Conhecendo o Disco Rígido

Transcrição

1 Conhecendo o Disco Rígido O disco rígido ou HD (Hard Disk), é o dispositivo de armazenamento de dados mais usado nos computadores. Nele, é possível guardar não só seus arquivos como também todos os dados do seu sistema operacional, sem o qual você não conseguiria utilizar o computador.

2 Surgimento O disco rígido não é um dispositivo novo, mas sim uma tecnologia que evoluiu com o passar do tempo. Um dos primeiros HDs que se tem notícia é o IBM 305 RAMAC. Disponibilizado no ano de 1956, era capaz de armazenar até 5 MB de dados (um avanço para a época) e possuía dimensões enormes: 14 x 8 polegadas. Seu preço também não era nada convidativo: o 305 RAMAC custava cerca de 30 mil dólares.

3 Bandejas Motor Cabeça de leitura Atuador Interface Ligação em Ponte Fonte de Alimentação

4 Funcionamento A leitura e a escrita faz-se graças a cabeças de leitura situadas de um lado e outro de cada uma das bandejas. 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!

5 Funcionamento 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.

6 Funcionamento As cabeças de leitura/escrita são indutivos, ou seja, são capazes de gerar um campo magnético. É o caso, nomeadamente, quando da escrita: as cabeças, criam campos positivos ou negativos, vêm polarizar a superfície do disco numa zona muito pequena, que se traduzirá quando 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.

7 Pratos e motor: Os pratos são os discos onde os dados são armazenados. Eles são feitos de alumínio (ou de um tipo de cristal) recoberto por um material magnético e por uma camada de material protetor; Rotação do Motor: rpm (rotação por minutos) ou até mesmo rpm; Cabeça e braço: Os HDs contam com um dispositivo muito pequeno chamado cabeçote de leitura e gravação. Trata-se de um item que contém uma bobina que utiliza impulsos magnéticos para manipular as moléculas da superfície do disco, e assim gravar dados.

8 Atuador: também chamado de voice coil, o atuador é o responsável por mover o braço sob a superfície dos pratos, e assim permiti que as cabeças façam o seu trabalho. Para que a movimentação ocorra, o atuador contém em seu interior uma bobina que é "induzida" por imãs.

9 No processo de leitura de dados, o cabeçote simplesmente "lê" o campo magnético e gera uma corrente elétrica, cuja variação é analisada pela controladora do HD para determinar os bits. Para a "ordenação" dos dados no HD, é utilizado um esquema conhecido como "geometria dos discos". Nele, o disco é "dividido" em cilindros, trilhas e setores: As trilhas são círculos que começam no centro do disco e vão até a sua borda. a trilha que fica mais próxima da extremidade do disco é denominada trilha 0, a trilha que vem em seguida é chamada trilha 1, e assim por diante.

10 Cada trilha é dividida em trechos regulares chamados de setor. Cada setor possui uma determinada capacidade de armazenamento (geralmente, 512 bytes). Cilindro é a posição das cabeças sobre as mesmas trilhas de seus respectivos discos. É necessário preparar os discos para receber dados. Isso é feito através de um processo conhecido como formatação.

11 Cada trilha é dividida em trechos regulares chamados de setor. Cada setor possui uma determinada capacidade de armazenamento (geralmente, 512 bytes). Cilindro é a posição das cabeças sobre as mesmas trilhas de seus respectivos discos. É necessário preparar os discos para receber dados. Isso é feito através de um processo conhecido como formatação.

12 Há dois tipos de formatação: Formatação Física; Formatação Lógica. O primeiro tipo é justamente a "divisão" dos discos em trilhas e setores. Esse procedimento é feito na fábrica. A formatação lógica, por sua vez, consiste na aplicação de um sistema de arquivos apropriado a cada sistema operacional. Por exemplo, o Windows é capaz de trabalhar com sistemas de arquivos FAT e NTFS. O Linux pode trabalhar com vários sistemas de arquivos, entre eles, ext3 e ReiserFS.

13 Tipos de Conexão IDE/ATA Serial ATA SCSI O padrão ATA (Advanced Technology Attachment) é uma interface padrão que permite a conexão de periféricos de armazenamento nos computadores de tipo PC.

14 O padrão ATA foi criado originalmente para conectar discos duros, contudo uma extensão nomeada ATAPI (ATA Packet Conversão) foi desenvolvida a fim de poder converter outros periféricos de armazenamento (leitores de CD-ROM, leitores de DVD-ROM, etc.) sobre uma conversão ATA. A norma ATA permite ligar periféricos de armazenamento diretamente à placa-mãe graças a uma cobertura IDE geralmente composta por 40 fios paralelos e três conectores.

15 um dos periféricos deve ser declarado como mestre (master), o outro escravo (slave). Por convenção, o conector na extremidade (preto) é reservado para o periférico soberano e o conector do meio (cinzento) para o periférico escravo. Cable Select

16 O padrão Serial ATA (S-ATA ou SATA) é um canal standard que permite a conexão de periféricos de armazenamento de elevado débito em computadores de tipo PC. O padrão Serial ATA baseia-se numa comunicação em série. Uma via de dados é utilizada para transmitir os dados e uma outra via serve para a transmissão de avisos de recepção.

