Como funcionam os discos rígidos

Por Ultra Downloads

HD Hard Disk Disco Rígido

Desenvolvidos na década de 50 pela IBM, os primeiros discos rígidos eram enormes e conseguiam armazenar apenas alguns megabytes de dados. Mesmo passando por décadas de desenvolvimento, eles  continuam funcionando essencialmente da mesma forma. As evoluções são devido a técnicas de miniaturização, que permitiram o armazenamento de um volume maior de informações em um espaço menor, ao aumento da velocidade e da precisão dos componentes.

Conheça abaixo todos os componentes do disco rígido:

Componentes do disco rígido

Os pratos são responsáveis por armazenar e ler os dados que você acessa sempre que usa a máquina. Eles ficam rotacionando em volta do eixo com velocidades pré-determinadas, como 5400 rpm, 7200 rpm e assim por diante. Quando vamos ler ou escrever dados, os comandos necessários através da interface de dados IDE (ou SATA em alguns casos) movimentam o atuador para que o cabeçote fique posicionado onde se deseja realizar a operação.

Grande parte do tempo de latência (espera) dos discos rígidos está relacionada a essa operação de movimentação do cabeçote, pois depois de fixado na posição correta ele deve esperar que a parte do disco que possui os dados passe debaixo dele, problema que se torna ainda maior em acessos aleatórios. Quanto maior a velocidade de rotação do HD, mais rápida é a transferência contínua e menor é a latência, então é importante escolher sempre um modelo que possui o maior valor possível.

Quando vamor formatar o disco ou mesmo pendrives, temos que reservar o tamanho de alocação padrão para os arquivos. Vamos entender o que é isso com a figura abaixo:

Funcionamento dos pratos

Tente pensar no armazenamento de arquivos como um jogo de batalha naval. Em cada lado do prato temos linhas que vão do eixo até a borda conhecidas como trilhas, estas divididas em triângulos (como fatias de pizza), resultando em "retângulos" de diferentes tamanhos. Cada retângulo desses é o espaço de alocação padrão utilizado pelo sistema, normalmente blocos de 512 KB cada um, que somados dão o tamanho total do disco. Na imagem as proporções estão maiores apenas para exemplificar, na prática eles são invisíveis ao olho nu.

Como o disco rígido é composto por vários pratos montados paralelamente, a leitura é feita simultaneamente  em ambos os lados do disco, o que resulta no dobro de cabeçotes do que pratos. Em um disco de 4 pratos, por exemplo, a leitura e a escrita são feitas por cilindros, como mostrado abaixo.

Funcionamento do cilindro

Os discos não preenchem um prato e em seguida pulam para outro mais abaixo, mas sim escrevem e fazem a leitura em todos eles de uma vez, aumentando a velocidade de leitura e evitando a fragmentação. Os cabeçotes são posicionados em ambos os lados e se movimentam juntos, então em um HD com 4 pratos são manipulados 8 setores por vez.

Olhando os esquemas acima parece que o HD é um dispositivo puramente mecânico, mas é uma placa eletrônica que faz todo o trabalho de organizar as requisições de leitura e escrita, armazenamento de dados no buffer e a comunicação com o resto do computador.

Circuito do HD, localizado na parte de baixo

Acima você vê uma placa de circuito de um disco com interface Sata  da Western Digital. Modelos mais novos possuem placas bastante pequenas, mas nos mais antigos, como modelos IDE de 20 GB, a placa ocupa toda a base do HD.

Já abriu um HD para ver como ele é por dentro? Se o fizer, utilize um disco que não esteja funcionando, pois a abertura do mesmo inutiliza os dados, já que o HD é selado para poder funcionar melhor, e qualquer partícula de poeira danifica os componentes. 

Caso tenha uma oportunidade, compare os esquemas mostrados acima com o que vê nas suas mãos. Se ficar com alguma dúvida, mande para nós!

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