Anakartlar Hakkında Bİlgİler

Anakart Nedir?
Ana kart, fiberglast tan yapılmış, üzerinde bakır yolların bulunduğu, genellikle koyu yesil bir levhadır. Ana kart üzerinde , mikro işlemci,bellek,genişleme yuvaları,BIOS ve diger yardımcı devreler yer almaktadır.Yardımcı devrelere örnek sistem saatidir. Bütün kartların anası diyoruz; çünkü PC'nin diğer bileşenleri bir şekilde anakarta bağlanıyor, birbirleri ile anlaşmak için anakartı bir platform olarak kullanıyor; yani PC'nin "sinir sistemi" anakart üzerinde yer alıyor.

Üzerinde yongalar, transistörler, veriyolları, çeşitli donanımlar için yuvalar, slotlar, bağlantı kapıları, soketler bulunan irice bir baskılı devre. Bir PC'nin hangi özelliklere sahip olabileceğini belirleyen en önemli bileşen, çünkü anakart üzerindeki elektronik bileşenler bu PC'ye hangi tür işlemciler takılabileceğini, maksimum bellek kapasitesinin ne kadar olabileceğini, bazı bileşenlerin hangi hızlara çıkabileceğini, hangi yeni donanım teknolojilerini destekleyebileceğini belirliyor. Burada en belirleyici faktörlerden biri anakartın yonga seti. O halde anakart yonga setinin tanımını vererek işe başlayalım.

YONGASETİ: Yongaseti (chip set) anakartın "beynini" oluşturan entegre devrelerdir. Bunlara bilgisayarın trafik polisleri diyebiliriz: işlemci, önbellek, sistem veri yolları, çevre birimleri, kısacası PC içindeki her şey arasındaki veri akışını denetlerler. Veri akışı, PC'nin pek çok parçasının işlemesi ve performansı açısından çok önemli olduğundan, yongaseti de PC'nizin kalitesi, özellikleri ve hızı üzerinde en önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Eski sistemlerde PC'nin farklı bileşen ve işlevlerini, çok sayısal yonga denetlerdi. Yeni sistemlerde hem maliyeti düşürmek, hem tasarımı basitleştirmek hem de daha iyi uyumluluk sağlamak için bu yongalar tek bir yonga seti olarak düzenlendi. Günümüzde en yaygın yonga seti Intel tarafından üretilmektedir. Intel kendi yongasetlerini, bunların desteklediği veriyolu teknolo|ilerini de temsil edecek şekilde PCIset ve AGPset olarak da adlandırmaktadır. Silicon Integrated Systems (SiS), Acer Labs Inc. (ALi), VIA gibi üretici firmalann da geliştirdiği popüler yonga setleri vardır.

VERİYOLU: PC'nizin içindeki bileşenler birbirleri ile çeşitli şekillerde "konuşurlar". Kasa içindeki bileşenlerin çoğu (işlemci, önbellek, bellek, genişleme kartları, depolama aygıtları vs.) birbirleri ile veriyolları aracılığı ile konuşurlar. Basitçe, bilgisayarın bir bileşeninden diğerine verileri iletmek için kullanılan devrelere veriyolu adı (bus) verilir. Bu veriyollarının ucunda da genişleme yuvaları bulunabilir. Sistem veriyolu denince, genelde anakart üzerindeki bileşenler arasındaki veriyolları anlaşılır. Ayrıca anakarta takılan kartların işlemci ve belleğe erişebilmelerini sağlayan genişleme yuvalarına da veriyolu adı verilir. Tüm veriyolları iki bölümden oluşur: adres veriyolu ve standart veriyolu. Standart veriyolu, PC'de yapılan işlemlerle ilgili verileri aktarırken, adres veriyolu, verilerin nerelere gideceğini belirler. Bir veriyolunun kapasitesi önemlidir; çünkü bir seferde ne kadar veri transfer edilebileceğini belirler. Örneğin 16 bit'lik veriyolu bir seferde 16 bit, 32 bit'lik veri yolu 32 bit veri transfer eder. Her veriyolunun MHz cinsinden bir saat hızı (frekans) değeri vardır. Hızlı bir veriyolu verileri daha hızlı transfer ederek uygulamaların daha hızlı çalışmasını sağlar. Kullandığımız bazı donanım aygıtları da bu veriyollarına uygun olarak üretilirler. Sadece iki donanım aygıtını birbirine bağlayan veriyoluna "port" adı verilir. (örneğin AGP = Advanced Graphics Port). Bugün PC'lerimizde ISA, PCI ve AGP veriyolları bulunmaktadır. Anakartın üzerindeki farklı boyut ve renklerde, yan yana dizilmiş kart takma yuvalarından bunları tanıyabilirsiniz.

