Montagem Computadores Memória Auxiliar Discos Rígidos Prof. José Luis Vacaflores L.
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Discos Rígidos
Conhecidos como Hard Disk, HD, Disco Duro, também já conhecido como Winchester; Um dos dispositivos mais importantes de um computador; Responsável pelo armazenamento dos dados, programas, sistema operacional, aplicativos, etc; Hoje, não é um componente caro; Dependendo da empresa, os dados armazenados podem ser muito mais valiosos que o próprio computador; São unidades de armazenamento de grandes volumes de informações; Não são voláteis, mantém a informação mesmo estando desligados; Não é um dispositivo novo, é uma tecnologia que evolui constantemente.
Surgimento História
Em Setembro de 1956 a IBM lançou o 305 RAMAC, Primeiro Computador com unidade de Hard Disk (HD) Disco rígido de 5MB; O HD pesava perto de 1 Tonelada; Custava cerca de 30.000 dólares.
Tecnologia em evolução História
Constantemente aumentam sua capacidade armazenamento; Tornam-se menores, mais baratos e confiáveis; Primeiros modelos eram gigantes; Ao lado foto ilustrativa do HD utilizado pelo metrô de SP nos primeiros anos.
Estrutura física do HD
O HD é um componente fechado hermeticamente; Internamente possui dois motores de precisão: Um que mantém a rotação dos pratos de forma constante a 5.400 RPM ou 7.200 RPM (os mais novos); • Um motor de passo que movimenta as cabeças de leitura. •
Motor Central
Motor Leitura
Estrutura física do HD
Na parte externa tem uma placa lógica e os conectores para dados e energia;
Estrutura física do HD
A Placa lógica ou controladora é um conjunto de chips responsável por várias funções: • Movimentação e controle do motor central; • Movimentação das cabeças de leitura / gravação; • Controle do Buffer; Buffer (memória SAM) para envio e recebimento de dados entre disco e computador: • Agiliza a comunicação armazenando pequenas quantidades de dados; • Variam de 2 a 16 Mb.
Estrutura física do HD
Componentes da parte interna:
Estrutura física do HD
Pratos: São os discos onde os dados são armazenados; Feitos de ligas em alumínio ou de um cristal recobertos por material magnético; • Dependendo da capacidade podem conter mais de um prato (Disk Pack) posicionado em cima do motor. • •
Motor: Responsável de manter os pratos girando a velocidade constante; • Hoje 7.200 RPM (Revoluções Por Minuto) são comuns; • Existem motores mais sofisticados de 10.000 RPM •
Estrutura física do HD Cabeça de leitura gravação: Item de tamanho reduzido que contém uma bobina que utiliza impulsos magnéticos para manipular as moléculas da superfície do disco, e assim gravar dados; • Há uma cabeça para cada lado dos discos; •
• Não tem contato com os pratos, elas “flutuam” perto da
superfície; • Se a cabeça encostar no disco, este será danificado; • Localizadas nas pontas dos braços.
Braços: Tem a função de posicionar os cabeçotes sob a superfície dos pratos • Fixas a um motor de passo de alta precisão (atuador); •
Estrutura física do HD Atuador: Também chamado de voice coil; Responsável por mover o braço sob a superfície dos pratos • Contém em seu interior uma bobina que é "induzida" por imãs, conhecido como motor de passo que posiciona os braços de forma precisa e veloz. • •
Atenção: • Um barulho “Tec Tec”
significa um problema no atuador; • O HD esta quebrando!! • Fazer Back Up urgente.
Estrutura física do HD Gravação e leitura de dados: •
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A superfície de gravação dos pratos é composta de materiais sensíveis ao magnetismo (geralmente, óxido de ferro); O cabeçote de leitura e gravação manipula as moléculas desse material através de seus pólos; A polaridade das cabeças muda numa freqüência muito alta: quando está positiva, atrai o pólo negativo das moléculas e vice-versa; De acordo com essa polaridade é que são gravados os bits (0 e 1); No processo de leitura de dados, o cabeçote simplesmente "lê" o campo magnético gerado pelas moléculas e gera uma corrente elétrica correspondente, cuja variação é analisada pela controladora do HD para determinar os bits.
Estrutura física do HD
Geometria de um HD: •
Para que o Hard Disk possa ser acessado, ele deve ser "Mapeado" e "regionalizado“;
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Cada informação deve ter o seu "endereço" dentro do disco; Esse "mapeamento" é chamado de formatação física, é feito pelo fabricante; A formatação lógica consiste na aplicação de um sistema de arquivos, tais como FAT, NTFS, ext3, reiserFS (usados pelo Linux), etc; Com a formatação todos os dados são perdidos; A formatação define as seguintes estruturas:
Trilhas; Setores; Clusters; Cilindros
Geometria de um HD
Trilhas: São circunferências concêntricas dentro do disco; Um HD pode ter milhares de trilhas, pois elas ficam muito próximas uma das outras; • As trilhas são numeradas da borda para o centro; • A trilha que fica mais próxima da extremidade do disco é denominada trilha 0, a trilha que vem em seguida é chamada trilha 1, etc. • •
Trilha 0 Trilha 1 Trilha 2
Geometria de um HD
Setores: • • • • •
Cada trilha é dividida em trechos regulares chamados de setores; São na verdade "fatias" do disco ; Cada setor possui uma determinada capacidade de armazenamento; Tanto os setores como as trilhas, não são possíveis de serem vistos a olho nu. Essas estruturas são apenas lógicas, não físicas
Discos modernos usam tecnologia “ZBR” (Zone Bit Record) dividindo a
parte externa do disco em mais setores, o que aumenta ainda mais a capacidade de armazenamento.
Geometria de um HD
Cluster: • • •
É a combinação de uma trilha com um setor; Também chamado de bloco ou unidade de alocação; A capacidade de armazenamento de cada cluster é definido pelo sistema operacional (normalmente 512 bytes);
Geometria de um HD Cilindro: • • • • • •
Um HD pode conter vários pratos; Há uma cabeça de leitura e gravação para cada lado dos discos; Tem apenas um motor atuador ele não é capaz de mover uma cabeça para uma trilha e uma segunda cabeça para outra trilha; Quando uma cabeça é movimentada todas as outras ficam na mesma trilha; Isto tem o nome de cilindro. O primeiro cilindro é o conjunto de todas as primeiras trilhas, etc
