Hard disk (sabit disk) nedir?

Manyetik yüzeye sahip genelde alüminyum veya seramik katkılı cam malzemeden oluşan disklere sahiptirler. Okuma/yazma kafası dönen disk dosya sistemine göre hareket ederek verilen komutları icra eder. Bu diskler sabit bir hızla döner. 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. Disk Plakaları(Platters): Üzerinde manyetik ortam bulunan, dairesel biçimdeki metal veyaseramik katkılı cam malzemeden yapılmış disklerdir. Her bir diskin iki yüzü de kullanılır. Herbir 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 işlemindemanyetik 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.

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.