දෘඩ තැටිය (Hard Disk) සොයාගැනීම සහ එහි ක්‍රියාවලිය

මිනිසාගේ කැපවීම සහ උත්සාහය නිසාවෙන් ලෝකයට නව තාක්ෂණය එකතු වන්නේ වඩාත් සීග්‍රයෙනි. එහෙත් ඔබ අප කවුරුත් හදුනන දෘඩ තැටියෙහි (Hard Disk) තොරතුරු ඔබ අදටත් නොදැන සීටම පුළුවන. එහෙත් මෙය භාවිතය ඔබේ ජීවිතයේ කෙතරම්ද? සිතා බලන්න. දිනකට ඔබ කොතරම් අවස්ථා සංඛ්‍යාවත් දෘඩ තිටියෙහි තොරතුරු, ගබඩා කරනවාද, මකා දමනවාද...මෙහි භාවිතය ලෝකයේ කොතරම්ද? පරිගණකයත් තුල තිබෙන මූලික මෙවලමක් වන දෘඩ තැටිය ඔබට කොතරම් වැදගත් උවත්..මේතාක් කාලයත් ඔබ නොදැන සීටිමට ඇති. මෙය සොයාගත්තෙ කවුරුන්ද, අතීතරයේ විස්ථර සහ මෙහි සිදු වන ක්‍රියාවලිය. මේ නිසාවෙන් බ්ලොග් එකට යන යාළුවො වෙනුවෙන් මේ විදියෙ පොස්ට් එකක් ලියන්න හිතුනා...හ්ම් හැමෝටම වැදගත් වේවි කියලා විශ්වාස කරනවා... 

වර්ථමානයේ නැතුව බැරි මෙවලමක් වන දෘඩ තැටිය ලෝකයට දායාද කරනු ලැබුයේ විද්වතුන් දෙදෙනෙක් විසිනි. ප්‍රංශයේ ඇල්බට් ෆර්ට් සහ ජර්මනියේ පීටර් ග්රුවර්න්බර්ග් දෙදෙනා දෙදෙනා විසිනි. මේ නිසාවෙන් 2007 වසරේදී භෞතික විද්‍යා සදහා වන නොබෙල් ත්‍යාගය හිමි කර ගැනීමටද මොවුන් දෙදෙනා සමත් විය. මෙම විද්‍යාඥයින් දෙදෙනා විසින් තනි තනිව සොයාගනු ලැබුයේ ඉතා කුඩා කාන්දම් වෙනසක් (අවම චුම්බක විචලනයක්) මගින් වඩා වැඩි විදුලි ධාරා වෙනසක් (සැබවින්ම විද්‍යුත් සන්නායකතාවේ විශාල විචලනයක්) ඇති කල හැකි සිදුවීමක් (භෞතික ආචරණයක්) තිබෙන බවය. මෙය හදුන්වනු ලැබුනේ ජී.එම්.ආර් (GMR - Giant Magneto Resistance) හෙවත් යෝධ චුම්බක ප්‍රතිරෝධතාවය ලෙසයි. 

මෙම දෘඩ තැටියක තොරතුරු ගබඩා කරන්නෙ කාන්දම්වල සිදු කරන වෙනස්කම් හෙවත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර වෙනස්කමක් මගිනි. මේ වෙනස්කම් දත්ත කියවන/ලියන හිස මගින් හදුනා ගෙන ඊට අනුරූප විදුලි ධාරාවක් නිපදවයි. එය ඩිජිටල් මාදිලියට පෙරලා ගැනීමෙන් දෘඩ තැටියේ ඇති දත්ත පරිගණකය විසින් හදුනාගනී.

මේ නිසා දෘඩ තැටියෙහි ඇති තොරතුරු කියවීමට පුළුවන්කම ලැබීමේ පළමු කොන්දේසිය වන්නේනේ එහි ඇති චුම්බක වෙනස තොරතුරු කියවන හිසට හදුනාගත හැකි තරම් විශාල විය යුතු බවයි. වැඩි තොරතුරු ප්‍රමාණයක් රඳවා ගැනීමේ හැකියාව තබා ගෙන දෘඩ තැටියක් කුඩා කිරීමට බැරි, එවිට චෘඩ තැටියේ ඇති චුම්බක කොයසේ බලසම්පන්නකම අඩුවීමය. දැන් සංවේදී හිසට එය කියවීමට බැරිය.

වර්ෂ 2007 දී නොබෙල් ත්‍යාගය දිනූ ඇල්බට් ෆර්ට්ගේ සහ පීටර් ග්රුවන්බර්ග්ගේ සොයා ගැනීමේ වැදගත්කම මතුවෙන්නේ මෙතැන දීය. එනම් ජී.එම්.ආර් සිංසිද්ධිය වටින්නේ මෙතැනදීය. ඒ ඉතා පොඩි චුම්බක වෙනසක් නිසාත් හොදට හදුනා ගන්නට පුළුවන් තරම් විශාල විදුලි වෙනස්කමක් ඇති වන විදිහ ජී.එම්.ආර් සංසිද්ධියෙන් විස්තර වන නිසාය.

මේ ජී.එම්.ආර් තාක්ෂණය යොදා ගෙන වැඩි තොරතුරු ප්‍රමාණයක් රැදවිය හැකි, ප්‍රමාණයෙන් කුඩා දෘඩ තැටි 1997 දි වෙළදපොලට ආවේය. එදා පටන් එය අද දක්වාම භාවිතයේ තිබේ. මේ භාවිතයේ වැදගත්කම ගැන නොබෙල් තෑග්ග පිරිනමන ස්වීඩනයේ රාජකීය විද්‍යා ඇකඩමියේ සාමාජිකයෙකු වන බෝර්ජ් ජොහැන්සන් කියන්නේ මෙසේය. ""මේ සොයා ගැනීම නොකරන්නට MP3 මාදිලියේ ගීත හෝ අයිපොඩ් එකක්වත් අද නැහැ. ඒ වගේම මයික්‍රොඩ්‍රයිව්ස් කියා දෙයක් ඇත්තේම නැති වෙන්නට තිබුණා.

අයිපොඩ්වල තිබෙන ප්‍රමාණයෙන් පොඩි හාඩ් ඩ්‍රයිව් එකක ගීත සිය ගණනක් රැදවිය හැක්කේ මෙවැනි සෙන්ස්රයක් එහි තිබෙන නිසාය. එය නොවී සාමාන්‍ය සෙන්ස්රයක් තිබුණොත් අයිපොඩ් එකක රැදවිය හැක්කේ වැඩිම වුණොත් එක ගීතයන් පමණි.

මේ විදිහට ටිකින් ටික ගොඩ නැගුණු දෘඩ තැටියෙහි තාක්ෂණය නිසාවෙන් ලොව තත්ත ගබඩා කර ගබාගැනීමේ ප්‍රධාන මාධ්‍යක් ලෙස මෙය භාවිතයට පත්ව තිබෙනවා. ඔබට පරිගණකයත් තිබෙනවානම් ඔබ ඇත්තෙන්ම දෘඩ තැටියක් දැක තිබෙනවා. නොදැකපු කෙනෙක් නැති තරම්. මෙම දෘඩ තැටිය අපි විවිද වෙනස්කම් සිදු කරමින් භාවිතයට ගන්නවා ඔබේ සිහියට නගා ගන්න, පාර්ටිශන් කිරීම, තොරතුරු ඇතුලත් කිරීම, මකා දැමීම, ෆෝමැට් කිරීම වැනි ගොඩක් දේවල් පහතින් සාකච්චා කර බලමු.

දෘඩ තැටියක් ගතහොත් එය පරිගණකය තුල ක්‍රියාත්මක වීමේදී එහි තොරතුරු ගබඩා වන්නේ කෙසේද වන්න මූලික මාතෘකා කීපයක් යටතේ විස්තර කල හැක. මේ යටතේ අපි මුලින්ම බලමු........

