A'dan Z'ye Hard Disk(HDD) rehberi

Verileri kalıcı olarak depolayan hafıza birimidir. Bundan dolayıdır ki; en önemli donanım birimidir. Arızalandığında kendi maliyetinden çok daha fazla önemlidir. Tüm donanım birimi arızalansa maliyeti kadar zarar verir ama sabit disk arızalandığında veri kaybı ve daha fazlası anlamına gelmektedir. Sistem programlarının birçoğu diskler üzerinde arıza onarımı ve veri kurtarma üzerinde yazılmaktadır. Sabit diskler bu gün, taşınabilir olmaları ile gelişen teknolojiye ayak uydurmaktadır. 3 farklı yapıda sabit disk vardır. Yaygın sabit disk üreticilerinden Seagate, WesternDigital, Samsung ve Maxtor sayılabilir.

HDD(Hard Disc Driver): Verileri bir eksen etrafında dönebilen manyetik disk üzerinde tutan yapıya sahiptirler. Yapısında elektronik ve elektrik bileşenlerin yanında mekanik bileşenler de vardır. Mekanik yapı sabit disklerin bant genişliğini sınırlamaktadır. Çünkü dönüş hızları ve eksensel hareket kabiliyetleri, elektronik yapılara göre oldukça düşüktür. Fakat veri kurtarma kabiliyeti en iyi sabit disk modellerdir.

SSD(Solid State Driver): Verileri SDRAM ve Flash hafıza yapılarında tutan sürücülerdir. Mekanik parçaları olmadığı için performansı daha iyi ve güç gereksinimi daha düşüktür. Veri kurtarma olanakları çok düşüktür. Mekanik yapıları olmadığı için sessiz çalışırlar.

HHD(Hybrid Hard Driver): SSD ve HDD karışımı melez yapıya sahiptirler. Flash hafıza içeren yüksek boyutta tampon belleğe sahiptirler. Böylece mekanik sisteme göre daha hızlı olan flash yapı kullanılarak disk erişimlerindeki bekleme süreleri azaltılır.

Hard Disk'in yapısı

Manyetik yüzeye sahip genelde alüminyum veya seramik katkılı cam malzemeden oluşan disklere sahiptirler. Bu diskler sabit bir hızla döner. Okuma/yazma kafası dönen disk üzerindeki dosya sistemine göre hareket ederek verilen komutları icra etmeye çalışır.

Manyetik yüzey eski disklerde demir oksit, şimdiki disklerde ise kobalt denilen malzeme ile kaplanır. Veriler hızla dönen diskler üzerinde arkalı önlü olarak, dijital formatta tutulmaktadır.

HDD Çeşitleri

Fiziksel olarak tüm HDD çeşitleri birbirine benzerler ve aynı boyutlardadır. Bunları birbirinden ayırt etmek için, güç ve veri kablo soketlerine bakılır. Bağlandıkları arayüz açısından farklılık gösterirler.

A- PATA(IDE): Parallel Advanced Technology Attachment açılımındadır. Paralel ileri teknoloji eklentisi anlamına gelmektedir. Bu kelime ATA, IDE, ATAPI olarak ta birçok yerde geçmektedir. Paralel olarak veri iletimine sahiptir. Sahip olunan arabirim CDROM, DVDROM ve HDD ler için de aynıdır. 40 ve 80 iletkenli kablo(ribbon kablo) ile anakarta bağlanır. 80 iletkenli kablo daha yüksek band genişliğine sahiptir.

B- SATA(Serial ATA): Seri olarak veri alışverişi yapan yeni bir modeldir. Band genişliği daha fazla ve kablo boyutları uzun ve incedir.

C- SCSI(Small Computer System Interface): Daha çok sunucularda kullanılan disklerdir. Disklerinin dönüş hızları ve performansları çok yüksektir. Bu yüzden fiyatları ev kullanımı için uygun değildir. SCSI arabirimi disklerin dışında birçok farklı donanım (tarayıcı, DVDROM...) ile de beraber çalışabilir. Seri ve paralel çalışan tipleri vardır. Band genişliği 640MB/s ye kadar çıkmıştır. 8-16 adet HDD yi birbirine bağlanabilir. Kablo iletken sayıları 68 veya 50 adettir.

Disk Bileşenleri(1)

1. Disk Plakaları(Platters): Üzerinde manyetik ortam bulunan, dairesel biçimdeki metal veya seramik katkılı cam malzemeden yapılmış disklerdir. Her bir diskin iki yüzü de kullanılır. Her bir disk için iki adet okuma/yazma kafası(head) vardır. İz ve sektör denilen veri bileşenleri plakalar üzerinde yer alır.

2. Okuma/Yazma Kafası: Disklerin üzerinde değmeden gezen ve istenen adrese verileri yazıp, istenen adresten de verileri okuyan kafadır. Günümüzde bu kafa üzerinde okuma ve yazma kısımları birbirinden ayrı yapıya sahiptirler. Eski disklerde okuma ve yazma kafası aynı olup "C" şeklinde demir yapıdan oluşmaktaydı. Bu disklerde okuma yazma kafası okuma işleminde manyetik işareti elektrik işaretine, yazma işleminde ise elektrik işareti manyetik işarete çevirerek okuma yazma yapardı.

Günümüzde yazma işlemi için aynı yapı kullanılır. Bu kafanın sargılarının üzerinden geçen akımın yönüne göre oluşan farklı yönlerdeki manyetik alanın etkisi ile veriler disk üzerine yazılır. Veriler okunurken ise manyetik koruyucu içerinde yer alan GMR(Giant magnetoresistance) denilen sensor yardımıyla bitlerin manyetik durumu algılanır. GMR manyetik alanın durumuna göre direnci değişen bir algılayıcıdır.

Disk Bileşenleri(2)

3. Silindir(Cylinder): Birden fazla disk tabakası için düşeyde aynı hizadaki tüm izleri içine alan silindir şeklindeki tanımlamadır. Okuma yazma kafaları hep birlikte hareket ederler. Bir okuma yazma kafası 4. iz üzerinde ise diğerleri de aynı iz üzerindedir. Okuma yazma kafasının konumunu değiştirmeden, okuma yazma yapabildiği tüm izler silindir yapıyı oluşturur. Eğer sabit disk tek bir disk tabakasından oluşsaydı silindir ve track aynı anlama gelecekti.

4. Sektör: 256, 512Byte gibi büyüklüklere sahip ardışık veri depolama kümeleridir. Aşağıdaki resimde B harfi ile gösterilmiştir.

5. İz(Track): Verilerin kaydedilmesi amacıyla iç içe halkalar şeklinde disk üzerinde oluşturulmuş veri kayıt bölümleridir. Merkeze aynı uzaklıkta iç içe dairesel halkalardan oluşur. Bir iz üzerinde ardışık sektör parçaları yan yana dizilmişlerdir. Okuma yazma kafası bir iz üzerine konumlanarak istediği sektörleri okuyup yazabilir.

6. Kümeler(Cluster): Disk üzerinde varsayılan bir büyüklüktür. İşletim sisteminin disk yönetimi ile alakalıdır. Dosya ve dizinlerin yerleştirildiği en küçük disk alanına denir. Boyutu dosya sistemine göre değişir.

Disk Parametreleri

Disk Dönüş Hızı(RPM=Rotate Per Minute): Diskin dakikadaki dönüş hızını gösteren bir parametredir. Günümüzde 15.000, 10.000, 7200, 5400rpm değerlere sahip diskler bulunmaktadır.

Tampon Bellek(Cache veya Buffer): Disk erişimi bellek erişiminden daha yavaş olduğu için disk performansını artırmak için HDD üzerine bellek hafıza birimleri yerleştirilmiştir. Amaç erişilmesi öngörülen verileri bellekte hazır bekletmektir. Eğer istenen veri bellekte varsa disk erişimi olmadan veriler doğrudan bellek üzerinden gönderilir.

Konumlanma Süresi(Seek Time): Disk üzerinde okuma yazma kafasının, istenen adrese yazma veya okuma amaçlı ulaşmak için harcadığı süredir. Kafanın disk üzerindeki konumuna göre bu süre kısalıp uzayabilir. Bunun için ortalama konumlanma süresinden(average seek time) bahsedilir. Kısa olması diskin okuma ve yazma performansının daha iyi olduğunu gösterir.

Kapasite: Depolayacağı veri miktarını gösterir. Günümüzde 750 GB, 1TB ve hatta 4TB kapasiteli diskler bulunmaktadır.

Master/Slave Ayarı(1)

Diskler anakart üzerine kendilerine has data ve güç kablosu ile bağlanırlar. IDE HDD'ler için, anakart üstündeki tek bir IDE sokete iki adet HDD bağlanabilir. Bu bağlantı şekline paralel bağlantı denir. Günümüz anakartlarında iki adet IDE yuvası vardır. Dolayısıyla bir bilgisayara en fazla 4 adet (IDE)PATA disk bağlanabilir. SATA diskler için ise anakart üzerinde kaç adet soket varsa o kadar disk bağlanabilir. Bunlarda paralel bağlantı(aynı kabloya iki adet) söz konusu değildir. Aşağıda IDE ve SATA anakart bağlantı soketlerini gösterilmektedir.

Bir IDE kablosuna iki adet HDD bağlanabilir. İkisi de birbirine paralel bağlandığı için birisi için gelen veri ve okuma yazma komutu, diğerine de gelecektir. Bu durumda gelen veriler ve komutlar hangi disk için olduğu anlaşılamaz. Bu kargaşayı önlemek için disklerden birisi birincil(master), diğeri ikincil(slave) olarak ayarlanmalıdır.

Master/Slave Ayarı(2)

Her PATA diskin üzerinde master/slave ayarının nasıl yapılacağına ilişkin bir tablo vardır. Bu tabloya bakarak jumper denilen iletken birleştiricileri uygun pinlere takarız. Her IDE kablosuna bağlanan iki HDD den biri master diğeri slave olmak zorundadır. Eğer master/slave ayarı yapılmazsa diskler sistem tarafından görülmezler.

NOT: Master/slave ayarına alternatif olarak eğer 80 iletkenli kablo kullanılıyorsa paralel bağlanan her iki IDE diskin, Cable Select pinlerine jumper takılırsa bu durumda master/slave ayarına gerek kalmadan disklerin birisi master diğeri slave olarak otomatik ayarlanacaktır.

Disklerin Montajı

PATA disklerin montajını yaparken önce Master/Slave ayarı gerekiyorsa yapılmalıdır. Bahsedildiği üzere SATA disklerde bu ayara gerek yoktur. Sonra sabit disk kasa içerisindeki yuvalara vida ile her iki taraftan sıkıca oynamayacak şekilde vidalanmalıdır. Son olarak veri ve güç kabloları takılarak montaj tamamlanır.

Yukarıda PATA ve SATA sabit disklerine ait veri ve güç kablolarının bağlı olduğu resimler görülmektedir. PATA disklerde veri kablosunun bir kenarında kablo boyunca genelde kırmızı renkte bir şerit bulunur. Kablo disk üzerine bağlanırken, bu renkli şerit tarafı mutlaka güç kablolarına bakmalıdır.