19.08.19/18:38

Bilgisayar Donanımları İncelemesi

Başlatan data_grrr, 24.02.07/01:09

« önceki - sonraki »

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

data_grrr

Yazan: Kaan Adanalı
Bu dökümanın kopyalama, dağıtma, değiştirme izni GNU GPL (Genel Kamu Lisansı) Versiyon 2 altında verilmiştir.


Sabit Disk Sürücü

Bilgisayarlar her açılışta nasıl olur da işletim sistemlerini yükleyebilirler ya da üzerlerinde çalıştığımız belgeleri kaydettiğimizde bilgisayar kapansa bile nasıl onları tekrar geri getirebiliyoruz?

İşte bu basit gibi görünen işlevleri gerçekleştirmemizi sağlayan aygıta sabit disk sürücü (hard disk drive) denir. Bu nedenle sabit disklere bilgisayarların veri depoları denir. Bilgisayarın veri saklamak için kullanabileceği RAM, CD gibi diğer ortamlar da mevcuttur fakat RAM'deki veriler bilgisayar kapandığında uçacak, CD üzerinde ise okuma/yazma işlemleri çok zaman alacaktır. Sabit diskler ise hem üzerlerindeki veriyi CD'ler gibi korur hem de RAM kadar olmasa da okuma/yazma işlemlerini makul bir hızda gerçekleştirir.

Sabit diskin üzerinde veri saklayabilmesi onun fiziksel özelliğinden kaynaklanır, veriyi ne şekilde saklayacağı ise sabit diski kullanan işletim sistemiyle ilgilidir.

Sabit Diskin Fiziksel Yapısı

Sabit disk sürücü ne tamamıyla elektronik ne de tamamıyla mekanik bir aygıttır. Mekanik açıdan merkezinden geçen şaftın üzerinde üst üste bulunan diskler ve bu disklerin dönmesini sağlayan şafta doğrudan bağlı bir motor bulunur. Diskler döner durumda iken diske mikrometrik bir uzaklıkta yaklaşan veri okuma/yazma kafası ve bu kafayı disk yüzeyinde manyetik bir kuvvetle gezdiren kafa oynatıcısı bu mekanizmayı tamamlar. Elektriksel açıdan ise sabit disk yazma işlemini gerçekleştirmek için bilgisayarın anladığı türden olan dijital sinyalleri okuma-yazma kafasında bulunan elektromıknatısı aktif hale getirerek bir manyetik alana dönüştürür ve bu alan böylece diskte "bit" adı verilen en ufak noktaların manyetik özelliklerini değiştirerek kalıcı veriyi yazmış olur. Okuma işlemi ise bu durumun tersi olup kafanın manyetik özellik edinmiş bitlerden etkilenerek bunları elektrik akımına çevirmesiyle gerçekleşir. Son olarak sabit disk sürücünün elektronik kısmı olan disk controller, kafa mekanizmasının okuma/yazma işlemi sırasında disk yüzeyinde tam olarak nerede bulunması gerektiğini kontrol eder.

Disk controller'ın kafayı nereye yönlendirmesi gerektiğini bilmesi için bir adresleme sistemine ihtiyacı vardır. Bu adresleme diskin geometrik yapısını belirtir. Her disk controller diskin geometrik yapısını kendi içinde saklar [1]

Bu yapıya göre diskler track (iz), cylinder (silindir) ve sektörlerden oluşurlar.

Track (iz): Track tıpkı bir pikabın iğnesi ile plaktan veri okuması esnasında yaptığı harekete benzer. Aynı şekilde, sabit diskin okuma/yazma kafası disk yüzeyinde bir noktada konumlanmışken sabit bir hızla dönen disk kendi etrafında bir tur attığında oluşan dairesel ize track denir. Disk yüzeyinde bu iz boyunca veriler tutulur. Modern disklerin yüzeyinde on binlerce iz bulunur.

Sektör:
Eğer veri yazmak için sadece izler kullanılmış olsaydı adresleme bakımından çok ufak bir veri için bile bütün bir iz heba edilmiş olurdu. Bir benzetme yapmak gerekirse her su damlası için koca bir kova kullanmış olurduk. Bu nedenle iz parçalara ayrılmıştır ve disk üzerinde adreslenebilecek en küçük alana sektör denmiştir. Sektörler standart olarak 512 byte'tan oluşur.     

Silindir: Modern sabit disk sürücülerde üç ya da daha fazla sayıda disk bulunabilir. Bu diskler çift taraflı okuma/yazma özelliğine sahiptirler. Bu nedenle her bir disk için iki adet okuma/yazma kafası bulunur. Bu durumda üç disk için altı adet kafa bulunacaktır. Bu kafaları aynı mekanizma kontrol ettiği için kafalardan biri bir iz üzerine geldiğinde diğer kafalar da aynı dik doğrultuda bulunan diğer iz daireleri üzerinde konumlanacaklardır. Bu dairelerin alt alta gelmesi ise bir silindiri oluşturur. Bütün kafalar aynı silindir üzerinde bulunduğu için adreslemenin silindirden başlaması gereklidir.

Bu yapıya göre sabit disk ilgili sektörü bulmak için aşağıdaki örnek adreslemeyi kullanabilir:

Silindir numarası 1200 - Kafa numarası 0 - Sektör numarası 255

Aynı şekilde disk yazma işlemide belirli bir mantığa göre ilerler, örneğin sadece 2 kafalı bir sabit diskte;

Kafa 0, silindir 0-7 arasını doldurur. Sonra kafa 1, silindir 0-7 arasını doldurur. Sonra tekrar kafa 0, silindir 8-15 arasını doldurur ve bu böyle disk dolana kadar devam eder.

Bu nedenle sabit diskler rastgele erişilebilen hafıza sınıfına girerler.

Sabit Diskin Mantıksal Yapısı

İşletim sistemleri genellikle sabit disk üzerindeki sektörleri tek tek kullanmaz. Bunun en önemli nedeni eğer sektörler ayrı ayrı kullanılmış olsaydı -örneğin- 200 gigabyte'lık bir sabit diskte 400 milyonu aşkın sektörün yönetilmesi gerekli olurdu. Bunun yerine işletim sistemleri mantıksal olarak bir grup sektörü bir araya getirerek daha büyük yönetilebilen tek bir grup haline getirirler. Bu gruba cluster adı verilir ve bu bir dosya ya da dizinin disk üzerinde saklanabileceği en küçük alanı belirtir. Örneğin cluster büyüklüğü 4 Kb olan bir diske 9 Kb lık bir dosya yerleştirilirse dosya 4 Kb lık 2 ve 1 Kb lık 1 parçaya ayrılarak 3 ayrı cluster'da toplam 12 kb lık alan işgal etmiş olacaktır.

Cluster yönetimini işletim sistemleri gerçekleştirir ve bu dosya yönetim sistemlerinden en basiti File Allocation Table'dır(FAT). FAT temel olarak diske yazılan her dosyanın cluster parçalarının disk üzerinde nerede tutulduğunun kaydını tutar. Dosyaların ve klasörlerin özelliklerini (read-only,hidden vb.) belirten dizin girdilerini tutar ve ayrıca hangi clusterların kullanılmadığını da işletim sistemine bildirir.

FAT kullanan bir işletim sisteminde bir dosyayı açtığımızda sırasıyla aşağıdaki işlemler gerçekleşir.

C:\sifir.txt dosyasının açıldığını varsayalım. Dosyanın boyutu 9 Kb olsun. Dolayısıyla bu dosya 4 Kb lık cluster yapısında toplam 3 cluster'da tutulacaktır.
İşletim sistemi önce FAT içinde dosyanın özelliklerinin tutulduğu dizin girdisine bakar.
Dizin girdisinde her dosyanın başlangıç cluster adresi tutulur. Bu adresin 1000 olduğunu varsayalım.
Bu adresi alan işletim sistemi 1000 numaralı cluster'a gider ve cluster'daki veriyi okur. İkinci cluster'a gitmek için işletim sistemi yeniden FAT'e döner ve 1000 numaralı cluster'ın bilgisine bakar. FAT'de kayıtlı her cluster'da bir sonraki cluster'ın adresi yazılıdır. Böylece işletim sistemi 1001 numaralı cluster'a gider. Bu şekilde işletim sistemi 1002 numaralı 3. ve son cluster'a geldiğinde bir sonraki cluster'ın 65536 olduğunu öğrenir. 65536, dosya bitti; başka cluster yok demektir. Bu yapıya zincirleme cluster denir.

Sabit Diskin Performansı

Sabit diskler mekanik özelliklerinden dolayı diğer cpu, ram gibi elektronik sistem bileşenleri ile karşılaştırıldıklarında onlardan çok daha yavaştır. Bu nedenle sistemin en zayıf halkası olan sabit disklerin performansı göz önünde bulundurulmak zorundadır.

Veri Transfer Hızı:

Sabit diskin veri transfer hızı, sürücünün okuma/yazma kafasının saniyede ne kadar megabyte veriyi diskten okuyup diskin controller'ına aktardığını belirtir. Bu nedenle diskler ne kadar hızlı dönerse kafanın saniyede okuyabileceği bit sayısıda artacağı için veri transfer oranı artacaktır. Bu oran sabit diskten ram'e ya da işletim sistemine ulaşan veri miktarını yansıtmadığı için bilgisayarın gerçek veri transfer hızını göstermez.

Gecikme süresi (Latency):

Okuma/yazma kafası iz üzerinde aradığı verinin diskin dönmesi ile kendisine gelmesine beklerken oluşan gecikme süresine latency denir. Disk motoru ne kadar hızlı ise latency daha az olacaktır. Bu nedenle 10000 RPM hızında bir sabit diskin gecikme süresi 7200 RPM'den daha az olacaktır.

Erişim Süresi:


Gecikme süresi ile beraber okuma yazma kafasının ortalama ne kadar sürede silindirlerden veri okuyup yazmaya başlayabildiğini gösterir. Milisaniye ile ölçülen bu değer ne kadar düşük olursa o kadar iyidir.

Sıcaklık:

Çok yüksek hızlarda dönen diskler zamanla ısınırlar ve bunun sonucu olarak disk plakaları ısının etkisiyle ölçülebilir oranda genleşir. Bu genleşme gerçekleştiğinde sabit disk eğer bir okuma hatası ile karşılaşırsa daha önceden ayarlanmış bir kalibrasyon düzenlemesi yaparak doğru izleri okumaya başlar. Bu sistem sabit diske zaman kaybettirir. Bu nedenle sabit diskleri ısının etkisinden korumak gereklidir.



Arayüzler - Sabit Disk


Sabit disk arayüzü sabit disk ve sabit diskin veri alış verişinde bulunmak zorunda olduğu diğer aygıtların arasında bulunur ve bu işlevi gerçekleştiren bileşendir.


IDE/ATA (Integrated Drive Electronics):

İlk çıktığında ATA adı verilen bu arayüz,disk controller anakarta bağlı değil de sabit disk sürücünün içinde bulunduğundan Integrated Drive Electronics (IDE) adını almıştır. Serial ATA teknolojisinin ortaya çıkmasının ardından Parallel ATA (PATA) ismi de kullanılır olmuştur. ATA ilk çıktığında sadece sabit diskleri desteklese de zamanla CD-ROM ve DVD-ROM gibi diğer aygıtları da desteklemeye başlamıştır. Bu yeni gelen eklentiyle beraber ATA isimleri kervanına ATAPI de dahil olmuştur.

İşletim sisteminin I/O sistemi tarafından kontrol edilen veri transfer komutlarının ne kadar zamanda çalıştırılacağını ATA arayüzü belirler. Nanosaniye cinsinden ölçülen bu komut çalıştırma zamanı ne kadar düşük olursa saniyede gerçekleşen veri transfer miktarı artacağından ATA arayüzü disk performansını doğrudan etkiler.

ATA'nın kullandığı iki transfer çeşidi vardır. PIO (Programmed Input/Output) ve DMA (Direct Memory Access). ATA arayüzü bir diske bağlandığında diskin fiziksel yapısını öğrenerek transfer için uygun olan en iyi yapılandırmayı uygular. Modern işletim sistemleri de aynı şekilde en uygun olan DMA yapılandırmasını otomatik olarak gerçekleştirecektir.

ATA'da kendisine bağlanabilecek disk sayısı bakımından her birine iki disk bağlanabilecek iki ayrı arayüz bulunur. Bunlardan birincisine primary interface ikincisine secondary interface adı verilir. Bu şekilde toplam dört disk bağlanabilir. Disklere bağlantılar 40 pinlik kablolarla yapılır. Her kabloda iki konnektör bulunur. İlk arayüze bağlanacak aygıt kablonun en ucundaki konnektöre bağlanır. İkincisi ise ortadakine bağlanır. Bu iki aygıtın doğru bir şekilde çalışabilmesi için her birini ya master ya da slave olarak ayarlamak gereklidir. Bunun nedeni tek bir arayüzde iki adet IDE aygıtı bulunması halinde aynı arayüzde iki adet controller bulunacaktır. Oysa disklerin yönetimi tek bir controller'dan gerçekleşmelidir. Dolayısıyla master olan aygıt controller'ı aktif olan aygıttır.

Sabit disklerin arkasında bunun için gerekli olan master/slave jumper ayarları, jumper pozisyonları değiştirilerek sağlanır ve her disk için bu pozisyonlar değişiklik gösterebilir, bu konuda bir standart getirilmemiştir.

Genellikle sabit disk sürücüler hazır halde master ayarları ile geldiğinden herhangi bir jumper ayarına gerek kalmaz. Fakat ikinci bir disk özellikle işletim sistemi kurulacaksa slave ayarı yapılarak boot edilemez. O nedenle bu disk secondary interface üzerinde master olmalıdır.


Serial ATA (SATA):

Serial ATA, Parallel ATA'nın ardından geliştirilmiş bir teknolojidir. SATA'da ATA gibi sabit disk sürücüleri, optik disk sürücüleri anakarta bağlayabilir. İlk geliştirilen SATA 1.0 saniyede 150 MB okuma/yazma hızı sunar. Daha sonra geliştirilen SATA 2 bu hızı 300 MB/s'ye çıkartmıştır. SATA, ATA'dan farklı olarak, SCSI gibi hotswap özelliğine sahiptir. Bu özellik sayesinde SATA diskleri sistem açılıp kapatılmadan takılabilir.
ATA'dan daha az voltaj kullanmakla beraber kablolaması da daha basittir. Daha ince ve kısa kablolar kullanılır. ATA'dan daha başarılı bir şekilde hata tespit edebilir ve bunları düzeltebilir. Fakat ATA'dan ayrıldığı en önemli konu SATA'nın her aygıt için sadece bir adet controller kullanmasıdır. Bu nedenle her aygıt kendisine ayrılan 150 MB/sn'lik bant genişliğini tamamen kullanabilir. Bu aynı zamanda BIOS'da primary/secondary ve disk üzerinde master/slave ayarları yapılmayacağı anlamına gelir. Yine PATA'dan farklı olarak iki adet SATA kullanıldığında her aygıt bağımsız olarak çalışacağı için diğer aygıtın çalışmasını bitirmesini beklemeyecektir. PATA ile benzer olarak işletim sistemi SATA diskleri PATA için kullandığı komutlar ile kullanır. Dolayısıyla SATA diskler işletim sistemleri ile uyumluluk içerisindedirler.

İşletim sistemleri SATA controller'ları genellikle otomatik olarak tanısa da bazı controller'lar için kendi driver'larını işletim sistemi kurulmadan tanıtmak gerekebilir. Bunun için driver dosyalarının bulunduğu bir floppy diske ihtiyaç duyulur.


SCSI - Small Computer System Interface

Bugün PATA/SATA arayüzleri yüksek hızlarda çalışabilmesine rağmen üstlerine çok fazla yük bindiğinde aynı performansı gösteremezler. Özellikle çok fazla veri girdi çıktısı bulunan veritabanı ve web sunucularında bu performans kaybı kendini belli eder.

SCSI arayüzleri bu alanda yükse girdi/çıktı (I/O) performansı göstererek bu açığı kapar. Bu I/O performansındaki artış SCSI host adaptörleri aracılığıyla gerçekleşir. SCSI adaptörü ISA/PCI slotlarına takılan ve SCSI aygıtlarının bilgisayarla bağlantısını sağlayan aygıttır. SCSI adaptörü SCSI controller yerine geçmez. SCSI controller SCSI disklerinin içinde bulunur.

SCSI aygıtlarında bağlantıyı sağlayan konnektörler ATA'dakilere görüntü bakımından çok benzer. Farklar pin sayılarından gelir. SCSI konnektörlerinde 50 ya da 68 pin bulunur. Bazı yeni tipte SCSI konnektörlerinde 80 pin de bulunur. Bu konnektör güç bağlantısı sağlamanın yanında diske hot swap fonksiyonu da sağlar. Yeni geliştirilmiş olan Seri SCSI'ler daha küçük konnektörler kullanır. SATA ile uyumlu olanlar olduğu gibi 40 pinli yapıda olanlar da vardır. SCSI kablolarında bu konnektörlerden 8 adet bulunması mümkündür.

SCSI sabit diskleri BIOS üzerinden kurulmaz, bilgisayarın açılışı sırasında girilebilen kendi BIOS'larına sahiplerdir. SCSI BIOS'unda hangi diskten boot edileceği gibi CMOS BIOS'takine benzer ayarlar yapılabilir.

SCSI'lerde ATA'da olduğu gibi master/slave ayarları da bulunmaz. SCSI'de SCSI controller'ın yöneteceği aygıtların SCSI ID numaraları belirlenmek zorundadır. Bu numaralar 0-7 arasındadır ve her diskin jumper ayarlarıyla belirlenir. Bu durumda ilk diski konfigüre ederken jumper ile 0 ID'si verilmelidir. Aynı şekilde ikinci disk için de 1 ID'si verilebilir.



[1] Eskiden diskin fiziksel geometrik yapısı BIOS içinde konfigüre edildiği için disk üreticileri ATA adlı bir standart geliştirmişlerdir. Bu nedenle bu diskler ATA olarak anılırlar.


Yazan: Kaan Adanalı
Bu dökümanın kopyalama, dağıtma, değiştirme izni GNU GPL (Genel Kamu Lisansı) Versiyon 2 altında verilmiştir.

Optik Sürücüler

İlk örnekleri 1980'lerde geliştirilmeye başlayan optik sürücü ve diskler ilk zamanlarda sadece ses kayıtları taşırlarken, bilgisayarlarda kullanılmalarının ardından günümüzün vazgeçilmez donanımları haline gelmiştir. Compact Disc (CD) ve Digital Versatile Disc (DVD) adı verilen bu medyalar ucuzdurlar, kolayca kopyalanabilirler, verileri yıllarca saklayabilirler ve çevresel şartlardan çok fazla etkilenmezler.[1]

Optik disk üzerinde veriler sabit disklerden farklı olarak dıştan içe doğru devam eden tek bir iz üzerinde ve bu izin üzerinde lazer ışınları aracılığıyla yaratılmış çukurlar ve düzlükler halinde okunur.

Çukur optik diskin çok ince metalik katmanına optik sürücünün lazer ışınını belirli bir güç ile çok küçük bir noktaya yoğunlaştırması ve bunun sonucu olarak açığa çıkan çok yüksek (200-500 santigrad) ısının o noktayı eritmesi nedeniyle ortaya çıkar. Bu nedenle optik sürücülerin içine bakılmaması gereklidir.

Çukurlar arasındaki bölgelere ise düzlük denir. Bir optik sürücü diskin dönmesi esnasında disk yüzeyini lazer ışınıyla tararken, ışının altından geçen çukurlar ve düzlükler farklı şekilde ışık yansıtırlar. Bu farklılığı ölçen sürücünün fotodiyotu bunları elektriksel sinyallere dönüştürür. Çukurdan düzlüğe ve düzlükten çukura olan her değişim 1 olarak tanınır. Değişim olmaması ise 0'ı ifade eder.

Optik Sürücü Çeşitleri

CD-ROM Sürücü: Her türlü CD-ROM diskini okuyan bu sürücüler ilk geliştirilen sürücülerdir. Disk üzerine yazabilme özelliği bulunmaz.
CD-R Sürücü: Her türlü CD-ROM diskini okuyabilirler. Buna ek olarak CD-R disklere yazabilirler. CD-R diskleri üzerine yazılan veriler bir daha silinemez bu nedenle disk dolunca bir daha yazmak mümkün değildir.
CD-RW Sürücü: Her türlü CD-ROM diski okuyabilirler. Ek olarak CD-R ve CD-RW disklere yazabilirler. CD-RW diskleri üzerindeki veriler silinip tekrar tekrar yazılabilirler.
DVD-ROM Sürücü: Her türlü CD-ROM ve DVD-ROM diskini okuyabilirler. Yazabilme özellikleri yoktur.
DVD-RW Sürücü: CD-ROM,DVD-ROM diskleri okuyabilir ve CD-R,CD-RW,DVD-R,DVD-RW disklere yazabilirler.

Optik Sürücü Performansı

Optik sürücülerin performansları yaptığımız işin niteliğine göre belirli noktalarda önem kazanmaktadır.

Veri Transfer Hızı: Veri transfer hızı ya da oranı optik sürücünün, kendisinin bağlı olduğu arayüze (atapi ya da scsi) saniyede ne kadar miktarda veri aktarımı yaptığını gösterir. Veri transfer hızını belirleyen en önemli etken sürücünün ne kadar hızda diski döndürdüğüdür. Bu dönüş hızı sürücülerde X işareti ve önündeki çarpan sayısıyla belirlenir. 1X demek sürücünün saniyede 150 Kb'lık veri aktarımı yapabildiğini gösterir. 60X hızlı bir sürücünün bu durumda saniyede aktarabileceği veri miktarı teorik olarak 60 x 150 kb = 9000 kb/sn'dir. Fakat sürücüler her zaman bu hızda dönmezler, diskin merkezine doğru gidildikçe çap küçüldüğünden hız da aynı oranda düşecektir.

Erişim Süresi: ATAPI sürücülerin ortalama erişim süreleri 100 ve 200 ms arasında değişmektedir. Erişimin gerçekleşmesi için diskin sabit dönüş hızına ulaşması ve sürücünün disk yüzeyinden rastgele bir veriye ulaşması gereklidir. Bu nedenle bu süre ne kadar kısa ise o kadar iyidir. SCSI sürücüler erişim konusunda daha başarılıdır (sabit olarak 85 ms) ve bu sürücüler optik disklerin çok fazla sorgulanması gerektiği durumlarda faydalı olurlar.

