transfer edebilecek veri miktarı 256 sektörden 65.536 sektöre çıkmıştır.
Transfer hızlarında da Ultra DMA 5’e geçilmiştir.
Ultra DMA 5 modu 100 MB/s hızındadır ve ATA/100 olarak da bilinir.
ATA-7 Standardı
ATA-7 iki büyük yenilik getirmiştir.
ATA-7’nin klasik gelişmesi Ultra DMA 6 modudur. Ultra DMA 6 ile transfer hızı 133 MB/s’ye çıkmıştır ve ATA/133 adını almıştır.
ATA-7’nin asıl devrimsel gelişimi ise, ****** ATA yani SATA standardı olmuştur.
Hatta ATA/133 modu SATA’nın karşısında gereken ilgiyi görmemiştir ve bir çok kişi ATA-7 adını bile anmadan bu gelişimi SATA olarak da adlandırır.
SATA’nın hızlarına göre 2 ayrı modu vardır; 150 MB/s hızına sahip SATA 1 ile, 300 MB/s hızına sahip SATA II.

ATA Sürümleri Karşılaştırması
SATA’nın özelliklerine detaylı bakmadan önce şu ana kadar gördüğümüz ATA türevlerini bir tabloda karşılaştırmalı olarak inceleyelim.
İlk ATA diskler sadece PIO 0 modunda çalışıyordu. Maksimum hız 3.2 MB/s idi ve 10 MB’a olan kapasiteleri destekliyordu.
ATA-1, PIO 0 modunun yanı sıra PIO 1, PIO 2, Single DMA 0, 1 ve 2 modlarını destekledi. Transfer hızı 8.3 MB/s, maksimum kapasite ise 504 MB oldu. IDE kavramı ATA-1 ile hayatımıza girdi.
ATA-2 PIO 3, PIO 4, Multi DMA 1 ve 2 modlarıyla beraber 16.6 MB/s hız ve 8.2 GB maksimum kapasite imkanı elde edildi.
ATA-2’ini diğer yenilikler, LBA ve ATAPI oldu.
ATA-3 hız ve kapasite açısında bir yenilik sunmadı. Sadece S.M.A.R.T. teknolojisini getirdi.
ATA-4, klasik DMA modlarını bırakıp Ultra DMA 0, 1 ve 2 modlarını getirdi. Maksimum hız 33.3 MB/s oldu ve ATA/33 olarak anıldı. INT 13 genişlemeleri ile maksimum kapasite de 137 GB oldu.
ATA-5 Ultra DMA’yı geliştirdi ve ATA/66 olarak bilinen Ultra DMA 3 ve 4 modları ile tanıştık. Maksimum hız 66.6 MB/s oldu. Hızın artması bağlantı kablosunun 80 hatlı olması sonucunu doğurdu.
ATA-6, Ultra DMA 5 ile 100 MB/s’ye ulaştı. ATA/100 olarak anıldı ve 48 Bit LBA sayesinde maksimum disk kapasitesi bugün için ulaşılmaz sayılabilecek 144 PB’a ulaştı.
Burada unutmamak lazım ki, ATA-4 ile disk kapasiteleri 137 GB olduğu zamanlarda herkes 137 GB’ı ulaşılmaz görüyordu.
ATA-7 Ultra DMA 6 ile 133 MB/s hız sunsa da, SATA ve SATA II ile 150 ve 300 MB/s hızları ile tanışmamızı sağladı.
ATA-8 ise şu anda geliştirilmektedir. Hibrit sabit disklerin, ATA-8 kapsamında standartlaşması beklenmektedir.

PATA Problemleri ve SATA’ya Geçiş
SATA’nın doğuşunun temel güdüsü, PATA’nın yaşadığı problemlerdir.
SATA’da aygıtlar ve kontrol birimi arasında direkt bağlantı kurulur. Dolayısıyla master ve slave ayarlamalarına gerek kalmamıştır.
Adından da anlaşılabileceği gibi paralel yerine seri veri transferine geçilmiştir. Dolayısıyla daha az fiziksel hat gerekir. 80 hatlı kablo yerine 7 hatlı kablo kullanılmaya başlanmıştır.
Daha ince kablolar, geniş paralel kablolarda olduğu gibi hava akışını engellemez.
SATA ile birlikte eskiden maksimum 45 cm olabilen veri kablosu, 1 metreye kadar çıkabilmektedir ve bu yenilik tower kasalarda kullanım açısından ciddi kolaylık getirmiştir.
Yeni tip enerji bağlantısı, SATA aygıtlara hotswap desteği sunmaktadır.
Yine bunun bir sonucu olarak veri ve güç kablolarının bağlayıcıları da değişmiştir.
SATA’da bağlanabilecek maksimum aygıt miktarında teorik olarak bir sınırlama bulunmamaktadır.
Bütün bunların yanında SATA’nın asıl yeniliği getirdiği ciddi hız artışıdır.

