Konu: Sabit Disk (Hard Disc) Nedir? Dosya Sistemleri Hakkında Bilgi

Sistem bellekleri (RAM) sakladıkları bilgileri PC’nizi kapattığınızda saklayamaz. Sistem belleklerinin bu özelliğinden dolayı güç kullanmadığı halde veri saklayabilecek donanımlara ihtiyacı vardır. İşte 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 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 sürücülerinin 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 verinin 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 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 dirençli ve daha ince disklerin yapılabilmesine imkan veren özellikleri açısından cam esaslı diskler alüminyum olanlara alternatif oluşturuyor. Artık manyetik tabakasının 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 üzerinde 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 günümüz sabit disk sürücülerinde 0.07 mm’den bile daha azdır. Kafaları disk üzerinde okunacak yada yazılacak bölgeye üren ve çok hızlı çalışan kısım ise ‘Actuator’ adındaki kısımdır. Kafalar kaydırıcılara ve kaydırıcılar da 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 kontrol ünitesinden gelen sinyallere göre hareket ederler.
Mantık ünitesi yani elektronik kısım bilgisayarla sabit disk arasındaki veri alışverişini ve hareketli parçaların kontrolü görevini yürütür.
Hard diskin Çalışma Prensipleri

Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılan bir saklama birimidir. Sabit disk döner bir mil üzerine sıralanmış, metal veya plastikten yapılma ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından oluşur. Veriler sabit diskteki bu manyetik tabakalar üzerine kaydedilir. Verilerin kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın iki kutbu dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylece küçük mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz (track) denir. Sabit disk’te birden fazla plakalar üst üste dizilmiştir. Bu plakaların hem alt hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üzerinde altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı olan izlerin oluşturduğu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk üzerinde herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu nedenle kafa ve yüz aynı terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi şeklinde bölünmesiyle oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen parçaya ise sektör (Sector) adı verilir ve bir sektörün barındırabileceği veri miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit diskte verinin adreslenmesi için kullanılırlar. Şuan adreslemede kullanılan iki yöntem vardır. Bunlardan ilki CHS olarak adlandırılan Cylinder-Head-Sector konumlarının verilmesi ile 3 boyutlu olarak dosyanın yerinin bulunması ikincisi ise LBA (Logical Block Adressing – mantıksal kütük adreslemesi) adı verilen tek boyutlu adresleme yöntemidir. Günümüzde kullanılan iki tip sabit disk arabirimi vardır. Bunlar IDE ve SCSI’dir.

IDE
IDE (Integrated Drive Electronics) bilgisayarın anakartındaki veri yolu ile depolama aygıtları arasında kullanılan standart bir elektronik arabirimdir. IDE IBM’in 16 bitlik ISA yol sistemi tabanlıdır ama ayrıca diğer yol standartlarını kullanan yol sistemlerinde de kullanılabilir.Günümüzde satılan birçok bilgisayar IDE’nin gelişmiş versiyonu olan EIDE’yi (Enhanced IDE) kullanır. IDE kasım,1990’da ANSI tarafından bir standart olarak benimsendi. IDE’nin ANSI ismi ATA’dir (Advanced Technology Atachment). Normal şartlar bir IDE arabirim ile iki tane sabit diskin çalıştırılması mümkündür: Ancak iki entegre denetleyicisinin birinci pozisyonda olmak istemesini engellemek gerekir. Bunu yapmak için sürücülerden biri ana sürücü (Master Drive) diğeri de bağımlı sürücü (Slave Drive)’dır. Bu disk işlemlerinde açık bir hiyerarşi oluşturur. IDE’nin deenetleyici teknolojisinin artan isteklerine cevap vermekte yetersiz kalması nedeni ile EIDE’nin ortaya çıkmıştır. IDE denetleyicisinin üç temel sorunu vardı. 528 MB'’lık depolama üst sınırı vardı. Yani 528 MB’ın üstündeki diskler IDElerle kullanılamazlar. En çok iki disk desteği vardı. Yalnızca iki disk kullanılabilmekte idi. Ve CD-ROM gibi çevre birimlerine destek vermemekte idi. EIDE ile birlikte her bir disk için 8.4 GB’lık disk desteği vardır. Günümüzde bu sınır daha da üste çekilmiştir. 128 GB’a kadar diskler desteklenebilir. 4 tane IDE diski ve CD-ROM kullanılabilir. Bunun için de IDE1 ve IDE2 olarak iki tane arabirim konnektörü kullanılır. Birincil olana Primary ikincil olana da Secondary ismi verilir. Bir konnektörde iki tane disk ve benzeri aygıt kullanılabilir. Bunlar birbirinden Master ve slave olarak biribirinden ayrılır. Böylece bilgisayara takılan disk ve benzeri birimler Primary master, Primary Slave, Secondary Master ve Secondary Slave olarak isimlendirilir. Hiyerarşik düzünde aynen bu şekildedir. EIDE’lerle birlikte Ultra DMA kavramı ile karşılaşmaktayız. Ultra DMA bilgisayarın veriyi sabit diskten bilgisayarın veri yolları ile anabelleğe göndermede kullanılan bir protokoldür. ULTRA DMA/33 protokolü verileri çoğuşma modunda ve 33.3 MBps (Megabayt/saniye) hızında transfer eder. Bu bir önceki DMA arabiriminin iki katı kadar daha hızlıdır.Ultra DMA Sabit disk üreticisi olan QUANTUM ve chipset üreticisi olan INTEL tarafından geliştirildi. Bilgisayarınızın Ultra DMA’yı desteklemesi demek bilgisayarınızın daha hızlı açılması, yeni uygulamaları daha hızlı çalıştırması anl***** gelir. Ultra DMA 40 pinlik bir IDE arabirimi kablosu kullanır. Ultra DMA/33’den sonra Ultra DMA/66 çıktı. Ultra DMA/66 verilerin 66 MBps hızında iletilmesini sağlar. Bu bir önceki Ultra DMA moduna göre iki kat hızlıdır. Ultra DMA/66 80 pinlik IDE kablosu kullanılır. Ultra DMA’nın çoğuşma modunu desteklediği söylenmişti. Çoğuşma modu verilerin normalinden daha hızlı gönderildiği bir veri gönderme kipidir. Çoğuşma kipini gerçekleştiren birçok teknik bulunmaktadır. Veri yolunda, Örneğin çoğuşma modu, bir aygıtın yolun kontrolünü ele almasını ve diğer aygıtların bunu kesmemesini sağla gerçekleştirilir. RAM’de ise Çoğuşma modu bir sonraki hafıza birimi kendisine ihtiyaç duyulmadan getirilerek yapılır. Bu disk cachlerinde kullanılan tekniğin aynısıdır. Böylece veriler daha hızlı iletilirler.

Bütün çoğuşma modlarının sahip olduğu bir karakteristik geçici ve güçlendirilemeyen olmasıdır. Sınırlı zaman dilimlerinde ve özel şartlarda normalden daha hızlı veri transferi sağlarlar.

SCSI

Small computer System Interface’in kısaltılmış şeklidir. SCSI arabirimi seri ve paralel portlardan daha hızlı veri transfer oranı sağlar. (saniyede 80 Megabyte veri iletimi sağlayabilir). SCSI arabirimlere diskin dışında yazıcı, CD-ROM gibi çeşitli aygıtlar bağlanabilir. Bu yüzden SCSI basit bir arabirimden çok bir giriş/çıkış yoludur. SCSI arabirimi bir ANSI standardı olmasına rağmen çeşitli varyasyonları bulunmaktadır. Bu yüzden İki SCSI arabirimi birbiri ile uyumlu olmayabilir. Günümüzde kullanılan SCSI arabirimleri aşağıdadır.

SCSI-1 : 8 bitlik bir yol kullanır ve 4 MBps lik bir veri transfer hızını destekler.

SCSI-2 : SCSI-1 ile aynıdır, fakat 50 pinlik konnektörler kullanırlar. ve birden fazla aygıtın bağlanmasına izin verirler.

Wide SCSI : 16 bitlik veri transferini desteklemek için daha geniş bir kablo kullanırlar.

Fast SCSI : 8 bitlik yol kullanırlar, fakat 10 MBps’lik veri transferini desteklemek için saat hızını ikiye katlarlar.

Fast wide SCSI : 16 bitlik yol kullanır ve 20 Mbpslik veri transfer hızını destekler.

Ultra SCSI : 8-bitlik yol kullanır ve 20 MBps’li veri transfer hızını destekler.

SCSI-3: 16 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik veri transfer hızını destekler. Ayrıca Ultra Wide SCSI de denir.

Ultra2 SCSI: 8 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik veri transfer hızını destekler.

Wide Ultra2 SCSI: 16 bitlik bir yol kullanır ve 80 MBps’lik veri transfer hızını destekler.

SCSI aygıtların dürümlerine göre 15 aygıta kadar sisteme bağlayabilir. SCSI’ler IDE arabirimlerinden farklı olarak rasgele erişim yöntemini kullanırlar. IDE’ler ise sıralı erişim yöntemini kullanırlar. SCSI arabirimleri IDE’lerden daha hızlıdırlar. Ancak daha da pahalıdırlar. Dünya piyasının yaklaşık %10’unda varlar. IDE’ler ise ucuz olmaları ve artık anakart üzerinde tümleşik olarak gelmeleri sebebi ile daha fazla tercih edilmiştir. Bir sabit diskin kapasitesi şu şekilde hesaplanır.

Silindir sayısı*Sektör Sayısı*kafa sayısı*512’dir

1024 silindir, 256 kafa ve 63 sektör parametrelerine sahip bir sabit diskin kapasitesi: 1024*256*63*512=845571864 Byte’dır. Bu da yaklaşık 8.4 Gigabyte’dır. Sabit diskler ile gelen önemli bir kavram da partisyon kavramıdır. Partisyon kabaca diskin üzerinde oluşturulmuş bölümlerdir. Bir diskte sadece bir partisyon olabileceği gibi birden fazla da partisyon olabilir. Bir partisyon hangi amaç ile oluşturulmuş olursa olsun o partisyona ulaşım yapacak işletim sistemine uygun bir dosya sistemi ile biçimlendirilmelidir. Bu genellikle işletim sisteminin sorunudur ve işletim sistemi birden fazla dosya sistemini destekleyebilir. Partisyonların isimlendirilmesine gelince ilk olarak primary master konumundaki partisyon c’den itibaren isim almaya başlar. Sonra master diskinizde birden fazla partisyon var ise onlar isimlendirilmeye başlar. Örneğin Primary master’daki disk ikiye bölünmüş ise birincisi C: ikincisi ise D: ismini alır. Buradaki bölümleme işlemi mantıksaldır. Eğer, ikinci bir sabit disk var ise bu disk fiziksel olduğu için D: harfini alır. Mantıksal olarak bölümlenmiş diskin ikinci bölümü ise E: harfini alır. Dosya sistemlerinde yaygın olanlarından biraz bahsedelim.


NTFS ve FAT dosya sistemleri hakkında açıklamalar.

Dosya sistemleri bilgisayarların saklama ortamlarını kullanmamızı sağlar.windows ile kullanılan temelde 2 ayrı dosya sistemi mevcut.FAT dosya sisteminden başlayalım..

FAT(file allocation table) dediğim gibi bir dosyalama sistemidir.windowsun eski sürümlerinden itibaren FAT16 kullanılmaktaydı fakat win98 le beraber FAT32 dediğimiz dosya sisteminini geliştirdiler.
fat32 sadece fat16 nın biraz gelişmiş hali.aynı temel üzerine kurulmuşlar.FAT32 de cluster alanları küçültülmüş ve daha bütük bir partition büyüklüğü sağlanmıştır.

cluster demişken tanım yapayım

cluster sabit disk üzerinde parçalara ayrılmış küçük alanların herbiridir.

bir dosyayı yada programı disk üzerine kaydetmek demek,verilerin bu cluster dediğimiz küçük alanlara yazılmasıyla gerçekleşir.daha küçük cluster alanı HDD alanının daha ekonomik kullanılması demektir.

hernekadar günümüzde bu forumda FAT16 kullanan arkadaşımız olmasada fat32 nin 16 ya göre bazı avantajlarını yazalım.

-2tb büyüklüğe kadar sabit disk alanı destekler.
-sistemin kötü kapatıldığını otomatik belirler ve açılışta scandisk otomatik devreye girer
-veri koruma yöntemleri daha gelişmiştir
-daha küçük cluster alanı ile(4 kb) harddiskinizi daha verimli kullanmanızı sağlar.

FAT16 istenildiği zaman fat32 ye çevrilebilir.yani convert edilebilir.bunu pattition magic gibi 3. parti programlarla yapabileceğiniz gibi windowsunda convert aracı mevcuttur.

NTFS windows NT ile geliştirilmiş bir dosya sistemidir.(NT file sistem) disk kullanımı ve güvenlik yönünden kesinlik FAT ten çok gelişmiş özellikleri vardır.

* active directory ile ağ kaynaklarını daha iyi yönetir.domain controller olan pc ler için gereklidir.opsiyonel diildir yani.
*file encryption(dosya şifreleme) ile dosyaların şifrelenmesine olanak sağlar
*remote storage ile taşınabilir saklama alanlarının yönetimini gerçekleştirir.
*her kullanıcı için sınırlı disk kotası kullanımı sağlar.
*büyük disk alanlarına destek verir.büyük HDD lerin nTFS ile formatlanması verimi artıracaktır.
*uzun dosya adlarını destekler.
*kayıt tutan bir dosya sistemidir
*scandisk chkdisk gibi hata yönetim araçlarına fazla gereksinim duymaz.dosyalar 1k lık cluster alanlarında detayları ile bulunur ve kendi kendini optimize etme yeterliliği vardır.

NTFS nin genel özelliklerine baktıktan sonra fat32 ile kıyaslama yapalım
-------------------------------------------
* NTFS harddiskteki dağınıklıktan etkilenmez.yani disk birleştirme işlemine daha az ihtiyaç duyarsınız.FAT32 de ise durum bunun tam tersidir.sık sık disk defrag yapmazsanız aşırı derecede yavaşlama olur.

*FAT32 de tek bir dosya için desteklenen max bir boyut vardır(2 yada 4 gb dı unuttum ) fakat NTFS de tek bir dosya nekadar büyük olursa olsun açılış hızında fazla bir değişiklik yaşanmaz.

* disk birleştirme yaptığınızda eğer büyük bir harddiskiniz varsa kesinlikle daha hızlı olur defrag sonunda.

*NTFS de dediğim gibi log tutulduğu için ve veriler 1kb alana yazıldığı için elektrik kesintisi,sistemin yanlış kapanması gibi durumlarda otomatik olarak diski kararlı hale getirmeye çalışır FAT32 de ise scandisk yada chkdisk yapılması zorunludur.

*cluster alanları küçük olduğu için açılıştaki hız çok daha fazladır.NTFS dosya sistemi kullanılan os'lerde açılışta okunması gereken veri FAT32 ye göre çok düşük olur ve sistem daha hızlı açılır.

*yine bu verilerin 1KB lık girişler halinde loglanması sebebiyle büyük dosyalarda istenilen bölüme ulaşma daha hızlı gerçekleşir. FAT32 de ise HDD daha dağınık olduğu için bir divx açarken büyük boyutlu bir klasör açarken daha yavaş açılmaktadır.

----------------------------------
fat32 dosya sisteminide windowsun convert aracıyla yada 3. parti bi yazılımla NTFS te çevirmeniz mümkündür.

dos altında "CONVERT sürücüadı: /FS: NTFS" yazmanız yeterlidir.ama ben bu convert işlemleri için kullanımı çok kolay olan Partition Magic programını öneriyorum.
-------------------------------------------------------------------
windows longhornla beraber WİNFS adlı yeni bir dosya sistemi gelecekmiş.bunuda merakla bekliom nası bişey olacak acaba.

NTFS ile ilgili bir kaç ufak bilgi daha vereyim,biliosunuzdur zaten NTFS yi NT/2000/XP sistemleri desteklemekte.yani bu işletim sistemlerini kullanıyorsanız ntfs olarak sabit diskinizi formatlamanız öneriliyor.

sadece belli durumlarda FAT32 ile NTFS arasında fazla bir fark olmadan(hız açısından) kullanabilirsiniz.oda şu ki :
-eğer HDD niz 32gb dan küçükse ve xp/2000 kullancaksanız fat32 yada ntfs olarak formatlamanız birşeyi değiştirmez.güvenlik konusu hariç tabi

birde RAM iniz çok düşükse NTFS den fazla verim alamazsınız.bence FAT32 kullanacağınıza bu gibi durumlarda,hiç xp yada 2000 kurmadan direk 98 kurun.yada yeni ram alın.zaten xp için minimum önerilen ram miktarı bile 128 di yanlış hatırlamıyorsam.

98/me gibi sistemler ise bilmeyenler için belirteyim NTFS dosya sistemini desteklemez.FAT32 olarak formatlamanız lazım.
--------------------------------
bir kaç ipucuda vereyim sık sorulan sorularla ilgili

eğer pc de 98/me ile beraber xp kurmayıda düşünüyorsanız ayrı bir partitiona önce 98/me yi kurun.
dosya sistemleri arasında çeviri yapacaksanız verilerinizi yedekleyin.
özellikle bir alt kademedeki dosya sistemine geçecekseniz; örneğin NTFS den FAT32 ye geçecekseniz veri kaybı olasılığı daha yüksektir.

partitionlar arası veri dosya aktarma gibi bir düşünceniz varsa 98 yada me nin NTFS yi görmediğini unutmayın.

bir partitionu kaldırdığınızda hala açılış ekranında dual boot seçenekleri geliyorsa ve sizden sistemi hangi işletim sistemi kullanarak açılacağını soruyorsa bundan "boot.ini" dosyasında o sisteme ait satırı silerek kurtulun.

Not: Alıntıdır.