ISA : (Industry Standard Architecture) Anakartınızın kenarına yakın yerde bulunan uzun siyah kart yuvaları ISA yu-vasıdır. 17 yıldan beri kullanılan eski bir veriyolu mimarisidir. 1984'te 8 bit'ten 16 bit'e çıkarılmıştır. Ama bugün bile 8 bitlik kartlar olabilir. Orneğin bir ISA kartın, yuvaya giren iki bölmeli çıkıntısının sadece bir kenarında bağlantı bacakları varsa, bu 8 bitlik bir karttır. 90'lardan itibaren çoğu aygıt'ın daha hızlı PCI mo çıktığından yavaş yavaş terkedilmeye başlanmıştır; hatta bugün ISA veriyolu olmayan anakartlar bile çıkmıştır. 1993'te Intel ve Microsoft, Tak Çalıştır ISA standardını geliştirmiştir. Böylece işletim sistemi ISA kartların konfigürasyonunu, sizin jumper'larla, dip svvitch'lerle boğuşmanıza gerek kalmadan otomatik yapmaktadır.

PCI: (Peripheral Component Interconnect) 1993'te Intel tarafından geliştirilen bu veriyolu 64 bit'liktir ama uyumluluk problemlen nedeniyle uygulamada genelde 32 bit'lik bir veri yolu olarak kullanılır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit ve 33 MHz PCI veriyolunun kapasitesi 133 MB/sn'dir. Anakartınızda PCI yuvaları ISA yuvalarının hemen yanında bulunur; beyaz renkte ve ISA'dan biraz daha kısadır. PCI veriyolu Tak Çalışır desteklidir.

AGP: (Advanced Graphics Port) Sadece ekran kartları için çıkarılmış bir veriyoludur. Grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe (örneğin 3 boyutlu grafikler, tam ekran video) işlemci ile PC'nin grafik bileşenleri arasında daha geniş bir bant genişliğine ihtiyaç doğmuştur. Bunun sonucunda grafik kartlarında ISA'dan bir ara veriyolu standardı olan VESA'ya, oradan da PCI'a geçilmiştir; ama bu da yeterli görülmeyince, grafik kartının işlemciye doğrudan ulaşmasını sağlayacak, ona özel bir veriyolu olan AGP 1997 sonunda geliştirilmiştir. AGP kanalı 32 bit genişliğindedir ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam bant genişliği 266 MB/sn'dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat hızında iki katı veya 4 katı daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP ve 4xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akış hızı 533 MB/sn olmaktadır. Ancak sistem veriyolu hızı 66 MHz ise, 2xAGP tüm bant genişliğini kaplayıp diğer aygıtlara yer bırakmayacağı için 66 MHz'lik anakartlarda 1 xAGP kullanılır. 100 MHz anakartlarda bant genişliği 763 MB/sn'ye çıktığından 2xAGP ile uyumludur. 1 GB/sn isteyen 4xAGP'nin ise gelecekte çıkacak 133 MHz'lik sistem veriyoluna sahip anakartlarla uyumlu olup olmayacağını hep birlikte göreceğiz. Peki bu kadar hıza ihtiyacımız var mı diye sorarsanız, günümüzün en ağır 3D oyunları bile ihtiyaç duymuyor. Bu yüzden aynı kartın PCI ve AGP versiyonları arasında pek performans farkı olmuyor. Yine de grafik için daha gelişmiş bir veriyolu olduğu ve bize fazladan bir PCI yuvası boş bıraktığı için AGP kartları tercih ediyoruz.

PORTLAR, KONNEKTÖRLER: PC ile çalışırken kasa kapalı olduğundan anakartı görmeyiz ama çeşitli aygıtları bağlamak için kasanın arkasında yer alan girişler (portlar) doğrudan anakarta bağlıdır. Eski anakartlarda AT form faktörü kullanılırken bu portlar birer kablo aracılı ile anakart üzerindeki konnektörlere bağlanırdı; ama ATX form faktörü ile artık anakart ile bütünleşik. Yani anakartın bir kenarında bulunan bu portlar, tam kasanın arka kısmındaki boşluklara denk geliyor. Bu yüzden kasalar da anakart form faktörlerine uygun olarak üretiliyor.

Anakartınız ve kasanız ATX formundaysa (artık tüm yeni PC'lerde öyle) kas nın arkasında tipik olarak bir klavye, bir fare portu, iki USB portu, iki seri pc (COM portu), bir paralel port (LPT Portu) göreceksiniz. Günümüzde klavye ve fare için artık PS/2 portu adı verilen küçül yuvarlak, 6 pinli portlar kullanılıyor. Aslında fare seri portu da bir adaptör yardımıyla kullanabilir (veya zaten seri kablolu fareler vardır), ama kendine ait bir port olması daha iyidir. Seri portlara genelde harici modemler bağlanır ama seri port kullanan başka aygıtlar da vardır (yedel leme cihazları, dijital kameralar gibi). Paralel porta ise yazıcı veya tarayıcı bağlanır. USB portlara neredeyse her tür hariç cihaz bağlanabilir. Ancak USB cihazla yeni yeni yaygınlaşmaktadır. USB'ni özelliği, seri ve paralel portlara göre çok daha hızlı olması ve USB aygıtlar üzerindeki yeni USB portları aracılığı ile uc uca çok sayıda cihazın zincirleme bağlanabilmesidir.

Bunların dışında, anakart üzerine takılan (veya bütünleşik olan) grafik kartı, ses kartı, TV kartı, SCSI kartı gibi aygıtların portları da kasa arkasında yer alır.

Anakart üzerinde, kasa içinden ulaşılabilen portlar da bulunur. Bunlar genel olarak iki adet IDE portu, bir disket sürücü portu, anakart ile bütünleşikse SCSI portudur. Bu portlara takılan yassı kablolar aracılığı ile anakartımıza sabit disk, CD sürücü, CD yazıcı, disket sürücü gibi dahili cihazları bağlarız. Bir IDE portuna bağlı kabloya, üzerindeki iki konnektör aracılığıyla iki cihaz bağlanabilir.

Bunların dışında anakart üzerinde işlemciyi takmak için bir soket veya slot bulunur. Soket, yassı dikdörtgen şeklindeki işlemciler üzerinde iki düzlem üzerinde (enine ve boyuna) uzanan iğnelerin oturduğu yuvaya verilen addır. Günümüz anakartlarında PGA370 tipinde 370 iğneli Celeron işlemciler için PGA soketleri, AMD K6-2 ve K6-3 işlemciler için AGP ve 100 MHz sistem veriyolu desteği bulunan Super 7 soketleri, Cyrix (K6-2 ve eski Pen-tium MMX işlemciler için) 66 MHz destekleyen Socket 7 tipi soketler bulunabilmektedir.

Slot ise, genişleme yuvalarına benzer, uzun ince dikdörtgen şeklindeki işlemci yuvalarına verilen isimdir. Pentium II, slot tipi Celeron ve Pentium III işlemciler için Slot 1, Xeon işlemciler için Slot 2 adı verilen modelleri bulunur.

ÖNBELLEK: Bugün PC'lerde kullanılan tüm donanımlar 15 yıl öncesine göre çok daha hızlı. Ama her bir donanım bileşeninin hızı eşit ölçüde artmadı. Örneğin işlemcilerdeki performans gelişimi, sabit disktekilerden kat kat daha fazladır. Hani bir PC'nin gücü en zayıf halkası kadardır derler ya, işlemci ve bellek çok hızlı olsa da yavaş kalan bir sabit disk ile bu performans artışını tam anlamı ile yaşamanız mümkün değildir. İşlemci boş boş oturup kendisine bilgi gelmesini bekler. Tabii bunu önlemek için bazı ara çözümler geliştirildi. Örneğin yakın zamanda kullanılan bilgileri sabit diskten önbellek (cache) adı verilen bir birime aktarılması, işlemcinin ihtiyaç duyduğunda sık kullanılan bilgileri bu önbellek alanından alması.İşte önbelleklemenin esası budur. Bir PC'de çeşitli bellek kademeleri vardır: birincil önbellek (L1 cache); ikincil önbellek (L2 cache); sistem belleği (RAM) ve sabit disk veya CD-ROM. Diyelim ki işlemci bir bilgiye ihtiyaç duyuyor. Önce gider, en hızlı bellek türü olan L1 önbelleğe bakar. Bilgi orada varsa gecikme olmaksızın bu bilgileri alır ve işler. L1 önbellekte yoksa L2'ye bakar ve buradaysa nispeten küçük bir gecikme ile bilgileri alır. Orada da yoksa önbelleğe göre daha yavaş kalan sistem belleğine, yine yoksa en yavaşları olan sabit diske veya CD-ROM vb. bilginin geldiği cihazlara bakar.

L1 önbellek en hızlısıdır ve günümüz PC'lerinde doğrudan işlemci üzerindeyer alır. Bu önbellek genelde küçüktür (genelde 64K'ya kadar; Pentium III, Pentium II ve Celeron işlemcilerde 32K; AMD K6-2 ve K6-3 işlemcilerde 64K). L2 önbellek biraz daha yavaş ama biraz daha büyük olabilir. Pentium II ve III'lerde boyutu 512K'dır ve işlemci ile işlemci hızının yarı hızında haberleşir. İlk Celeron'larda yoktur; günümüz Celeron'larında boyutu 128K'dır ve işlemciyle aynı hızda haberleşir. AMD K6-2'lerde işlemci üzerinde değil, anakart üzerindeki bir yuvada 2GB'a kadar L2 önbellek bulunabilir ve veriyolu hızında (66 veya 100 MHz) haberleşir. AMD K6-3'de 256K önbellek bulunur ve işlemci ile aynı hızda haberleşir. AMD K6-3 L1 ve L2 önbelleği üzerinde bulundurduğu, aynı zamanda kullanıldıkları anakartlarda da sistem veriyolu hızında çalışan bir önbellek daha bulunduğu için 3. seviye (L3) önbelleği literatüre sokmuştur.

IRQ (KESME) : (Inrerrupt Request) Bir süre PC kullanan herkes şu ünlü "IRQ çakışması" tabirini duyar. Peki nedir bu IRQ? Türkçesi "kesme"; yani işlemci bir işle meşgulken, bilgisayarın bir yerinden başka bir donanımdan işlemciye şöyle bir emir geliyor: "Benimle de ilgilen!" Yani işlemcinin işini böler. Tabii işlemci aynı anda çok sayıda işi birden yapabilir: Klavye ve fare kullanırken bir yandan ekrana gönderilen verileri işler, sabit diskten okuma yapar, modemin indirdiği dosyalara bakar vs. Ama işlemciye işini görmesi için ihtiyaç duyan bir aygıtın ona sinyal gönderebilmesi için özel bir hatta ihtiyacı vardır. İşte buna IRQ hattı adı verilir. PC'mizde 0'dan 15'e kadar numaralanan 16 IRQ hattı vardır. Bunlar şu aygıtlar için kullanılabilir ("default", yani pik aygıtın yanı sıra bu IRQ'yu kullanabilecek diğer aygıtlar parantez içinde verilmiştir)

IRQ 0: Sistem saati.
IRQ 1: Klavye
IRQ 2: Programlanabilir IRQ denef-ç'ıs'ı. (Modemler, COM3 ve COM 4 portları)
IRQ 3: COM 2 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRO 4: COM 1 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birirnlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 5: Ses kartı (LPT2, LPT3 - yani ikinci ve üçüncü paralel portlar - COM 3, COM 4, modemler, ağ kartlan, MPEG kartları, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 6: Disket sürücü denetleyicisi (teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 7: LPT1, yani ilk paralel port (LPT2, COM 3, COM 4, modemler, ağ kartları, ses kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartları
IRQ 8: Gerçek zamanlı saat.
IRQ 9: (Ağ kartları, ses kartları,SCSI kartları, PCI aygıtlar, yeniden yönlendirilen IRQ2 aygıfları)
IRQ 10: (Ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, ikinci ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 11: (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 12: PS/2 fare (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü IDE kanalı)
IRQ 13: FPU, yani matematik işlemci.
IRQ 14: Birinci IDE kanalı (SCSI kartlar)
IRQ 15: İkinci IDE kanalı (Ağ ve SCSI kartlar)

Normalde bir IRQ'yu bir aygıtın kullanması gerekir; aksi halde işlemci şaşı-rır, yanlış aygıta yanlış zamanda cevap verebilir. işte buna IRQ çakışması denir. Bazen Windows Aygıt Yöneticisi bölü-münden donanım aygıtlarının kaynak değerlerini değiştirerek, bazen kartın yerini değiştirerek bu sorun çözülebilir (tüm genişleme yuvaları doluysa bazen de çözülemeyebilir). Aslında PCI Steering adı verilen bir yolla bir IRQ'nun iki PCI aygıt tarafından kullanılması mümkündür. Ama bunun için aygıtın ve sürücülerinin bu işlemi desteklemesi gerekir. Bu konunun detaylarına da Windows ile ilgili bölümümüzde değineceğiz.

DMA Kanalları: Doğrudan bellek erişim (Direct Memory Access) kanalları sistem içinde çoğu aygıtın doğrudan bellek ile veri alış verişi için kullandığı yollardır. IRQ'lar kadar "ünlü" değillerdir, çünkü sayıları daha azdırve daha az sayıda donanımda kullanılırlar. Bu yüzden de daha az soruna yol açarlar. Bildiğiniz gibi işlemci PC'nin beynidir. Eski PC'lerde işlemci neredeyse her şeyi üstlenirdi; tabii, tüm donanım aygıtlarına veri göndermek ve onlardan veri almak işini de. Ancak bu pek verimli olmazdı; işlemci veri transferi ile ilgilenmekten başka işlemleri doğru dürüst yerine getiremezdi. DMA sayesinde bazı aygıtlar kendi aralarında veri transferi yapıp bu yükü işlemcinin üzerinden aldılar. DMA kanalları normalde yonga setinin bir bölümünü oluşturur. Bir PC'de 8 DMA kanalı bulunur ve 0'dan 7'ye kadar numaralandırılır. DMA'lar genelde ses kartları, disket sürücüler, teyp yedekleme birimleri, yazıcı portu (LPT1), ağ ve SCSI kartları, ses özelliği olan modemler tarafından kullanılırlar.

BIOS: BIOS'un açılımı Temel Giriş Çıkış Sistemi'dir (Basic Input/Output System). PC'deki en temel seviye yazılımdır; donanım ile (özellikle de işlemci ve yongasetiyle) işletim sistemi arasında bir arayüz görevi görür. BIOS sistem donanıma erişimi ve üzerinde uygulamalarınızı çalıştırdığınız ileri düzey işletim sistemlerinin (Windows, Linux vs.) yaratılmasını sağlar. BIOS aynı zamanda PC'nin donanım ayarlarını kontrol eder; PC'nin düğmesine bastığınızda boot etmesinden ve diğer sistem işlevlerinden sorumludur. BlOS da bir yazılımdır dedik; bu yazılım anakart üzerindeki BIOS yongası üzerinde tutulur. Eskiden BIOS bir ROM (Read Only Memory) idi. Yani sadece okunabiliyordu, üzerine yazılamıyordu. Daha sonra eklenen yeni donanımlara göre BlOS'ta güncelleme yapılmasının gerekmesi üzerine Flash BIOS adı verilen yazılabilir/güncellenebilir BIOS yongaları kullanılmaya başladı. Böylece kullanıcılar daha güncel bir BIOS sürümünü anakart üreticisinin Web sitesinden indirerek yükleyebilirler. (Tabii yakın zamanlarda gündeme gelen Çernobil (WinCIH) virüsünü duymuşsunuzdur. Işte bu virüs de yazılabilir BIOS'lardaki bilgileri silerek PC'nin açılmasını engelliyor

.BÖLÜM

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

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



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.




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 i 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.


II.BÖLÜM

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.


III:BÖLÜM

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 Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.

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

* Daha az pin ve daha düşük voltaj.
* Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
* Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.

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



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

.BÖLÜM

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

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



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.




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 i 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.


II.BÖLÜM

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.


III:BÖLÜM

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 Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.

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

* Daha az pin ve daha düşük voltaj.
* Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
* Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.

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



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

.BÖLÜM

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

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



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.




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 i 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.


II.BÖLÜM

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.


III:BÖLÜM

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 Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.

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

* Daha az pin ve daha düşük voltaj.
* Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
* Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.

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



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