SATA ve Hız
SATA aygıtlar, eski nesil ATA sürücülerin aksine veriyi paralel olarak değil, seri olarak aktarırlar. Bu gelişme ile eski ATA aygıtlar PATA, yani paralel ATA olarak isimlendirilmeye başlanmıştır.
Teorik olarak seri tek tel üzerinden veri aktarımının, paralel olarak birçok hattan veri aktarımından daha hızlı olmaması gerektiği düşünülebilir.
Ancak tek tel üzerinden aktarımda veriler karşı tarafa sıralı ulaşmakta ve bu da hata denetimini oldukça kolaylaştırmaktadır.
Dolayısıyla SATA aygıttaki tek bir veri dalgası, paralel aygıtlardaki çoklu dalgalardan çok daha hızlı ilerlemektedir.
Bunun yanında paralel aktarımda olduğu gibi birden fazla tel kullanılmadığından teller arasındaki etkileşim de oldukça azalmaktadır.
SATA aygıtlarda genel kabul gören 2 sürüm bulunmaktadır. SATA I 150 MB/s, SATA II ise 300 MB/s hızındadır.
Yakında zamanda SATA III standardı ile hızın 600 MB/s’ye çıkması beklenmektedir.

SATA Bağlayıcılar ve Uyumluluk
SATA önceki PATA standartlarıyla uyumludur. Bu uyumluluk PATA aygıtların bir SATA köprüsü kullanarak SATA olarak sisteme bağlanabilmesine izin verir.
SATA köprüsü 40 pinli PATA sürücüye direkt bağlayabileceğiniz küçük bir karttır.
SATA ile değişen güç bağlantısı, sadece yapısal bir değişiklik değildir.
15 pinli SATA enerji kablosunda 3.3 V, 5 V ve 12 V gerilimleri, 3 pinin bir araya gelmesiyle sağlanır. Kalan 5 pin ise topraklamayı sağlar.
Her 3 gerilimden birer pin hotplugging için kullanılır.
4 pinli molex bağlayıcısını SATA güç bağlayıcısına çevirmek için adaptörler kullanılabilir.
Ancak 4 pinli Molex bağlayıcıları 3.3V sağlamadığı için bu SATA aygıtları hotplugging'i gerçekleştiremez.

External SATA
e-Sata, harici diskler için SATA’nın geliştirilmiş bir versiyonudur. e-SATA SATA yol standardını harici aygıtlara genişletir.
e-Sata aygıtlar da, dahili SATA konektörlerini kullanmaktadırlar ancak farklı anahtarlamaları sayesinde birbirlerine karıştırılmazlar.
Aynı zamanda özel yalıtımlı ve koruma düzeyi daha yüksek kabloların kullanılmasıyla kablo uzunluğunu artırılmıştır.
2 metreye kadar menzili bulunan e-SATA kabloları hotplug desteği de sunmaktadır.
e-SATA, SATA bus hızını aynen sunabilmektedir.

SCSI: Small Computer System Interface
SCSI, 1970’lerden beri var olan bir standarttır ve pek çok özelleşmiş sunucu bilgisayar tarafından halen kullanılmaktadır.
Çoğunlukla sunucu sistemlerinde bulunur ve RAID amacıyla kullanılır.
SCSI aygıtlar sistem içinde veya dışında bulunabilirler.
SATA, SCSI’nin iyi yönlerini almıştır ve bir çok yönden SCSI’nin yerini almaktadır.

SCSI Zinciri
SCSI kendisini bir SCSI zinciri vasıtasıyla görünür kılar.
Bir dizi SCSI aygıtı bir sunucu adaptör üzerinden çalışır.
Adaptör, SCSI zinciriyle bilgisayar arasındaki arayüzü oluşturur.
SCSI sunucu adaptörleri, SCSI kontrol birimi veya SCSI kartı olarak da bilinirler.
SCSI aygıtları dahili ve harici aygıtlar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.

İç ve Dış SCSI Aygıtları
Dahili SCSI aygıtları bilgisayara eklenmişlerdir ve sunucu adaptöre dahili bağlayıcı aracılığıyla bağlıdırlar.
PATA kablosuna benzeyen, yassı ve esnek kablo olan 68 pinli şerit kablo kullanırlar.
Harici aygıtların çoğu ise sunucu adaptöre 50 pinli HD kablo ile bağlı iken, bazı ileri seviye SCSI aygıtlar 68 pin HD kablo kullanırlar.
Dış aygıtlar arkalarında iki bağlantıya sahiptir, böylece 15 aygıta kadar papatya dizilimi yapılabilir.

SCSI ID (Kimlikler)
Eğer birden fazla aygıtı SCSI zincirine bağlayacaksanız, sunucu adaptörü için aygıtları birbirinden ayırt etmesini sağlayacak bir sistem oluşturmanız gerekmektedir.
Aygıtları ayırt etmek için SCSI, SCSI ID adında özel bir tanımlama sistemi kullanmaktadır.
SCSI ID numaraları 0 ila 15 arasında değişmektedir.
SCSI ID’lerinde herhangi bir sıralama yoktur; aygıt boşta olan herhangi bir ID’yi alabilir.
Her SCSI aygıtının SCSI ID numarasını ayarlamak için farklı bir yöntemi vardır.
Bazı aygıtlar bunun için jumper veya anahtarlamalar bulundururken, bazı aygıtlar yazılımsal ayarlar da kullanılabilir.

