Harddisk in Genel Yapısı ve Püf Noktalar.

Harddisk in Genel Yapısı ve Püf Noktalar.
Harddisk in Genel Yapısı ve Püf Noktalar

Harddisk Nedir?

Sabit disk veya daha çok popüler olan ingilizce adıyla hard-disk her bilgisayar kullanıcısının er ya geç geç yakından tanımak zorunda kaldığı donanım olma özelliğini taşıyor. işletim sisteminin saklandığı, programların kaydedildiği, verilerin depolandığı bir donanım birimidir.


Harddiskin Gelişimi

Sabit diskler bilgisayarların vazgeçilmez bir parçası, Sabit diskler diğer bilgisayar donanımlarında olduğu gibi büyük gelişme ve değişim geçirerek günümüzdeki halini almıştır. Bilgisayarların en eski biçimlerinin veri depolama sistemlerine sahip olmadığını hatırladığımızda, sabit disklerin o dönemin bilgisayarları için başlı başına büyük bir gelişme olduğunu görüyoruz.

1954 yılında IBM firmasının üretti¬ği 5 MB kapasitesindeki sabit disk zamanının en yüksek teknolojiye sahip donanımlarındandı. PC’ ler için ilk sabit disk ise Seagate firmasının üretimi olan sabit diskti. Bu sabit disk sürücüsü şimdi olduğu gibi megabyte’ lar düzeyinde değil kilobyte’ lar dü¬zeyinde veri aktarımı yapabiliyordu.

Bilgisayarlarda çalıştırılacak programların tek tek sisteme girildiği ve 50-100 MB kapasitesindeki sabit disklerin veri depolama ihtiyaçlarım karşıladığı zamandan bu yana asırlar geçmedi, fakat neredeyse birkaç asırla sığabilecek düzeydeki hızlı gelişim sabit disk sürücülerinde yaşandı. Yazılım ve verilerin kağıt şeritlerin ve punch kartlar üzerine delinerek depolandığı günlerden, milisaniyeler düzeyinde depolama hızlarına ulaşıldığı zamanımızda sabit disklerin geçirdiği değişime özet olarak bir göz atalım.

Kağıtların yerinin zamanla manyetik şeritler aldı ve böylece veri depolama sistemleri kendi çapında bir gelişme gösterdi denebilir. Büyük bilgisayarlarda kullanılan makaralar dolusu manyetik şeritler iyi bir gelişmeydi fakat çok önemli veri erişim türü olan rasgele veri erişimi mümkün olmuyordu. Daha sonra yaygınlaşan tek yüzlü floppy disketler kullanım kolaylığı sağladı fakat disket sürücülerin düşük veri depolama kapasitesi karşımıza yine büyük bir eksiklik olarak çıkıyordu. Sabit disk sürücüsü olmayıp disket sürücülerini kullanan PC? ler dönemi atlatıldıktan sonra, IBM ilk sabit disk olarak nitelendirilebilecek donanımı geliştirdi. Bu donanım üzerine manyetik kayıt yapılabilen bir hayli büyük bir silindirdi. Çalışırken birbirleriyle temas halinde bulunan okuma/yazma kafası ve manyetik yüzeyi bu sürücünün çok çabuk bozulmasına yol açıyor¬du. Sabit disklerin atası olan bu diskten sonra 1950’li yıllarda okuyucu ve yazıcı kafanın manyetik yüzeye değmediği ilk sabit diskler ortaya çıktı. IBM 1956’da ilk sabit diski üretti ve bu disk hemen hemen 5MB kapasitesine esir kapasitede veri depolayabiliyordu. Saniyede 8.800 byte veri aktarımı yapabilen ve 61 santimlik 50 adet diskten oluşan bu dev, zamanını en yüksek teknolojiye sahip veri depolama sistemiydi. Sabit diskin içerisindeki havanın ortamdaki havayla irtibatının kesilmesi (çoğunlukla düşünülenin aksine disk¬lerin içinde hava bulunmaktadır) disk¬lerin hata oranını düşürmüştür. Bunu takip eden dönemde; 1980’de Seagate firmasının üretimi olan ilk 5.25’ lik sabit disk PC’ lerde kullanılmaya başlamıştır. Şu an en yaygın sabit disk biçimi olan ilk 3.5’ lik sabit disk Rodime firması tarafından 1983 yılında kullanıma sunuldu. Tıpkı diğer donanım elemanları gibi harddiskler de sürekli gelişme göstermektedir.

Bundan birkaç sene önce hayal bile edemeyecek kpasitelerdeki sabit diskler şu anda bilgisaya kasalarımızın içinde. Hatta bir çok kullanıcıya mevcut sabit diskin kapasitesinin yetmediği bile bir gerçek. Burada paradoks halini almış bir sorun var ki; o da programların büyümesi sonucu mu kapasitelerinin artmak zorunda kaldığı yoksa kapasite büyüdükçe programcıların mı daha uzun yazdığı. Sebep o kadarda önemli değil aslında. Ortadaki gerçek harddisklerin sürekli geliştiği ve vazgeçilmezlikleri. Okunabilmeleri ve yazılabilir olmaları ve bu işlemleri mevcut bir çok depolayıcı medyadan çok daha hızlı yapmaları,bu vazgeçilmezliklerinin sebebi. Harddisk teknolojisi sürekli gelişmenin yanında sürekli de genişleyen bir teknoloji. Sadece bir mühendisliği ilgilendiren bir aygıt olmadığı için gelişmesi de bir çok koldan oluyor. Mekanik mühendisleri kafaların hareketini, disklerin dönüş hızlarını optimize etmeye çalışırken , elektronik mühendisleri veri transfer hızını arttırmaya çalışıyorlar. Harddisklerin daha da hızlanması için sürekli yeni protokoller geliştirmesi, hem anakart üzerindeki sabit disk denetleyicinin hem de harddisk üzerindeki elektronik kısmın iyileştirilmesi üreticilerin araştırma-geliştirme labaratuarlarındaki elektronik mühendislerinin görevi. Kimya mühendisleri de daha iyi depolayıcı materyaller araştırması içindeler. En son olarak da sabit disklerin dönüş hızlarının çok artması sebebiyle harddisklerin içindeki aerodinamik yapı ile ilgili geliştirme amaçlı araştırmalar yapılmakta.


Harddisk Nasıl Çalışır?

Sistem bellekleri (RAM) sakladıkları bilgileri PC’ nizi kapattığınızda saklayamaz. Sistem belleklerinin bu özelliğinden dolayı güç kullanmadığı halde veri saklayabilecek donanımlara ihtiyaç vardır, işte bu ihtiyacı sistemde sabit disk sürücüler karşılar. Sabit diskler bilgisayarınızı açtığınızda işletim sistemini ve diğer yazılımları sistem belleğine yükler ve kalıcı olarak saklamaya karar verdiğiniz bilgileri PC’ niz kapalı bile olsa korumaya devam eder. Sabit diskler saklanması gereken verileri disk üzerindeki manyetik tabaka üzerinde manyetik değişim gerçekleştirerek yazarlar. Sabit diskleri incelerken mekanik kısım ve hareketli parça içermeyen elektronik kısım olarak ele almak yerinde olur. Hareketli parçalar sabit disk sürücülerin çalışmasını engelleyen toz ve diğer etkenlerden korumak amacıyla havası izole edilmiş bir bölme içinde yer alır. Sabit disk sürücülerindeki hareketli parçalar mil, manyetik diskler, okuyucu/yazıcı kafalar, kafaların yerleştirildiği kollar ve kollara hareket veren sistemdir. Verilerin yazıldığı kısım ise disklerdir. Disklerin üzerine yazılan verini yoğunluğu sabit disklerin veri saklama kapasitesini performansını olumlu yönde etkiler. Disklerin en önemli bölümleri diski oluşturan sert alt tabaka ve üstteki manyetik tabakadır.Bu önemli tabaka için üretici firmalar sabit disk tasarımında çeşitli materyaller kullanırlar. Disk tasarımlarında çeşitli materyaller kullanırlar.Disk yüzeyindeki pürüzsüz düz tabaka için eski sabit disk sürücülerinde manyetik oksit kullanılırdı. Manyetik oksit şu an kullanılan ince manyetik film tabakasına göre daha kalın ve çabuk bozulan bir tabakaydı.

Günümüzde ısıya direnci ve daha ince disklerin yapılabilmesine imkan veren Özellikleri açısından cam esaslı diskler alüminyum olanlara alternatif oluşturuyor. Artık manyetik oksit tabakasını yerini filmsi ince manyetik tabakalar almış durumda. Sabit disk sürücülerinin en hassas mekanizmalarından birini kafaların diski çizmeden çok yakın biçimde okuma ve yazma yapabilmesi teşkil eder. Diskler mil üzeride yüksek hızda dönmeye başladığında kaydırıcıların altından geçen hava akımı okutucu/yazıcı kafaların disklere sürtmeden havada asılı kalmasını sağlarlar. Disklerin üzerindeki manyetik yüzeye neredeyse değecek biçimde duran okuyucu/yazıcı kafa ile manyetik yüzey arasındaki mesafe gönümüz sabit disk sürücülerinde 0.07 rnm’ den bile daha azdır. Kafaları disk üzerinde okunacak ya da yazılacak böl¬geye götüren ve çok hızlı çalışan kısım ise ’Actuator’ adındaki kısımdır. Kafalar kaydırıcılara ve kaydırıcılarda kollara bağlı olmak üzere birlikte ’Actuator’ a bağlıdırlar. Hoparlörlerdeki ses üreten manyetik bobine çok benzer biçimde çalışan ’Actuator’ adeta ses üreten bir bobin kadar hızlı biçimde kafaları diskler üzerinde içeri ve dışarı yönde hareket ettirir.

Hızla dönen diskler üzerinde okuyucu/yazıcı kafalar, mantık yani kont¬rol ünitesinden gelen sinyallere göre hareket ederler.

Mantık ünitesi yani elektronik kısım bilgisayarla sabit disk arasındaki veri alışverişini ve hareketli parçaların kontrolü görevini yürütür.


Harddisklerin Hızlanması

Bilgisayar için geçerli olan en önemli kural tüm sistemin en yavaş aygıtın hızında çalışacağıdır. Tüm aygıtlar arasında şimdilik en yavaş olanı ise hala yan mekanik olmaları nedeniyle harddiskler. Tabii hız olarak da çeşit çeşit sabit disk var. Bağlantı noktası baz alınırsa masaüstü bilgisayarlar için iki çeşit harddiskten bahsedebiliriz. IDE ve SCSI arabirimini kullanan harddiskler. Aralarındaki ilişki çok basit: IDE olanlar ucuz, SCSI olanlar ise daha hızlı. Burada SCSIlerin daha hızlı olmaları konusuna açıklık getirmek gerekiyor. Hızlı olan aslında SCSI’nin kendisi, Sabit diskler birbirlerine çok yakın hızda çalışıyorlar. Ancak SCSI’nin işlemci ile iletişimi daha hızlı olduğundan ucuna bağlanan cihazlar da daha hızlı ötüyor.
Ayrıca test sonuçlarımızdan da görülebileceği gibi henüz harddiskler kullandıkları arabirimlerin hızına erişemediler. Arabirim teknolojisinin harddisk teknolojisinden daha hızlı ilerlediğini rahatlıkla söyleyebiliriz.

Hızı arttırmak için ’Busmaster" özelliğini destekleyen anakarta sahip olanlar için bir şans daha var. PIIX (PCI ISA IDE Xceleralor) sürücüleri ile harddiske direk hafıza erişimi sağlayıp işlemcinin yükünü azaltabilirsiniz. Böylece hızlanan harddiskiniz değil, makinemiz olacaktır