Disco Rígido - HD
O HD, para Hard disk, disco rígido (br) ou disco duro (pt), é um componente de hardware do computador. Sua importância está na sua função, armazenando dados permanentemente, ou seja, quando computador é desligado, ele não suprime esses dados como acontece com a memória.
Qual é a função do disco rígido
O disco rígido é o componente utilizado para armazenar os dados de maneira permanente, ao contrário da memória RAM, que se apaga a cada reinício do computador, motivo pelo qual falamos de memória de massa para designar os discos rígidos.
O disco rígido é conectado à placa-mãe através de um controlador de disco rígido que atua como uma interface entre o processador e o disco rígido. O controlador de disco rígido gerencia os discos a ele ligados, interpreta os comandos enviados pelo processador e encaminha-os para o disco em questão. Geralmente, os discos rígidos se reúnem por interface da seguinte maneira: IDE, SCSI (Interface para sistemas de pequenos materiais) e Serial ATA.
Com o aparecimento da norma USB surgiram também caixas externas que podiam conectar um disco rígido a uma porta USB, tornando o disco rígido fácil de instalar e permitindo adicionar mais capacidade de armazenamento para fazer cópias de segurança. A eles chamamos de discos rígidos externos em oposição aos discos internos conectados diretamente à placa-mãe. Na realidade, trata-se do mesmo tipo de disco com a diferença de que os externos estão conectados ao computador através de uma porta USB.
Qual é a estrutura de um disco rígido
Um disco rígido não é composto de um só disco, mas de vários discos rígidos em metal, vidro ou cerâmica, empilhados uns sobre os outros a uma distância muito reduzida. Cada um destes discos recebe o nome de bandeja (platters):
Os discos rodam muito rapidamente ao redor de um eixo (milhares de voltas por minuto) no sentido anti-horário. O computador funciona de maneira binária, ou seja, os dados são armazenados sob a forma de 0 e 1, chamados bits. Nos discos rígidos existem milhões destes bits, armazenados muito próximos uns dos outros sobre uma fina camada magnética com alguns mícrons de espessura e revestida por um filme protetor.
A leitura e a gravação dos dados são feitas pelas cabeças de leitura (heads) situadas de ambos os lados das bandejas. Estas cabeças são eletroímãs que sobem e descem para ler ou gravar a informação. As cabeças estão a apenas alguns mícrons da superfície, separadas por uma camada de ar gerada pela rotação dos discos que chega a cerca de 250 km/h. Além disso, estas cabeças são lateralmente móveis para que possam varrer toda a superfície do disco:
Contudo, as cabeças estão ligadas entre si e apenas uma pode ler ou gravar em um momento específico. O termo cilindro é utilizado para se referir a todos os dados armazenados verticalmente, em cada um dos discos.
O mecanismo completo de precisão fica numa caixa totalmente hermética, pois até a menor partícula pode deteriorar a superfície do disco. É por esta razão que os discos são selados e mostram o aviso Warranty void if removed, que significa que a garantia expira o lacre for retirado. Apenas os construtores de discos rígidos podem retirá-lo, em salas limpas e isentas de partículas.
Como funciona um disco rígido
As cabeças de leitura e gravação são indutivas, isto é, podem gerar um campo magnético. Isto é muito importante na hora de gravar, quando, ao criar campos positivos ou negativos, as cabeças tendem a polarizar a superfície do disco numa zona muito pequena, que, durante a leitura, se traduzirá na inversão de polaridade induzindo uma corrente na cabeça de leitura, que, em seguida, será transformada por um conversor analógico numérico (CAN) em 0 e 1, compreensíveis pelo computador:
As cabeças começam a inscrever dados na periferia do disco (pista 0) e, depois, avançam para o centro. Os dados são organizados em círculos concêntricos chamados pistas, criadas pela formatação de baixo nível. As pistas são separadas em quartos (entre dois raios) chamados setores, que contêm os dados (em geral, no mínimo, 512 bytes por setor):
Chamamos de cilindro o conjunto dos dados situados em uma mesma pista sobre bandejas diferentes (ou seja, colocados uns sobre os outros, verticalmente) porque isto forma um cilindro no espaço de dados:
Por último, chamamos de cluster (unidade de alocação), a zona mínima que pode ocupar um arquivo no disco. Na verdade, o sistema operacional utiliza blocos que são grupos de setores (entre 1 e 16 setores). Assim, um arquivo pequeno pode ocupar vários setores.
