Hard Disk(hdd) Nedir?

Hard Disk Nasıl Çalışır?

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.
<blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote>İçeriye giriyoruz

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)[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] okuma yazma kafaları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
plakalarla okuma yazma kafalarının hareketini sağlayan motorlar ve
diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barındıran kontrol kartı.

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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sarıyla da bir iz gösteriliyor.

Şimdi bu parçaları ve bir hard diskin nasıl çalıştığını inceleyelim

Plakalar

Bilgileri saklamak için kullanılan plakalar alümünyum[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
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.
<blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote></blockquote>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.
<blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote></blockquote>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.
<blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote></blockquote>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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
dönen plakaların yarattığı hava akımı kafaları plakaların sürekli bir
miktar yukarısında tutar. Eski disklerde plakayla kafa arasında 0[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]2 mm civarında bir boşluk varken modern disklerde bu boşluk 0[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
plaka üzerindeki farklı izler üzerinde işlem yapabilir. Modern
disklerde voice coil adı verilen motor teknolojisi kulanılır. Çalışma
prensibi hoparlörle aynıdır.
<blockquote><blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote></blockquote></blockquote>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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] izlerin[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
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.
<blockquote><blockquote><blockquote><blockquote>[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]</blockquote></blockquote></blockquote></blockquote>Diskin
tamponlama için kullandığı bellek ve veriyoluyla haberleşmesini
sağlayan kontrol yongaları bu kartın üzerindedir. Hard disk arızaları
kontrol kartı yüzünden de meydana gelebilir[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
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[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bu yüzden kontrol kartını değiştirmek çok kolay bir iştir.