Toplama devreleri

Aritmetik Üniteler

Toplama, çıkarma,çarpma ve bölme gibi aritmetik işlemleri yapan sayısal devrelere aritmetik devreler adı verilir. Sayısal sistemlerde temel aritmetik işlemler toplama ve çıkarma işlemidir. Çarpma işlemi tekrarlanan toplama, bölme işlemi ise tekrarlanan çıkarma işlemi ile tanımlanır.

Toplayıcı Devreler (Adders)
Sayısal devreler için toplama işlemini gerçekleştiren devrelere toplayıcılar (adders) adı verilir. Aşağıda Binary (ikilik) sayıların toplamına ilişkin temel kurallar verilmiştir.
Not: Toplama işlemi sonunda oluşan eldenin işlem sonucunun en yüksek değerlikli basamağı olduğu unutulmamalıdır.

Yarım Toplayıcı (Half Adder)
Bir bitlik iki veriyi toplayan devrelere yarım toplayıcı (half adder) adı verilir. Bir yarım toplayıcın birer bitlik iki veri girişi için iki giriş, toplam ve oluşan eldenin gösterimi için iki tane çıkışı vardır. Aşağıda bir yarım toplayıcının tasarımı anlatılmıştır;
Bir bitlik iki veri P Ve Q ile adlandırırsak tasarlanacak devrenin iki binary sayının toplanması işlemini gerçekleştirmesi istenir. Toplama işleminin gösterimi için sonuç ( Sum -S ) ve elde (Carry -C) olmak üzere iki tane çıkış olması gerekir.
Doğruluk tablosu yardımı ile çıkışları yazmak istersek;
ifadeleri elde edilir.
Not : Çıkışlara ait Lojik ifadeyi elde ederken Her bir çıkışa ait olan minimum terimin yazıldığı görülmelidir.


Tam Toplayıcı (Full Adder)
İkinci temel tür toplayıcı devrelere tam toplayıcı (full adder) adı verilir. Üç bitlik verilerin toplanması işlemini gerçekleştiren devrelerdir. Devrenin toplama işlemi için üç giriş, sonucun gösterimi için iki tane çıkışı vardır. Girişlerden ikisi toplama işlemini yapılacağı iki veriyi gösterirken diğer giriş düşük değerlikli basamaktan oluşan elde girişi içindir. Aşağıda bir tam toplayıcının doğruluk tablosu verilmiştir;
Doğruluk tablosunda ;
Cin – Bir önceki işlemden oluşan elde
Cout – Toplama işlemi sonrasında oluşan eldeyi göstermektedir.
Doğruluk tablosundan çıkışlara ait Lojik ifadeler ise ;
ifadeleri elde edilir.
Aşağıda bir tam toplayıcının lojik diyagramı ve sembolü verilmiştir;

Risc ve Cisc

RISC:RISC işlemciler daha kısa ve daha basit komut setlerine sahip işlemcilerdir.Çalışma hızı cısc işemcilerden daha hızlıdır.CISC:CISC işlemciler daha fazla ve daha karmaşık komut setlerine sahiptir.Çalışma hızı rısc işlemcilere göre daha yavaştır.RISC işlemcilerde programın boyutu artar. Günümüz işlemcilerinde CISC işlemciler kullanılır.

Genelde karmaşık komutlu bilgisayarlarda CISC mimarisi kullanılır ve programların az bellek gerektirdiği sistemlerde tercih edilir.. ee az bellek içinde kompleks komutlar ve kompleks mimari gerekir.rısc de ise azaltılmış komut kümeli bilgisayarlarda tercih edilir ve komutların hızlı işlenmesi amacı vardır bu yüzden basit komutlar gerektirir.evet rısc daha hızlıdır.Transistör sayısı cısc de fazladır buda ısınma sorunun getirir.buna bağlı olarak CISC soğutma probleminden dolayı daha pahalıdır.buna rağmen Rısc Cısc'in güçlü komutlarından mahrumdur. bu yüzden daha fazla komut gerektirir.





Yıllar geçtikçe iki işlemci ailesi piyasaya hakim olmaya başladı: Intel Pentium ve Motorola PowerPC. Bu iki işlemci aynı zamanda uzun yıllar boyunca kullanılacak ve günümüze kadar değişmeyecek iki farklı mimariye sahiplerdi.CISC (Complex Instruction Set Computer), geleneksel bilgisayar mimarisidir. İşlemci kendi üzerinde bulunan microcode adlı minyatür bir yazılımı kullanarak komut setlerini çalıştırır. Bu sayede komut setleri değişik uzunluklarda olabilir ve bütün adresleme modellerini kullanabilirler. Bunun dezavantajı çalışmak için daha karmaşık bir devre tasarımına ihtiyaç duyulmasıdır.İşlemci üreticileri daha komlpleks (ve güçlü) işlemciler üretmek için sürekli daha büyük komut setleri kullandılar. 1974 yılında IBM'den John Cocke bir çipin daha az komutla çalışabilmesi gerektiğini düşündü ve ortaya sadece sınırlı sayıda komut setleri kullanabilen RISC (Reduced Instruction Set Computer) mimarisi çıktı. Bu mimaride komutların uzunluğu sabittir ve bu yüzden de direk olmayan adresleme modu kullanılamaz. Sadece tek bir saat döngüsünde veya daha az sürede çalıştırabilecek komutlar işleme konabilir. RISC işlemcilerin en büyük avantajları komutları çok çabuk işleyebilmeleridir çünkü bu mimaride komutlar çok basittir. Bu sayede RISC işlemcileri tasarlayıp üretmek daha ucuzdur, çünkü bu basit komutlar için daha az transistör ve daha basit devreler gerekir.


En Basit Haliyle Bir İşlemci
L1 Cache:İşlemci için önbellek. Önemli kodlar ve veriler bellekten buraya kopyalanır ve işlemci bunlara daha hızlı ulaşabilir. Kodlar için olan Code ve veriler için olan Data cache olmak üzere ikiye ayrılır. Güncel işlemcilerde L2 (Level 2, 2. seviye) önbellek de bulunur. Önceleri L2 önbellek anakartta bulunurdu. Daha sonra slot işlemciler ortaya çıktı ve işlemci çekirdeğinin de üzerinde bulunduğu kartuj şeklindeki paketlerde önbellek çekirdeğin dışında ama işlemciyle aynı yapıda kullanılmaya başlandı. Bu kısa geçiş döneminden sonraysa önbellek işlemci çekirdeklerine entegre edildi.