Sonlandırıcılar / Terminators
Tüm elektronik sinyaller hat boyunca ilerledikten sonra geri yansıyarak eko oluştururlar.
SCSI gibi bağlantılarda bu yansıma probleme neden olur ve sinyal bozulmalarına neden olabilir. Aygıtlar hangi sinyali dinleyeceklerine karar veremezler.
Sonlandırıcı, basitçe bir dirençten oluşmaktadır. Bu sayede sona ulaşmış sinyal, hattan absorbe edilerek eko oluşturmasının önüne geçilir.
SCSI zinciri başlangıç ve bitiş noktalarından sonlandırılmalıdır.
İlk bağlantı host adaptör olduğundan zaten sonlandırılmış olarak üretilirler.
Buna karşın her SCSI aygıtı zincir sonunda olabileceği için üreticilerin çoğu SCSI aygıtlarına sonlandırıcıyı dahil ederler.
Bazı aygıtlar ise zincirin sonunda olduklarını otomatik olarak algılayarak kendi kendilerine sonlandırıcıyı devreye sokabilirler.

SAS: ****** Attached SCSI
SAS, standart SCSI’lerin yerine kullanılmak üzere dizayn edilmiş bir veri yolu teknolojisidir.
Hem şu andaki veri transfer hızından daha fazla hıza izin vermektedir, hem de SATA aygıtlar ile de geriye dönük uyumluluğa sahiptir.
Geleneksel SCSI aygıtların kullandığı paralel iletimin aksine SAS seri iletim kullanmaktadır.
SCSI komutlarını kullanan SAS’da, SAS uyumlu aygıtlar arasında paralel SCSI’de yer almaktadır.

SAS ve Paralel SCSI
SAS, paralel SCSI’nin aksine aygıtlar arasında daha az sinyalleşme kullanan seri transfer protokolü kullanır ve bunun sonucunda daha yüksek hızlara ulaşır. SCSI hatları çok duraklı olmasına karşın SAS hattı noktadan noktaya bağlantı içerir.
SAS, paralel SCSI’de olduğu gibi herhangi bir sonlandırıcı sorununa sahip değildir ve sonlandırıcı paketine gerek duymaz. SAS, hat üzerindeki gecikmeleri elemine eder ve senkronizasyon problemi yaşamaz. Paralel SCSI en fazla 32 aygıt ile sınırlı iken SAS 16.384 aygıta kadar destek sağlar.
SAS 1.5, 3.0 ya da 6.0 Gbps gibi yüksek transfer hızları sağlar
Bu hız her bir aygıt için ayrı ayrı gerçeklenirken, paralel SCSI’de hız SCSI hattı üzerindeki her bir aygıt için paylaşılır.

SAS ve SATA
SAS’da, SATA’nın NCQ sistemine benzeyen TCQ, yani “İşaretli Komut Sıralama” desteği vardır.
SATA, ATA standardının devamı olarak onun komut setini kullanır ve sadece sabit diskler ile optik sürücüleri destekler.
SAS ise sabit diskler, tarayıcılar, yazıcılar, optik sürücüler gibi geniş bir yelpazedeki birçok aygıtın kullanımını desteklemektedir.
SATA öncelikli olarak ev bilgisayarı kullanımı gibi kritik olmayan uygulamalar için kullanılmakla beraber SAS sağlam yapısı nedeni ile kritik server uygulamaları için kullanılabilir. SAS’ın hata kurtarma ve raporlama özellikleri de, SATA’dan daha üstündür. Tüm bunlara karşın SAS, SATA’yı tamamlayıcı niteliktedir ve asla onun rakibi değildir. Ayrıca SATA’da kullanılan kablo uzunluğu 1m ile sınırlı iken SAS aygıtlarında 8m’ye kadar kablo kullanabilir.

Kapasite
Kapasite bir depolama cihazının depolayabileceği veri büyüklüğünü ifade eder.
Sabit disklerin kapasiteleri bayt ve katları olarak ifade edilir. Günümüzde terabyte seviyesinde diskler bulunabilmektedir. Yakın gelecekte ise daha yüksek kapasiteler söz konusu olacaktır.
400 GB veya 1 TB ifadeleri depolanabilecek bilgi miktarını belirtir.
Ancak disk üreticileri, disk kapasitelerini 1000'in katlarına göre sınıflandırır. Gerçek kapasite ise 1024'ün katlarına göre hesaplanır.
Dolayısıyla örnek olarak 250 GB olarak aldığınız bir sabit disk gerçekte 232,83 GB olacaktır.

Fiziksel Büyüklük
Disk büyüklüğü inç olarak ifade edilir.
Bilgisayarda yaygın olarak kullanılan 2 tip büyüklük vardır. Masaüstü bilgisayarlarda 3.5 inç, dizüstü bilgisayarlarda ve taşınabilir ünitelerde ise 2.5 inç boyutunda diskler kullanılmaktadır.
Ancak özel cihazlar için daha farklı boyutlarda diskler de bulunabilir.
Bu ölçülendirme mantığında belirtilen ölçüler yaklaşık olarak, sabit disk içindeki kayıt diskinin ölçülerini belirtir. Dış ölçüler biraz daha büyüktür.

Dönüş Hızları
Bir sabit diskin dönüş hızı, kayıt diskinin dönme hızını gösterir ve RPM, yani dakikadaki tur sayısı olarak ifade edilir.
3.600, 5.400, 7.200, 10.000, 15.000 RPM gibi hızlara sahip sabit diskleri piyasada bulabilirsiniz.
Disk üzerindeki verilere ulaşılması için geçen zaman, büyük ölçüde bu hıza bağlıdır.
Ancak dönüş hızı, sabit diskin hızını tek başına ifade etmeye yetmez. Erişim süresi ve aktarma hızı değerleri de beraber değerlendirilmesi gereken etkenlerdir.
Sabit diskin önbellek miktarı da, bu sürelerin üzerinde etkileşimli olarak rol oynar.

Önbellek
Okuma kafasının veriye ulaşması ile bu verinin ana sisteme ulaşması arasında geçen zamana aktarma süresi denir.
Günümüzde sabit disklerde veriler okuma kafası tarafından okunduktan sonra, sabit diskin içinde yer alan ön belleğe aktarılarak oradan ana sisteme iletilirler.
Bu ön bellek, zaman kaybını önlemek için kullanılır.
Üreticiler, kayıt diskinden ön belleğe ve ön bellekten ana sisteme iletim hızlarını ayrı olarak belirtmektedirler.
Ön belleğe iletim hızı Mbit/sn, ana sisteme iletim hızı ise MB/sn olarak ifade edilir.

Önbellek Boyutları
Piyasada 2, 8, 16 ve 32 MB önbellekli sürücüler bulunmaktadır.
Daha büyük önbellekler, düşük fiyatlı DRAM’ler ve teknik açıdan anlamsızdır.
Sabit diskler verileri ön belleklemek için veya verilerin tekrar kullanılması ihtimaline karşın önbellekte tutmak için bazı kurallar kullanırlar.
SATA sürücüler gelen komutları saklamak ve verimli şekilde kullanmak için bir miktar belleğe ihtiyaç duyarlar.
Verimli kullanım, yani en düşük kafa hareketi için komut sıralarını değiştirebilen özelliğe NCQ denir.

Disk Erişim/Gecikme Süresi
Sabit disk üzerinde verilerin okunabilmesi için, önce ilgili sektöre ait kafanın bu kısma erişmesi gereklidir.
Kafanın sabit disk üzerindeki herhangi bir bölüme ulaşması için gereken bu süre erişim süresidir ve milisaniye ile ifade edilir.
Seek time veya latency kavramı ile de ifade edilir.
Daha düşük bir erişim süresi daha hızlı bir sabit disk demektir.
Dönüş hızı ile ters orantılı şekilde azalmaktadır.
Ancak dönüş hızı dışında kullanılan disk erişim teknolojisi, önbellek nitelikleri ve önbellek miktarı ile de alakalıdır

NCQ: Native Command Quening
NCQ, Intel ve Seagate tarafından birlikte yazılıp geliştirilen “SATA Native Komut Sıralaması”dır.
NCQ, sadece SATA disklerde uygulanabilen bir komut protokolüdür ve birden çok komutun disk içinde aynı anda yer almasını sağlar.
NCQ sistemi, sabit disk bir komut için veri araştırırken, aynı anda ilave komutlar verilmesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir
Sabit disk sürücü kafasının açısal ve döner konumunu kendiliğinden bilir.
Bu sayede de arama ve döngüsel gecikmeleri en aza indirgeyecek bir sonraki veri transferini seçer.

Verinin Korunması ve RAID
Bilgisayardaki en pahalı aygıtı dahi en fazla birkaç yüz dolara değiştirebilirsiniz. Ama kritik bir veri paha biçilemezdir. Dolayısıyla bilgisayardaki en önemli ve değerli şey verilerdir.
Yedekleme elbette bir çözümdür; ancak yedekleme çözümüne fırsat kalmayacak şekilde sabit disklerin bozulması, geri dönüşü olmayan veri kayıplarına neden olabilir.
Bunun için disk ve/veya disk kontrolcüsü bazında çeşitli yedeklemeli çalışma sistemleri geliştirilmiştir.
Bu sistemler, çoklu disk kullanımına dayanır ve güvenliğin yanı sıra performans artışı da sağlanır.
RAID, bu amaçla kullanılan bir sistemdir ve çeşitli uygulamaları vardır.

RAID 0: Disk Stripping
RAID 0, “disk stripping”, yani disk şeritleme yöntemidir ve en az 2 sürücü gerektirir.
RAID 0 her hangi bir güvenlik sunmaz. Yani disklerden birinin çökmesi durumunda veri kaybedilir.
RAID 0’da veri bir kerede birden fazla sabit diske bölünerek yazılır ve bu sayede yazma ve okuma hızı artar.

RAID 1: Disk Mirroring / Duplexing
RAID 1’in “Disk Mirroring” ve “Disk Duplexing” olarak adlandırılan 2 tür uygulaması vardır.
Her iki durumda da en az 2 adet disk gerekir ve çift olmak koşuluyla herhangi bir sayıda sürücüyle de çalışabilir.
RAID 1’de birincil olarak kullanılan diskin kopyası, diğerine üretilir.
Mirroring yani disk aynalama durumunda 2 disk aynı kontrolcüye bağlanırken, duplex yani ikizleme yönteminde farklı kontrolcü kartlar kullanılır.
Bu açıdan duplexing, mirroring’e göre daha güvenilir bir sistemdir.
RAID kontrol kartlarından birinin bozulması durumunda mirroring’de veriler yanlış yazabilecekken, duplexing’de kopyalardan birisi sağlam kalabilecektir.
RAID 1’in dezavantajı ise, yer israfıdır. 100 GB veri saklamak için iki adet 100 GB sabit disk gerekmektedir.

