Disco Rígido

Moderador: Moderador

Responder
Avatar do Utilizador
Barefaced
Administrador
Administrador
Mensagens: 37012
Registado: 06 jul 2007, 17:43
Localização: @ Home
Contacto:

Disco Rígido

Mensagem por Barefaced » 05 set 2007, 03:17

Disco Rígido

________________________________________________

Imagem
Disco rígido moderno aberto.



Disco rígido ou disco duro, popularmente também HD (do inglês Hard Disk; o termo "winchester" há muito já caiu em desuso), é a parte do computador onde são armazenadas as informações, ou seja, é a "memória permanente" propriamente dita (não confundir com "memória RAM"). É caracterizado como memória física, não-volátil, que é aquela na qual as informações não são perdidas quando o computador é desligado.

O disco rígido é um sistema lacrado contendo discos de metal recobertos por material magnético onde os dados são gravados através de cabeças, e revestido externamente por uma protecção metálica que é presa ao gabinete do computador por parafusos. É nele que normalmente gravamos dados (informações) e a partir dele lançamos e executamos nossos programas mais usados.

Este sistema é necessário porque o conteúdo da memória RAM é apagado quando o computador é desligado. Desta forma, temos um meio de executar novamente programas e carregar arquivos contendo os dados da próxima vez em que o computador for ligado. O disco rígido é também chamado de memória de massa ou ainda de memória secundária. Nos sistemas operativos mais recentes, o disco rígido é também utilizado para expandir a memória RAM, através da gestão de memória virtual.

Existem vários tipos de discos rígidos diferentes: IDE/ATA, Serial_ATA, SCSI, Fibre channel, SAS.


Como os dados são gravados e lidos
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 consequentemente 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 média magnética utilizada em disquetes, chamada coated media, que além de permitir uma baixa densidade de gravação, não é muito durável. Os discos actuais já utilizam média laminada (plated media); uma média 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 electroíman semelhante aos que estudamos nas aulas de ciências do liceu, sendo composta de uma bobina de fios que envolvem um núcleo de ferro. A diferença é que num disco rígido, este electroíman é extremamente pequeno e preciso, ao ponto de ser capaz de gravar trilhas medindo menos de um centésimo de milímetro.
Quando estão sendo gravados dados no disco, a cabeça utiliza o 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, consequentemente, com que os pólos negativos das moléculas fiquem alinhados com o pólo positivo da cabeça. Usamos neste caso a velha lei “os opostos atraem-se”.
Como a cabeça de leitura e gravação do HD é um electroíman, a sua polaridade pode ser alternada constantemente. Com o disco girando continuamente, variando a polaridade da cabeça de gravação, variamos também a direcção dos pólos positivos e negativos das moléculas da superfície magnética. De acordo com a direcção dos pólos, temos um bit 1 ou 0.
Para gravar as sequências 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 sequência 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 eléctrica que caminha através dos fios da bobina. Quando o sinal chega na placa lógica do HD, ele é interpretado como uma sequência de bits 1 e 0.
Vendo desta maneira, 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.

Formatação do Disco
Para que o sistema operacional seja capaz de gravar e ler dados no disco rígido, é preciso que antes sejam criadas estruturas que permitam gravar os dados de maneira organizada, para que eles possam ser encontrados mais tarde. Este processo é chamado de formatação.
Existem dois tipos de formatação, chamados de formatação física e formatação lógica. A formatação física é feita apenas na fábrica ao final do processo de fabricação, e consiste em dividir o disco virgem em trilhas, sectores e cilindros. 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 com o sistema operacional.
Quando um disco é formatado, ele simplesmente é organizado “do feitio” do sistema operacional, preparado para receber dados. A esta organização damos o nome de “sistema de arquivos”. Um sistema de arquivos é um conjunto de estruturas lógicas e de rotinas que permitem ao sistema operacional controlar o acesso ao disco rígido. Diferentes sistemas operacionais usam diferentes sistemas de arquivos.

Exemplos de sistema de arquivos
Os sistemas de arquivos mais conhecidos são os utilizados pelo Microsoft Windows: NTFS e FAT32 (e FAT ou FAT16). O FAT32, às vezes referenciado apenas como FAT (erradamente, FAT é usado para FAT16), é uma evolução do ainda mais antigo FAT16 introduzida a partir do MS-DOS 4.0, no Windows 95 ORS/2 foi introduzido o FAT32 (uma versão “debugada” do Windows 95, com algumas melhorias, vendida pela Microsoft apenas em conjunto com computadores novos). A partir do Windows NT foi introduzido um novo sistema de arquivos, o NTFS, que é muito superior ao FAT (a nível de segurança, sacrificando alguma performance), sendo a mais notável diferença o recurso de permissões de arquivo (sistemas multi-usuário), inexistente nos sistemas FAT e essencial no ambiente empresarial (e ainda acrescento do metadata).
Em resumo, versões antigas, mono-utilizador, como Windows 95, 98 e ME, trabalham com FAT32 (mais antigamente, FAT16). Já versões novas, multi-utilizador, como Windows XP e 2000 trabalham primordialmente com o NTFS, embora o sistema FAT seja suportado e você possa criar uma partição FAT nessas versões.
No mundo Linux existe uma grande variedade de sistemas de arquivos, sendo alguns dos mais comuns o Ext2, Ext3 e o ReiserFS. O FAT também é suportado, e o NTFS também, mas apenas para leitura, sendo o suporte a escrita ainda experimental.
No Mundo BSD, o sistema de arquivos é denominado FFS (Fast File System), derivado do antigo UFS (Unix File System),
Actualmente, encontramos um novo tipo de sistema de arquivo chamado NFS (Network File System), ao qual possibilita que "HDs Virtuais" sejam utilizadas remotamente, ou seja, um servidor disponibiliza espaço através de suas HDs físicas para que outras pessoas utilizem-nas remotamente como se a mesma estivesse disponível localmente . Um grande exemplo desse sistema encontraremos no Google ou no 4shared, com espaços disponíveis de até 2 GB (contas free).

Sector de Boot
Quando o micro é ligado, o POST (Power-on Self Test), um pequeno programa gravado em um chip de memória ROM na placa-mãe, que tem a função de “dar o arranque ao computador”, tentará inicializar o sistema operacional. Independentemente de qual sistema de arquivos que esteja usando, o primeiro sector do disco rígido será reservado para armazenar informações sobre a localização do sistema operacional, que permitem ao BIOS “achá-lo” e iniciar o seu carregamento.
No sector de boot é registrado qual o sistema operacional que está instalado, e com qual sistema de arquivos o disco foi formatado e quais arquivos devem ser lidos para inicializar o computador. Um sector é a menor divisão física do disco, e possui sempre 512 bytes. Um cluster (também chamado de agrupamento) é a menor parte reconhecida pelo sistema operacional, e pode ser formado por vários sectores. Um arquivo com um número de bytes maior que o tamanho do cluster, ao ser gravado no disco, é distribuído em vários clusters. Porém um cluster não pode pertencer a mais de um arquivo.
Um único sector de 512 bytes pode parecer pouco, mas é suficiente para armazenar o registro de boot devido ao seu pequeno tamanho. O sector de boot também é conhecido como “trilha MBR”, “trilha 0”, etc.
Como foi dito, no disco rígido existe um sector chamado MBR (Master Boot Record), que significa “Registro de Inicialização Mestre”, onde é encontrada a tabela de partição do disco que dará boot. O MBR é lido pelo BIOS, que interpreta a tabela de partição e em seguida carrega um programa chamado “bootstrap”, que é o responsável pelo carregamento do Sistema Operacional, no sector de boot da partição que dará o boot.
O MBR e a tabela de partição ocupam apenas um sector de uma trilha, o restante dos sectores desta trilha não são ocupados, permanecendo vazios e inutilizáveis, servindo como área de protecção do MBR. É nesta mesma área que alguns vírus (Vírus de Boot) se alojam.
Disquetes, Zip-disks e CD-ROMs não possuem MBR nem tabela de partição. Estes são exclusivos dos discos rígidos.

Imagem
Um antigo disco rígido IBM


História do Disco Rígido
Sem dúvida, o disco rígido foi um dos componentes que mais evoluíram na história da computação. O primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1957, e era formado por nada menos que 50 discos de 24 polegadas de diâmetro, com uma capacidade total de 5 mega bytes, incrível para a época. Este primeiro disco rígido foi chamado de 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Em 1973 a IBM lançou o modelo 3340 "Winchester", com dois pratos de 30 mega bytes 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 ainda hoje para designar HDs de qualquer espécie. Ainda no início da década de 1980, os discos rígidos eram muito caros e modelos de 10 mega bytes custavam quase 2.000 dólares americanos, enquanto hoje compramos modelos de 160 giga bytes por menos de 100 dólares. Ainda no começo dos anos 80, a mesma IBM fez uso de uma versão pack de discos de 80 mb, usado no sistemas IBM Virtual Machine.

Capacidade do Disco Rígido
A capacidade de um disco rígido actualmente disponível no mercado para uso doméstico/comercial varia de 40 a 500 GB, mas um HD para empresas pode variar até 1 TB. O HD evoluiu muito. O mais antigo possuía 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 actuais HDs de 40 e 500 GB. As empresas usam maiores ainda: variam de 40 GB até 1 TB, mas a Seagate informou que em 2010 irá lançar um HD de 200 TB (sendo 50 TB por polegada quadrada, contra 70 GB dos actuais HDs). No entanto, as indústrias consideram 1 GB = 1000 * 1000 * 1000 bytes, pois no Sistema Internacional de Unidades(SI), que trabalha com potências de dez, o prefixo giga quer dizer * 10003 ou * 109, enquanto os sistemas operacionais consideram 1 GB = 1024 * 1024 * 1024 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 factor que pode deixa a capacidade do disco menor do que o anunciado ,é a formatação de baixo nível (formatação física) que o disco sai de fábrica, .Mas isso não acontece com todos os fabricantes de disco.

Capacidade - Considerado pelo Sistema
- 10 GB 9,31 GB
- 15 GB 13,97 GB
- 20 GB 18,63 GB
- 30 GB 27,94 GB
- 40 GB 37,25 GB
- 80 GB 74,53 GB
- 120 GB 111,76 GB
- 160 GB 149,01 GB
- 200 GB 186,26 GB
- 300 GB 279,40 GB

Sempre que um HD é formatado, uma certa quantidade de espaço é marcada como utilizada.

________________________________________________

Imagem

________________________________________________

Elaborado por

Imagem
Última edição por Barefaced em 29 jan 2009, 07:51, editado 1 vez no total.
Imagem
Imagem

Responder

Voltar para “Outros - Free Zone”