CISC ve RISC Tabanlı İşlemcilerin KarşılaştırılmasıAsil Turk - Lightbulb CISC ve RISC Tabanlı İşlemcilerin Karşılaştırılması CISC ve RISC tabanlı işlemcilerin karşılaştırılmasında iki önemli faktör farklılıklarını ortaya çıkarmada yeterlidir.Hız: Genelde RISC çipleri kanal tekniği kullanarak eşit uzunlukta segmentlere bölünmüş komutları çalıştırmaktadır. Kanal tekniği komutları kademeli olarak işler ki bu RISC’in bilgi işlemini CISC’den daha hızlı yapmasını sağlar RISC işlemcisinde tüm komutlar 1 birim uzunlukta olup kanal tekniği ile işlenmektedir. Bu teknikte bazıları hariç komutlar, her bir basamağında aynı işlemin uygulandığı birimlerden geçerler. Kanal teknolojisini açıklamak için herhangi bir komutun işlenmesindeki adımlar ele alınırsa:Komut kodu ve işlenecek veriler dahil bütün bilgilerin MIB’deki kaydedicilerde olduğu düşünülürse, birinci adımda yapılacak işin kaydedicide bulunan komut kodu çözülür, ikinci adımda üzerinde çalışılacak veri (işlenen) kaydediciden alınıp getirilir, üçüncü adımda veri, komuta göre Aritmetik ve Mantık Biriminde işleme tabii tutulur ve dördüncü adımda da sonuç kaydediciye yazılacaktır. Böylece bir komutun işlemesi için her bir basamak bir saat çevrimi gerektirirse, dört çevrimle (adımda) gerçekleşmiş olmakta ve bir adım bitmeden diğeri başlayamamaktadır.Kanal tekniği ile çalışan işlemcilerde birinci adımda komut kodu çözülür, ikinci adımda birinci komutun üzerinde çalışacağı veri (işlenen) kaydediciden alınırken, sıradaki ikinci işlenecek olan komutun kodu çözülür. Üçüncü adımda ilk komutun görevi ALU’da yerine getirilirken, ikinci komutun işleyeceği işlenen alınıp getirilir. Bu anda sıradaki üçüncü komutun kodu çözülür ve işlem böylece devam eder.Kanal (Pipeline) tekniğinde çevrim zamanın düşmesi için komut kodlarının hızlı çözülmesi gereklidir. RISC mimarisinde tüm komutlar 1 birim uzunlukta oldukları için komut kodunu çözme işlemi kolaylaşır. Sistemde kullanılan kaydedicilerin simetrik bir yapıda olması, derleme işlemini kolaylaştırmaktadır. RISC işlemcilerde belleğe yalnız yükle ve depola komutlarıyla ulaşılır.Bazı eski CISC mimarisinde de olmasına rağmen RISC mimarisinin sabit uzunluktaki basit komutlarla çalışması pipeline sistemini daha iyi kullanmasına sebep olmaktadır. Bu yüzden hesaplama oranlarının birinci öncelik arz ettiği yerlerde iş-istasyonları ve dağıtıcılarda çok tercih edilmektedir.Transıstör sayısı: CISC mimarisinde kullanılan transistor sayısı RISC’e nazaran daha fazladır. Transistör sayısının bir yerde çok olması fazla yerleşim alanı ve ayrıca fazla ısı demektir. Bundan dolayı da fazla ısı üretimi soğutma olayını gündeme getirmektedir. CISC tabanlı Pentium işlemcilerde karışık ısı dağıtıcısı veya soğutma fanlar kullanılmaktadır.RISC mimarisindeki önemli üstünlüklere karşı bazı mahzurları ortaya çıkmaktadır. RISC mimarisi, CISC’in güçlü komutlarından yoksundur ve aynı işlemi yapmak için daha fazla komut işlenmesini gerektirir. Bundan dolayı da RISC’in bant genişliği artar. Bu sistemde güçlü komutların yokluğu ikinci bir yardımcı işlemciyle ya da işlemci içinde oluşturulacak ayrı bir pipeline bölümüyle giderilebilir. Komut ön-belleğinin kullanılması yüksek komut alıp getirme işlemini azaltmaktadır. RISC mimarisi diğerine nazaran daha kompleks yazılımlara ihtiyaç duyar.Tablo 4: PowerPC ve Pentium mikroişlemcilerinin karşılaştırılmasıGünümüzde her iki mimarinin üstün özellikleri birleştirilerek bir çok yeni sistemler üretilmekte ve üretilecektir. IBM RISC/6000 ile Intel 860 ve 960 mimarileri bir makina çevrimin de birden fazla komut işleyerek son derece hızlı bir performans yakalamışlardır.

Merkezi İşlem birimi

Merkezi İşlem Birimi
Yazmaç : Yazmaçlar verilerin, komutların, adreslerin veya bilgilerin çok kısa süre tutuldukları bellek parçalarıdır. Yazmaçlar işlemcide yer alır, çalışmalarına göre adlandırılır. Belleklere göre çok daha hızlı çalışırlar. Ve belleklerin aksine adresleri yoktur. En önemli yazmaç akümülatördür. Akümülatör, işleme girecek olan veriyi işlem sonucu tutan yazmaçlardır.
Assembly
Load 3
Add 2
Store X
Komut Yazmacı : İşlemcide yer alan diğer önemli yazmaç Komut Yazmacı’dır. Komut yazmaçları kontrol biriminde yer alır ve bellekten getirilen komutların saklandığı yerdir. Komut yazmacının arkasında çoklayıcılar vardır. Bir sonraki çalıştırılacak olan komutu saklar.
Program Sayacı : Bir sonra getirelecek olan komutu gösterir.
Bellek Adres Yazmaçları : Bellekten alınıp getirilecek olan operantın adresini tutar. Kontrol birimi komutlarda yer alan operantların adreslerini bu yazmaçtan olarak operanta erişir ve o değeri akümülatöre yükler. ( Memory Adress Register )
Aritmetik Mantık Birimi
Komutların aritmetik veya mantıksal işlemlerini icraa eden birimdir. Genel olarak devrelerden, yazmaçlardan ve iletim yollarından oluşur.
Kontrol Birimi
Bir komut çevrimi üç evresi “Al Getir, Çözümle, Sakla” bu birimde gerçekleştirilir.İşlemcide yeralan yazmaçlar kontrol birimi tarafından kullanılır. Komutların çalıştırılmasında ki organizasyon kontrol birimi tarafından yapılır. Aritmetik mantık birimi matematiksel ve aritmetik işlemler yapmasa bile: Van Neumann mimarisinin bileşenleri arasında veri ve komut iletişimini sağlar. Veri transferlerinde kodların çalıştırılmasıda bu birimde yapılır.
Giriş Çıkış Birimleri
Bilgisayar ve dış dünya rasındaki iletişimi sağlayan bağlantı noktaları giriş-çıkış birimi olarak adlandırılır. Bu bağlantı noktaları ara birim olarakda adlandırılır. Ve bu bağlantı noktaları programlanmış, ana programlar tarafından kontrol edilir. Bağlantı noktaları Ara Bellek adı verilen geçici bellek ve programlanabilir komut bölümlerinden oluşur. Komut bölümleri bağlantı noktasının devamında yer alan iletişim kanalının kontrolü için yapılandırılır. Ara Bellek ise gelen verilerin toplanması, yığınlaştırılan kümelerin iç veya dış ortama aktarılması ilkesiyle çalışır

Sabit Diskler

Bir sabit disk bir veya daha fazla sayıda metal plaka ihtiva eder. Bu disklerin her iki yüzeyi de bilgi depolayabilmek için manyetik bir tabaka ile kaplanmıştır. Her yüzeyde bilgileri okuyan ya da değiştiren bir okuma/yazma kafası bulunur. Diskler ortak bir eksen/mil etrafında dönerler. Genellikle 5400 devir/dak ile 7200 devir/dak arası bir hıza sahiptirler. Yeni sabit disklerin bazıları daha hızlı olabilmektedir. Bazı eski sabit disklerin hızı ise daha düşüktür. Kafalar plakaların/disklerin yarı çapları boyunca hareket ederler. Bu hareket plakaların dönüşü ile birleştirilerek kafaların bütün plaka/disk yüzeyini okuması/işlemesi sağlanır.
İşlemci (CPU) ve disk, bir disk denetleyicisi vasıtası ile haberleşirler. Çeşitli türdeki diskler bilgisayarın işlemci dışında kalan kısmı ile haberleşmek için aynı arayüzü kullanırlar, bu sayede bilgisayarın geri kalan parçalarının disk ile haberleşmek için ne kullanmaları gerektiğine dair bir fikir elde etmeleri gerekmez ve bu da işlemleri kolaylaştırır. Bu sayede bilgisayar diske "hey disk ne istiyorsam çabuk ver" diyebilir. Bu işler böyle olmasa idi bilgisayar karmaşık ve uzun elektrik sinyallerini diskin kafasına yollayacak, kafa disk üzerinde belli bir konumda doğru verileri bulana kadar bekleyecek ve tekrar bunları bilgisayara iletecekti. Yapması gereken pek çok karışık ve hoş olmayan işlerle uğraşacaktı. Buda sistemin performansını olumsuz etkileyecekti. Aslında diskin kullandığı bu arayüz de karmaşık olarak nitelenebilir. Ama diğer yapılması gereken işlemlere göre çok daha az karmaşıklık ihtiva eder. Denetleyiciler otomatik hatalı sektör taraması ve düzeltmesi gibi değişik işler yapabilirler.
Yukarıdaki açıklamalar birisinin sabit diskleri anlaması için gereken açıklamaların hepsini içermektedir. Ayrıca sabit disklerde kafanın ve plakaların çalışmasını ve dönmesini sağlayan bir motor, mekanik bölümleri kontrol eden elektronik bölümler de vardır. Fakat bunların, sabit diskin çalışma mantığının anlaşılması ile doğrudan bir ilgisi yoktur.
Yüzeyler eş merkezli çemberlere ayrılmıştır. İz olarak adlandırılan bu bölümlerde sektörlere ayrılmıştır. Bu sayede disk yüzeyindeki yerleşimleri tanımlamak, bilgilerin bulunduğu yeri tespit etmek ve dosyaları disk yüzeyine yerleştirmek mümkün olabilmektedir. Disk yüzeyindeki bir yeri bulmak için "yüzey 3, iz 5, sektör 7" gibisinden bir tanımlama yapılabilir. Genellikle sektör sayısı bütün izler için aynıdır. Ama bazı sabit disklerde en dıştaki plakada daha fazla sektör olabilmektedir. Bütün sektörler aynı fiziksel alana sahiptirler, bu nedenle sabit disklerin dış plakasında daha fazla sektör vardır. Genel olarak bir sektör 512 byte bilgi içerir.
Şekil 6.1. Bir sabit diskin yapısı
Aynı yolla bütün yüzeyler iz ve sektörlere ayrılmıştır. Bir yüzeydeki bir kafa bir iz üzerindeyken diğer yüzeydeki kafa da ona mukabil gelen iz üzerindedir. Bütün karşılıklı izlerin hepsine birden silindir denir. Bir izden diğerine geçmek zaman alır. Sık sık kullanılan dosyalar aynı silindir üzerine yazılarak kafaların bütün disk yüzeyinde hareket etmeleri mecburiyeti ortadan kaldırılmış olur. Bu sayede zamandan tasarruf sağlanır ve performans artışı elde edilir. Tabii bu her zaman mümkün olmaz, bu durumdaki dosyalara parçalanmış (fragmented) dosyalar denir.
Kafaların veya yüzeylerin sayısı, ki ikisi de aynı şeyi ifade eder (her yüzeye bir kafa), silindirler ve sektörler bir sabit diskte çok çeşitlilik gösterebilirler. Her birinin numaralarının tarifine diskin geometrisi denir. Bu geometri CMOS RAM diye anılan batarya destekli özel bir bellek bölümünde saklanır. İşletim sistemi açılış sırasında ya da sürücü başlangıcında gidip bu bölümden gerekli bilgileri alır.
Büyük bir şanssızlık eseri CMOS RAM'de iz sayısı 1024 ile sınırlandırılmıştır. Bu büyük sabit diskler göz önüne alındığında oldukça küçük bir rakam olarak kalmaktadır. Bu problemin üstesinden gelmek için denetleyici bilgisayara yalan söyler (günümüzde bu tür problemler ortadan kalkmıştır. Pek çok yerde standart olarak 60-80Gb sabit diskler satılmakta ve BIOS ayarlarında LBA kipinin etkinleştirilmesi sayesinde 1024 silindir sınırı ortadan kalkmaktadır).
Bu sınır SCSI diskler için söz konusu değildir. Çünkü SCSI diskler işlemci ile farklı bir yol ile haberleşirler. SCSI disk denetleyicileri ardışık sektör numaraları sayesinde haberleşirler. Bilgisayar bu durumda diskin gerçek geometrisini asla bilmemektedir.
Linux, böyle durumlarda diskin gerçek yapısını bilememekte olup, asla dosyaları bir silindir içine depolamaz, onun yerine ardışık sektör numaralarının olduğu bölüme bilgileri yazar, ki bu sistemde diğeri kadar iyi performans verir. Buradaki en önemli nokta bunların ve daha fazlasının denetleyicinin önbelleği sayesinde yapılıyor olmasıdır. Bütün bu işlemler otomatik olarak yönetilir.
Her sabit disk bağımsız birer aygıt dosyası ile temsil edilir. Genellikle 2 veya 4 adet IDE disk sisteme bağlı haldedir (bir veya üç adet disk olmasının IDE sabit diskler için hiçbir mahsuru yoktur.). Bunlar /dev/hda, /dev/hdb, /dev/hdc ve /dev/hdd olarak sıralanır ve adlandırılırlar. SCSI diskler ise /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc, ... olarak sıralanırlar. Sabit disk çeşitleri ve isimleri hakkında daha ayrıntılı bilgi Aygıt Dosyaları bölümünde mevcuttur. Unutmayın ki bu isimler disk bölümlerine ulaşmak için değil, bütün sabit diske ulaşmak için geçerlidir. Böyle durumlarda çok dikkatli olunmazsa bilgiler ve bölümler karıştırılabilir. Disk aygıt dosyaları sadece MBR'ye (Master Boot Record - Ana Önyükleme Kaydı) ulaşmak için kullanılırdı. Bu konu da ilerde açıklanacaktadır.

Program sayacı

Program sayacı:

Program Sayacı (İngilizce: Program Counter ya da kısaca PC) işlemcilerin içinde bir sonraki okunacak buyruğun bellek adresini tutan bir yazmaçtır. Tasarımın durumuna göre işlemcinin o saat vuruşunda işlediği buyruğun ya da bir sonraki işleyeceği buyruğun bellek adresini tutabilir.
Çoğu işlemcide program sayacı bellekten okunan her buyruktan sonra kendiliğinden artırılır. Dallanma (branch), atlama (jump) ve altyordama atlama (sub routine) buyrukları duruma göre program sayacının bellekteki bir sonraki buyruk yerine uzaktaki bir adres konumunu göstermesini sağlayabilir.

