İKİNCİL BELLEKLER (hafıza birimleri)

İKİNCİL BELLEKLER

 Verilerin kalıcı olarak saklandığı yerdir. Dış bellek birimleri sabit diskler, disketler, CD’ler ve teyplerdir. Günümüzde birimi giga byte (GB)’dır 

Ana belleğe göre daha yavaş çalışan bu ünitelerin bilgisayar sistemlerinde kullanılmalarının birçok nedeni vardır.

            Ana bellek uçucudur. Elektrik kesilmesi halinde ana bellekte saklanan bilgiler kaybolur. Oysa ikincil belleklerde manyetik ya da optik teknoloji kullanıldığından güç kapatıldığında veriler kaybolmaz. Belirli çerçeve koşulları sağlandığı sürece uzun yıllar saklanabilir [2].

İkincil bellek kapasitesi ana bellekle karşılaştırıldığında neredeyse sınırsızdır [2].

İkincil bellek ünitelerinin taşınabilir olması, bilgilerin kaybolmadan uzun süre saklanabilmesi, ve ucuz olması nedeniyle ikincil bellek kullanımı bilgisayarlarda bir gereksinim haline gelmiştir.

Manyetik Disk

Manyetik disk manyetik olmayan bir dairesel plakanın manyetikleştirilebilir malzeme ile kaplanmasından oluşur. Manyetik olmayan alt plaka ya direk olarak alüminyumdur ya da alüminyum alaşımı bir maddeden yapılmıştır [3].

DİSKETLER

            Disketler, küçük veri depolama birimleridir. Küçük boyuttaki verilerin taşınması ve yedek olarak tutulması gerektiği yerlerde, pratik ve yoğun olarak kullanılır.

Disketlerde bilgiler iç içe sıralanmış çemberlerde saklıdır. Her bir çembere “track” adı verilir. Disket yüzeyi birçok track’ a bölünmüştür. Bu bölünme disk yüzeyinde en dıştan en içe doğru

olmaktadır. Çemberler de sektörlere (sector) ayrılmıştır.

CD’LER

            CD, Compact Disk sözcüklerinin baş harflerinden oluşan teknolojidir. Bütün CD’lerin çapları 12 cm’dir kalınlıkları 1.2 mm’dir ve birden fazla tabakadan oluşurlar. Bunlar sırasıyla etiket yüzeyi, koruyucu tabaka, pit, land alanları ve polikarbonat alt tabakadır. Taşıyıcı kısmı oluşturan CD’deki kalın tabakadır. Bu taşıyıcı tabakanın üzerinde ise bilgilerin kaydedildiği kısım yer alır. Bilgiler okunurken bu kısımdan yansır. Bilgilerin yazıldığı kısımda koruyucu bir kaplama bulunur. Bunun sayesinde hassas kısım UV ışınlarından korunur.

CD’lerde yazılabilen kısım 0.05 ile 0.1 mikrometre arasındaki mikroskobik girintilerden oluşmaktadır. Derinliği 120 nanometre olan bu girintilere pit denir. Pit’ler arasındaki araya da yani tümsek kısma land adı verilir.

CD-R

Bir kere yazılan CD’lerde veri değiştirilemez. CD yazıcı, veriyi lazer ışınlarıyla yazar ve bu işlem sırasında 300 celsius’luk bir ısıyla ışın renkli yüzeye düşer. Bu sayede bu ısımda bir derinleşme gerçekleşir. Yani pit oluşur. Pitlerin oluşması landlarında oluşması anlamına gelir. Pitlerin ve landların oluşmasıyla veriler CD yüzeyine yazılmış olur.

CD-RW

Bir kere yazılabilen CD’lere göre bu teknoloji  veriyi CD’ye hem yazar hem de siler.

CD-RW’nin yazılması sırasında yazıcı renkli yüzeye yoğun lazer ışınları yollamaktadır. Bu esnada ısı 500 celciusu bulabilir. Bu işlemden hemen sonra renkli madde hemen soğur. Soğuyan kısım 200 celciusa kadar tekrar ısıtıldığında daha yavaş soğuyarak kristalleşir ve veri silinir. Bu sayede CD-RW tekrar yazılmaya elverişli hale gelir.

SABİT DİSKLER

Hard diskler, günümüz teknolojisinde, büyük boyutlardaki verilerimizi uzun vadeli saklamak için kullandığımız bileşenlerdir.

Bir hard disk dört temel bileşenden oluşur. Manyetik disk tabakaları, elektrik motoru ve mili, okuma yazma kafaları ve elektronik devreler 

Manyetik Disk Plakaları

Manyetik disk tabakaları esnek olmayan ve metal ya da plastikten imal edilen parçalardır ve üzerleri Demir Oksit veya diğer manyetize edilebilir bir madde ile ince bir katman halinde kaplanmıştır. Bu plakalar yuvarlaktır ve ortalarından elektrik motorunun miline bağlıdır.

Bir hard diskin içinde birden fazla disk plakası olabilir ve bu plakaların tümü aynı hızda döner [4].

Okuma Yazma Kafaları

Her disk plakasının iki tarafında bulunan kollar üzerinde ise okuma yazma kafaları bulunur. Bu kollar diskin merkezinden dış yüzeyine kadar hareket edebilir ve diskin dönmesi ile tüm disk yüzeyini tarayabilecek bir hareket sağlanmış olur.

Elektronik bileşenler ise bilgisayarın ürettiği komutları yerine getirerek kolların ve okuma yazma kafalarının hareketini kontrol ederek istenen disk plakasının istenen yerine verilerin yazılmasını ya da buradaki verilerin okunarak sisteme gönderilmesi işlemini yönetir [4].

Disk Yüzeyleri

İzler (Tracks): İzler disk yüzeyinde eş merkezli çemberlerdir. Bu izler üst üste bütün disklere aynen yerleştirilir ve böylece her iz dikey olarak aynı hizaya gelir.

Sektörler (Sectors): Her bir izin kısa yaylara bölünmüş kısmına sektör adı verilir. Her sektör 512 baytlık veri depolar.

Veriler Diskin Yüzeyine Nasıl Yazılır ve Nasıl Okunur?      

  Veriler disk yüzeyine ikilik düzendeki veri bitleri olarak yazılır. Her bit disk yüzeyinde manyetik bir alan olarak 1 ya da 0 karşılığı olacak şekilde (pozitif-negatif) kaydedilir.     

Veri yazma işlemi, okuma yazma kafalarının disk yüzeyinde manyetik kaplamaya elektriksel bir sinyal göndererek manyetik moleküllerin polaritesini değiştirmesi ile olur. Okuma işlemi de aynı şekilde manyetik kaplamanın moleküllerinin polaritesine göre algılanan elektriksel sinyallerin yan yana dizilmesi ile oluşur [4].

Herhangi güçlü bir sarsıntı okuma yazma kafalarının disk yüzeyindeki manyetik tabakaya çarparak çizilmesine neden olabilir. Bu “fiziksel” kusur disk yüzeyinde bad sector (bozuk alan) olarak adlandırdığımız ve onarımı mümkün olmayan sorunların oluşmasına yol açar.

Silindir Organizasyonu     

         Her yüzeyde birbirine karşılık gelen izlerin yukarıdan aşağıya doğru bir silindir oluşturması mantığından hareket eder. Yani aynı anda erişilmek istenen bilgiler değişik yüzeylerde fakat aynı iz üzerinde saklanır [2].

Hard Diskin Kapasitesini ve Performansını Belirleyen Özellikler

Dönüş Hızı: Plakaların dönüş hızıdır.

Erişim Süresi: Okuma/yazma kafasının disk üzerindeki bir noktaya ulaşması için geçen süre.

Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır.

Verilerin Tutulması ve Verilere Ulaşılması  Diskler kullanılmadan önce formatlanması gerekir.                                                         Fiziksel formatlama: Diskin üreticisi tarafından yapılır ve disk plakalarını temel bileşenleri olan izlere (tracks), bölümlere (sectors), silindirlere (cylinders) böler.                         Mantıksal Formatlama: Bir sabit disk, fiziksel olarak formatlandıktan sonra kullanılabilmesi için, mantıksal olarak da formatlanmak zorundadır. Mantıksal formatlama, disk üzerine bir dosya sistemi yerleştirir ve bu, diskin toplam alanının, boş ve kullanılmış alanlarının, işletim sistemi tarafından bilinmesini ve veri okunup yazılabilmesini sağlar.

Disk Parametreleri  Erişim Süresi: Merkezi işlemci tarafından talep edilen bir verinin yerinin bulunması için geçen süre ile bu verinin ana belleğe transferinin tamamlandığı sürenin toplamına denir.

Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır. Kullanılan arabirime ve diskin özelliklerine göre değişir.

Dönüş Hızı: Plâkaların dönüş hızıdır