Conhecendo o disco rgido (HD) - Parte 1publicidade

IntroduoO disco rgido ou HD (Hard Disk), o dispositivo de armazenamento de dados mais usado nos computadores. Nele, possvel guardar no s seus arquivos como tambm todos os dados do seu sistema operacional, sem o qual voc no conseguiria utilizar o computador. Neste artigo, voc ver alguns detalhes do funcionamento dos HDs e conhecer alguns de seus recursos (como IDE, ATAPI, DMA, capacidade real, entre outros).

Caractersticas e funcionamento dos HDsSurgimentoO disco rgido no um dispositivo novo, mas sim uma tecnologia que evoluiu com o passar do tempo. Um dos primeiros HDs que se tem notcia o IBM 305 RAMAC. Disponibilizado no ano de 1956, era capaz de armazenar at 5 MB de dados (um avano para a poca) e possua dimenses enormes: 14 x 8 polegadas. Seu preo tambm no era nada convidativo: o 305 RAMAC custava cerca de 30 mil dlares. Com o passar dos anos, os HDs foram aumentando sua capacidade de armazenamento, ao mesmo tempo em que se tornaram menores, mais baratos e mais confiveis. Apenas para ilustrar o quo "gigante" eram os primeiros modelos, a foto abaixo mostra um disco rgido utilizado pelo Metr de So Paulo em seus primeiros anos. O dispositivo est em exposio no Centro de Controle Operacional da empresa:

Componentes de um HDPara que voc possa compreender o funcionamento bsico dos discos rgidos, precisa conhecer seus principais componentes. Os to mencionados discos, na verdade, ficam guardados dentro de uma espcie de "caixa de metal". Essas caixas so seladas para evitar a entrada de material externo, pois at uma partcula de poeira pode danificar os discos, j que estes so bastante sensveis. Isso significa que se voc abrir seu disco rgido em um ambiente despreparado e sem o uso dos equipamentos e das tcnicas apropriadas, as chances de voc perd-lo so extremamente grandes.

A figura acima mostra um HD visto por baixo e por cima. Note que a parte inferior contm uma placa com chips. Trata-se da placa lgica, um item muito importante para o funcionamento do HD. A placa lgica contm chips responsveis por diversas tarefas. O mais comum conhecido como controladora, pois gerencia uma srie de itens do HD, como a movimentao dos discos e das cabeas de leitura/gravao (mostradas adiante), o envio e recebimento de dados entre os discos e o computador, e at rotinas de segurana. Outro dispositivo comum placa lgica um pequeno chip de memria conhecido como buffer. Cabe a ele a tarefa de armazenar pequenas quantidades de dados durante a comunicao com o computador. Como esse chip consegue lidar com os dados de maneira mais rpida que os discos rgidos, ele agiliza o processo de transferncia de informaes. No momento em que este artigo era escrito no InfoWester, era comum encontrar HDs que possuam buffers de 2 MB e 8 MB. A parte interna dos HDs (isto , o interior da "caixinha") mais interessante. A foto abaixo mostra um HD aberto. Note que h indicativos que descrevem os componentes mais importantes. Estes so detalhados logo abaixo da imagem:

Pratos e motor: esse o componente que mais chama a ateno. Os pratos so os discos onde os dados so armazenados. Eles so feitos de alumnio (ou de um tipo de cristal) recoberto por um material magntico e por uma camada de material protetor. Quanto mais trabalhado for o material magntico (ou seja, quanto mais denso), maior a capacidade de armazenamento do disco. Note que os HDs com grande capacidade contam com mais de um prato, um sobre o outro. Eles ficam posicionados sob um motor responsvel por faz-los girar. Para o mercado de PCs, comum encontrar HDs que giram a 7.200 rpm (rotaes por minuto), mas tambm h modelos que alcanam a taxa de 10 mil rotaes, tudo depende da evoluo da tecnologia. At pouco tempo atrs, o padro do mercado era composto por discos rgidos que giram a 5.400 rpm. Claro que, quanto mais rpido, melhor; Cabea e brao: os HDs contam com um dispositivo muito pequeno chamado cabea (ou cabeote) de leitura e gravao. Trata-se de um item de tamanho reduzido que contm uma bobina que utiliza impulsos magnticos para manipular as molculas da superfcie do disco, e assim gravar dados. H uma cabea para cada lado dos discos. Esse item localizado na ponta de um dispositivo denominado brao, que tem a funo de posicionar os cabeotes sob a superfcie dos pratos. Olhando por cima, tem-se a impresso de que a cabea de leitura e gravao toca nos discos, mas isso no ocorre. Na verdade, a distncia entre ambos extremamente pequena. A "comunicao" ocorre pelos j citados impulsos magnticos; Atuador: tambm chamado de voice coil, o atuador o responsvel por mover o brao sob a superfcie dos pratos, e assim permitir que as cabeas faam o seu trabalho. Para que a movimentao ocorra, o atuador contm em seu interior uma bobina que "induzida" por ims. Note que o trabalho entre esses componentes precisa ser bem feito. O simples fato da cabea de leitura e gravao encostar na superfcie de um prato suficiente para causar danos a ambos. Isso pode facilmente ocorrer em caso de quedas, por exemplo.