Hardiskler

Harddisk Nedir ? .
Harddisk manyetik bir kayıt birimidir. Sabit disk,vakumlu (havası alınmış ve sürtünmenin en aza indirildiği) bir metal kutu içerisine yerleştirilmiş bir veya daha çok sayıda üzeri manyetik olarak yazılabilen bir film kaplı alüminyum disklerden oluşur. Her diskin iki yüzünde okuma-yazma işlerini yapan kafalar (head) bulunur. Bu diskler harddisk çalışmaya başlar başlamaz 4500,5400 ve 7200 gibi çok yüksek hızlarda dönmeye başlarlar. Bu hızın artması veriye ulaşım hızını da arttırır. Harddiskin metal kutusu içinde bu diskler ve bu disklere okuma-yazma yapan kafalar,diskleri döndüren bir motor bulur. Genellikle diskin dış yüzeyinde de tüm bunları kontrol eden çipleri taşıyan bir devre kartı vardır. Bu kartın üzerindeki konnektör vasıtası ile harddisk bilgisayara bağlanır.
SABİT DİSKLER, CD-ROM’ LAR ve DİSKETLER
Bilgisayarda bellek, mikroişlemci ve diğer çevre birimler arasında üretilen bilgilerin kalıcı olarak saklandığı ortama sabit disk denir. Bilgiler kalıcı olarak disketlerde de saklanabilir ama disketlerin kapasite ve hızları düşük olduğu için daha çok bilgi taşıma ve kopyalama için kullanılırlar. Sabit disklerdeki bilgilere disketten daha hızlı erişilebilir. Sabit disk, vakumlu (havası alınmış ve sürtünmenin en az indirgendiği) bir metal kutu içerisine yerleştirilmiş disklerden meydana gelir Sabit disk içerisinde her disk yüzeyini okuyan bir okuma-yazma kafası mevcuttur. Bu kafalar disk yüzeyine değmeyip tamamen manyetik alan mantığı ile okuma/yazma işlemi yapar. Gerek disklerin, sürtünmesi en aza indirilmiş bir kutu içerisinde saklanması, gerekse her disk yüzeyine ait bir okuma-yazma kafasının bulunması bilgilere erişim açısından çok önemli bir hız kazandırmaktadır. Sabit disklerde bir bölümden başka bir bölüme aktarılacak bir bloğun ne kadar sürede aktarıldığını referans alan bir mantıkla veri aktarma süresi (data transfer rate) hesaplanabilmektedir. Veri aktarma hızının birimi KB/ms ‘dir. Ayrıca diskin dönme hızını belirten ms cinsinden bir değerlendirme de mevcuttur. Aşağıda çeşitli marka ve model sabit disk parametreleri verilmiştir:
6.3 CD-ROM’ LAR
(Compact Disk. Read-Only Memory / Kompakt Disk Salt Okunur Beliek):CD ROM’lar, bazı özel durumlar dışında verilerin sadece okunabildiği ortamlardır. Bu özel durumlar, okunur/yazılır CD’ler ve kayıt cihazlarıdır.
CD ROM’lar özellikle multimedia uygulamalarının en gözde elemanıdır. Bir CD ROM içerisine büyük bir ansiklopediyi ya da yüzlerce oyunu sığdırmak olanaklıdır. CD ROM’lar görünüş bakımından plakları andırmaktadır. Kapasiteleri ise, disketlerin çok üstünde olup 600MB’a kadar varmaktadır.
Bilgisayarlarda kullanılan CD ROM’lar müzik setlerinde bulunan Compact Disk’ler ile çok benzer olmalarına rağmen, aralarında çeşitli farklar vardır. Bu farklar;
- CD ROM üzerinde hata bulma ve düzeltme özelliği vardır. Compact Disk’lerde bu özellik yoktur.
- CD ROM’ların üzerine sayısal bilgiler kaydedilir. Yani resim, film, metin ve ses gibi çeşitli veriler. Compact Disk’lere sadece müzik kaydedilebilir.
Bir çok CD ROM sürücüye Compact Disk takılarak müzik dinlenebilir.
6.3.1 CD ROM’UN OKUNMASI
CD ROM’lardaki bilgilere, bilgisayar üzerindeki CD ROM sürücüleri aracılığıyla erişilir.
CD ROM üzerinde veriler, yani 0 ve 1 dizileri, bir grup girinti ve çıkıntı ile gösterilir. Bu girinti ve çıkıntılar, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçüktür
Sabit bir hızla dönen CD Rom üzerinde okuma işlemi şu şekilde gerçekleşir:
- Lazer okuyucu kafa bir ışın demeti yollar
- Bu ışın, kafa üzerindeki bir dizi mercekler yardımı ile CD üzerinde belli bir alana odaklanır.
- Lazer ışını, CD’nin plastik kaplamasından geçerek alüminyum tabaka üzerindeki girinti ve çıkıntılardan yansıtılır. Işın, girintiler tarafından kötü, çıkıntılar tarafından iyi yansıtılır.
- Yansıyan ışın elektriksel sinyallere çevrilir.
- Yorumlanan elektriksel sinyaller, verilere dönüştürülerek bilgisayara yollanır.
6.3.2 CD ROM’LAR İLE SABİT DİSK VE DİSKET ARASINDAKİ FARKLAR
- Veriler, disk ve disketlerde manyetik bir ortamda saklanır. CD ROM’lar ise üzerlerindeki girinti ve çıkıntılar yardımı ile saklarlar.
- Sabit disk ve disketlerdeki bilgiler okuma/yazma kafaları yardımıyla okunur. CD ROM’larda, diskin yüzeyini tarayan bir lazer okuyucu vardır.
- Disk ve disketler manyetik ortamlardır. CD ROM’lar, optik aygıtlardır.
- CD ROM’lar, disket ve sabit disk gibi manyetik birimlerden daha güvenilir ortamlardır.
6.3.3 CD ROM SÜRÜCÜ
Disket sürücülere benzer bir işlevleri vardır. Bir disket sürücüden farklı olarak, sisteme tanıtmak için ayrıca bir yazılıma sahiptirler
CD ROM sürücüler, bir sabit diske göre ağır çalışmaktadır. Ortalama bir sabit diskin erişim süresi,15 ms’dir. Bir CD ROM sürücüde bu süre, henüz 350- 500 ms arasındadır.
CD ROM sürücülerin çoğu sadece okuyabilir. İster müzik ister yazılım olsun bu CD ‘nin içeriğinde bir değişiklik yapılamaz. üzerine bilgi yazabilen CD’ler ve bunları okuyabilen sürücüler de vardır. Ancak bunlar, şimdilik çok pahalıdır.
CD ROM sürücüler dahili ve harici yapıda olabilmektedirler. Bazı CD ROM sürücü modelleri, SCSI arabirimine bağlanmaktadır.
CD ROM sürücüleri, kendi arabirimleri dışında, çeşitli ses kartları üzerindeki ara birimler yardımı ile de sisteme bağlanabilirler. Bu ara birimler CD ROM sürücüyü ve ses kartını üreten firmalara göre değişmektedir. Bu konuda yaygın 4 standart Creative, Mitsumi, Sony ve Panasonic’tir. Bu markalardaki CD ROM sürücüler, bu marka arabirimleri taşıyan ses kartları üzerine bağlanabilirler.
Son yıllarda hızla standart haline gelmeye başlayan IDE CD ROM sürücüler ise, sistemdeki sabit disk kablosu üzerinden sisteme bağlanabilmektedir. Ayrıca, bir IDE ara birim yardımı ile de bağlanabilirler.
CD ROM sürücülerin performanslarını belirlemede üzerlerindeki ön bellek etkilidir. Yeni sürücülerin birçoğunda 256 KB’lık ön bellek bulunmaktadır.
CD-ROM sürücüler iki hızlı ve dört hızlı olarak da ayrılmaktadır. Bu hızlar diskin daha hızlı dönmesini sağlayarak, disk üzerinde daha fazla alan taranır. Bu durumda aynı miktarda veriye daha hızlı erişim sağlanır.
CD ROM sürücülerde müzik CD’si çalınabilmesini sağlayan bir yazılım da vardir. Bu yazılım, Compact Disk’te bulunan parçaları, aynı bir müzik setinde olduğu gibi seçerek çalma olanağını verir.
uyum olduğunu gösterir. Kapak açılmazsa, veri kablosu yanlış takılmıştır yada kullandığınız arabirim, CD ROM sürücü ile uyumlu değildir.



HARDDİSKTE SEKTÖR

SektörlerVerileri diskteki bir ize sırayla, tüm disk çevresinde bir tur tamamlayacak şekilde, yazmak mümkünse de, bu yöntem kullanılmamaktadır. Bunun yerine, bütün disketi veya hard diski pasta dilimlerini andıran kısımlardan oluşan izlere ayırmak tercih edilmiştir. Bu kısımların her birine sektör denir. Böylece, bozuk bir alandan dolayı tüm izin kullanılmaz hale gelmesindense, tek bir sektörün kaybı yeğlenmiştir

Sektör BüyüklüğüDOS işletim sistemi 512 byte'lık sektör büyüklüğünü, disketlerde olduğu gibi hard disklerde de kullanır. Tabii ki, bir diskin dışına daha yakın olan izler daha uzun olurlar ve fiziksel olarak daha fazla veri içerirler. Ama mantıksal olarak içerdikleri veriler diğer izlerden daha fazla değildir. İşletim sistemleri çok gelişmiş yazılımlar olduğundan, izden ize değişen sektör sayısı gibi bir sorunun üstesinden gelebilirler. Bunun bedeli ise, oldukça büyük bir disk alanından faydalanamamaktır. Ancak. bu durumun istisnaları da var. Bazı sürücülerde fiziksel sektör sayısı izden ize farklılıklar gösterir. Örneğin �Plus Development Corporation şirketi 40 MB lík hard disklerinde en içteki izlere 28 sektör sığdırırken, en dıştaki izlere 34 sektör sığdırmaktadır. Bu durumda, izlerden fiziksel olarak arta kalan sektörler. elektronik olarak bir sonraki ize aitmişler gibi kodlanır. Böylece DOS her izin eşit sayıda sektörlerden meydana geldiğini varsayar.Burada belirtelim ki; yüksek kapasite, yüksek bir veri yoğunluğu anlamına gelmez. Çünkü bu durumda iz başına daha az sektör düşer. Yoğunlaştırılabilecek veri miktarı, manyetik kafanın akım değiştirme hızı ve akım değişikliğinden etkilenebilecek minimum manyetik zerrecik miktarı ile sınırlıdır.SilindirKullanılan disk dolmuşsa, sisteme yeni bir disk ilave etmek gerekir. 10 ile 40 MB arasında kapasitesi olan disklerde, bu yüzden iki adet disk bulunur. Yüksek kapasiteli hard disklerde ise bu sayı 6 veya daha fazla olabilir. Bu durumlarda disk 1, yüz 0 ve yüz 1 �den meydana gelirken, disk 2 yüz 3 ve yüz 4'ten, vs. meydana gelir.

CD'LER

CD-Rom’lar nasıl çalışır



Genel Bilgi
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory / Kompak Disk Sadece Okunabilir Bellek) sürücüleri basitçe tanımlamak gerekirse; plastik özlü, yüksek kapasiteli CD’leri okumak için tasarlanmış donanımlardır.
Bir CD-ROM sürücüsü değişik formatlarda yazılmış CD’leri okuyabilir. Örneğin müzik setlerimizde dinlediğimiz CD’ler, veri CD’leri ve CD-I formatındaki sinema CD’leri gibi.

CD-ROM’lar adından da anlaşılacağı gibi sadece okunabilirlerdir. Bir CD-ROM sürücüsü CD üzerine kayıt işleminde bulunamaz. CD’lerin üzerine kayıt işlemi CD Recorder’lar yani Cd yazıcıları tarafından yapılabilir.

CD-ROM’lar ilk piyasaya çıktıkları günden bu yana oldukça popüler bir multimedya donanımı olarak kabul gördüler. Bunun nedeni Floppy disklere göre çok yüksek kapasiteye sahip olmaları ve veri erişim hızlarının bir sabit disk kadar olmasa da çok hızlı olmasıdır.
Ayrıca CD yazıcıların piyasaya sürülmesiyle MB başına düşen maliyet azalmıştır. Bugün hemen hemen tüm bilgisayarların üzerinde bir CD-ROM sürücü bulunmakta.

CD-ROM’ların bu yüksek kapasiteleri sayesinde filmler, ansiklopedi ve benzeri yüksek kapasiteli dokümanlar tek bir CD içerisine sığdırılabilmektedir. Bir CD’ye 650-700 MB veri yada 74-80 dakika film kaydedebilirsiniz.

İlk piyasaya çıktıkları günlerde tek hızlı olarak sunulan CD-ROM sürücüleri bugün neredeyse bir sabit diskin veri erişim hızına yetişmek üzereler.

CD’LERİN TARİHİ
Cd kavramı ilk kez 1980 yılında Philips laboratuarlarında dünyaya tanıtılmıştır. Buluş babaları Philips ve Sony ürünü 1982 yılında piyasaya sürdüler. O zamanlar PC’lerimizden sinir edici “beep” sesleri çıkıyor ve mağara adamlarının çizdikleriyle eş kalitede grafikler görüyorduk. Daha sonra özellikle multimedya kavramı ve rekabet tüm bunları değiştirdi ve günümüzdeki üstün PC özelliklerine ulaşıldı. Bu gelişme sırasında elbette CD’leriniz de bazı değişikliklere uğradı ve yeni standartlar kazandı.
Değişik zamanlarda CD’yi icat eden şirketler ve bilgisayar dünyasındaki birkaç dev şirket daha CD ve CD sürücülerine değişik standartlar ekledi. Her seferinde kırmızı kitap, yeşil kitap gibi isimler altında yeni iyileştirmeler ve standartların duyurusu yapıldı. Farklı standartlar isimleriyle değil, renkleriyle de anılırdı.

CD sürücüleri ilk kez piyasaya sürüldüğünde bu gün olduğu gibi doğrudan anakartalardaki soketlere doğrudan bağlanan aygıtlar değillerdi. Sürücü ya ses kartına ya da ayrı bir IDE kontrol kartı sayesinde kullanılabiliyordu. Bu sebeple DOS’a bir ya da birkaç sürücünün tanıtılması gerekiyor ve kullanım oldukça zorlaşıyordu. Daha sonra çıkan standartlarla arabirimler değişti. Aynı şekilde CD-ROM’ların daha da yaygınlaşması ve değişik kullanım alanı bulması için farklı seçenekler çıkarıldı. O zamanlar laboratuarlardaki araştırmacılar yaptıkları standartları tarihlerine göre bir dosyaya koyar ve bu dosyalar, tarihiyle değil, rengiyle anılırlarmış. Aynı mantıkla Philips, Sony ve daha sonra aralarına katılan Microsoft, Kodak gibi firmalar bu tür renkli dosya isimleri altında birbiriyle bağlantılı standartları belirlediler.
İlk çıkan kırmızı dosya adındaki standartlar topluluğu, bizim bu gün kullandığımız temel standartları belirliyordu. 16 bitlik PCM (44.1 KHz ses, diskin ebatları ve fiziksel yapı.). Arabirim için gerekli teknik bilgi ve hata düzeltme mekanizmalarının nasıl kullanılabileceği kırmızı dosyanın konularıydı.

Daha sonra çıkan sarı dosyada, kırmızı dosyada bulunan veriler iyileştirildi ve farklı olarak dijital verilerin CD-ROM’lara yerleştirilmesi için gerekli sektör ve disk yapısına ait veriler belirlendi. Bu sayede bilgisayarla CD-ROM’larla tanıştı. Bu standart topluluğunun bir uzantısı olarak da CD-ROM XA standardı geliştirildi.

Yeşil dosya adı verilen dosyada CD-I standardı gündeme geldi. Bu standart sayesinde CD-ROM’lar 19 saatlik sesi ve 72 dakikalık tam ekran videoyu taşıyabilir oldular. Aynı dosyada CD-ROM’a eş zamanlı görüntü kaydı; A, B, C seviyelerinde ADPCM stereo ses kaydının nasıl yapılacağı; CD-ROM sürücülerinin bilgisayarda nasıl çalışacağını belirleyen işletim sistemi esasları tespit edildi. Tam hareketli filmler için gerekli MPEG standardı da bu dosyanın bir uzantısıydı.

Bu dosyaları izleyen iki dosyada temel olarak verilen standartlar yazılabilir CD’ler, Video CD ve MPEG CD’lerinin uluslararası standartlara uyum sağlaması için geliştirilen tanımlamaları içeriyorlardı. Video CD ve MPEG konusunda yüzlerce yeni tanımlama bu iki dosyada yapıldı. Bu iki dosyada yapılan belirlemeler ve getirilen teknik detayların ardından bu gün halen kullanılan beyaz dosya standartları getirildi. Böylece CD’ler ve CD sürücüler günümüzde de kullanılan gerekli teknik tanımlamalarına ulaşmış oldular.

En son eklenen standart ise Kodak ve Philips tarafından yapılan ve CD-I standartlarının bir uzantısı olan Photo CD idi. Devamlı çalınabilir ses ve ardı arda görülebilir fotoğraf dosyaları bu standardın bir parçasını oluşturmaktadır. Bugün CD sürücülerimiz yüzün üzerinde patent ve standarda uygun olarak tasarlanmak zorundalar. Bu standartlar, bilgisayarla nasıl iletişim kuracaklarından CD üzerindeki hataları nereye kadar görmezden gelebileceklerine kadar pek çok alanda yayılmış kuralları belirlemektedir. Üstelik her standart farklı CD çeşidi için farklı şekilde işler. Tüm bu prosedürler, bir CD sürücüsü içinde eksiksiz ve en ufak uyumsuzluk problemi olmadan çalışmalıdır. Aksi halde oluşabilecek en ufak bir uyumsuzluk verilerin gözükmemesi ya da kullanılamaması manasına gelir.

CD-ROM Sürücü Nasıl çalışır?
Birkaç yıl öncesine kadar pek az yazılım CD-ROM üzerinde sunulurken, bugün artık diskette yazılım bulmak çok zor hale geldi. Sony’nin geliştirdiği spiral şeklindeki veri kaydına sahip Compact Disc’ler günümüzde PC’lere ait temel kavramlardan biri olmuştur.

Temel Yapısı
Bilgisayar kullanan ve donanıma merakı olan herkes herhalde CD-ROM arıza yaptığında açmaya niyetlenmişizdir. Belki çoğumuz meraktan açıp neler var neler yok diye bakmışızdır. Şimdi size bu CD-ROM sürücülerin temel yapısından biraz bahsedelim. CD-ROM dört parçadan oluşur. Kurşun bir kutu içine yerleştirilmiş olan bu dört parçadan üç tanesi motordur. Bunlar;
1. CD’yi döndüren motor.
2. Lazer kafasını taşıyan motor.
3. Kapağın açılıp kapanmasını sağlayan ve CD ‘yi taşıyan tepsiyi hareket ettiren motor.
4. Üzerinde tüm elektronik kısmı barındıran ana karttır.

Üç Motor ve Bir Lazer
CD-ROM Sürücü toplam dört parçadan oluşur. Kurşun bir kutu içerisine yerleştirilmiş olan 4 parçanın üç tanesi motor ilk CD’yi döndüren motor, lazer kafasını taşıyan motor, kapağın açılıp kapanmasını sağlayan ve CD’yi taşıyan tepsiyi hareket ettiren motor da diğer hareketli parçalar. Son parça ise üzerinde tüm elektronik kısmını barındıran karttır. Elektronik kısma dahil olan parçalar ise motor kontrolleri, hata düzeltme bağlantı noktası ve diğer olması gereken hassas kontroller. Mekanik kısımda bulunan baskı mekanizması CD’yi taşıyan bir tepsi ve CD’yi sıkıştıran bir katmandan oluştur. CD sıkıştıktan sonra döndürülür ve iki çelik Ray üzerinde hareket eden lazer kafası CD üzerinde istenilen yere hareket eder. Okuma mekanizması da yansıma prensibi üzerine kurulur. Lazer kafası CD’ye çok yakın bir şekilde hareket ediyor ve lazer ışığı demetini dik bir açı ile veri spirali üzerine gönderiyor.

İyi pozisyon için gerekli süre erişim süresi olarak adlandırılan süreye eşdeğerdir. Güncel sürücülerin bir çoğu 80 milisaniyeden daha düşük bir erişim süresine sahipler. Bu da lazer kafasını taşıyan mekanizmanın sadece hızlı değil, aynı zamanda kesin çalıştığını da gösteriyor. Bunu sağlayan unsurların başında da lazer kafasını taşıyan rayların pürüzsüz yüzeylere sahip olmaları geliyor.

MOTOR, CLV, CAV ve PCAV
CD’lerin aygıt içerisinde döndürülmesini sağlayan motor iki farklı yöntemle çalışır. Şu anki modern CD sürücüleri de sayarsak aslında üç çeşit.16X’den düşük bir CD-ROM sürücünüz varsa muhtemelen CLV (constant linear velocity) metodunu kullandığını söyleyebiliriz.Bu metot ile çalışan bir aygıtın motoru CD,medyanın okumak istediği yerine göre farklı hızlarda döndürür.Kafa CD’nin dış kenarlarına doğru olan kısımdaki verileri okuyacaksa motor CD yi yavaş döndürür,merkeze yakın yerlerdeki bilgiler için ise hızlı. Microcontroller adı verilen bir işlemci sayesinde yapılan bu işlem müzik CD’lerimizde kullanılan sistemin aynen CD-ROM sürücülere aktarılmasından kaynaklanır. Yeni çok hızlı CD-ROM sürücüler ise bu değişkenlik yerine CD’nin sabit hızda döndürüldüğü CAV(constant angular velocity) sistemi kullanılır ki bu da sabit disklerde kullanılan metottur.Kafanın nerde olduğuna bakılmaksızın motor aynı hızda döner.Bilgiler CD üzerinde halkalar şeklinde (iz) yer aldığından ve hız da sabit olduğundan kafa daha büyük yörüngede daha fazla bilgi okuyacaktır.Bu sebepten CAV teknolojini kullanan CD-ROM sürücüler dış izlerde daha fazla veri transferi yaparlar.Bu teknolojiye geçiş motorun daha fazla döndürebilme kapasitesine karsın,CLV kullanılması halinde değişik devirlere inip çıkmanın zorluğundan doğmuştur. Günümüzün modern CD sürücüleri ise bu iki tekniği birleştiren PCAV (partial constant angular velocity) tekniğini kullanmakta.PCAV teknolojisi dış sektörlerde CLV’ye geçiş yapar.Tüm bu tekniklerde motor mekanizmasını başarısı büyük önem taşıyor.Oldukça yüksek hızlarda dönen bu mekanizmadaki küçük bir hata dönüş hızının yüksekliği yüzünden ciddi okuma problemlerine yol açar. Genel olarak teoride bu X hızı sıralı okuma için gereklidir.Oysa pratikte bu pek olmaz ve sürücü okuma sırasında faklı bölgelere gidip gelebilir.

KAFA
CD-ROM sürücülerin çalışma esası da tıpkı sabit disk ve disket sürücü mantığına dayanır. Yani okuyucu/yazıcı kafa bir kafa ve medya. Aralarındaki çalışma farkı kullanıldıkları medyanın dışında bu bahsettiğimiz kafalardadır.CD’nin üzerinde içerden dışarıya doğru hareket ederken CD’nin döndürülmesi işlemi sayesinde istediği bölgeye ulaşabilir.Kızılötesi lazer diyotu, ışın parçasını üzerindeki bütünleşik bir ayna yardımı ile lense yollar.Işın buradan hareketli kafa vasıtası ile hedeflenerek CD’nin belirlenmiş bir noktasına ulaşır.Bu aşamada CD’lerin üzerinde aslında gözle görülmeyen ufak çukurlar bulunduğunu ve çukurlar ile düz kesimlerin,verilerin kodlanmasını sağlayan 0 ve 1 rakamlarına tekabül ettiğini belirtelim. Işının bir kısmı CD üzerindeki bu çukur ve düzlüklerden geriye yansır.Bu yansıma yine toplayıcı ve ayna kombinasyonları ile foto detektöre yollanır. Burada da yansımanın çokluğu yanında azlığı ile orantılı olarak sistemin anlayabileceği hale dönüştürülür.

CD-ROM SÜRÜCÜDE HIZ
Bildiğimiz gibi CD-ROM sürücülerin hızları X ile gösteriliyor. Temel olarak müzik setlerinde kullanılan ve CD’yi 210 ile 539 devir arası döndürebilen CD Player’ların hızı 1X olarak kabul edilir. 2X hızındaki bir CD-ROM sürücü ise 420 ila 1078 devir hizmet verebiliyor ve böylece X’ler arttıkça devir de artıyor. Devir artmasına artıyor da acaba performans da artıyor mu? Çoğu kullanıcı için bu X’ler performans için bir kıyaslama göstergesi. Yani örneğin 32X bir CD-ROM sürücüye gerek veri aktarım kapasitesi gerekse erişim süresi bakımından 16X’in 2 katı performanslı gözüyle bakılıyor.Ya da 16X’in 4 dakikada kopyaladığını 32X 2 dakikada kopyalar şeklinde düşünülüyor. Oysa pratikte böyle değil. Teoride 1X’in saniyede 150 KB veriyi transfer edebildiği kriteri baz alınarak 32X bir CD-ROM sürücünün saniyede (32*150) 4,8 MB veri transfer etmesi gerekir. Ancak bu performansı yakalamak sadece motorun devir sayısına değil daha birçok faktöre bağlıdır.

Günümüzde kullanılan uygulamaların çoğu CD’nin üzerindeki çeşitli yerlerde yer alan bilgileri kullanır.Yani CD-ROM sürücünün sıralı okuma yapmasına gerek kalmaz.Hal böyle olunca da erişim süresi ön plana çıkar. 32X bir CD-ROM sürücünün 1X e göre 32 kat daha fazla ya da buna yakın performans gösterebilmesi için sıralı okuma gerektiren uygulamalar ile çalışıyor olması gereklidir (örneğin filmler). Öte yandan CAV teknolojini kullanan yeni CD-ROM sürücülerde X karşılaştırmanı ancak dış izler üzerinde çalışırken görebiliriz.Çünkü CD sabit hızda dönmekte ancak dıştan içe doğru izlerdeki bilgi azalmaktadır. Daha net anlatmak gerekirse CD-ROM sürücüsünün performansı önemli ölçüde kullandığı medyaya bağlıdır ve CAV kullanan sürücüler gerçek X’lerini sadece en dış izde gösterebilir. CD’nin daha az bilgi içeren tam ortalarına gelindiğinde performans neredeyse yüzde 40 oranında düşer. İşin kötüsü CD’ler üzerine bilgiler içeriden dışarıya doğru yazılmaya başlanır. Doğal olarak yarısı boş bir CD’nin okuması sırasında dış izler boş olduğundan CD-ROM sürücünün üzerinde yazılan X’e asla ulaşılamaz. CAV kullanmak bir miktar yanıltıcı olmasına karşın motorun sabit devirde dönmesi ve CLV de olduğu gibi ikide bir devir değiştirmediğinden büyük kazanç sağladığı da inkar edilemez.Demek ki bir CD-ROM sürücünün performansı sadece X değil kontrol mekanizması, ön bellek miktarı, motorun devirden devire ne kadar hızlı geçebildiği, kullanılan bilginin CD üzerindeki yeri gibi faktörler de söz konusudur.

ÇALIŞMA PRENSİBİ
Çalışma prensipleri aslında oldukça basittir. Bir lazer ışını demeti polikarbonattan yapılmış kaplama malzemesini aşarak içteki alüminyum tabakaya çarpar. Bu tabaka üzerinde spiral şeklinde küçük girintiler (çukur) vardır. Eğer lazer demeti pitlerin olmadığı bir alana isabet ederse (tepe) bir fototransistör yönünde geri yansıyor. Çukura denk gelen bir ışın da yansıyor. Ancak ışığa duyarlı bir transistör yönünde değil. Böyle basit bir şekilde kodlanmış olan veriler bir elektronik devre aracılığı ile değerlendiriliyor ve en başta ki (CD’ye yazılmadan önceki hal) elektriksel sinyallere çevriliyor.

CD üzerinde bir bit için yalnızca çukur ile tepe arasındaki değişme kullanılsaydı çoğu CD’nin pek bir şansı kalmayacaktı. CD üzerinde çok küçük bir çizik bile CD’ye kaydedilmiş verilerin tekrar okunmasını engelleyecekti ve tüm programı hatta CD’yi kullanılmaz hale getirecekti. Bu sebepten CD’lerin çalışma prensibi biraz daha gelişmiştir. Çukur ve tepelerin bir birini takip etmesi sıfır olarak değerlendiriliyor. Düzenin bozulması sonuncunda 1 oluşuyor.

Çukur ve tepelerden oluşmuş spiralli sürücü en içten başlayarak dışarıya doğru okuyor. Verilerin okunması sırasındaki hız açısındaki bu bir sorun oluşturuyor. Çukur ve tepeler arasındaki mesafenin her yerde eşit olması ve aynı sürede dış kenara yakın bir yerden içeridekilere oranla daha fazla veri okunabileceğinden çeşitli farklı teknikler de geliştirilmiş. CD-ROM’un spiralleri üzerinde her biri yaklaşık 2kb’lık veri saklayan sektörler bulunur. Sektörler ayrıca senkronizasyon ve hata düzeltmek için gerekli bazı byte’lara da sahiptir. CD-ROM sürücü CD üzerindekileri 4 kere üst üstte okuyor ve daha sonra verileri veri kanallarına yerleştiriyor.


Güvenlik Önlemleri
Hata Düzeltme
CD-ROM içinde veriler içinde 2kb’lık sektörler içinde saklanıyor. Bu sektörün tamamı kullanılabilir verilerle dolu değildir. Byte’ların bir çoğu hata tespiti ve düzeltilmesi için ayrılmış. 1kb’lık bir veriyi işlemciye yollamadan önce, ilgili kısım sürücü tarafından dört kere okunuyor.
Hata düzeltmenin gerekliliği CD’lere yakından bakınca daha iyi anlaşılıyor. Parmak izler, tozlar, çizikler yansıma prensibini bozabilecek sorunlardır. Hata düzeltme mekanizması çeşitli sebeplerden düzgün yansımayı engelleyen bu sorunlarla baş edebilmeli ve güvenlik verilerinden hareketle hataları düzeltebilmelidir. Burada elektronik kısmın bir özelliği olmalı ki, o da hızıdır. Ancak sürekli daha da hızlanan sürücülerde hata düzeltme için gerekli olan sürede gittikçe azalıyor.

Bu noktada sürücüler bir hileye başvuruyorlar: CD-ROM’un dönüş hızını düşürüyorlar. Tabii hata düzeltme için gerekli zamanı bulamıyorlarsa... Bu hız saniyede yaklaşık 3600kb olan veri transfere hızını saniyede 100kb’a kadar düşer.

Bu hız düşürme işlemi sürücünün performansını etkiliyor. Burada ilgimizi çeken bir diğer nokta ise, bazı sürücülerin hızlarını düşürdükten sonra tekrar hızlanamamalarıdır. Örneğin 24 hızlı bir sürücü 1 hızlı bir sürücü gibi çalışmaya devam ediyor. Bazı sürücüler hızlarını hatayı düzelttikten sonra tekrar arttırıyorlar ve bazıları da ufak çizikler üzerinden hiç hata yokmuş gibi çekiyorlar. Bu durumda hata düzeltilmediği için o kısımdaki verilerin ait olduğu programın çalışma şansı olmayacaktır. Bu tip CD’ler daha düşük bir hızda çalışan sürücüler ile (örneğin 4 hızlı) okunabilir. Daha önce okumanın mümkün olmadığı kısımlar sabit diske veya başka bir CD’ye yazılarak veriler kurtarılabilir.

Bir önemli nokta vardır ki sürücülerin hızını mekanik aksamları etkilemez. Bu amaçla artık günümüzde bu sorun artık ortadan kalkmak üzeredir. CD sürücüler sabit disklere kafa tutmaya başlamıştır.

Hızlı CD sürücüler bu aşamada gene bir engelle karşılaşmaktadırlar. Bu sorun ise CD sürücünün tamamen mekanik kısmıyla ilgili olan VİBRASYON (titreşim) dur. Çok yüksek hızda dönen bir disk sürücünün hatta bilgisayar kasasının sallanmasına sebep oluyor.

Vibrasyona karşı önlemler
16 hızlıdan sonraki CD sürücülerde yeni bir sorun ortaya çıkıyor: eğer CD’nin ortasında bulunması gereken delik tam tamına ortasında değilse yada CD’nin kalınlığında yer yer farklılaşma varsa dönüş sırasında cihaz sallanmaya başlıyor. Bu vibrasyonda kullanıcının sinirini bozmaktan öte lazer kafasını taşıyan aksamı bozabilir ve sürücüyü kullanılamaz hale getirebilir.

Bu rahatsız edici duruma karşı alınan önlem oldukça basit. CD’yi taşıyan kısım yumuşatılır, yani sarsıntıyı emici hale getiriliyor. Kullanılan malzeme lastik veya buna benzer suni malzemelerdir.

Böylece sarsıntı, merkezinde yok edilip diğer kısımlara ve hatta makinenin bütününe taşması engellenir. Ayrıca CD’ler hem alttan hem üstten sabitlenerek eskilere göre daha da sağlam sabitlenmiş oluyor. Böylelikle olanaklı titreşimlerin bir kısmı da bu önlemle giderilmiş oluyor.

ATAPI ve SCSI Arabirimler
CD-ROM sürücüler ilk çıktıklarında her biri kendine özel bağlantı kartlarıyla gelmişti. Bu kartı taktıktan sonra sürücü ona bağlanır ve DOS altında ayarlamalar sonucunda işlemler gerçekleştirilirdi. Ana kartlar üzerine entegre edilen IDE bağlantı noktaları sorunu daha da büyütmüştü. Tam bu sıralarda ortaya çıkan ATAPI standardı durumu kurtardı. Bununla beraber artık CD sürücüyü iki porttan birine takarak çalıştırabiliyoruz.

Windows 95 ,98 ve NT takılan sürücüyü direk olarak tanımakla beraber DOS ve Windows 3.x için 16 bitlik sürücülere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sürücülerde ilgili üreticiler tarafından temin edilmektedir.
SCSI arabirimli sürücüler ise neredeyse hiç değişmedi. Direk olarak SCSI bağlantı noktasına bağlanarak kullanılıyorlar. Tanıtma işi ATAPI’lerle aynıdır.

Aralarındaki en büyük fark fiyat farkıdır. ATAPI arabirimliler ucuz ve ayrı karta ihtiyaç duymadan çalışırlar. SCSI’ler ise hem pahalı hem de ayrı karta ihtiyaç duymaktadırlar. Aralarındaki bu fiyat farkının sebebi, SCSI’lerin profesyonel kullanım için daha sağlam inşa edilmiş olmasıdır.

BIOS’un Desteği
CD den açılış; yaklaşık 2-3 senedir yazılan BIOS ‘lar ve üretilen SCSI kontrol kartları bir işletim sisteminin CD’den açılışına izin veriyor. Prensibi basit; BIOS aracılığı ile özel EIDE veya SCSI arabirimli sürücü içerisindeki CD’ye kaydedilmiş sistem okunuyor ve yükleniyor. Bu sırada CD sürücü üzerinde disket sürücünün veya sabit diskin emülasyonu yapılıyor. CD üzerindeki veriler üzerinde başka sürücülerin emülasyonunu da yapmak mümkündür.