Nos discos rígidos antigos, o endereçamento era feito manualmente, definindo a posição dos dados pelas coordenadas Cilindro/Cabeça/Setor (CHS).
Modo bloco
O modo bloco e a transferência de 32 bits são utilizados para obter um melhor desempenho do disco rígido. O modo bloco consiste em efetuar transferências de dados por blocos, geralmente por pacotes de 512 bytes, evitando que o processador trabalhe com grandes quantidades de minúsculos pacotes de 1 bit. Desta maneira, o processador tem mais tempo para efetuar outras operações. Infelizmente, este modo de transferência de dados só tem utilidade para sistemas operacionais antigos, como MS-DOS, porque os mais recentes utilizam seu próprio administrador de disco rígido.
Existe uma opção do BIOS que determina o número de blocos que podem ser administrados simultaneamente. Este número situa-se entre 2 e 32. Se você não o conhecer, existem várias outras soluções, como consultar a documentação do seu disco rígido, procurar as características do disco na Internet e efetuar testes.
Contudo, o modo bloco pode gerar erros em certos sistemas, devido a redundâncias no gerente do disco rígido. O sistema requer a desativação de um dos dois administradores: o gerente do software de 32 bits no sistema operacional e o modo bloco no BIOS.
Modo 32 bits
O modo de 32 bits caracteriza-se pelas transferências de dados em 32 bits. Para imaginar a transferência de 32 bits podemos compará-la a 32 portas que abrem e fecham simultaneamente. No modo de 32 bits, duas palavras de 16 bits (grupos de bits) são transmitidas, sucessivamente, uma depois da outra, e, em seguida, são montadas.
De modo geral, o ganho em desempenho associado à passagem do modo de 16 bits para o modo de 32 bits é insignificante. Seja como for, na maior parte do tempo não é possível escolher o modo porque a placa-mãe determina automaticamente qual será adotado em função do tipo de disco rígido.
Contudo, a determinação automática do modo de 32 bits pode retardar os leitores de CD-ROM IDE cuja velocidade é superior a 24x quando estão sozinhos numa cobertura IDE. Na verdade, se o leitor de CD-ROM é o único na cobertura, o BIOS pode não detectar a sua compatibilidade com o modo de 32 bits (já que procura um disco rígido). Neste caso, ele passa em modo de 16 bits. Assim sendo, a velocidade de transferência será inferior àquela anunciada pelo construtor.
A solução neste tipo de caso consiste em conectar, na mesma cobertura do leitor de CD-ROM, um disco rígido que suporta o modo de 32 bits.
Características técnicas
Veja, abaixo, quais são os elementos técnicos que determinam um disco rígido:
Capacidade: quantidade de dados que podem ser armazenados em um disco rígido.
Taxa de transferência (ou débito): quantidade de dados que podem ser lidos ou gravados no disco por unidade de tempo. Ela é expressa em bits por segundo.
Velocidade de rotação: a velocidade dos discos rígidos é de aproximadamente 7.200 a 15.000 rpm. Quanto maior a velocidade de rotação de um disco melhor o débito do mesmo. Por outro lado, o disco que possui uma velocidade de rotação elevada é geralmente mais barulhento e aquece mais rapidamente.
Latência (também chamado de prazo rotatório): tempo decorrente entre o momento em que o disco encontra a pista e o momento em que encontra os dados.
Tempo de acesso médio: ele representa o tempo médio que leva o disco para fornecer dados depois de receber a ordem para fazê-lo. Ele deve ser o mais breve possível.
Densidade radial: número de pistas por polegada (TPI = Track per Inch).
Densidade linear: número de bits por polegada em uma dada pista (BPI = Bit per Inch).
Densidade de superfície: índice entre a densidade linear e a densidade radial (expresso em bits por polegada quadrada).
Memória oculta (memória buffer): quantidade de memória que se encontra no disco rígido. A memória oculta é utilizada para armazenar os dados acessados com mais frequência, para melhorar o desempenho global.
Interface: se refere às conexões utilizadas pelo disco rígido. As principais interfaces do disco rígido são a IDE/ATA, a Serial ATA e a SCSI. Além disso, existem caixas externas que permitem conectar discos rígidos em USB ou FireWire.
Foto: © Kichigin - Shutterstock.com
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