17 Conectores Serial-ATA O cabo utilizado por Serial ATA é um cabo redondo composto por sete fios e terminado por um conector de 8 mm: O conector de alimentação é igualmente diferente: é composto por 15 pinos que permitem alimentar o periférico em 3.3V, 5V ou 12V e possui um aspecto similar ao conector de dados.

18 Conector de Alimentação Velocidade do padrão SATA A primeira versão do SATA trabalha com taxa máxima de transferência de dados de 150 MB por segundo (MB/s).

19 A versão denominada SATA II (ou SATA 3 Gbps - na verdade, SATA 2,4 Gbps -, ou SATA 2.0, ou SATA 300) cuja principal característica é a velocidade de transmissão de dados a 300 MB/s, o dobro do SATA I. Tecnologias relacionadas ao SATA Staggered Spin-Up: esse é um recurso muito útil em sistemas RAID, por exemplo, pois permite ativar ou desativar HDs trabalhando em conjunto sem interferir no funcionamento do grupo de discos. Hot Plug: em sua essência, essa funcionalidade permite conectar o disco ao computador com o sistema operacional em funcionamento.

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22 Limite e Capacidade dos Discos Um limite de capacidade pode ocorrer por diversos motivos, tais como uma limitação de hardware, uma limitação do sistema de arquivos ou uma limitação do sistema operacional que você está usando. O primeiro problema com a capacidade do disco rígido é que os fabricantes assumem que kilobyte (KB), megabyte (MB), gigabyte (GB) e terabyte (TB) significam coisas diferentes do que elas realmente são, fazendo com que você tenha um disco rígido com uma capacidade real menor do que a anunciada.

23 Limite de Capacidade dos Disco Unidade Símbolo Base 2 Base 10 Kilo K 2 ^ ^ 3 Mega M 2 ^ ^ 6 Giga G 2 ^ ^ 9 Tera T 2 ^ ^ 12 Peta P 2 ^ ^ 15 Exa E 2 ^ ^ 18

24 Veja um exemplo Vamos dar um exemplo real do disco rígido Seagate/Maxtor DiamondMax 21 de 250 GB. Ele é anunciado como sendo um disco rígido de 250 GB, tendo setores. Com este número de setores nós facilmente descobrimos que a capacidade deste disco rígido é de bytes, ou 232,88 GB e não 250 GB. É por isso que o seu disco rígido de 250 GB é formatado apenas com 232 GB: ele É um disco rígido de 232 GB. Por que?

25 Veja um exemplo 1) Qual é o número do seu setor de alocação? 2) Multiplique esse número encontrado pelo número de bytes de cada setor. 3) Divida pelo valor real em Gigabyte. Assim você encontrará 232,88 GB e não 250 GB. É por isso que o seu disco rígido de 250 GB é formatado apenas com 232 GB: ele É um disco rígido de 232 GB!

26 Limites de Hardware O problema é que os PCs tinham um limite máximo na quantidade de trilhas, cabeças e setores que eles poderiam acessar. Na verdade haviam dois limites. Um no BIOS do micro que é um programa que está armazenado na memória ROM do micro e é responsável por ensinar ao processador como operar com periféricos básicos tais como unidade de disquete e disco rígido e um outro limite na interface ATA, que é a interface usada para conectar o disco rígido ao micro (esta interface é também conhecida por outros nomes, como PATA, ATA paralela ou IDE).

27 Esses limites são mostrados na tabela abaixo. Cilindros Cabeças Setores C. Máxima Bios ,84 GB ATA ,7 GB Disco Rígido MB Como você pode ver, o BIOS original usado no PC poderia acessar apenas trilhas, 255 lados e 64 setores. Como explicamos anteriormente, se multiplicarmos esses três números obteremos o número total de setores no disco rígido, e multiplicando esse número por 512 teremos a capacidade máxima do disco rígido, em bytes.

28 Desta forma, o BIOS original usado no PC poderia acessar discos rígidos com até 7,84 GB de capacidade. Lembre-se que quando o padrão IDE/ATA foi criado lá em 1986 as pessoas achavam que este limite era praticamente impossível de ser atingido, já que na época o disco rígido de maior capacidade tinha 40 MB. Este limite, também conhecido como limite dos 8 GB (por causa da definição errônea de gigabyte explicada anteriormente), pode ser resolvido com um upgrade de BIOS. Tutorial para atualização da BIOS.

29 O Windows NT tem um limite onde ele não pode dar boot a partir da primeira partição se ela for maior do que 7,84 GB, mas esta é uma limitação do sistema operacional e não a limitação de hardware explicada acima. Nós explicaremos sobre este problema mais tarde. Nós também temos os limites da interface ATA, mostrados na tabela acima, que é de 127,5 GB. Vídeo sobre HD... Prof.: Ademir justino Fonte: