PROFESSOR: ANTONYALISON ANTONY RIBEIRO

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Disco rígido ou disco duro, no Brasil popularmente também

HD (do inglês Hard Disk; o termo "winchester" há muito já

caiu em desuso), é a parte do computador onde são

armazenadas as informações, ou seja, é a "memória

permanente" propriamente dita (não confundir com

"memória RAM"). É caracterizado como memória física, não-

volátil, que é aquela na qual as informações não são

perdidas quando o computador é desligado.

DISCO RÍGIDO - HD

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Físico Alemão

Peter Grünberg

Criador do Disco Rígido

DISCO RÍGIDO - HD

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*1 - Prato, mídia ou platter - aonde os dados são

gravados

*2 - Atuador ou actuator - parte mecânica

responsável pelo posicionamento das cabeças de

leitura e gravação.

*3 - Componentes internos de controle do atuador,

ligados a placa controladora lógica externa

*4 - Cabeças de leitura e gravação ou magnetic

heads - conectadas ao atuador, responsáveis pela

leitura e gravação de dados na mídia

*5 e 6 - Hard Disk Assembly superfície aonde são

montados os componentes de um hard disk

*7 - Placa controladora lógica ou logic board -

responsável pela inicialização, controle mecânico e

envio de dados do hard disk para o computador.

*8 - Conectores externos padrão IDE - conexão por

onde são enviados os dados para a placa-mãe e

consequentemente ao processador

DISCO RÍGIDO - HD

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DISCO RÍGIDO - HD

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Braço de leitura de um HD, depois de removido. Veja que mesmo sem odisco magnético entre elas, as duas cabeças de leitura pressionam-semutuamente.

Apesar disso, quando os discos giram à alta rotação, forma-se uma espéciede colchão de ar, que repele a cabeça de leitura, fazendo com que ela fiquesempre a alguns nanômetros de distância dos discos.

DISCO RÍGIDO - HD

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Esta foto mostra a cabeça de leitura "flutuando" sobre o disco emmovimento. A distância é tão curta que mesmo ao vivo você tem aimpressão de que a cabeça está raspando no disco, embora na realidadenão esteja.

DISCO RÍGIDO - HD

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A placa lógica, ou placa controladora, é a parte "pensante" do HD. Com

exceção dela, o HD é um dispositivo relativamente simples, composto por

uma série de dispositivos mecânicos. É a controladora que faz a interface

com a placa-mãe, controla a rotação do motor e o movimento das cabeças

de leitura, de forma que elas leiam os setores corretos.

DISCO RÍGIDO - HD

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Remover a placa é simples, basta usar uma chave torx para remover os

parafusos e desencaixar a placa com cuidado. Na maioria dos HDs atuais,

a placa é apenas encaixada sobre os contatos, mas em outros ela é ligada

através de um cabo flat, que precisa ser desconectado com cuidado.

DISCO RÍGIDO - HD

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DISCO RÍGIDO - HD

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DISCO RÍGIDO - HD

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Um arquivo pode estar

gravado em diferentes

trilhas e/ou setores de

um disco.

Isso é a

Fragmentação;

Pode aumentar o

tempo de leitura de

um arquivo;

DISCO RÍGIDO - HD

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Arquivos de dados e programas atuais são muito mais

extensos que isso e ocupam muitos setores.

Assim, agora na lógica do sistema operacional, os dados são

agrupados em unidades de alocação (cluster, em inglês), que

correspondem a um número fixo de setores, dependendo do

sistema de arquivos adotado.

Se um sistema define 4 KB (8 setores) para cada unidade de

alocação, os arquivos ocupam múltiplos de 4 KB no disco (um

arquivo de 5 KB ocupa duas unidades de alocação, ou seja, 8

KB. Os 3 KB restantes da segunda não são usados).

UNIDADE DE LOCAÇÃO

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UNIDADE DE LOCAÇÃO

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PADRÃO IDE - Integrated Drive Eletronics ou Parallel ATA

Desenvolvido pela Quantum e a Western Digital, os

primeiros HDs e interfaces IDE chegaram ao

mercado em 1986. Em 1990 o padrão foi ratificado

pelo ANSI, dando origem ao padrão ATA. Como o

nome "IDE" já estava mais difundido, muita gente

continuou usando o termo "IDE", e outros passaram a

usar "IDE/ATA" ou simplesmente “PATA", fazendo

com que os dois termos acabassem virando

sinônimos.

DISCO RÍGIDO - HD

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Na placa-mãe você encontra duas portas IDE (primária e

secundária). Mesmo com a popularização das interfaces SATA,

as portas IDE ainda continuam sendo incluídas nas placas

recentes (muitas placas passaram a trazer apenas uma porta

IDE, mas deve demorar mais um pouco até que elas

desapareçam completamente).

