Disco Rígido e Mídias de Armazenamento

Aula 7

HD – Hard Disc

Praticamente todos os computadores de mesa e servidores atuais contêm uma ou mais unidades de disco rígido. Todomainframe e supercomputador normalmente estão conectados a centenas deles. Você pode até encontrar dispositivos como aparelhos de vídeo (VCRs) efilmadoras que usam discos rígidos em vez de fita. Esses bilhões de discos rígidos fazem uma coisa muito bem: eles armazenam informações digitais de uma forma relativamente permanente. Eles dão aos computadores a capacidade de lembrar coisas depois que a energia for desligada.

Os discos rígidos foram inventados nos anos 50. Eles começaram como grandes discos de até cerca de 50 cm de diâmetro que guardavam somente poucos megabytes. Originalmente, eles eram chamados de "discos fixos" ou "winchesters" (um nome usado para um produto popular da IBM). Mais tarde, ficaram conhecidos como "discos rígidos" para distingui-los dos "disquetes" ou floppy disks (literalmente discos flexíveis). Nos discos rígidos o meio magnético de gravação de dados fica numa superfície rígida (um disco ou prato), enquanto nas fitas magnéticas e nos disquetes há uma película plástica flexível.

Capacidade e desempenho

Um computador de mesa típico tem um disco rígido com uma capacidade entre 80 e 200 gigabytes. Os dados são armazenados no disco na forma de arquivos. Um arquivo é simplesmente uma coleção de bytes. Os bytes podem ser códigos ASCII para os caracteres de um arquivo de texto, instruções de um aplicativo de software para o computador executar, os registros de um banco de dados ou as cores dos pixels de uma imagem no formato GIF. Entretanto, independentemente do que ele contiver, um arquivo é simplesmente uma seqüência de bytes. Quando um programa executado no computador solicita um arquivo, o disco rígido recupera seus bytes e os envia para a CPU, um de cada vez.Há duas maneiras de medir o desempenho de um disco rígido:

Taxa de transferência de dados (data rate) - número de bytes por segundo que a unidade de disco pode entregar à CPU. Taxas entre 5 e 40 megabytes por segundo são comuns.

Tempo de busca (seek time) - intervalo entre o momento em que a CPU solicita um arquivo e o envio para a CPU do primeiro byte do arquivo. Tempos entre 10 e 20 milissegundos são comuns.

O outro parâmetro importante é a capacidade da unidade (drive), que é o número de bytes que ela pode guardar.

Por dentro: placa eletrônica

A melhor maneira de compreender como funciona um disco rígido é dar uma olhada no seu interior. (Observe que a abertura de um dico rígido o destrói de modo que isso não é algo para tentar fazer em casa, a menos que você tenha uma unidade completamente inutilizada).

Ele é uma caixa de alumínio vedada com uma placa eletrônica de controle fixada em um dos lados. Os componentes eletrônicos controlam o mecanismo de leitura/gravação e o motor que gira os discos. Esses componentes eletrônicos também fazem a montagem dos domínios magnéticos da unidade na forma de bytes (leitura) e transforma os bytes em domínios magnéticos (gravação). Todos os componentes eletrônicos estão contidos em uma pequena placa que é removível do resto da unidade:

Os discos - eles giram normalmente a 3.600 ou 7.200 rpm (rotações por minuto) quando a unidade está operando. Esses discos são fabricados com tolerâncias incríveis e têm acabamento espelhado (como você pode ver neste interessante auto-retrato do autor).

O braço - ele segura as cabeças de leitura/gravação e é completamente controlado pelo mecanismo no canto superior esquerdo. O braço é capaz de mover as cabeças do centro do disco à borda da unidade. O braço e seu mecanismo de movimentação são extremamente leves e rápidos. O braço de uma unidade de disco rígido típica pode se mover do centro à borda até 50 vezes por segundo. É uma coisa incrível de se ver!

Por dentro: discos e cabeças

Para aumentar a quantidade de informações que a unidade pode armazenar, a maioria dos discos rígidos tem múltiplos discos (ou pratos). Esta unidade tem três discos e seis cabeças (cabeças magnéticas de leitura/gravação):

Armazenamento dos dados

Os dados são armazenados sobre a superfície de um disco em trilhas esetores. As trilhas são círculos concêntricos, e os setores são cunhas em forma de fatia de torta sobre a trilha conforme mostra a figura abaixo.

Uma trilha típica é exibida em amarelo, enquanto um setor típico aparece em azul. Um setor contém um número fixo de bytes. Por exemplo, 256 ou 512. No nível da unidade do disco rígido ou do sistema operacional, os setores são freqüentemente agrupados em clusters (blocos).

O processo de formatação de baixo nível de uma unidade estabelece as trilhas e setores no disco. Os pontos iniciais e finais de cada setor são gravados no disco. Este processo prepara a unidade para guardar os blocos de bytes. A formatação de alto nível então grava as estruturas de armazenamento de arquivos, como a tabela de alocação nos setores. Esse processo prepara a unidade para guardar os arquivos.

Dispositivos de Armazenamento PenDrives & Cartoes SD Os cartões de memória são

dispositivos baseados em memória flash para o armazenamento de dados. Estes aparelhos não precisam de alimentação (energia elétrica) para manter as informações salvas e permitem que os usuários sobrescrevam os dados sem qualquer dificuldade.

Futuro

Depois dos pendrives e cartões de memória, agora é a vez dos SSDs. Acrônimo de “Solid State Disks" (discos de estado sólido), SSD é um HD que utiliza chips de memória Flash no lugar de discos magnéticos.

Por não possuir partes móveis, estes discos são mais resistentes a quedas e batidas, consomem menos eletricidade e o os ruídos são quase inexistentes

o substituto ideal para o HD que conhecemos hoje.