Bir sabit diskin temel görevi -tıpkı disketlerde olduğu gibi- veri saklamaktır. Şunu da belirtmek gerekir ki, sabit disk olmadan da bir bilgisayar çalışabilir. Ancak günümüz bilgisayarlarının çok fazla veri ile işlem yapması ve programların bir disketin alabileceğinden daha fazla olması, sabit diskleri bir bilgisayar için zorunlu hale getirmiştir. Bilgisayardan ve programlardan iyi şekilde yararlanabilmek için sabit disk şarttır.

          Verilerin saklandığı kesimin metal olması ve sert olması nedeniyle hard (sert) adı verilmiştir. Çoğu zaman da, bilgisayarın kasasına içerden monte edilmiş olması ve disklerin taşınamaması nedeniyle fixed (sabit) disk adı verilir. Ancak taşınabilen sabit diskler de üretilmiştir.

Bir sabit diskte şu kısımlar bulunur:

          Sürücü motoru, adım motoru, kontrol devresi, okuma-yazma kafası, üzerine veri yazılan pek çok disk plakaları...

          Sözünü ettiğimiz bu plakalar, alüminyumdan yapılmıştır ve yüzeyi demir oksitle kaplanmıştır. Bu plakalar oldukça hassas olduklarından ve sürekli dönmeleri gerektiğinden kapalı bir kutu içine yerleştirilmişlerdir. Alüminyum plakalar, sürücü motoru tarafından dakikada 3600 (veya daha fazla) devirle döndürülür. Diske erişim sırasında okuma-yazma kafaları, plaka yüzeyine dokundurulmadan yaklaştırılır.  Manyetik olarak kayıtlı bilgileri okuyan kafa, bilgiyi elektronik devreler yardımıyla dijital sinyallere dönüştürür. Bu sinyaller bilgisayarda veri olarak kullanılır.

          Her bir disk için bir okuma-yazma kafası vardır. Okuma-yazma kafaları, plakalar arasına yerleştirilmiştir ve aynı anda hareket ederler. Ancak aynı anda yalnız bir tanesi diske erişebilir (diske veri yazar veya diskten veri okur). Adım motoru ise okuma-yazma kafalarının, plaka üzerinde bulunan izler (tracks) üzerinde dıştan merkeze doğru hareket etmelerini sağlar. Disklere okuma-yazma işlemi manyetik alan prensibi ile olur. 500 MB ile 70 GigaByte arasında kapasiteye sahip sabit diskler mevcuttur.

          Bir sabit diskin performansı, veriye erişim hızına ve veri transfer hızına bağlı olarak değişir. Veriye erişim süresi ne kadar az ise sabit disk o kadar hızlı demektir. Veriye erişim süresi okuma-yazma kafalarının, sabit disk üzerinde bulunan bir ize ulaşabilmeleri için geçen zamandır. 70 milisaniyeden, 10 milisaniye ve daha da az erişim süresi olan sabit diskler bulunmaktadır. Ancak günümüzde yaygın olarak kullanılanlar, 3 ile 15 milisaniye erişim hızına sahip olanlardır.

          Sabit diskler de tıpkı disket sürücüler gibi, motorlarının çalışabilmesi için gerekli enerjiyi güç kaynağından alırlar. Yine CPU'nun sabit diske erişimi giriş/çıkış (I/O) arabirimi (kartı) ile sabit disk arasında bulunan bir kablo ile olur.(Günümüz bilgisayarlarında giriş/çıkış kartı anakart üzerinde bulunmaktadır.) Sabit diskten alınan veriler,kablo üzerinden giriş/çıkış arabirimine gönderilir. Oradan da bu verileri CPU alarak işler.

          Sabit disklerin üzerindeki verilere ulaşım hızı, floppy disket sürücülere göre çok daha yüksektir. Floppy sürücülerin sürücü motoru diski 300 devir/dakika ile döndürürken, harddisk sürücü motorunun 7200 d/dk ile döndürmesi bu hızda ilk etkendir. İkinci bir etken de harddisk motorunun bilgisayar açık olduğu sürece devamlı dönmesidir. Halbuki floppy sürücüler veriyi okuyup veya yazdıktan sonra dururlar. Yeni bir veri işlemek için duran motorun 300 d/dak ya ulaşması için zaman geçer.

           Alüminyum disk ve okuma kafası arasındaki mesafe çok az olduğundan sarsıntı ve tozlu ortam harddiskin ömrünü kısaltan nedenlerin başında gelir.

 

Resim 52: Harddisk plakaları ve Okuma Yazma kafası

Resim 53: Silindir ve Sektörler

Tracks (izler)
          Bir disk tarafından kullanılan kafanın (head) magnetik değildir. Okuma/yazma kafası yan hareketle veri yazar yada okur. Kafa sabitken plakalar hızla döner. Herhangi bir zamanda plaka bir kez döndüğünde, kafa plaka yüzeyi üzerinde tam bir daire izlemiş olur. Bu daire track (iz) olarak adlandırılır.

Cylinders(SİLİNDİRLER):
          Herbir kafa, bir mil ile birleştirilmiş plakalar boyunca ayrı ayrı izleri (track) okur. Tüm kafalar (head) birlikte hareket ettiklerinden ve diskin merkezinden aynı uzaklıktaki bir yarıçap üzerinde hareket ederler. Böylece kafaların birlikte hareketleri, dikey bir silindir iskelet üzerinde oluşmuş hareketi verir. Bu izlerin diken yığını bir silindir oluşturur ki bu silindir olarak adlandırılır. Bu nedenle; bir diskteki silindirlerin sayısı diskteki plakalar üzerindeki izlerin sayısı ile aynıdır.

Sectors (SEKTÖRLER)
          Pekçok hard disk sisteminde izler sector olarak adlandırılan kısa yaylara bölünmüşlerdir ve sektör sürücünün temel depolama birimidir.Bazı işletim sistemleri sektörleri temel depolama birimleri olarak kullanırlar. Örneğin High Performance File system (HPFS) (OS/2) bunlardan biridir. Bununla beraber DOS birkaç sektörü birarda kullanarak kullanır. Bu şekilde ortaya çıkmış depolama birimleri cluster (küme) olarak adlandırılır.PC hard disk endüstrisinde sektörlerin boyutu genel olarak 512 baytdır. İz başına sektörlerin sayısı diskin dizaynına bağlıdır.

Physical Format (FİZİKSEL FORMAT)
          Bir disk sürücünün geometrisi çeşitli sürücü parametrelerin sayısı (Silindir, Kafa, Sektör) ile tanımlanır . Sürücü formatı bu parametreleri hazırlar ve sıraya koyar.

File System
          Disk üzerine bir dosya depolamak için; DOS cluster gruplarını yüzlercesini kullanabilir. Bir dosyanın ard arda gelen parçaları fiziksel olarak bitişik clusterlere depolanır. Bir dosya silindiğinde bulunduğu clusterler boşaltılmış olur. Bu yeni boşaltılmış clusterler diskin başlangıcında bulunabilir. Yeni bir dosya diske yazılırken bu clusterlerden başlanabilir. Sonuçta yeni dosyanın kümeleri disk üzerine saçılmış olur.

File Allocation Table (FAT)
          DOS; temelde disk üzerindeki kümelerin (cluster) haritasını kullananfile allocation table (FAT) kullanır. Bir dosyayı okumak istediğimizde DOS otomatik olarak FAT kontrol ederek dosyanın bulunduğu kümelerin tümünü bulur.
           Standart PC işletim sistemlerinde, DOS, bir kütük silindiğinde adres defterindeki (directory) dosya adının ilk karakterini siler. Ve dosyanın FAT girdilerinin tamamı sıfırlanır. Bazı programlar ile ilk karakter yerine konulursa silinen dosya geri kazanılmış olur.

Clusters (Kümeler)
           DOS 3.3 versiyona dahil FAT 12 bit lik cluster yapısını kullandı. Bu versiyonlarda toplam culuster sayısı en fazla 4.096 ve cluster başına 8.192 byte düştüğünden maksimum olası disk büyüklüğü 33.554.432 byte (32 MB) ile sınırlıydı. DOS 4.0 ve sonrasında 16 bit lik FAT yapısına geçildi. Bu yapıda culustererin toplam sayısı maksimum 65.536 tane ve culster başına 2048 byte düşüyordu. Bu nedenle maksimum dik kapasitesi 134.217.728 byte veya 128MB tı. Daha büyük diskler için culuster boyutu 4096 dan 8192 ye çıktı.

FAT - File Allocation Table
           FAT microsoftun orijinal dosya sistemidir. FAT, Linux, DOS, Windows 3.x Windows 9x ve Windows NT işletim sistemleri tarafından desteklenir. Windows NT de dosyalar NTFS ve FAT arasında kopyalanabilir. FAT de herbir clustere yalnızca bir veri girilebilir. FAT daki maksimum dosya boyutu veya partition boyutu 4GB olabilir. Herbir partition (volume) maksimum 65.535 culuster içerebilir.

FAT32 - File Allocation Table 32

           Bu yapının en belirgin özelliği 8GB a kadar ola sürücü partitionları için 4096 bytelık cluster boyutu kullanmasıdır. Bu daha hızlı ve disk yüzeylerinin israfsız kullanılmasını sağlar.

VFAT - (Virtual File Allocation Table)

           VFAT windows 9x deki asıl dosya sistemidir. Windows 9x de 32 bit ve 16 bit sürücüler kullanılabilir. FAT sistemi ile uyumludur fakat ayrıca uzun dosya adlarınınve daha büyük hard disk partitionlarınının adreslenmesini destekler.

HPFS - High Performance File System

           Bu dosya sistemi OS/2 işletim sisteminin temel dosya sistemidir.

NTFS - New Technology File System

           NTFS Windows NT 4.0 işletim sistemiyle gelmiştir. NTFS dosyalar ve dizinlere izin atamalarının yapılabildiği bir sistemdir. NT 512 byte lık sektör boyutuna sahip olup destekleyebildiği maksimum kapasite 2 terabayttır.