DISCO RÍGIDO - HD

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Cada uma das portas permite instalar dois drives, de forma

que podemos instalar um total de 4 HDs ou CD-ROMs na

mesma placa.

Existem casos de placas-mãe com 4 portas IDE (permitindo

usar até 8 drives) e também controladoras IDE PCI, que

incluem duas portas adicionais, que podem ser usadas em

casos onde você precise usar mais do que 4 drives IDE no

mesmo micro.

IDE1 - Primário

IDE2 - Secundário

DISCO RÍGIDO - HD

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IDE3 – Terciária

IDE4 – Quaternária

As controladoras normalmente

tem um menu de configuração

próprio.

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Cabo com 40 Vias

Cabo com 80 Vias

Flat Cable IDE – Cabo de dados

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Conectando o Flat Cable e o cabo de força:

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IDE1 - primária

- Master = HD1

- Slave = CDROM

IDE2 - secundária

- Master = DVD-RW

- Slave = Sem

Master

Slave

Vários Dispositivos em uma Interface IDE

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Selecionando os dispositivos Master e Slave

Vista traseira do gravador de DVD

no padrão IDE

DISCO RÍGIDO - HD

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Selecionando os dispositivos Master e Slave

M

S

LC

CS

DISCO RÍGIDO - HD

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Selecionando os dispositivos Master e Slave

Visualizando no Setup a Ordem

dos Dispositivos IDE

DISCO RÍGIDO - HD

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A norma ATA permite ligar periféricos de armazenamento

diretamente à placa-mãe graças a uma cobertura IDE (em

inglês ribbon cable) geralmente composta por 40 fios paralelos

e três conectores (um conector para a placa-mãe, geralmente

azul, e os conectores restantes para dois periféricos de

armazenamento, respectivamente preto e cinzento).

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Serial ATA

A partir de um certo ponto, ficou claro que o padrão IDE/ATA estava

chegando ao seu limite e que mudanças mais profundas só poderiam ser

feitas com a introdução de um novo padrão. Surgiu então o SATA (Serial

ATA).

Assim como o PCI Express, o SATA é um barramento serial, onde é

transmitido um único bit por vez em cada sentido (Ful-duplex). Isso

elimina os problemas de sincronização e interferência encontrados nas

interfaces paralelas, permitindo que sejam usadas frequências mais altas.

DISCO RÍGIDO - HD

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Serial ATA

Os cabos SATA são bem mais práticos que os cabos IDE e não prejudicam o

fluxo de ar dentro do gabinete. Os cabos podem ter até um metro de

comprimento e cada porta SATA suporta um único dispositivo, ao

contrário do padrão master/slave do IDE/ATA. Por causa disso, é comum

que as placas-mãe ofereçam 4 portas SATA (ou mais), com apenas as

placas de mais baixo custo incluindo apenas duas.

DISCO RÍGIDO - HD

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Serial ATA

Existem três padrões de controladoras SATA, o SATA 150 (também chamado

de SATA 1.5 Gbit/s ou SATA 1500), o SATA 300 (SATA 3.0 Gbit/s ou SATA

3000) e também o padrão SATA 600 (ou SATA 6.0 Gbit/s). Como o SATA

utiliza dois canais separados, um para enviar e outro para receber dados,

temos 150 ou 300 MB/s em cada sentido, e não 133 MB/s compartilhados,

como no caso das interfaces ATA/133.

DISCO RÍGIDO - HD

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Cabos e conexões SATA

DISCO RÍGIDO - HD

Compatibilidade ente o sata 150 e sata 300

Outra curiosidade é que muitas placas mãe antigas, equipadas

com controladoras SATA 150 apresentam problemas

compatibilidade com HDs SATA 300. Por causa disso, a

maioria dos HDs atuais oferecem a opção de usar um "modo

de compatibilidade" (ativado através de um jumper), onde o HD

passa a se comportar como um dispositivo SATA 150, de forma

a garantir a compatibilidade. Veja as instruções impressas na

etiqueta de um HD da Samsung:

DISCO RÍGIDO - HD

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Ampliação das portas Serial ATA

No caso dos micros antigos ou que precisem de mais portas

SERIAL ATA, uma opção é instalar uma controladora SATA..

Note que o uso do barramento PCI limita a velocidade da

controladora a 133 MB/s (um pouco menos na prática, já que o

barramento PCI é compartilhado com outros dispositivos), mas

isso não chega a ser um problema ao utilizar apenas um ou dois

HDs.

DISCO RÍGIDO - HD

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SCSI - Small Computer Systems Interface

Diferentemente do que temos em uma interface IDE, onde um dispositivo é

jumpeado como master e outro como slave, no SCSI os dispositivos recebem

números de identificação (IDs) que são números de 0 a 7 (nas controladoras

de 8 bits) ou de 0 a 15 nas de 16 bits. Um dos IDs disponíveis é destinado à

própria controladora, deixando 7 ou 15 endereços disponíveis para os

dispositivos.

O ID de cada dispositivo é configurado através de

uma chave ou jumper, ou (nos mais atuais), via

software. A regra básica é que dois dispositivos

não podem utilizar o mesmo endereço, caso

contrário você tem um conflito similar ao que

acontece ao tentar instalar dois HDs jumpeados

como master na mesma porta IDE.

DISCO RÍGIDO - HD

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Controladora SCSI

DISCO RÍGIDO - HD

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O SSD é um pouco diferente. Sua sigla significa solid-state drive, em

português unidade de estado sólido. Sua construção é baseada em um

circuito integrado semicondutor, feito em um único bloco. Diferentemente

do HD convencional, onde o armazenamento é feito em discos magnéticos,

ou como os CDs e DVDs, que funcionam com leitura ótica, os SSD podem

utilizar a memória RAM, memória flash (como nos cartões SD das câmeras

fotográficas) ou o próprio semicondutor.

Há vantagens do SSD em relação aos HDs: por não possuírem componentes

eletromecânicos para a leitura dos arquivos, ele se torna completamente

silencioso. Isso também facilita o acesso aos dados, algo primordial para

quem precisa de velocidade (ao contrário dos discos rígidos, no qual 'braço'

mecânico de leitura precisa ir de uma ponta a outra do disco para ler

alguma informação, o SSD tem tudo à mão). Ele também esquenta menos e

consome menos energia. Porém, a capacidade de armazenamento é bem

menor que a dos HDs usados nos desktops, e seu custo final para o usuário é

bem maior.

HD - SSD

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DISCO RÍGIDO - HD

SSD

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DISCO RÍGIDO - HD

SSD

DISCO RÍGIDO - HD

É uma tecnologia de redes de computadores de alta velocidade usada

para armazenamento em rede.

Os discos Fibre Channel são a evolução dos discos SCSI. Permite

maiores velocidades e um maior número de discos. O nome se deve ao

fato deles terem sido criados originalmente para operar com canais

de fibra óptica, embora também possam trabalhar com cabos

metálicos comuns.

FC é um conjunto de protocolos. As implementações usadas destes

protocolos é o Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) e o Switched

Fabric (FC-SW).

Os produtos Fibre Channel estão disponíveis a velocidades de 1

Gbit/s, 2 Gbit/s e 4 Gbit/s. Já existe o padrão de 10 Gbit/s, mas não

existem ainda produtos que usem este padrão. Está sendo

desenvolvido um padrão de 8 Gbit/s. Produtos baseados nos padrões

1, 2, 4 e 8 Gbit/s deverão ser intercambiáveis , mas o padrão de 10

Gbit/s precisa de uma mudança "radical".

HD Fibre Channel

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Com a introdução do Serial ATA, o barramento SCSI perdeu grande

parte de seus atrativos, já que o SATA oferece uma grande parte das

vantagens que antes eram atribuídas ao SCSI e, ao mesmo tempo,

oferece um sistema de cabeamento mais simples.

Para preencher a lacuna, surgiu o SAS (Serial Attached SCSI), um

barramento serial, muito similar ao SATA em diversos aspectos, que

adiciona várias possibilidades interessantes voltadas para o uso em

servidores. Ele preserva o mesmo conjunto de comandos e é por isso

compatível a nível de software. Não estou falando aqui do Windows e

de programas como os que utilizamos em desktops, mas sim de

aplicativos personalizados, complexos e caros, utilizados em grandes

servidores.

Assim como o SCSI conviveu com o padrão IDE por mais de duas

décadas, o SAS está destinado a concorrer com o SATA, com cada um

entrincheirado em seu respectivo nicho: o SATA nos micros domésticos

e servidores de baixo custo e o SAS em servidores maiores e estações

de trabalho.

HD SAS

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As versões iniciais do SAS suportavam taxas de transferência de 150

e 300 MB/s. Recentemente foi introduzido o padrão de 600 MB/s e

passou a ser desenvolvido o padrão seguinte, de 1.2 GB/s. A evolução

é similar à do padrão SATA (note que as velocidades são as mesmas),

porém o SAS tende a ficar sempre um degrau acima.

A maior velocidade é necessária, pois o SAS permite o uso de

extensores (expanders), dispositivos que permitem ligar diversos

discos SAS a uma única porta. Existem dois tipos de extensores SAS,

chamados de "Edge Expanders" e "Fanout Expanders". Os Edge

Expanders permitem ligar até 128 discos na mesma porta, enquanto

os Fanout Expanders permitem conectar até 128 Edge Expanders

(cada um com seus 128 discos!), chegando a um limite teórico de até

16.384 discos por porta SAS.

HD SAS

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HD SAS

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