Gravao e leitura de dados

A superfcie de gravao dos pratos composta de materiais sensveis ao magnetismo (geralmente, xido de ferro). O cabeote de leitura e gravao manipula as molculas desse material atravs de seus plos. Para isso, a polaridade das cabeas muda numa freqncia muito alta: quando est positiva, atrai o plo negativo das molculas e viceversa. De acordo com essa polaridade que so gravados os bits (0 e 1). No processo de leitura de dados, o cabeote simplesmente "l" o campo magntico gerado pelas molculas e gera uma corrente eltrica correspondente, cuja variao analisada pela controladora do HD para determinar os bits. Para a "ordenao" dos dados no HD, utilizado um esquema conhecido como "geometria dos discos". Nele, o disco "dividido" em cilindros, trilhas e setores:

As trilhas so crculos que comeam no centro do disco e vo at a sua borda, como se estivesse um dentro do outro. Essas trilhas so numeradas da borda para o centro, isto , a trilha que fica mais prxima da extremidade do disco denominada trilha 0, a trilha que vem em seguida chamada trilha 1, e assim por diante, at chegar trilha mais prxima do centro. Cada trilha dividida em trechos regulares chamados de setor. Cada setor possui uma determinada capacidade de armazenamento (geralmente, 512 bytes). E onde entra os cilindros? Eis uma questo interessante: voc j sabe que um HD pode conter vrios pratos, sendo que h uma cabea de leitura e gravao para cada lado dos discos. Imagine que necessrio ler a trilha 42 do lado superior do disco 1. O brao movimentar a cabea at essa trilha, mas far com que as demais se posicionem de forma igual. Isso ocorre porque o brao se movimenta de uma s vez, isto , ele no capaz de mover uma cabea para uma trilha e uma segunda cabea para outra trilha. Isso significa que, quando a cabea direcionada trilha 42 do lado superior do disco 1, todas as demais cabeas ficam posicionadas sob a mesma trilha, s que em seus respectivos discos. Quando isso ocorre, damos o nome de cilindro. Em outras palavras, cilindro a posio das cabeas sobre as mesmas trilhas de seus respectivos discos. Note que necessrio preparar os discos para receber dados. Isso feito atravs de um processo conhecido como formatao. H dois tipos de formatao: formatao fsica e formatao lgica. O primeiro tipo justamente a "diviso" dos discos em trilhas e setores. Esse procedimento feito na fbrica. A formatao lgica, por sua vez, consiste na aplicao de um sistema de arquivos apropriado a cada sistema operacional. Por exemplo, o Windows capaz de trabalhar com sistemas de arquivos FAT e NTFS. O Linux pode trabalhar com vrios sistemas de arquivos, entre eles,ext3 e ReiserFS.

Conhecendo o disco rgido (HD) - Parte 2publicidade

InterfacesOs HDs so conectados ao computador atravs de interfaces capazes de transmitir os dados entre um e outro de maneira segura e eficiente. H vrias tecnologias para isso, sendo as mais comuns os padres IDE,SCSI e, mais recentemente, SATA. A interface IDE (Intelligent Drive Electronics ou Integrated DriveElectronics) tambm conhecida como ATA (Advanced TechnologyAttachment) ou, ainda, PATA (Parallel Advanced TechnologyAttachment). Trata-se de um padro que chegou para valer ao mercado na poca da antiga linha de processadores 386. Como a popularizao desse padro, as placas-me passaram a oferecer dois conectores IDE (IDE 0 ou primrio e IDE 1 ou secundrio), sendo que cada um capaz de conectar at dois dispositivos. Essa conexo feita ao HD (e a outros dispositivos compatveis com a interface) por meio de um cabo flat (flat cable) de 40 vias (foto abaixo). Posteriormente, chegou ao mercado um cabo flat de 80 vias, cujas vias extras servem para evitar a perda de dados causada por rudos (interferncia). Em relao s interfaces SCSI e SATA, elas possuem matrias exclusivas aqui no InfoWester. Clique nos seguintes links para acess-las: - Interface SCSI; - Interface SATA.

Cabo flat de 40 vias. Note que ele possui dois conectores

Tecnologias ATAPI e EIDE

Na interface IDE, tambm possvel conectar outros dispositivos, como unidades de CD/DVD e zipdrives. Para que isso ocorra, utilizado um padro conhecido como ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface), que funciona como uma espcie de extenso para tornar a interface IDE compatvel com os dispositivos mencionados. Vale frisar que o prprio computador, atravs de seu BIOS e/ou do chipset da placa-me, reconhece que tipo de aparelho est conectado em suas entradas IDE e utiliza a tecnologia correspondente (ATAPI para unidades de CD/DVD e outros, ATA para discos rgidos). Como j dito, cada interface IDE de uma placa-me pode trabalhar com at dois dispositivos simultaneamente, totalizando quatro. Isso possvel graas a EIDE (Enhanced IDE), uma tecnologia que surgiu para aumentar a velocidade de transmisso de dados dos discos rgidos e, claro, permitir a conexo de dois dispositivos em cada IDE.

Conectores IDE em uma placa-me importante frisar que a tecnologia EIDE tem dois concorrentes de peso: os j mencionados padres SCSI e SATA. O primeiro bem mais eficiente, porm muito mais caro. Por esta razo, o padro SCSI s usado em aplicaes que necessitam de alta performance (como servidores, por exemplo). A tecnologia SATA que veio para tomar o seu lugar, mas como o padro IDE est no mercado h muito tempo, demorar para cair completamente em desuso.

Tecnologias DMA e UDMAAntigamente, somente o processador tinha acesso direto aos dados da memria RAM. Com isso, se qualquer outro componente do computador precisasse de algo na memria, teria que fazer esse acesso por intermdio do processador. Com os HDs no era diferente e, como conseqncia, havia um certo "desperdcio" dos recursos de processamento. A soluo no demorou muito a aparecer. Foi criada uma tecnologia chamada DMA (Direct Memory Access). Como o prprio nome diz, essa tecnologia tornou possvel o acesso direto memria pelo HD ou pelos dispositivos que usam a interface IDE, sem necessidade do "auxlio" do processador. Quando o DMA no est em uso, normalmente usado um esquema de transferncia de dados conhecido como modo PIO (Programmed I/O), onde, grossamente falando, o processador executa a transferncia de dados entre o HD e a memria RAM. Cada modo PIO existente trabalha com uma taxa distinta de transferncia de dados, conforme mostra a seguinte tabela:

Modo Taxa de PIO transferncia Modo 3,3 MB/s 0 Modo 5,2 MB/s 1 Modo 8,3 MB/s 2 Modo 11,1 MB/s 3 Modo 16,7 MB/s 4 Modo 20 MB/s 5 importante frisar que os HDs IDE mais recentes trabalham com um padro conhecido como Ultra-DMA (UDMA). Essa tecnologia permite a transferncia de dados em uma taxa de, pelo menos, 33,3 MB/s (megabytes por segundo). O padro UDMA no funciona se somente for suportada pelo HD. necessrio que a placa-me tambm a suporte (atravs de seu chipset), caso contrrio, o HD trabalhar com uma taxa de transferncia mais baixa. Veja o porqu: existe 4 tipos bsicos de Ultra-DMA: UDMA 33, UDMA 66, UDMA 100 e UDMA 133. Os nmeros nestas siglas representam a quantidade de megabytes transfervel por segundo. Assim, o UDMA 33 transmite ao computador dados em at 33 MB/s. O UDMA 66 faz o mesmo em at 66 MB/s, e assim por diante. Agora, para exemplificar, imagine que voc instalou um HD UDMA 133 em seu computador. No entanto, a placa-me s suporta UDMA de 100 MB/s. Isso no significa que seu HD vai ficar inoperante. O que vai acontecer que seu computador somente trabalhar com o HD na taxa de transferncia de at 100 MB/s e no na taxa de 133 MB/s.