හාඩ් ඩිස්ක් එකක් තොරතුරු ගබඩා කරන හැටි 

හාඩ් ඩිස්කයක මූලිකම කොටස එදි දත්ත ගබඩා කොට තිබෙන තැටියකි. ඩ්‍රයිව් ප්ලැටර්ස් (Drive Platters) කියා හදුන්වන මේ තැටිය මතුපිට කොබෝල්ට් හා ප්ලැටිනම් කණිකා තිබේ. මෙවැනි කණිකා 50-110 අතර ගණනක සිහිටුමෙන් තොරතුරු බිටුවක් (1bit) ගබඩා කෙරේ.. මේ කණිකා නියමිත දිශාවක් ඔස්සේ පිහිටන කාන්දම් පද්ධතියක් බවට පස් වූ විට හෙවත් චුම්බකිත වූ (Magnetized) විට මේවා බිටු "1" හෝ "0" නිරූපණය කරන තැනට හෙවත් ඩිජිටල් මාදිලියට හැරේ. මේ ප්ලැටර්ස් මතින් සමීපව ගමන් කරන කියවීමේ/ලිවීමේ හිස (Read/Write Head) මඟින් ප්ලැටර්ස් මතුපිට චුම්භක රටාව කියවයි. එසේම විධානයක් දුන් විට ඒ හිසෙන්ම මේ චුම්භක රටාව වෙනස් කරයි. හෙවත් අලුත් තොරතුරු ලියයි. ඩ්‍රයිව් එකක්  තුළ ප්ලැටර්ස් එකක් හෝ කීපයක් තිබිය හැකිය. පරිගණකය ක්‍රියාත්මක කළ විට ඩ්‍රයිව්  එකෙහි ඇති ප්ලැටර්ස් ඩ්‍රයිව් එකෙහිම ඇති මොටරයක් මඟින් තප්පරයට රවුම් 60-120ත් අතර වේගයකින් කරකැවේ. එවිට එහා මෙහා යන හිස මඟින් එහි ඇති "තොරතුරු" උකහා ගනී. මෙසේ ප්ලැටරය මත තොරතුරු ගබඩා කොට තිබෙන්නේ ඛණ්ඩක හෙවත් සෙක්ටර්ස් (Sectors) හා මංපෙත් හෙවත් ට්‍රැක්ස් (Tracks) කියා හඳුන්වන පොටස්වලය. දැන් තිබෙන හාඩ් ඩ්‍රයිව් එක තනා තිබෙන්නේ මේ උපාංග සමඟ ඒවා හසුරුවන විද්‍යුත් පරිපතයද දැඩි ලෝහමය ආවරණයන් තුළ අසුරා තැබීමෙනි. ඒ දූවිලි, තෙතමනය යනාදියෙන් ප්ලැටර්ස් බේරා ගන්නටය. තොරතුරු හොදින් කියවා ගැනීම සදහා මේ පැලැටර්ස් මුහුණ බලන කණ්නාඩියක් සේ පෙනෙන තරමට සුයුම්ව උප දමා තිබේ. 

හාඩ් ඩිස්ක් එකක් පාර්ටිෂන් කිරීමේ දී සිදුවන ක්‍රියාවලිය

හාඩ් ඩිස්ක් එකක් භාවිතයට පෙර පාටිෂන් කළ යුතු අතර මෙවිට ඒ එක් පාටිෂන් එක වෙනමම ඩිස්ක් එකක් ලෙස භාවිත කළ හැකි වේ. 

හාඩ් ඩිස්ක් එකක් පාටිෂන් කළ විට ඒ එක් එක් පාර්ටිෂන් එකේ ආරම්භක සෙක්ටරයත් අවසාන සෙක්ටරයත් පිළිබද තොරතුරු පාටිෂන් ටේබල් නම් ස්ථානයේ සටහන් වෙයි. මේ නිසා යම් පාර්ටිෂන් ටේබල් එක කියවා බලා එහි ඇති තොරතුරු අනුව විස්ක් හෙඩ් එක නියම ස්ථානය වෙත ගෙන යනු ලබයි. 

මීට අමතරව පාටිෂන් ටේබල් එක මත ඇති මාස්ටර් බූට් ප්‍රෝග්‍රෑම් එක මගින් පරිගණකය බූට් වන අවස්ථාවේ ඊට අදාළ පාටිෂන් එක වෙත ඩිස්ක් හෙඩ් එක යොමු කරවීමත් කරයි. 

ෆෝමැට් කිරීමේදී සිදුවන ක්‍රියාවලිය

ඕනෑම පාටිෂන් එකක් ෆෝමැට් කිරීමේ දී එම පාටිෂන් එක මූලික කොටස් හතරකට බෙදේ. එනම්, බූට් සෙක්ටර්ස් (Boot Sector), ඩේටා ස්පේස් (Data Space), ෆයිල් අලෝකේෂන් ටේබල් හෙවත් ෆැට් (FAT - File Allocation Table), ඩිරෙක්ටරි ඒරියා (Directory Area) වශයෙනි... 

• බූට් සෙක්ටර්

බූට් සෙක්ටරය තුල වැදගත් තොරතුරු කොටස් දෙකක් තිබේ. ඒවා නම්, බූට් ස්ට්‍රැප් ප්‍රෝග්රෑම් (Boot Strap Program), බූට් පැරා මීටර් (Boot Parametre).

බූට් ස්ට්‍රැප් ප්‍රොග්‍රෑම් එක තිබෙන්නේ ඔපරේටින් සිස්ටම් එකක් ඉන්ස්ටෝල් කර ඇති පාටිෂන් එකක් තුළ පමණි. මෙමගින් ඔපරේටින් සිස්ටම් ලෝඩ් කරවීමේ මූලික ක්‍රියාවලිය අරඹයි. බූට් වයිරස් එකකින් මෙම කොටස ආසාදනය වූ විට ඔපරේටින් සිස්ටම් එක කෝඩ් වනවාත් සමගම වයිරසය ද ක්‍රියාත්මක වේ. 

බූට් පැරාමීටර් කොටස්, අදාළ පාටිෂන් එකේ පිහිමීට පිළිබද සවිස්තර වාර්ථාවක් ඇත. Byte Per Second Perclustor, No of Copies Of FAT, No of Sector for Fat යනා දී වශයෙනි. පාටිෂන් එක තුළ විවිද ස්ථාන හදුනා ගැනීම සදහා බූට් පැරාමීටර් (Boor Parameter) භාවිතා වේ. 

• ඩේටා ස්පේස් 

පාටිෂන් එකේ මුළු ඉඩ ප්‍රමාණයෙන් 99.7% පමණ වූ බහුතර බඩ ප්‍රමාණය ඩේටා ස්පේස් නම් කොටසට අයත් වේ. ෆයිල් සේව් කිරීමේදී ඒවායේ ඇති තොරතුරු සටහන් වන්නේ මෙම තොටසෙහිය. 

පිළිවෙලකට දත්ත සටහන් කොට තැබීම සදහා ඩේටා ස්පේස් එක ක්ලස්ට (Cluster) වලට බෙදා එක් එක් ක්ලස්ට සදහා විශේෂ ඇඩ්‍රස් (Address) එක බැගින් සපයා ඇත. මෙම ඇඩ්‍රස් එක මඟින් ඕනෑම ක්ලස්ටරයක් වෙත නිවැරදි ඩිස්ක් හෙඩ් එක ගොන යාම සහතික කරයි.

• ෆයිල් ඇලෝකේෂන් ටේබල් හෙවත් ෆැට් 

ඩේටා ස්පේස් හි ඇති සෑම ක්ලස්ට එකක්ම ඇඩ්‍රස් එකක් ඊට අදාළ ස්ටේටස් එක හෙවත් තත්වයත් මෙම කොටස තුළ සදහන් වේ. ෆැට් එක කියවීම මඟින් ඩේටා ස්පේස් හි ඇති ඕනෑම ක්ලස්ට එකක්, ෆයිල් සේව් කිරීමට භාවිත කොට තිබේද, නැතිනම් අලුත් ෆයිල් එකක් සේව් කිරීමට භාවිත කළ හැකි ද, එසේත් නැත්නම් ප්‍රයෝජනයට ගත නොහැකි බෑඩ් ස්ලස්ටර් (Bad Clustor) සේ පවතී ද, යන්න බලා ගත හැක.