RAID 3 ve 4: Dedicated Disk Stripping
RAID 2, 3 ve 4 aktif olarak kullanılmayan sistemlerdir.
Çoklu denklik sürücüsüyle disk şeritleme yöntemi olan RAID 2, anlamsız bir fikir olarak kalmış ve asla pratik olarak kullanılmamıştır.
RAID 3 ve 4 ise, atanmış denklik ile disk şeritleme yöntemidir. RAID 3 ve 4 arasındaki fark önemsizdir.
RAID 2’nin aksine kısa süreli de olsa kullanım şansı yakalamış olsalar da, RAID 5 kısa sürede bunların yerini almıştır.

RAID 5: Striped Parity Disk Stripping
RAID 5, bölüştürülmüş denklik ile disk şeritleme yöntemidir ve adından da anlaşılacağı üzere veri ve denklik bilgisi sürücülere dağıtılmış durumdadır.
Aynı zamanda sürücü alanını da daha verimli kullanmaktadır.
En yaygın RAID türüdür ve en az 3 adet disk gereklidir.
Sabit disklerinizden birini kaybedilmesi durumunda, sorunlu disk yenisi ile değiştirilip dizinlerin yeniden oluşturulması sağlanır.
Ancak tekrar oluşturma tamamlanana kadar veriler yine risk altındadır.
21-11-2015, 22:10
mehmetkarahanl

Hard Disk Nedir ? Nasıl Çalışır ?

Hard Disk (HDD) Nedir ?

Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılan bir saklama birimidir. Sabit disk döner bir mil üzerine sıralanmış, metal veya plastikten yapılma ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından oluşur. Veriler sabit diskteki bu manyetik tabakalar üzerine kaydedilir. Verilerin kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın iki kutbu dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylece küçük mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz (track) denir.
Sabit disk’te birden fazla plakalar üst üste dizilmiştir. Bu plakaların hem alt hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üzerinde altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı olan izlerin oluşturduğu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk üzerinde herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu nedenle kafa ve yüz aynı terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi şeklinde bölünmesiyle oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen parçaya ise sektör (Sector) adı verilir ve bir sektörün barındırabileceği veri miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit diskte verinin adreslenmesi için kullanılırlar.
Hard disk Alırken nelere dikkat edilmeli?

1-Depolama Kapasitesi
2-Dönüş Hızı
3-İz başına sektör sayısı
4-Erişim süresi
5-Dahili veri transferi
6-Kullanılan arabirim(ATA ,SATA ,..)

Hard disk Kullanımında dikkat edilecek hususlar?

1-Kasanın en alt kısmına montaj edilmeli.
2-Bağlantı uçları (Power ile IDE) kırmızı renkli uçları birbirine dönük olmalıdır.
3-Harddisk sanal olarak en az ikiye bölünmelidir.
4-Darbelerden kaçınılmalıdır.
5-Çalışırken kesinlikle hareket ettirilmemelidir.
6-Kapaklarının vidaları gevşetilmemelidir.
7-Jampır ayarlarının uygunluğu kontrol edilmelidir.

Hard Disk (HDD) Nasıl Çalışır ?

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.
Günümüzde bir masaüstü bilgisayar çoğunlukla 60GB ile 300GB arasında veri depolama kapasitesine sahiptir. Diske yüklenen dosyalar, plaka üzerinde byte denilen en küçük veri paketçikleri şeklinde saklanır. Aslında 1 byte 8 bitten oluşur, bunu düşündüğümüzde en küçük birim bit denilebilir fakat 1 bitin depolama olarak bir anlamı yoktur. Çünkü diske yazılan her veri byte olarak paketlenir. Örneğin bir programın açılması için çağrılan dosyalar byte’lar halinde işlemciye gönderilir.

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

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
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 ****** ATA`ya bırakması bekleniyor.
****** 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 &
21-11-2015, 22:17
mehmetkarahanl

RAID 6: Dual Striped Parity Disk Stripping
RAID 6, dağıtılmış eşlik ile süper disk şeritleme yöntemidir.
RAID 6, RAID 5’in fazladan denklik verisi eklenmiş halidir. RAID 6 için en az beş sürücü gerekmektedir.
Ama bu sayede iki sürücüye kadar kaybetmeniz halinde dahi sorun yaşamazsınız.
RAID 6’nın popülaritesi daha büyük dizi kullanmak isteyenler sayesinde artmaktadır.

Çoklu RAID Çözümleri
İlk RAID seviyeleri tanımlandıktan sonra, bazı üreticiler farklı RAID’leri birleştirme fikriyle geldiler.
RAID 0+1, 2 çift stripping uygulanmış sürücünün aynalanması iken, RAID 1+0, 2 çift aynalanmış sürücünün stripping yapılmasıdır.
Farklı RAID kombinasyonlarıyla üretilen yeni RAID çözümlerine çoklu RAID çözümleri adı verilir.
Çoklu RAID örnekleri de gerçek dünyada kullanım alanına sahip olsalar da, RAID 0, 1 ve 5 tekli çözümlerine kıyasla çok nadirdirler.

RAID in gerçeklenmesi
RAID seviyeleri veri güvenliği ve hız için faklı yöntemler sunar.
Ancak bu yöntemlerin nasıl uygulanacağına değinmezler.
RAID kurulumunda binlerce farklı yöntem kullanılabilir.
Kullanılacak yöntem büyük ölçüde istenilen RAID seviyesine, kullanılan işletim sistemine ve mali duruma bağlıdır.
Disk tercihi açısından geçmişte SCSI ilk seçenekti, ancak SATA günümüzde karşılaştırılabilir güçlü bir çözümdür.

Donanımsal ve Yazılımsal RAID
RAID uygulamaları yazılımsal veya donanımsal olarak ayarlanabilir.
Veri güvenliği ve hız söz konusu ise donanım kullanılmalıdır.
Donanımsal RAID’de özel kontrol birimleri kullanılır ve işletim sistemi tüm diskleri tek parça olarak görür.
Ücret faktörü performanstan önemliyse yazılım ön plana çıkabilir.
Yazılımsal RAID’de özel kontrol birimlerine gerek yoktur. İşletim sistemi tüm disklerin farkındadır ve kendisi bunları tek parça olarak birleştirir.
Özelleşmiş bir donanım olmamasından dolayı sistem kaynakları RAID için işletim sistemi üzerinden kullanılır.

Sabit Disklerin Montajı
Sabit disklerin montajında iki temel adım vardır.
Sabit diskin ilgili yuvaya yerleştirilmesi ile güç ve veri bağlantılarının yapılması.
Ayrıca bazı sürücülerde, montaj öncesinde jumper ayarlamaları yapılmalıdır.
Masaüstü bilgisayar kasalarında 3.5” sürücüler için standart montaj yuvaları bulunur.
Hangi yuvanın kullanılacağı, kullanılacak kablo uzunluklarına ve imkanına göre seçilmelidir.
Bazı kasalarda disk yuvaları sökülüp kasa dışına çıkarılabilir.
Yuvaların yatay veya dikey olması mümkündür ve bu bir sorun teşkil etmez.
Elbette sabit disk ile çalışırken statik elektrikten korunmaya, diskin alt yüzeyine temas etmemeye ve göbek kısmından darbe almamasına dikkat edin.

PATA Sürücülerde Jumper Ayarları
PATA sürücüler için master ve slave ayarlaması yapılmalıdır.
Jumper ayalarını kasa içerisinde yapmak çok zordur. Bu sebeple montaj işlemi öncesinde bu ayarları yapmalısınız.
Sabit diskin genelde üst yüzeyinde, jumper konumlarının hangi moda karşılık geldiği yazılıdır.
Pek çok PATA sabit disk, master/slave gibi “cable select” yani kablo seçimi adında bir seçim şansı da sunmaktadır.
Bu durumda adından da anlaşılacağı üzere sürücünün kablo üzerinde bulunduğu yer, aygıtın master ya da slave oluşunu etkileyecektir.
Kablo sonu master olurken, ortadaki sürücü slave olmaktadır.
Kablo seçiminin düzgün çalışması için her iki sabit diskin de kablo seçimi ayarının seçilmiş olması ve kullanılan kablonun da kablo seçimi seçeneğini destekler nitelikte olması gerekmektedir.

SATA Sürücülerde Hız Jumper Ayarı
Daha önce SATA sürücülerde master ve slave ayarlaması olmadığından bahsetmiştik. Ancak yine de SATA sürücülerde bir jumper ayarı bulunur.
Üzerinde jumper bulunan SATA diskler genelde SATA II’dir ve bu jumper ayarı aygıtın çalışma hızını belirler.
Bazı durumlarda SATA II disklerin SATA I modunda çalıştırılması gerekebilir.
Bu jumper ayarını da gerekli ise mutlaka montaj işlemine başlamadan gerçekleştirin.

Diskin Yuvaya Yerleştirilmesi
Eğer sökülebilir bir yuva var ise, öncelikle bu yuvayı sökün ve sabit diski kasa dışında yuvaya monte edin.
Eğer sökülebilir bir yuva yok ise, genişleme kartları ve ekran kartının yuvanın önünü kapatmadığından emin olun.
Eğer engel teşkil ediyorsa, genişleme kartlarını sökün veya yeni bir sistem topluyorsanız, önce sabit diskleri yuvalarına takın.
Diski kasa içerisinde ya da yuvayı dışarı çıkardıktan sonra uygun pozisyona getirip 4 farklı yerden vidalayın.
Bu işlem titreşimi azaltacak, böylece ses seviyesi de azalacak ve diskinizin ömrü uzayacaktır.

Enerji ve Veri Bağlantıları
PATA sürücülerin tümü ve bazı SATA sürücüler molex güç bağlantısı kullanırlar.
SATA sürücüler ise daha önce belirttiğimiz gibi 12 pin özel bir güç bağlantısı kullanır.
Eğer SATA sürücülerde molex veya molexden çevirici ile enerji bağlantısı yapılırsa, SATA’nın hotplug özelliği kullanılamaz.
Sabit diskler için kullanılabilecek kabloların hepsi anahtarlanmıştır ve sadece uygun olan yuvaya tek yönde takılabilirler.

Dizüstü Bilgisayarda Sabit Disklerin Bağlanması
Dizüstü bilgisayarda yaygın olarak 2.5” boyutunda diskler kullanılır.
Diskin genellikle bilgisayarın alt yüzeyindeki özel bir kapağın altında yer alır.
Kapağın altında sabit diskin monte edildiği özel bir çerçeve bulunur ve bu çerçeve notebook kasasına vidalanmıştır.
Veri ve güç bağlantısı için bir kablo yoktur.
Çerçeve üzerinde yer alan ve yatay hareketi sağlayan tutamaçlar ile pinler direkt olarak bir sokete yerleştirilir.
Bazı modellerde montaj yeri yan yüzeyde yer alır ve montaj yönü doğal olarak zaten yataydır.
Bu montaj çerçevesinin boyutu ve montaj şekli üreticiden üreticiye değişebilir.

SCSI Disklerin Bağlanması
SCSI aygıtların montajı için 3 temel gereksinim vardır.
Sürücülerle çalışan bir kontrol birimi, kontrol birimi ve sürücü için SCSI ID ayarlamaları ve SCSI şerit kablo ve güç kablosu bağlantılarının yapılması.
SCSI’de veri kablonun ters takılması diske, veriye yada her ikisine de zarar verebilir. Güncel sistemlerde kabloların ters takılmasını engelleyici yönlendirmeler bulunmaktadır.
SCSI montajında unutulmaması gereken bir diğer husus da, daha önce de anlattığımız gibi hattın sonlandırılması gerekliliğidir.

CMOS Ayarları ve Sürücüler
Eski sistemlerde sabit disklerin geometri bilgisinin CMOS’a girilmesi gerekmekteydi.
Yine eski sistemlerde diskler belirli boyuta kadar desteklenmekteydi.
Ancak güncel bir sistemle çalıştığınız sürece bunu için endişe etmeniz gerekmez.
Tüm ATA sabit diskler için BIOS ayarları sadece aygıtı açık veya kapalı duruma getirmekten ibarettir.
SCSI aygıtlar için ise yazılımsal sürücüler ya da sunucu adaptör için firmware gerekmektedir.

CMOS Kontrolleri
Bir sürücün çalışması için disk kontrolcülerin aktif olması gerekir.
CMOS içerisinde güç tasarrufu için bazı kontrolcüler kapatılabilmektedir. Kullandığınız kontrolcünün açık olduğuna emin olun.
Ayrıca her disk slotu için otomatik tanıma açık ise, diskler otomatik olarak listelenecektir.
Daha ileri düzey disk kurulum ve yapılandırma işlemleri, sonraki bölümün konusudur.

Bilgisayarın Sabit Diskten Açılış İşlemi
Bilgisayarın sabit diskten açılma sürecini inceleyecek olursak öncelikle sistem gerekli güç değerlerini sağlayıp elektriksel olarak başladıktan sonra post işlemi ile donanım testi gerçekleştirilir.
POST işlemi sonrasında CMOS’da belirtilen sıra ile sabit disk veya benzer ortamlar kontrol edilir.
Yani sistem BIOS’u sistemi hangi kaynaktan başlatacağını öğrenir.
Sabit diskler kontrol edilirken, diskin ilk tarafında bulunması beklenen MBR, yani “Master Boot Record” bölümü aranır.
Kontrol edilen bir disk üzerinde MBR bölümü yok ise BIOS, CMOS üzerinde tanımlanan diğer sürücüler kontrol etmeye devam eder.
Disk üzerinde MBR bölümü bulunur ise, BIOS buradaki tanımlı yazılım çalıştırır ve kendisini devreden çıkarır.

Hibrit Sabit Diskler
Bu eğitimin öncelikli konusu olmamasına rağmen kısaca bahsetmemiz gereken 2 adet yeni nesil sabit disk türü vardır.
Bunlardan ilki olan hibrit sabit diskler, standart 2.5” dizüstü sabit disklerine 128 MB veya 256 MB flash bellek eklenmesiyle oluşturulan disklerdir.
Bu sürücüler sistem açılışını yarı zamana indirebilmektedirler.
Disklerin sürekli dönmek zorunda olmamaları taşınabilir bilgisayarda 20 - 30 dk. fazladan batarya süresi sağlamaktadır.

SSD: Solid State Drive
SSD olarak adını duyurmaya başlayan “Solid State Disk” yani katı hal diskleri, sabit disk teknolojisinin geleceği olarak nitelenmektedir.
SSD, bu ders kapsamında öğrenilen tüm şeyler çöpe gönderebilecek yapıdadır ve bu potansiyele sahiptir.
Bu tür, tamamen flaş bellekten oluşturulmuştur.
Temel amacı düşme ve sarsılma sonrası içindeki verilerin kaybolması veya diskin bozulması sonuçlarını önlemektir.
En önemli avantajı, içinde hareketli bir parça olmamasıdır.
Normal sabit diskler, 2 ms içinde 350 G'ye dayanabilirken, SSD'ler 0,5 Milisaniye içinde 1500 G'ye dayanabilmektedir.
Ayrıca 2.5” dizüstü diskleri 2 Watt harcarken, SSD'ler 0,5 Watt harcar.
SSD’lerin ısı dayanımı da daha yüksektir. Standart diskler 0/60oC'de çalışırken, SSD'ler -25/85oC'de çalışabilir.