Capacidade real de armazenamentoOs fabricantes de discos rgidos aumentam a capacidade de armazenamento de seus produtos constantemente. Todavia, no raro uma pessoa comprar um HD e constatar que o dispositivo tem alguns gigabytes a menos do que anunciado. Ser que o vendedor lhe enganou? Ser que a formatao foi feita de maneira errada? Ser que o HD est com algum problema? Na verdade, no. O que acontece que os HDs consideram 1 gigabyte com sendo igual a 1000 megabytes, assim como consideram 1 megabyte com sendo igual a 1000 kilobytes, e assim por diante. Os sistemas operacionais, por sua vez, consideram 1 gigabyte como sendo igual a 1024 megabytes, e assim se segue. Por conta dessa diferena, um HD de 80 GB, por exemplo, vai ter, na verdade, 74,53 GB de capacidade ao sistema operacional. Um HD de 200 GB vai ter, por sua vez, 186,26 GB. Portanto, ao notar essa diferena, no se preocupe, seu disco rgido no est com problemas. Tudo no passa de diferenas entre as empresas envolvidas sobre qual medida utilizar.

HDs externos possvel encontrar vrios tipos de HDs no mercado, desde os conhecidos discos rgidos para uso domstico (ou seja, para PCs), passando por dispositivos mais sofisticados voltados ao mercado profissional (ou seja, para servidores), chegando aos cada vez mais populares HDs externos. O que um HD externo? Simplesmente um HD que voc levar para cima e para baixo, e conecta ao computador apenas quando precisa. Para isso, pode-se usar, por exemplo, portas USB, FireWire e at SATA externo, tudo depende do modelo que voc escolher. O HD externo til para quando se tem grandes quantidades de dados para transportar ou para fazer backup (cpia de segurana de seus arquivos). Do contrrio, prefervel utilizar pendrives, DVDs regravveis ou outro dispositivo de armazenamento com melhor relao custo-benefcio. Isso porque os HDs externos so mais caros e costumam ser pesados (exceto os modelos de tamanho reduzido). Alm disso, devem ser transportados com cuidado, para evitar danos. A imagem ao lado mostra um HD externo da empresa Iomega, uma das mais conhecidas fabricantes desse ramo.

FinalizandoO HD j passou por diversas mudanas desde o seu incio. S para dar um exemplo de evoluo, os HDs mais antigos tinham um problema que, se no tivesse sido resolvido, talvez deixaria os discos rgidos atrasados em relao ao progresso dos mais componentes de um computador: o motor de movimentao das cabeas de leitura e gravao era lento. Isso porque quando as cabeas precisavam ir de um cilindro a outro, o fazia de um em um at chegar ao destino. Hoje em dia, as cabeas vo diretamente ao cilindro requisitado. No mais, basta observar o quo os HDs ficam mais rpidos, :: Arquitetura de mais confiveis e com maior capacidade ao longo do tempo. computadores Alm disso, inovaes continuam a surgir, como o caso dos :: Hardware na prtica HDs com gravao perpendicular. at possvel que, um dia, :: Hardware: o guia eles percam seu "reinado" para outra tecnologia (o padro de definitivo Via Shopping UOL armazenamento Flash, por exemplo), mas isso est longe de acontecer. Para fechar este artigo, uma pequena curiosidade: quando a IBM lanou o HD 3340, houve um verso com capacidade de 60 MB, sendo que 30 MB eram fixos e os outros 30 MB eram removveis. Essa caracterstica fez este HD receber o apelido de "30-30". No entanto, existia um rifle chamado Winchester 30-30 e, logo, a comparao entre os dois foi inevitvel. Como conseqncia, o HD passou a ser chamado tambm deWinchester, nome que dificilmente usado hoje em dia, mas que algumas pessoas pronunciavam sem saber exatamente do que se tratava.

.: Livros sugeridos :.