• ඩිරෙක්ටරි ඒරියා 

පාටිෂන් එක මත සේවා කර ඇති ෆයිල්වල Name, Size, Attributes යනාදී තොරතුරා හා ඩේටා ස්පේස් හි භාවිත කර ඇති පළමු ක්සස්ටරයේ ඇඩ්‍රස් එක යන මේවා ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකේ සටහන් වී තිබේ. (Directory Name) ද මීට අතුලත් වේ. 

ෆයිල් එකක් සේව් කීරීමේ ක්‍රියාවලිය 

යම් කිසි ෆයිල් එකක් සේව් කරන ලෙස පරිගණකයට දැන් වූ විට, ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකේ File Name, Size, Attributes ආදී තොරතුරු ඇතුළත් කරයි. දත්ත ලිවීමට සුදුසු ක්ලස්ටස් එකක් හෙවත් ස්ටේටස් එක 0000 ලෙස ඇති ක්ලස්ටර් එකක් ෆැට් එක මත සොයා බලයි. උදාහරණයක් ලෙස මෙසේ හමු වූ ක්ලස්ටරයේ ඇඩ්‍රස් එක 0003 යැයි සිතමු. ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකේ File Name එකට ඉදිරියෙන් පළමු ක්ලස්ටරය ලෙස 0003 ඇතුළත් කරයි. ඉස්පසු ඩේටා ස්පේස් හි 0003 නම් ක්ලස්ටරය තුළ දත්ත ලිවීම ඇරඹේ. එම ක්ලස්ටර් එක 0000 තත්වයේ ඇති ක්ලස්ටර් එකක් ගැන සොයා බලයි. මෙවිට ලැබෙන ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස් එක 0005 වූයේ යැයි සිතමු. ෆැට් එක මත 0003 නම් ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස් එකේ ස්ටේටස් එක 0005 ලෙස සදහන් කරයි. (Next Clustor). ඉන්පසු ඩේටා ස්පේස් හි 0005 වන ක්ලස්ටරයේ දත්ත ලියා අවසන් වි ඇත්නම් ෆැට් එකේ 0005 දරණ ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස් එකේ ස්ටේටස් එක ffff ලෙස ලියා තබයි. 

දැන් මෙම ෆයිල් එක කියවීමේ දී ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකෙන් File Name එක සොයාගෙන, පළමු ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස් එක සොයා ගනී. අනතුරුව ෆැට් එක කියවීමේන් අවසානය දක්වා වූ ඉතිරි කලස්ටර් සොයා ගක හැකි නිසා ඩේටා ස්පේස් වෙතින් අවශ්‍ය ක්ලස්ටර්ස් සියල්ල කියවා ගෙන අදාල ෆයිල් වන ලොඩ් කළ හැකි වේ. 

ෆයිල් එකක් මකා දැමීම 

ෆයිල් එකක් ස්තීර ලෙස පරිගණකයෙන් ඉවත් කිරීමේ දී සිදුවන්නේ ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකෙන් අදාළ ෆයිල් එකේ තොරතුරු ඇතුලළත් Record එක මකා දැම්මත්, ෆැට් එක තුළ ඊට අදාළ ක්ලස්ටර් ඇඩුස්වල ස්ටේටස් එක 0000 ලෙස ලිවීමත් ය. 

කෙසේ වෙතත් ඩිරෙක්ටරි ඒරියා හා ෆැට් ආදියෙහි පිටපතක් හෙවත් කොපි කීපයක් සෑම විටම තබා තිබෙන බැවින් "Third Party Tool" එක් භාවිත කොට පැරණි ෆැට් එකක් කිය වීම මඟින් ඩිලීට් කරන ලද ෆයිල්ස් නැවත ලබා ගත හැකිය. 

