CFP FIDELIS REIS TÉCNICO ELETRÔNICA FMP
DISCO RIGIDO
Nome: Cristiano Garcia Rosa
UBERABA – MG 2012
DEFINIÇÃO
O HD (disco rígido) é um dispositivo indispensável na vida de todos que utilizam o computador: é nele que são armazenados os arquivos e dados que são vitais para o funcionamento do micro. O Hard Disk é um sistema de armazenamento de alta capacidade, que por não ser volátil, é destinado ao armazenamento de arquivos e programas. Todos os programas e arquivos são armazenados no disco rígido, ou Winchester. A capacidade do disco rígido determina a quantidade de arquivos e programas que será possível armazenar. O disco rígido também exerce uma grande influência sobre o desempenho global do equipamento, já que determina o tempo de carregamento dos programas e de abertura e salvamento de arquivos. O disco rígido é acomodado no gabinete e ligado à placa mãe através de um cabo. A memória RAM funciona como uma mesa de trabalho. É nele que ficam guardados programas e dados enquanto não estão em uso, ou quando o micro é desligado. O HD armazena os dados em discos magnéticos que mantêm a gravação por vários anos. Os discos giram a uma grande velocidade e um conjunto de cabeças de leitura, instaladas em um braço móvel faz o trabalho de gravar ou acessar os dados em qualquer posição nos discos. Junto com o CD-ROM, o HD é um dos poucos componentes mecânicos ainda usados nos micros atuais e, justamente por isso, é o que normalmente dura menos tempo (em média de três a cinco anos de uso contínuo) e que inspira mais cuidados. Os discos magnéticos dos HDs são selados, pois a superfície magnética onde são armazenados os dados é extremamente fina e sensível. Qualquer grão de poeira que chegasse os discos poderia causar danos à superfície, devido à enorme velocidade de rotação dos discos. Um pequeno filtro permite que o ar entre e saia, fazendo com que a pressão interna seja sempre igual à do ambiente. O ar é essencial para o funcionamento do HD, já que ele é necessário para criar o "colchão de ar" que evita que as cabeças de leitura toquem os discos. Tradicionalmente, o sistema operacional era sempre instalado no HD antes de poder ser usado. Enquanto está trabalhando, o sistema precisa freqüentemente modificar arquivos e configurações, o que seria impossível
num CD-ROM, já que os dados gravados nele não podem ser alterados. Isso mudou com o aparecimento do Knoppix, Kurumin e outras distribuições Linux que rodam diretamente do CD-ROM. Neste caso, um conjunto de modificações "engana" o sistema, fazendo com que ele use a maior parte dos arquivos (os que não precisam ser alterados) a partir do CD-ROM, e o restante (os que realmente precisam ser alterados) a partir da memória RAM. Isto tem algumas limitações: as configurações são perdidas ao desligar (a menos que você as salve em um pendrive ou em uma pasta do HD), pois tudo é armazenado na memória RAM, cujo conteúdo é sempre perdido ao desligar o micro.
FUNCIONAMENTO
Os discos magnéticos de um disco rígido são recobertos por uma camada magnética extremamente fina. Na verdade, quanto mais fina for a camada de gravação, maior será sua sensibilidade, e conseqüentemente maior será a densidade de gravação permitida por ela. Poderemos, então, armazenar mais dados num disco do mesmo tamanho, criando HDs de maior capacidade. Os primeiros discos rígidos, assim como os discos usados no início da década de 80, utilizavam a mesma tecnologia de mídia magnética utilizada em disquetes, chamada coated media que além de permitir uma baixa densidade de gravação, não é muito durável. Os discos atuais já utilizam mídia laminada (plated media ), uma mídia mais densa, de qualidade muito superior, que permite a enorme capacidade de armazenamento dos discos modernos. A cabeça de leitura e gravação de um disco rígido funciona como um eletroímã semelhante aos que estudamos nas aulas de ciências e física do colegial, sendo composta de uma bobina de fios que envolvem um núcleo de ferro. A diferença é que, num disco rígido, este eletroímã é extremamente pequeno e preciso, a ponto de ser capaz de gravar trilhas medindo menos de um centésimo de milímetro de largura. Quando estão sendo gravados dados no disco,
a
cabeça
utiliza
seu
campo
magnético
para
organizar
as moléculas de óxido de ferro da superfície de gravação, fazendo com que os pólos positivos das moléculas fiquem alinhados com o pólo negativo da cabeça
e, conseqüentemente, com que os pólos negativos das moléculas fiquem alinhados com o pólo positivo da cabeça. Usamos, neste caso, a velha lei "os opostos se atraem". Como a cabeça de leitura e gravação do HD é um eletroímã, sua polaridade pode ser alternada constantemente. Com o disco girando continuamente, variando a polaridade da cabeça de gravação, variamos também a direção dos pólos positivos e negativos das moléculas da superfície magnética. De acordo com a direção dos pólos, temos um bit 1 ou 0 (sistema binário). Para gravar as seqüências de bits 1 e 0 que formam os dados, a polaridade da cabeça magnética é mudada alguns milhões de vezes por segundo, sempre seguindo ciclos bem determinados. Cada bit é formado no disco por uma seqüência de várias moléculas. Quanto maior for a densidade do disco, menos moléculas serão usadas para armazenar cada bit, e teremos um sinal magnético mais fraco. Precisamos, então, de uma cabeça magnética mais precisa. Quando é preciso ler os dados gravados, a cabeça de leitura capta o campo magnético gerado pelas moléculas alinhadas. A variação entre os sinais magnéticos positivos e negativos gera uma pequena corrente elétrica que caminha através dos fios da bobina. Quando o sinal chega à placa lógica do HD, ele é interpretado como uma seqüência de bits 1 e 0. Desse jeito, o processo de armazenamento de dados em discos magnéticos parece ser simples,
e
realmente
era
nos
primeiros
discos
rígidos
(como
o
305 RAMAC da IBM ), que eram construídos de maneira praticamente artesanal. Apesar de nos discos modernos terem sido incorporados vários aperfeiçoamentos, o processo básico continua sendo o mesmo.