Tampon Bellek: Sürücünün tampon bellek boyutu da diğer faktörler kadar önemli olmasa da performansı etkiler. Tampon bellek okunan verileri önceden kendi hafızasında tutar, böylece kısa süreli performans düşüklüğü yaşanan durumlarda bunun farkedilmesini engeller.


Optik Sürücü Arayüzleri


Bugün en yaygın olarak kullanılan IDE optik sürücüler ATAPI arayüzünü kullanır. Optik sürücüler bu nedenle aynı sabit disk bağlantı kablosundaki iki konnektörden birine ya da ayrı bir kabloyla arayüzün ikincil kanalına bağlanabilir. Bağlantılar yapılırken bazı noktalar göz önünde bulundurulmalıdır. Herhangi bir bağlantı yapılmadan önce optik sürücünün birincil(primary) arayüze mi yoksa ikincil (secondary) arayüze mi kurulacağı belirlenmelidir. Bunun ardından ise aygıtın bağlandığı arayüzde Master mı yoksa Slave mi olacağı belirlenmelidir. Optik sürücülerin de sabit disk sürücüler gibi Master/Slave ayarları yapılabilen jumper konumları bulunur. Master/Slave ayarı yapılırken her ide arayüzünde önceliği sabit disk sürücüde olduğu unutulmamalıdır. Eğer ikincil arayüz boşta kalabiliyorsa optik sürücü ikincil arayüze Master olarak bağlanmalıdır. İki optik sürücü olduğu durumlarda ise sürücüleri farklı arayüz kanallarına koymak faydalı olacaktır.


[1] Disklerin etiket kısmı (üst) çevresel faktörlere karşı en nazik olan kısımdır. Bu kısım aynı zamanda diskin veri yazılan katmanına en yakın olan yüzey olduğu için ufak bir çizik bile verilerin kaybolmasına sebebiyet verebilir. Diskin alt tarafı ise sağlam polikarbonat tabakadan oluşur. Bu yüzeyin de çizilmemesine dikkat edilmelidir.


data_grrr

Yazan: Kaan Adanalı
Bu dökümanın kopyalama, dağıtma, değiştirme izni GNU GPL (Genel Kamu Lisansı) Versiyon 2 altında verilmiştir.

Yazıcılar

Dökümanlar ya da grafikler bilgisayar ortamında sadece elektronik formatta bulunabilir. Fakat günlük hayatta dökümanları çoğu zaman kağıt ortamında saklamaya ihtiyaç duyarız. Bu nedenle yazıcılar bilgisayarda bulunan dökümanların kopyalarını kağıt üzerine yazabilen donanımlar olarak geliştirilmişlerdir.

Yazıcılar farklı teknolojiler kullanabilirler ve kullandıkları baskı teknolojisine göre sınıflandırılırlar. Baskı teknolojisini yazıcının yazma işlemini gerçekleştiren mekanik kısmı belirler. Yazıcının bu kısmı yazma işleminin ne kadar kaliteli olacağını ve ne kadar sürede bitireleceğini doğrudan etkiler.

Yazıcılar arasında üç ana teknoloji bulunur:


Nokta Vuruşlu Yazıcılar (DOT Matrix Printer):

Bu tür yazıcıların üzerlerinde genellikle iğneler ya da teller bulunan yazma kafaları bulunur. Bu kafadaki iğneler tıpkı bir çekiç gibi çalışarak kağıtla kendisi arasında bulunan şeritten mürekkebin kağıda geçmesini sağlar. Bu iğnelerin yarattığı noktalar birleşerek bir harfi oluşturur. Bu mekanizma en eski teknolojilerdendir ve günümüzde yerini diğer teknolojilere bırakmıştır. Ancak günümüzde karbon kopyaların kullanıldığı resmi dairelerde, muhasebe bürolarında bu tip yazıcılara rastlamak mümkündür.

Mürekkep Püskürtmeli Yazıcılar (Inkjet Printer):

Günümüzde ev ve ofislerde en yaygın olarak kullanılan yazıcı çeşitleridir. Baskı kalitesi nokta vuruşlu yazıcılara göre çok daha yüksektir ve bazı çeşitleri lazer yazıcılar kadar keskin fotoğraf kalitesi sunabilir. Bu tip bir mekanizmaya sahip olan yazıcılar adının da belirttiği gibi kağıt üzerine mürekkebi püskürterek yazarlar. Püskürtülen mürekkep kartuşlar içersinde saklanır ve bu kartuşların üzerindeki deliklerden çok küçük miktarlarda kağıt üzerine aktarılarak grafiklerin ya da yazıların oluşması sağlanır. Kartuşlardaki mürekkep tükendikçe bunların değiştirilmesi gerekir.


Lazer Yazıcılar:

Bu tip yazıcılar kağıt üzerine baskıyı lazer teknolojisi kullanarak gerçekleştirirler. Bu teknoloji fotokopi makinelerinde kullanılan teknolojiden evrilmiştir. Yazma işlemi lazer yazıcının, renk veren parçası olan toner aracılığıyla şekilleri oluşturacak pigmentleri yüksek ısı ve baskılama kullanarak (ütüleme gibi) kağıda yapıştırmasıyla gerçekleşir. Bu mekanizma mürekkep püskürtmeli yazıcılardan daha hızlı çalışır.


Yazıcı Performansı ve Kalitesi

Yazıcı performansı konusunda düşünülmesi gereken ilk şey baskı hızıdır. Bu hız günümüz yazıcılarında pages per minute(ppm) - dakikada basılan sayfa sayısı ile ölçülür. PPM için baz alınan dosya biçimi standart siyah beyaz yazı dosyalarıdır. PPM aracılığı ile bir yazıcının bir süre zarfında ortalama ne kadar baskı verebileceği ölçülebilir. Mürekkep püskürtmeli yazıcılar alt ve üst seviye olarak 2-10 arası ppm hızına erişebilirken, lazer yazıcılar bu konuda çok daha yüksek performans gösterirler. Orta seviye bir lazer yazıcı 16 ppm ile yazabilir. Günde yüzü geçmeyen sayıda baskı alınacaksa normal bir inkjet ya da alt seviye bir lazer yazıcı uygun olabilir. Yüzlerce baskı gerektiği durumlarda orta seviye lazer yazıcı, binlere ulaşıyorsa üst seviye bir lazer yazıcı kullanımı düşünülmelidir.

RAM'de yazıcı performansını etkileyen faktörlerdendir. Yazıcılar üzerlerinde değişik miktarlarda RAM ile beraber gelirler. Bu dahili hafıza, büyüklüğü ile orantılı olarak yazıcı performansını olumlu şekilde etkiler. En büyük avantajı yazdırma işlerinin bir kısmı önceden yazıcı hafızasına taşınabilmesidir. Bu sayede bilgisayar kaynakları daha az ve verimli kullanılmış olur. Bir diğer avantaj da yazdırılacak dökümanın basılmaya hazır formata yazıcı üzerinde getirilebilmesidir.

Dökümanların yazılmaya hazır hale gelmesi için bilgisayardan yazıcıya gönderilen işlerin yazıcının anlayıp basabileceği bir formata dönüştürülmesi gerekir. Bunu PDL - Page Description Language adı verilen programlama dilleri gerçekleştirir. Bunlardan Postscript grafik basımlarında daha başarılıyken, PCL yazı basımlarında daha yüksek performans gösterir.


Kalite konusunda gerek mürekkep püskürtmeli gerek lazer yazıcılar oldukça iyi sonuç verirler. Kalitenin ölçümlendirilmesi yazıcının basabildiği DPI ile gerçekleştirilir. DPI - Dots Per Inch yazıcının inç başına basabildiği maksimum mürekkepli ya da tonerli nokta sayısıdır. Çözünürlükle eş anlamlı olarak kullanılır ama DPI'ı bilgisayar grafiklerinin DPI'ı yani çözünürlükleriyle karıştırmamak gereklidir. Bilgisayarda DPI bir resmin gerçek çözünürlüğünü gösterir ve bilgisayarda resmi oluşturan her piksel gerçek renktedir. Yazıcı ise bu tek pikseli taklit etmek için kendi noktalarını basar. Bu nedenle 500 DPI bir resmi basabilmek için yazıcının en az 2400 DPI basabilmesi gerekir. 2400 DPI demek bir inçte yan yana 2400 nokta basılabilir demektir.

Yazıcı Bağlantı Portları

Yazıcılar da diğer çevre birimleri gibi bilgisayar ile haberleşebilmek için kendisiyle bilgisayar arasında bir bağlantı kurmalıdır. Bu bağlantı ise bir kablonun uçlarında bulunan konnektörlerin yazıcıdaki ve bilgisayardaki uygun portlara takılmasıyla sağlanır. Farklı olarak network yazıcıları RJ-45 adı verilen ayrı bir arayüz sunarak ağa doğrudan bağlanır. Bu portlara bağlanmadan çalışabilen bir diğer yazıcı tipi de kablosuz yazıcılardır.

Bilgisayarlara bağlanan yazıcılar çeşitlerine göre seri, paralel, usb ya da scsi gibi portları kullanabilirler.
Seri portlar yüksek hızda veri aktarımına izin vermezler. Bu nedenle nokta vuruşlu yazıcılarda yaygın olarak kullanılır. 9 pinli ve 25 pinli olanları mevcuttur ve maksimum 18 metre kablo uzunluğuna izin verirler.
Paralel portları destekleyen yazıcılar daha hızlı veri transferine izin verirler. Standart olarak 3 metrelik kablolar kullanırlar. 25 pinlik ve 36'lık kondüktör çeşitleri vardır.
SCSI portlarına bağlanabilen yazıcıların yine SCSI kablolarına ihtiyacı vardır. SCSI de yüksek hızda veri aktarımı sağlar.
USB kullanan yazıcılar da yine yüksek hızda veri aktarımı sağladığı gibi, aynı zamanda tak-çalıştır desteği sayesinde otomatik olarak bilgisayara tanıtılabilir. USB kablosunda kare olan konnektör yazıcıya, dikdörtgen olan ise bilgisayara bağlanır.

Networklerde Yazıcılar:

Çok sayıda bilgisayarın olduğu bir ağ ortamında her bilgisayara bir printer bağlamak düşünülemez. Bu nedenle belirli bilgisayarlar belirli bir yazıcı sunucusu bilgisayarı aracılığıyla belirli bir yazıcıya bağlanıp yazdırma işlemlerini gerçekleştirirler. Bu şekilde yazıcılar ağ ortamında paylaştırılmış olur.

Yazıcılar yazıcı sunucusuna portlar aracılığıyla bağlanıp paylaştırılabileceği gibi ağdaki bilgisayarların bağlı olduğu ve onların haberleşmesini sağlayan switch adı verilen aygıtlara doğrudan bağlanıp da paylaştırılabilir. İkincisini sağlayan yazıcılara network yazıcıları denir ve günümüz ağ ortamlarında yaygın olarak kullanılırlar.

Sadece tek bir paralel port çıkışı olan bir sunucuya ikinci bir yazıcı bağlamak sunucuya ikinci bir paralel port eklemeden imkansızdır. Ya da bunun yerine printer switch adı verilen aygıtlar kullanılarak tek bir paralel portun iki yazıcı kullanması sağlanabilir. Fakat printer switchler çoğunlukla yazıcıların çalışma bilgisayarlarına yakın olması gerektiği, dökümanların ağ üzerinden gönderilmesinin istenmediği durumlarda kullanılır; network yazıcılarına bir alternatif değillerdir.

Network yazıcıları yukarıdaki engeli aşarak ve bunun yanında ağ içerisinde merkezi bir noktadan yönetim ve paylaşım imkanı da sağlayarak ağ için ideal bir yazıcı paylaşım çözümü olurlar. Network yazıcılar ağa doğrudan bağlı olsa da istemci bilgisayarlar dökümanlarını yine bir yazıcı sunucusu vasıtasıyla yazdırırlar. Yazıcı sunucusu istemcilerden gelen yazdırma işlerini kendi içinde bir sıraya sokar ve bu işleri ağ üzerinden network yazıcısına gönderir.

Yazıcı sunuclarının da çeşitleri vardır. Yazılımsal ve donanımsal sunucular olarak ayrılırlar. Yazılımsal olanlar işletim sistemi üzerinde çalışırlar ve yazdırma işlerini ağ üzerinden alıp network yazıcısına gönderirler. Donanımsal olanlar da aynı işlevi görür fakat bunların sundukları arayüz bakımından ve işlevsel olarak farklı tipleri bulunur.

Network yazıcılarının ağa doğrudan bağlanabilmesi için bir network arayüzüne sahip olmaları gereklidir. Çoğu network yazıcısı bu arayüzü bütünleşik olarak sunar ve bu genellikle NIC (network interface card) arayüzüdür. Bu arayüz bir RJ-45 portu aracılığıyla ethernet bağlantısı sağlar. Network yazıcıları da diğer bilgisayarlar ile haberleşebilmek için bir protokol takımı kullanırlar. En yaygın olarak kullanılan TCP/IP çoğu işletim sistemi tarafından desteklenir ve çoğu network yazıcı bu protokolü destekler. Bunun yanısıra Apple makineler için AppleTalk protokolü de kullanan network yazıcılar kullanmak gerekebilir.

Network yazıcıları da ağdaki diğer birimler gibi bir adrese ve isime sahip olmalılardır. Bu yazıcılar genellikle önceden konfigüre edilmiş bir adresle gelirler. Bu sayede yazıcı sunucusuyla haberleşip yazıcı sunucusundan gerekli konfigürasyon ayarlarını alabilirler. Yazıcı sunucusundan gerekli konfigürasyon genellikle yazıcı üreticilerinin sunduğu ve kurulumu kolaylaştırmak için yazıcıyla beraber yazılımla yapılır. Bu kurulum yazılımı ağa bağlanan yazıcıyı otomatik olarak bulur ve kullanıcının bunu doğrulamasını ister. Bunun ardından gerekli IP adresi atamaları ve port seçimi yapılacaktır. Gerekli sürücünün yüklenmesinin de ardından yazıcı paylaşıma açık hale gelecektir. İstemciler bu adımdan sonra kendi makinelerinden bu yazıcıyı bulabilir ve bu yazıcıyı varsayılan yazıcı olarak ayarlayabilirler.


Network yazıcıları yönetimsel açıdan da bazı kolaylıklar sunarlar. Çoğunun dahili bir web sayfası bulunur ve bu web sayfası aracılığıyla sistem yöneticilerinin yazıcının durumu hakkında bilgi almasını sağlarlar. Yazıcıdaki kağıt, tonerin durumu, yazıcının renk ayarları, tek yüzlü-çift yüzlü basım ayarları gibi çok sayıda farklı bilgi buradan edinilebilir. Bu web sayfasının yanında yazıcının kendine ait bir uzaktan yönetim yazılımı da bulunabilir. Bu yazılımla desteklenen her konfigürasyon değişikliği yapılabilir, gerekli güncellemeler yazıcıya yüklenebilir ve yazıcılar işlevlerine, konumlarına göre gruplandırılabilir. Böylece hepsini tek tek yönetmekse gruplar halinde yönetim sağlanabilir.




Yazan: Kaan Adanalı
Bu dökümanın kopyalama, dağıtma, değiştirme izni GNU GPL (Genel Kamu Lisansı) Versiyon 2 altında verilmiştir.

BIOS - BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM

Nasıl ki çeşitli bilgisayar uygulamalarını başlatabilmek için işletim sistemlerine ihtiyaç duyuyorsak, işletim sistemi de kendini başlatabilmek için bir açılış programına ihtiyaç duyar. BIOS'un günümüzdeki temel görevi bilgisayarı güvenli bir şekilde işletim sistemini yüklemeye hazır hale getirmektir. Peki BIOS bunu nasıl sağlar?

BIOS'un bir program olduğunu söyledik. O halde her program gibi BIOS da bir medyaya ihtiyaç duyar. BIOS kodu anakart üzerinde bulunan Flash ROM çipi üzerine gömülü olarak gelir. Bu nedenle BIOS firmware sınıfına girer. (Yani hem donanım hem yazılımdır.) BIOS'un sabit disk veya başka bir medya değil de Flash ROM'da bulunması bilgisayarın beyni olan mikroişlemcinin sabit diskten doğrudan okuyamaması nedeniyledir. RAM üzerinde de hiç bir bilgi olmadığından Intel bir standart olarak bilgisayar açıldığında ilk olarak ROM üzerindeki FFFF0-FFFFF adresini okuma zorunluluğunu getirmiştir. BIOS üreticileri de bu 16 bitlik küçük alana mikroişlemciyi BIOS'un bulunduğu esas alana yönlendiren küçük bir jumper programı yazarlar. Jumper koduna göre teknik olarak artık BIOS kodu, CPU'nun adresleyebildiği her alanda bulunabilir.

CPU esas BIOS kodunu okumaya başladığında aldığı ilk talimat sistemin bütün bileşenlerini (keyboard, ekran kartı vs.) test etmesidir. Bu aşamaya POST - Power On Self Test denir. Bir sorun çıktığı takdirde BIOS sesli veya görüntülü olarak hata mesajı verecektir. Bu testin ardından BIOS sistemin açılışını yapacak olan aygıtı belirler. Çoğu durumda bu sabit disktir. İşletim sistemi kurulurken sabit diskin Master Boot Record adı verilen ilk fiziksel sektörüne işletim sisteminin açılmasını sağlayacak ufak bir program yazılır. Bu nedenle BIOS sabit diskin ilk fiziksel sektörünü yani MBR'ı hafızaya (RAM) yükler ve CPU'ya burada bulunan kodu çalıştırmasını söyler. MBR programı böylece devreye girip disk üzerinde bulunan işletim sisteminin yüklenmesi için işlemciye talimat gönderir.

BIOS'un bir görevi de bilgisayarı başlatma yöntemimize göre açılış sürecinin nasıl olacağını belirlemesidir. Bilgisayarlar iki şekilde boot edilebilir (açılabilir).

- Cold Boot
- Warm Boot

Cold boot, power tuşuna bastığımızda yani bilgisayar ilk kez açıldığında gerçekleşen boot sürecidir.
Warm boot ise bilgisayara giden güç kesilmeden bilgisayarı yeniden başlatma sürecidir.

Donanımsal açıdan bakıldığında cold boot yapıldığında bilgisayara giden güç kesildiğinden hafızada bulunan herşey silinir.Ayrıca elektriğe ihtiyaç duyan diğer bütün bileşenler de ilk konumlarına dönerler. Warm boot da ise elektrik kesilmemiş olduğundan hafızada saklanan veriler üzerlerine tekrar yazılmadıkça korunacaktır.

BIOS her cold boot'un ardından eğer POST süreci başarı ile geçerse hafızadaki özel bir yere POST'un yapıldığına dair 16 bitlik bir işaret yazar. Böylece bilgisayar warm boot edildiğinde hafızaya bakıp daha önceden POST'un yapıldığını anlayarak bilgisayarın bu testi atlamasını sağlar.

Modern işletim sistemleriyle beraber BIOS'un işletim sisteminin açılışının ardından üstlendiği görevler azalmıştır. Diskten mikroişlemciye giden talimatlar BIOS'un diğer işlevlerini üstlenmesinin yanında bu işlevleri geliştirmiştir. İşletim sistemleri de BIOS gibi donanımla yazılım arasındaki bağlantıyı sağlar. Bir diğer önemli gelişme de ACPI - Advanced Configuration and Power Interface standardının getirilmiş olmasıdır. Bu standartla beraber BIOS güç yönetimini işletim sistemlerine bırakabilmiştir. Yani donanım üzerindeki doğrudan kontrol artık BIOS'da değil işletim sistemindedir.

Genel olarak BIOS'un sistemdeki görevleri bunlardır.

Öncelikle belirtilmesi gerekir ki üreticilerin değişkenliğine göre farklı arayüzleri olan BIOS'lar ile karşılaşabilirsiniz. Bu nedenle karşılaştığınız BIOS'un üreticisine ve versiyonuna göre burada anlatılan özellikler olmayabilir ya da başka özellikler bulunabilir.

BIOS arayüzüne ulaşmak için sistemin açılışının hemen ardından ve işletim sisteminin yüklenmesinden önce del ya da F2 (BIOS'unuza göre başka bir tuş ta olabilir, sistem açılırken hangi tuşa basmanız gerektiğini ekranın alt kısmında görüntüleyecektir) tuşuna basmanız yeterli olacaktır.





Flash Bellek

Flash bellekler de sabit diskler gibi üzerlerindeki veriyi elektrik akımına ihtiyaç duymadan saklarlar. Elektrik sadece verilerin flash belleğe yazılması ve flash bellekten silinmesi sırasında gereklidir. Flash belleklerin boyutlarının küçük olması, çevresel faktörlere karşı sağlam olmaları ve veriyi elektriğe ihtiyaç duymadan saklamaları bu belleklerin bir çok taşınabilir cihazda kullanılmasına yol açmıştır. Bilgisayar alanında ise USB flash bellekler olarak yaygınlaşmışlardır. USB flash bellekler sıklıkla  bilgisayarlar arası veri taşınmasında kullanılır.  Verilerin daha çabuk yazılabilmesi, silinebilmesi, aktarılabilmesi ve sağlamlılığı veri taşıma konusunda flash bellekleri cd-rom'lara ve floppy disk'lere göre daha tercih edilir yapmıştır. Usb flash belleklerin kapasitelerinin de giderek artması giderek yaygınlaşmalarında bir diğer etkendir. 1 GB'lık flash bellekler bulunduğu gibi DVD kapasitesini aşan flash bellekler de üretilmektedir.

USB flash bellek bir usb konnektörü ile usb portuna bağlandığında usb portundaki elektrik ile çalışır. Bu nedenle dahili bir güç kaynağına ihtiyaç duymaz. Bağlantıyı sağlayan usb konnektörü çıkarılabilir bir usb kapağı ile korunur. Kapağın amacı flash belleği statik elektrikten, konnektörü ise dış etkenlerden korumaktır.
Veri aktarımı sırasında usb flash üzerindeki led yanıp sönmeye başlar. Bu sırada usb flash'ın özellikle usb portundan çıkartılmaması gereklidir. Verilere zarar gelebileceği gibi olası bir durumda usb flash tamamen kullanılmaz hale de gelebilir. Bu tip durumları önlemek için Windows, usb flash'ların Safely Removal fonksiyonu ile bilgisayardan çıkartılabilmesine olanak tanır.[/font]