ක්වික් ෆෝමැට් කිරීම 

මෙහිදී සිදුවනුයේ ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එක මත ඇති ෆයිල් හා ෆෝල්ඩර් ආදියේ නම් සියල්ලම මකා දැම්මත්, ෆැට් එක මත ඇති සියලුම ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස්වල ස්ටේටස් එක 0000 කිරීමත්ය. (සරලව කියතොත් පාටිෂන් එක මත පිහිටි ෆයිල්ස් හා ෆෝල්ඩර්ස් සියල්ලම ඩිලීට් කිරීමයි)

ෆුල් ෆෝමැට් කිරීම 

මෙහි දී පාටිෂන් එකේ ඇති බූට් සෙක්ටර්,ඩේටා ස්පේස්, ෆැට් හා ඩිරෙක්ටර් ඒරියා යන මේවා අලුතින් පිහිටුවා, ඒවා අතර ඇති සම්බන්ධකම් අළුතින්ම ගොඩ නඟයි. ඩේටා ස්පේස් කොටස නැවත සකස් කොට ඇඩ්‍රස් කිරීමත් ෆැට් එක අලුතින් නිර්මාණය කිරීමත් සිදු වේ. 

බෑඩ් සෙක්ටර්ස් ලකුණු කිරීම 

බෑඩ් සෙක්ටර් හෝ බෑඩ් ක්ලස්ටර් ලෙස හැදින්වෙන්නේ නිසිපරිදි ධත්ත ලියා තැබිය නොහැකි එනම් දෝෂ සහිත වූ කලස්ටරයන්ය. ස්කෑන් ඩිස්ක් වැනි ටූල් එකකදී සිදුවන්නේ ඩේඩා ස්පේස් කොටස් ඇති සෑම ක්ලස්ටර් එකකම සංකීර්ණ ඩේටා පේලියක් ලියා ඒවා ඒවා නැවත කිවා බැලීමයි. ලියන ලද ඩේටා හා කියවූ විට ලැබුණු ඩේටා වෙනස් වූයේ නම් එම ක්ලස්ටර් එක බෑට් කලස්ටරයක් ලෙස හඳුනා ගැනෙන අතර ෆැට් එක මත අදාළ ක්ලස්ටර් ඇඩ්‍රස් එකේ ස්ටේටස් එක FFF7 ලෙස සලකුණු කරයි. මෙවිට ෆයිල් සේව් කරන අවස්තාවලදී මෙම බෑඩ් ක්ලස්ටර්ස් පාවිච්චි කිරීමෙන් වලක්වා ගත හැක. 

බෑඩ් සෙක්ටර් ඉවත් කිර දෙන සමහර "Third Party Tools" වලින් සිදු කෙරෙනුයේ ෆැට් එක මත ඇති FFF7 නම් බෑඩ් මාක් එක ඉවත් කර 0000 ලෙස සකස් කිරීමයි. මෙවිට බෑඩ් සෙක්ටර් මාර්ක් (Bad Sector Mark) එක ෆැට් එකෙන් ඉවත් වුවත් අදාළ ක්ලස්ටර් එකෙහි ලියන ලද දත්ත නිසා පරිදි සේව් වන්නේ නැති බැවින්, හාඩ් ඩිස්ක් එක භාවිත කරන්නා කරදරයකට පත් විය හැක. 

ෆයිල් හිඩ්න් කිරීම 

ෆයිල් හා ෆෝල්ඩර්ස්වල Attributes ලෙස සළකුනු ලබන Hidden, Read Only යන කරුණු ලියා තබන්නේ ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එක තුළයි. යම් ෆයිල් එකක් හිඩින් ඛල විට ඒ බව ඩිරෙක්ටරි ඒරියා එකේ අදාළ File Name එකට ඉදිරියෙන් සඳහන් කොට තබන අතර File List එක පෙන්වන අවස්ථාවලදී සැඟවූ ෆයිලිස් කියවීම අතහැර යයි. මීට අමතරව ෆැට් හා ඩේටා ස්පේස්වල ඒ ආකාරයටම  දත්ත පවතී.