TIPOS
HD IDE ou PATA
Estes são os discos mais antigos e utilizam um cabo maior para a transmissão de dados — cabos com 40 ou 80 vias. Os discos IDE utilizam cabos de energia de quatro pinos, presentes na maioria das fontes padrão. Os HDs do tipo PATA são grandes e pesados, confira na imagem abaixo como identificá-los.
HD SATA
O novo padrão de HD é o SATA e reconhecê-lo é bem simples, porque ele utiliza um cabo de oito vias bem fino. Relembra-se ainda que apesar de já existir os discos SATA 2 (a segunda versão desses HDs), fisicamente não há diferenças. Na figura abaixo há um exemplo de HD SATA e os respectivos cabos (de dados e de energia) que ele utiliza.
SSD
O novo tipo de discos para armazenamento são bem compactos, ultrafinos e leves. Um disco do tipo SSD é super simples e não tem partes eletrônicas visíveis. O cabo dos SSD é exatamente o mesmo utilizado em HDs SATA, visto que ele tem o mesmo padrão de transferência. Confira na imagem abaixo como identificar se o seu disco é um SSD.
Interno
Os três tipos de disco exibidos acima são discos internos, que devem ser instalados dentro do gabinete e não são portáteis. Não colocamos imagens dos discos internos, pois você acabou de conferir exemplos de cada um.
Externo
Para usuários que precisam levar dados para todos os lugares e precisam de facilidade surgiram os discos externos. Os discos externos normalmente são conectados através da USB ou de uma porta eSATA (external SATA), mas na realidade eles são idênticos aos discos internos, com a diferença de que eles vêm protegidos numa ―gaveta‖ — uma espécie de caixinha onde você não enxerga o disco.
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
O primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1956, e foi lançado em 16 de Setembro de1957. Era formado por 50 discos magnéticos contendo 50 000 setores, sendo que cada um suportava 100 caracteres alfanuméricos, totalizando uma capacidade de 5 megabytes , incrível para a época. Este primeiro disco rígido foi chamado de 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) e tinha dimensões de 152,4 centímetros de
comprimento, 172,72 centímetros de largura e 73,66 centímetros de altur a. Em 1973 a IBM lançou o modelo 3340 Winchester , com dois pratos de 30 megabytes e tempo de acesso de 30 milissegundos. Assim criou-se o termo 30/30 Winchester (uma referência à espingarda Winchester 30/30),
termo muito usado antigamente para designar HDs de qualquer espécie. Ainda no início da década de 1980, os discos rígidos eram muito caros e modelos de 10 megabytes custavam quase 2 mil dólares americanos, enquanto em 2009 compramos modelos de 1.5 terabyte por pouco mais de 100 dólares. Ainda no começo dos anos 80, a mesma IBM fez uso de uma versão pack de discos de 80 megabytes , usado nos sistemas IBM Virtual Machine . Os discos rígidos foram criados originalmente para serem usados em computadores em geral. Mas no século 21 as aplicações para esse tipo de disco foram expandidas e agora são usados em câmeras filmadoras, ou camcorders nos Estados
Unidos;
tocadores
de
música
como Ipod, mp3
player; PDAs; videogames, e até em celulares. Para exemplos em videogames temos o Xbox360 e o Playstation 3, lançados em 2005 e 2006 respectivamente, com
esse
diferencial,
embora
a Microsoft já
tivesse
lançado
seu
primeiro Xbox (em 2001) com disco rígido convencional embutido. Já para celular os primeiros a terem essa tecnologia foram os da Nokia e da Samsung. E também devemos lembrar que atualmente o disco rígido não é só interno, existem também os externos, que possibilitam o transporte de grandes quantidades de dados entre computadores sem a necessidade de rede.
BARRAMENTOS E INTERFACE
Há dois tipos de barramento no computador, o externo e interno, também conhecido como ―BUS‖.
Eles são responsáveis pela conexão dos dispositivos externos aos chips sets da placa mãe para serem processados, estes dispositivos externos são encaixados em SLOTS e cada barramento tem o seu slot de encaixe especifico.
Tipos de Barramento Barramento local
Conexão do Barramento CPU e Chip Set Barramento da memória SLOT de memória Barramento ISA SLOT Preto 16 bits Barramento PCI SLOT Branco 32 bits Barramento AGP SLOT AGP 1x 4x 8x Barramento AMR/CNR SLOT Marrom pequeno Barramento PCI Express SLOT Laranja ou Azul Barramento IDE Conector Azul Barramento USB Conector externo Barramento SCSI Própria placa SCSI Barramento VLB Extensão do Barramento ISA
Dispositivo Processador e Chip Set Memória RAM Dispositivos antigos Dispositivos atuais Placa de vídeo antiga Modem on board Placa de vídeo atual HD e Leitores de CD ROM Pen drive HD SCSI Super placa de vídeo
Alguns destes barramentos não são mais utilizados como o:
Barramento ISA
Barramento AGP
Barramento VLB Existem também barramentos internos que são aqueles que estão
dentro do Chip Set da placa mãe. Hoje temos barramento de 32 e 64 bits, os de 64 bits possuem muito mais trilhas na placa mãe e são mais velozes, isso se da ao fato de que ainda existem computadores que usam trilhas de 32 bits bem menos veloz, as informações que são transportadas viajam por um canal de trilha de maior quantidade e são velozes quando utilizam barramento de 64 bit s.
CONFIGURAÇÃO DE INSTALAÇÃO
A instalação 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.
CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO
A capacidade de um disco rígido atualmente disponível no mercado para uso doméstico/comercial varia de 10 a 3000 GB, assim como aqueles disponíveis para empresas, de mais de 3 TB . O HD evoluiu muito. O mais antigos possuíam 5 MB (aproximadamente 4 disquetes de 3 1/2 HD), sendo aumentada para 30 MB, em seguida para 500 MB (20 anos atrás), e 10 anos mais tarde, HDs de 1 a 3 GB. Em seguida lançou-se um HD de 10 GB e posteriormente um de 15 GB. Posteriormente, foi lançado no mercado um de 20 GB, até os atuais HDs dos mais variados tamanhos.
No entanto, as indústrias consideram 1 GB = bytes , pois no Sistema Internacional de Unidades(SI), que trabalha com
potências de dez, o prefixo Giga quer dizer
ou
(bilhões),
enquanto os sistemas operacionais consideram 1 GB = bytes , já que os computadores trabalham com potências de dois e 1024 é a
potência de dois mais próxima de mil. Isto causa uma certa disparidade entre o tamanho informado na compra do HD e o tamanho considerado pelo Sistema Operacional, conforme mostrado na tabela abaixo. Além disso, outro fator que pode deixar a capacidade do disco menor do que o anunciado é a formatação de baixo nível (formatação física) com que o disco sai de fábrica.
TENDÊNCIAS FUTURAS
Aproximadamente um quarto dos notebooks (25%) e metade dos computadores de mesa (53%) deve adotar a combinação entre memória flash e HDs até o ano de 2016, de acordo com dois especialistas. Tom Coughlin e Jim Handy, respectivamente presidente da Coughlin Associates e Analista da Objective Analysis, afirmam que os dispositivos de armazenamento flash combinados com os discos rígidos trazem uma desempenho geral melhor, algo que vai contar, e muito, no aumento do uso da combinação nos próximos anos. Os analistas afirmam que flashs pareados com discos rígidos vão custar menos do que os rivais SSDs, os Solid-State drives. Além disso, o uso do flash se tornará necessário devido ao aumento da ―lacuna de desempenho‖
entre DRAM e armazenamentos como o dos discos rígidos, já que o cache extra pode diminuir a pressão do HD e trazer armazenamento temporário, dizem os pesquisadores. ―Em vez de descartar os HDs, a memória flash permitirá aos
consumidores manter o armazenamento HDD de baixo custo, enquanto aproveitam as melhorias em relação a computadores que usam apenas o sistema SSD‖ afirmam os especialistas no relatório publicado pela Storage
Networking Industry Association, um grupo no qual fazem parte mais de 400 empresas.