NAS: Network Attached Storage
Herhangi bir ağa doğrudan bağlanabilen ve merkezi veri sunucusu hizmeti üstlenen depolama teknolojisidir.
İstemci/sunucu ilişkisini esas alır ve işlevlerini yerine getirmek için gömülü bir işletim sistemi kullanırlar.
İstemci taraflı herhangi bir işletim sistemi barındırmadığı için dışarıdan gelebilecek saldırılara karşı savunması daha güçlüdür.
Değiştirilebilir diskler dışında sabit bir donanıma sahiptirler.
Performans problemlerine karşın RAM veya CPU yükseltmesi de yapılabilmektedir.
Dosya sunucularında olması beklenen bir çok özelliği sunarlar.
TCP/IP hizmetlerinin yanında HTTP ve FTP gibi web tabanlı hizmetleri de sunabilirler.

@mehmetkarahanlı@
19-03-2016, 23:43
mehmetkarahanl

SanDisk Ultra 128 GB USB Type-C Flash Bellek
USB Type-C bağlantı standardının yaygınlaşması ile birlikte hem bilgisayarlara, hem telefonlara takılabilen yeni Flash bellekler de yaygınlaşıyor.

Klasik USB bellekler de Type-C değişiminden payını alıyor. SanDisk’in MWC 2016’da tanıttığı yeni taşınabilir bellek başparmak boyutunda 16, 32, 64 ve 128 GB depolama alanı seçenekleri sunuyor.
Biglisayarlarda ve telefonlarda gittikçe yaygınlaşan USB Type-C portu simetrik olduğu için belleği ters takamamak gibi bir sorun kalmıyor. Aynı zamanda bu belleklerin oldukça hızlı olması da önemli bir artı.
Mobil belleklerin hızları arttıkça farklı cihazlar arasında bellek ile daha hızlı veri taşımak, birden çok cihaza kopyalama ve aktarım yapmak kolaylaşıyor. Öte yandan elbette hem cihazlarınızda Type-C portu olmalı, hem de mobil bir cihazda kullanacaksanız OTG Desteği bulunmalı.

OTG Nedir? Ne işe Yarar? Videomuzda USB On-The-Go teknolojisinin Android telefonlarda ne işe yaradığını ve nasıl kullanılacağını gösteriyoruz…

Android cep telefonunuzda ya da tablet bilgisayarınızda şarj ve veri aktarımı için bir bağlantı portu bulunur. Günümüzde bu ufak uçlu bir porttur yani Micro USB standardındadır. USB teknolojisinin sürümü değişse işlevi aynıdır, güç ve veri aktarımı yapar.

OTG nedir? Ne işe yarar?Peki USB OTG nedir? Bu her USB portunda olmayan, bazı cihazlarda karşımıza çıkan bir teknoloji, bir özelliktir. 2001 Yılında resmileşen bustandart sayesinde USB cihazları başka USB cihazlarının bağlanabildiği bir ev sahibi, yani Host özelliğine sahip olurlar. USB üzerinden telefona ya da tablete klavye, fare ya da oyun kontrolcüsü gibi diğer USB aygıtları takmak için kullanılabilir.
Fiziksel olarak USB portuna her türlü USB cihazı takabilsek de USB OTG olmadan bu cihazlar çalışmaz. Host yani ev sahibi özelliği olmayan yani OTG desteklemeyen telefonlarda USB portu, başka USB cihazların bağlanıp çalışmasını desteklemez.
USB 2.0 standardının evrensel bir parçası olarak kabul edilmesine karşın günümüzde halen OTG desteklemeyen cihazlar mevcuttur.
USB 3.0 ve USB 3.1’de OTG

USB 2.0 teknolojisinin yanında USB 3.0 teknolojisinde de OTG bulunur. SuperSpeed OTG olarak da adlandırılan USB 3.0 OTG, USB 2.0 OTG ile geriye dönük olarak uyumludur.
USB 3.1 henüz yeni yaygınlaşan bir standart olarak yine OTG’yi desteklemektedir. Hatta dünya pazarlarında USB 3.1 Type-C OTG adaptörleri 2015 yılında görünmeye başladı bile.
USB 3.1 Type-C OTG kablosuOTG ile Neler Yapabiliriz?

Testlerimizde, telefon incelemelerimizde cihazlara bağlı Gamepad gören izleyicilerimiz sık sık “Telefona Gamepad nasıl bağlanır?” sorusunu soruyor. Benzer şekilde iş kullanımına önem verenler telefon ve tabletlerine USB bellek bağlama konusunda meraklı. OTG sayesinde USB bellek ya da harici disktakıp içerisindeki verilere erişebilir, geniş ekranlı telefonlarda ya da telefonu televizyon gibi bir cihaza bağladığımızda geniş ekranda klavye, fare, oyun kontrol kolu (Gamepad) kullanarak rahat edebiliriz.
Elbette her cihaz direkt çalışmayacaktır. Örneğin USB modemler ya da kameralar, mikrofonlar ek sürücü gerektirebilirler, ya da bazı yüksek güç kullanan cihazlar çalışmayabilir. Kontrolcü ve bellek konusunda nispeten rahat olsak da henüz USB bile her cihazı evrensel ve sorunsuz olarak çalıştıracak kadar gelişmedi.