▷ Sabit disk nedir ve nasıl çalışır?

Bugün bir sabit sürücünün ne olduğunu ve ne için olduğunu ayrıntılı olarak göreceğiz . Bugün depolama cihazlarının icadı için olmasaydı kişisel bilgisayarlarımız yoktu. Ayrıca, bu desteklerin bu kadar çok bilgi depolayabilmesi için mevcut olmasaydı, teknoloji o kadar gelişmiş olmazdı.

Sabit diskin bir bilgisayarın çalışması için kritik bir aygıt olmadığını biliyoruz, çünkü çalışabiliyor. Ancak veri olmadan bir bilgisayarın kullanışlılığı neredeyse sıfırdır .

İçindekiler dizini

Bu acı veya SSD'deki sabit diskler yavaş yavaş geleneksel sabit diskler üzerinde zemin kazanıyor, bu da bu makalede ele alacağız. Bununla birlikte, bu hala daha fazla depolama kapasitesi ve daha fazla dayanıklılık sunar. Şimdi bir sabit sürücünün ne olduğunu ve nasıl çalıştığını görelim

Sabit disk nedir?

Yapmamız gereken ilk şey bir sabit sürücünün ne olduğunu tanımlamak. Sabit disk, verileri kalıcı bir şekilde depolamak için kullanılan bir aygıttır, yani dijital verileri depolamak için manyetik bir kayıt sistemi kullanır. Bu şekilde kaydedilen bilgileri bir ortam üzerinde kalıcı olarak tutmak mümkündür (bu nedenle uçucu değildir). HDD'ler veya Sabit Disk Sürücüleri de denir.

Sabit disk, hermetik bir kutuya yerleştirilen ve yüksek hızda dönen ortak bir eksenle birleştirilen bir veya daha fazla sert plakadan oluşur. Normalde iki yüzü depolama için ayrılmış olan ördeklerin her birinde iki ayrı okuma / yazma kafası vardır.

Sabit sürücüler bilgisayarın ikincil belleğinin veya grafikteki, bellek seviyesi 5 (L5) ve altındaki vita'nın bir parçasıdır. Buna ikincil bellek denir, çünkü ana bellek (RAM bellek) bunları alıp CPU veya işlemciden talimatlar gönderip alabilir. Bu ikincil bellek, bir bilgisayarda bulunan en büyük kapasiteye sahip olan bellek olacaktır ve ayrıca geçici olmayacaktır. Bilgisayarı kapatırsak, RAM boşaltılır, ancak sabit disk değil.

Bir sabit sürücünün fiziksel bileşenleri

Bir sabit diskin çalışmasını bilmeden önce, bir sabit diskin sahip olduğu farklı fiziksel bileşenleri listelemek ve tanımlamak uygundur:

• Yemekler: bilgilerin saklandığı yer olacaktır. Yatay olarak düzenlenmişlerdir ve her plaka bir üst ve bir alt yüz olmak üzere iki yüz veya mıknatıslanmış yüzeylerden oluşur. Bu normalde metal veya camdan yapılır. Bilgileri saklamak için, pozitif veya negatif olarak mıknatıslanabilecekleri hücreler vardır (1 veya 0). Okuma kafası: okuma veya yazma işlevini gerçekleştiren öğedir. Plakanın her yüzü veya yüzeyi için bu kafalardan biri olacaktır, bu yüzden iki plağımız varsa dört okuma kafası olacaktır. Bu kafalar plakalarla temas etmez, bu olursa disk çizilecek ve veriler bozulacaktır. Bulaşıklar döndüğünde, oynatma kafası ile (yaklaşık 3 nm aralıklı) saymayı önleyen ince bir hava filmi oluşturulur. Mekanik kol: okuma kafalarını tutmaktan sorumlu elemanlar olacaktır. Okuma kafalarını içeriden dışarıya doğru doğrusal bir şekilde hareket ettirerek bulaşıkların bilgilerine erişim sağlarlar. Bunların yer değiştirmesi çok hızlıdır, ancak mekanik elemanlar nedeniyle okuma hızı ile ilgili birkaç sınırlama vardır. Motorlar: Bir sabit sürücünün içinde, biri plakaları normal olarak dakikada 5000 ila 7200 devir (rpm) hızda döndürmek için iki motorumuz olacaktır. Ayrıca mekanik kolların hareketi için başka bir tane daha olacak Elektronik devre: mekanik elemanlara ek olarak, sabit sürücü ayrıca kafa konumlandırması ve bunun okunması ve yazılması işlevlerini yönetmekten sorumlu bir elektronik devre içerir. Bu devre aynı zamanda sabit diski bilgisayar bileşenlerinin geri kalanıyla iletişimden sorumludur, plakaların hücrelerinin konumlarını RAM ve CPU belleği tarafından anlaşılabilir adreslere çevirir. Önbellek: mevcut sabit sürücülerde, elektronik plakalara entegre edilmiş ve fiziksel plakalardan RAM belleğine bilgi alışverişi için bir köprü görevi gören bir bellek yongası bulunur. Fiziksel bilgilere erişimi hafifletmek için dinamik bir tampon gibidir. Bağlantı bağlantı noktaları: Diskin arkasında ve paketin dışında bağlantı bağlantı noktaları bulunur. Normalde anakarta giden veri yolu konektörü, 12 V güç konektörü ve IDE'ler durumunda master / slave seçimi için jumper yuvaları içerir.

Bağlantı Teknolojileri

Sabit disk bilgisayarın anakarta bağlanmalıdır. Sabit disklere özellikler veya süreler sağlayacak farklı bağlantı teknolojileri vardır.

IDE (Tümleşik Aygıt Elektroniği):

ATA veya PATA (Paralel ATA) olarak da bilinir. Yakın zamana kadar sabit diskleri bilgisayarlarımıza bağlamak için standart yöntem olmuştur. 40 veya 80 kablodan oluşan bir paralel veri yolu üzerinden iki veya daha fazla cihazın bağlanmasına izin verir.

RAM ile sabit sürücü arasında doğrudan bağlantıya izin verdiği için bu teknoloji DMA (Doğrudan Bellek Erişimi) olarak da bilinir.

İki cihazı aynı veri yoluna bağlamak için, bunların master veya slave olarak yapılandırılması gerekecektir. Bu şekilde, kontrolör kime veri göndermesi veya verilerini okuması gerektiğini ve hiçbir bilgi geçişinin olmadığını bilecektir. Bu yapılandırma, cihazın kendisinde bulunan bir atlama teli üzerinden yapılır.

• Master: veri yoluna bağlanan ilk cihaz olmalı, normalde bir sabit disk bir DC / DVD okuyucusunun önündeki master modunda yapılandırılmalıdır. İşletim sistemi yüklüyse bir Ana Motosiklet Sabit Sürücüsünü de yapılandırmanız gerekir. Slave: IDE veri yoluna bağlı ikincil cihaz olacaktır. Köle olmak için önce bir usta olmalı.

IDE bağlantısının maksimum aktarım hızı 166 MB / s'dir. Ultra ATA / 166 olarak da bilinir.

SATA (Seri ATA):

Bu günümüz bilgisayarlarında mevcut iletişim standardıdır. Bu durumda, verileri iletmek için paralel yerine bir seri veri yolu kullanılacaktır. Geleneksel IDE'den çok daha hızlı ve daha verimlidir. Buna ek olarak, cihazların sıcak bağlantılarına izin verir ve çok daha küçük ve daha yönetilebilir otobüslere sahiptir.

Mevcut standart, 600 MB / sn'ye kadar aktarmaya izin veren SATA 3'te bulunur

SCSI (Küçük Bilgisayar Sistemi Arayüzü):

Bu paralel tip arabirim, yüksek depolama kapasitesine ve yüksek dönüş hızlarına sahip sabit sürücüler için tasarlanmıştır. Bu bağlantı yöntemi geleneksel olarak büyük depolama sabit disklerinin sunucuları ve kümeleri için kullanılmaktadır.

Bir SCSI denetleyicisi, 16 cihaza kadar papatya dizimi bağlantısında 7 sabit sürücü ile aynı anda çalışabilir. Maksimum aktarım hızı 20 Mb / s ise

SAS (Seri bağlı SCSI):

SCSI arabiriminin evrimidir ve SATA gibi seri olarak çalışan bir veri yoludur, ancak SCSI tipi komutlar sabit sürücülerle etkileşimde bulunmak için hala kullanılmaktadır. Özelliklerinden biri, SATA tarafından sağlananlara ek olarak, aynı veriyoluna birkaç cihazın bağlanabilmesi ve her biri için sabit bir aktarım hızı sağlayabilmesidir. 16'dan fazla cihaz bağlamak mümkündür ve SATA diskleriyle aynı bağlantı arayüzüne sahiptir.

Hızı SATA'dan düşük, ancak daha yüksek bağlantı kapasitesine sahip. SAS denetleyicisi SATA diskiyle iletişim kurabilir, ancak SATA denetleyicisi SAS diskiyle iletişim kuramaz.

Kullanılan form faktörleri

Form faktörleri ile ilgili olarak, inç cinsinden ölçülen birkaç türü vardır: 8, 5´25, 3´5, 2´5, 1´8, 1 ve 0´85. En çok kullanılan 3.5 ve 2.5 inç olmasına rağmen.

3, 5 inç:

Ölçümleri 101.6 x 25.4 x 146 mm'dir. Daha uzun olmasına rağmen (41.4 mm) CD çalarlarla aynı boyuttadır. Bu sabit sürücüler neredeyse tüm masaüstü bilgisayarlarda kullandıklarımızdır.

2, 5 inç:

Ölçümleri 69, 8 x 9, 5 x 100 mm'dir ve disket sürücünün tipik ölçümleridir. Bu sabit sürücüler daha kompakt, küçük ve hafif dizüstü bilgisayarlar için kullanılır.

Fiziksel ve mantıksal yapı

Bir sabit sürücünün fiziksel bileşenlerini gördükten sonra, veri yapısının sabit sürücünün her plakasına nasıl bölündüğünü bilmeliyiz. Her zamanki gibi, sadece bilgileri rastgele diske kaydetme meselesi değil, üzerlerinde saklanan belirli bilgilere erişime izin veren kendi mantıksal yapıları vardır.

İçeriğin fiziksel yapısı

Parça (track)

Diskin yüzlerinin her biri içten dışa her yüzün konsantrik halkalarına bölünür. Palet 0, sabit sürücünün dış kenarını temsil eder.

silindir

Onlar birkaç parça kümesidir. Bir silindir, plakaların ve yüzlerin her biri üzerinde dikey olarak hizalanan tüm daireler tarafından oluşturulur. Sabit sürücüde hayali bir silindir oluşturacaklardı.

sektör

İzler, sektör adı verilen yay parçalarına ayrılır. Bu bölümler veri bloklarının depolandığı yerdir. Sektörlerin boyutu sabit değildir, ancak 510 KB (bayt) kapasiteyle bulmak normaldir, bu da 4 KB'dir. Geçmişte, her lastik sırtı için sektörlerin boyutu sabitlendi, bu da daha büyük çaplı dış rayların boş deliklere sahip olması nedeniyle boşa harcandığı anlamına geliyordu. Bu, parkurun boyutuna bağlı olarak sektör sayısını (daha büyük yarıçaplı, daha fazla sektör) değiştirerek alanın daha verimli kullanılmasını sağlayan ZBR (Bölgelere Göre Bit Kayıt) teknolojisi ile değişti

küme

Tahsis birimi olarak da adlandırılan bu sektör bir gruptur. Her dosya belirli sayıda kümeyi kaplar ve belirli bir kümede başka bir dosya depolanamaz.

Örneğin, bir 4096 B kümemiz ve 2700 B bir dosyamız varsa, tek bir kümede yer alacak ve içinde de yer olacaktır. Ancak üzerinde daha fazla dosya saklanamaz. Bir sabit sürücüyü biçimlendirdiğimizde, ona belirli bir küme boyutu atayabiliriz, küme boyutu ne kadar küçükse, özellikle küçük dosyalar için üzerindeki alan o kadar iyi tahsis edilir. Aksine, okuma kafası için verilere erişmek daha zor olacaktır.

4096 KB'lık kümelerin büyük depolama birimleri için ideal olması önerilir.

İçeriğin mantıksal yapısı

Mantıksal yapı, verilerin içinde nasıl organize edileceğini belirler.

Önyükleme sektörü (Ana Önyükleme Kaydı):

Genel olarak MBR olarak da adlandırılır, tüm sabit diskin ilk bölümüdür, yani parça 0, silindir 0 sektörü 1. Bu alan, bölümlerin başlangıcı ve bitişi ile ilgili tüm bilgileri içeren bölüm tablosunu depolar. Mester Boot programı da saklanır, bu program bu bölüm tablosunu okumaktan ve aktif bölümün önyükleme sektörüne kontrol sağlamaktan sorumludur. Bu şekilde bilgisayar, etkin bölümün işletim sisteminden önyüklenir.

Farklı bölümlere kurulu birkaç işletim sistemimiz olduğunda, önyüklemek istediğimiz işletim sistemini seçebilmemiz için bir önyükleyici yüklemek gerekir.

Bölüm alanı:

Sabit disk, sabit diskin tamamını veya birkaçını kaplayan eksiksiz bir bölümden oluşabilir. Her bölüm sabit sürücüyü belirli sayıda silindire böler ve bunlara atamak istediğimiz boyutta olabilirler. Bu bilgiler bölüm tablosunda saklanacaktır.

Bölümlerin her birine etiket adı verilir. Windows'da C: D: C: vb. Harfler olacaktır. Bir bölümün etkin olması için bir dosya biçimine sahip olması gerekir.

Bölümlenmemiş alan:

Henüz bölümlemediğimiz, yani dosya formatı vermediğimiz belirli bir alan da olabilir. Bu durumda dosya depolamak mümkün olmayacaktır.

Adresleme sistemi

Adresleme sistemi, okuma başlığının, okumayı düşündüğümüz verilerin tam olarak bulunduğu yere yerleştirilmesini sağlar.

CHS (silindir kafası - sektör): Bu kullanılan ilk adresleme sistemiydi. Bu üç değer sayesinde okuma kafasını verinin bulunduğu yere yerleştirmek mümkün olmuştur. Bu sistemi anlamak kolaydı, ancak oldukça uzun konumlandırma yönleri gerektiriyordu.

LBA (mantıksal blok adresleme): bu durumda sabit diski sektörlere ayırırız ve her birine benzersiz bir sayı atarız. Bu durumda, talimat zinciri daha kısa ve daha verimli olacaktır. Şu anda kullanılan yöntemdir.

Dosya sistemleri

Dosyaları sabit diskte saklamak için bunun nasıl saklanacağını bilmesi gerekir, bu nedenle bir dosya sistemi tanımlamalıyız.

FAT (Dosya Ayırma Tablosu):

Diskin dizini olan bir dosya ayırma tablosu oluşturmaya dayanır. Her dosya tarafından kullanılan kümelerin yanı sıra serbest ve hatalı veya parçalı kümeler de saklanır. Bu şekilde, dosyalar bitişik olmayan kümelerde dağıtılırsa, bu tablo aracılığıyla nerede olduklarını öğrenebiliriz.

Bu dosya sistemi 2 GB'den büyük bölümlerle çalışamaz

FAT 32:

Bu sistem 2GB FAT sınırlamasını kaldırır ve daha büyük kapasiteler için daha küçük küme boyutlarına izin verir. USB depolama sürücüleri normalde bu dosya sistemini kullanır, çünkü farklı işletim sistemleri ve ses veya video oynatıcılar gibi multimedya cihazları için en uyumludur.

Elimizdeki bir sınırlama, 4 GB'den büyük dosyaları depolayamayacağımızdır.

NTFS (Yeni Teknoloji Dosya Sistemi):

Windows NT'den sonra Windows işletim sistemleri için kullanılan dosya sistemidir. FAT sistemlerinin dosyalarındaki ve bölümlerindeki sınırlamalar ortadan kaldırılmıştır ve ayrıca dosya şifrelemesini ve bunların izinlerinin yapılandırılmasını desteklediğinden, depolanan dosyalar için daha fazla güvenlik sağlar. Ek olarak, farklı bölüm boyutları için farklı küme boyutlarının tahsis edilmesine izin verir.

Bu dosya sisteminin sınırlaması, eski sürümlerde Linux veya Mac OS ile tam uyumlu olmamasıdır. Ve hepsinden önemlisi, ses ve video oynatıcılar veya TV gibi multimedya cihazları tarafından desteklenmez.

HFS (Hiyerarşik Dosya Sistemi):

Apple tarafından MAC işletim sistemleri için geliştirilen sistem. Bir birimi veya bölümü 512 B'lik mantıksal bloklara bölen hiyerarşik bir dosya sistemidir. Bu bloklar ayırma blokları halinde gruplandırılmıştır.

EXT Extended File System) ile ilişkili olan kısmını dışarı aktarmak suretiyle yedek oluşturmanız gerekir:

Linux işletim sistemleri tarafından kullanılan dosya sistemidir. Şu anda Ext4 sürümünde. Bu sistem büyük bölümlerle çalışabilir ve dosya parçalanmasını optimize edebilir.

En göze çarpan özelliklerinden biri, bundan önce ve sonra dosya sistemlerini yapabilmesidir.

Bir sabit sürücünün iyi olup olmadığını bilmek

Bir sabit diskin kapasitesini performans ve hız açısından belirleyen farklı önlemler vardır. Bir sabit diskin diğerinin performansının nasıl karşılaştırılacağını bilmek için bunlar dikkate alınmalıdır.

• Dönme hızı: sabit disk plakalarının dönme hızıdır. Daha yüksek hızlarda, daha yüksek veri aktarım hızlarına sahip olacağız, aynı zamanda daha fazla gürültü ve ısınma olacak. En iyi yol, 5400 rpm'den daha yüksek bir IDE veya SATA sürücü satın almaktır. SCSI ise, 7200 rpm'den fazla olduğu belirtilir. Daha yüksek dönme de daha düşük ortalama gecikme sağlar. Ortalama gecikme süresi: okuma başlığının belirtilen sektörde olması gereken zamandır. Oynatma kafası, sektörü bulmak için diskin dönmesini beklemelidir. Bu nedenle, daha yüksek devirde, daha düşük gecikme süresi. Ortalama arama süresi : belirtilen Parçaya ulaşmak için oynatma kafasını geçen süre. 8 ila 12 milisaniye arasındadır Erişim süresi : okuyucunun sektöre erişmesi için geçen süre. Ortalama gecikme süresinin ve ortalama arama süresinin toplamıdır. 9 ila 12 milisaniye arasındaki süre. Yazma / okuma süresi : Bu süre, dosya boyutuna ek olarak diğer tüm faktörlere bağlıdır. Önbellek: Diskten okunan verileri geçici olarak depolayan RAM gibi katı tip bellek. Bu şekilde okuma hızı artar. Önbellek ne kadar çok olursa, okuma / yazma o kadar hızlı olur. (çok önemli) Depolama kapasitesi: Açıkçası veri depolamak için kullanılabilir alan miktarıdır. Daha iyi. İletişim arayüzü: Verilerin diskten belleğe aktarılma şekli. SATA III arayüzü şu anda bu tür sabit diskler için en hızlı arabirimdir.

Donanım hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, makalelerimizi öneririz:

• Bir SSD'yi birleştirmek neden gerekli DEĞİLDİR?

Bununla bir sabit diskin nasıl çalıştığına ve nasıl çalıştığına dair açıklamalarımızı bitiriyoruz. Umarım bu sizin için çok yararlı olmuştur ve iyi bir sabit diske sahip olmanın önemini zaten biliyorsunuzdur.