Disco Rígido

Publicado por: Anónimo sexta-feira, 17 de maio de 2013

O que é um Disco Rígido ?

Disco rígido ou disco duro, popularmente chamado também de HD (derivação de HDD do inglês hard disk drive) ou winchester (termo em desuso), "memória de massa" ou ainda de "memória secundária" é a parte do computador onde são armazenados os dados. O disco rígido é uma memória não-volátil, ou seja, as informações não são perdidas quando o computador é desligado, sendo considerado o principal meio de armazenamento de dados em massa.² Por ser uma memória não-volátil, é um sistema necessário para se ter um meio de executar novamente programas e carregar arquivos contendo os dados inseridos anteriormente quando ligamos o computador. Nos sistemas operativos mais recentes, ele é também utilizado para expandir a memória RAM, através da gestão de memória virtual.

Existem vários tipos de interfaces para discos rígidos diferentes:

IDE/ATA
Serial ATA
SCSI
Fibre channel
SAS.

Formatação do Disco:

A formatação de um disco magnético é realizada para que o sistema operacional seja capaz de gravar e ler dados no disco, criando assim estruturas que permitam gravar os dados de maneira organizada e recuperá-los mais tarde.
Existem dois tipos de formatação, chamados de formatação física e formatação lógica. A formatação física é feita na fábrica ao final do processo de fabricação, que consiste em dividir o disco virgem em trilhas, setores, cilindros e isola os bad blocks (danos no HD). Estas marcações funcionam como as faixas de uma estrada, permitindo à cabeça de leitura saber em que parte do disco está, e onde ela deve gravar dados. A formatação física é feita apenas uma vez, e não pode ser desfeita ou refeita através de software. Porém, para que este disco possa ser reconhecido e utilizado pelo sistema operacional, é necessária uma nova formatação, chamada de formatação lógica. Ao contrário da formatação física, a formatação lógica não altera a estrutura física do disco rígido, e pode ser desfeita e refeita quantas vezes for preciso, através do comando Format do DOS, por exemplo. O processo de formatação é quase automático; basta executar o programa formatador que é fornecido junto com o sistema operacional.

Funcionamento do Disco:

As cabeças de leitura/escrita são "indutivos", ou seja, são capazes de gerar um campo magnético. É o caso, nomeadamente, aquando da escrita: as cabeças, criando campos positivos ou negativos, vêm polarizar a superfície do disco numa zona muito pequena , que se traduzirá aquando da passagem em leitura por mudanças de polaridade que induzem uma corrente na cabeça de leitura, que será transformada seguidamente 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), seguidamente 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) que se chamam sectores, contendo os dados (no mínimo 512 bytes por sector, em geral).

Chama-se cilindro ao conjunto dos dados situados numa mesma pista sobre bandejas diferentes (ou seja, à vertical uns dos outros) porque isto forma no espaço "um cilindro" de dados.

Chama-se por último cluster (ou em português unidade de subsídio) à zona mínimo que pode ocupar um ficheiro no disco. Com efeito o sistema de exploração explora blocos que são com efeito vários sectores (entre 1 e 16 sectores). Um ficheiro minúsculo deverá por conseguinte ocupar vários sectores (um cluster).

Nos discos duros antigos, o endereçamento fazia-se assim de maneira física definindo a posição do dado pelas coordenadas cilindro/cabeça/sector (em inglês CHS para Cylinder/Head/Sector).

Estrutura do Disco:

Um disco rígido é constituído não por um só um disco, mas vários discos rígidos (em inglês hard disk significa disco duro) em metal, vidro ou cerâmica, empilhados uns sobre os outros a uma distância muito reduzida e chamados bandejas (em inglês platters).

Os discos giram muito rapidamente em redor de um eixo (a vários milhares de voltas por minuto, atualmente) no sentido oposto das agulhas de um relógio. O computador funciona de maneira binária, ou seja, os dados são armazenados sob a forma de 0 e 1 (chamados bits). Existe nos discos rígidos milhões destes bits, armazenados muito próximos uns dos outro sobre uma fina camada magnética de alguns de mícrons de espessura, estando esta revestida de um filme protetor.

A leitura e a escrita faz-se graças a cabeças de leitura (em inglês heads) situadas de uma lado e outro de cada uma das bandejas. Estas cabeças são electroímãs que se baixam e se levantam para poder ler a informação ou escrevê-la. As cabeças estão a apenas alguns mícrons da superfície, separadas por uma camada de ar provocada pela rotação dos discos que cria um vento que sopra a cerca de 250km/h! Além disso, estas cabeças são lateralmente móveis a fim de poder varrer o conjunto da superfície do disco.

Contudo, as cabeças estão ligadas entre elas e apenas só uma cabeça pode ler ou escrever a um momento dado. Fala-se por conseguinte de cilindro para designar o conjunto dos dados armazenados verticalmente sobre a totalidade dos discos.

O conjunto desta mecânica de precisão está contido numa caixa totalmente hermética, porque a mais pequena partícula pode deteriorar a superfície do disco. Pode por conseguinte ver num disco opérculos que permitem a impermeabilidade, e a menção "Warranty void if removed" que significa literalmente "a garantia expira se retirado" porque só os construtores de discos duros podem abri-lo (em salas brancas, isentas de partículas).

Modo Bloco:

O modo bloco e a transferência 32 bits permitem explorar plenamente os desempenhos do seu disco duro. O modo bloco consiste em efetuar transferências de dados por bloco, ou seja por pacotes de 512 bytes geralmente, o que evita ao processador que tenha de tratar uma multidão de minúsculos pacotes de um bit. O processador tem então "tempo" para efetuar outras operações.
Este modo de transferência dos dados tem infelizmente uma verdadeira utilidade apenas em sistemas de exploração antigos (como MS-DOS), porque os sistemas de exploração recentes utilizam o seu próprio gestor de disco duro, que torna este gestor obsoleto.

Uma opção do BIOS (IDE HDD block mode ou Multi Sector Transfer) permite às vezes determinar o número de blocos que podem ser geridos simultaneamente. Este número situa-se entre 2 e 32. Se não o conhecer, várias soluções lhe são oferecidas:

consultar a documentação do seu disco duro;
procurar as características do disco na Internet;
determinar experimentalmente efetuando testes.

O modo bloco pode contudo gerar erros sob certos sistemas, devido a uma redundância de gestor de disco duro. A solução consiste então em desativar um dos dois gestores: