A invenção e o aperfeiçoamento tecnológico dos discos rígidos foi um dos propulsores da indústria dos microcomputadores PCs, os primeiros discos rígidos tinham 10, 20, 30 ou 40 MB. O disco rígido também é conhecido como Winchester, HD ( Hard disk ), HDD ( Hard Disk Drive ). Os principais fabricantes de HDs são: Quantum, Seagate, Maxtor, Western Digital e Conner, etc. Podemos encontrar dois tipos de discos rígidos com relação a tecnologia empregada: IDE e SCSI.
SCSI: Os discos dessa interface têm grande capacidade e alta de taxa de transferência, são usados em sistemas de alto desempenho, geralmente servidores de rede, os discos SCSI são mais caros que os discos IDE. Os dispositivos SCSI ( HDD, Gravador de CD-ROM, SCANNER, etc. ) são controlados por uma interface SCSI que pode controlar até 7 ou 14 dispositivos de uma única vez. Os dispositivos e a placa controladora são mais caros que o padrão IDE.
IDE: São discos rígidos mais comuns, com capacidades e velocidades menores que os discos SCSI. A interface controladora IDE é encontrada embutida na maioria das placas Pentium e em algumas placas 486 ou em placas externas, são mais baratas que as controladoras SCSI.
O nome Winchester era o nome código usado pela equipe da IBM que desenvolveu o projeto do disco rígido. Vale lembrar que Winchester nada mais era que um modelo de uma espingarda.
Parâmetros do Disco Rígido
Quando o disco rígido é detectado no setup, ele apresenta os seguintes parâmetros descritos abaixo, que são determinantes de sua capacidade.
Descrições
- A capacidade ( Size ) nada mais é que a quantidade de bytes que o HD pode armazenar. Atualmente este valor é expresso em ou Giga bytes.
Cyls ( Número de cilindros do disco rígido ), os cilindros são um conjunto de trilhas de mesmo número, só que em superfícies diferentes ( cada lado do disco ).
Head ( Número de cabeças do Disco rígido ), dentro de um disco rígido podemos encontrar vários discos com duas faces cobertas por um material sensível ao campo magnético. Em cada lado dos discos existem uma cabeça de gravação e leitura dos sinais magnéticos ( dados ) que são deslocadas por um braço mecânico, veja a figura abaixo.
Precomp, ( Cilindro de pré compensação de gravação ). Usado nos discos mais antigos, que tinham o mesmo número de setores pôr trilha nas trilhas mais externas e internas. Os discos mais novos ignoram este parâmetro.
Landz, Determina o número do cilindro onde as cabeças de leitura e gravação devem ficar estacionadas enquanto o disco rígido estiver desligado. Este parâmetro era usado nos discos mais antigos que não tinham o recurso de estacionamento automático. Defina como zero ou com o número de cilindros do disco.
Sector, ( Número de setores por trilha ), como a superfície magnética do disco é dividida em várias trilhas, cada conjunto de trilhas é agrupado em um determinado setor.
Trilhas, A superfície magnética do disco é dividida em trilhas e setores, as trilhas são círculos concêntricos igualmente espalhados no disco, as cabeças são posicionadas sobre as trilhas onde esperam o setor onde uma determinada informação é gravada ou lida.
Características dos discos rígidos.
O desempenho de um disco rígido depende de 3 fatores principais: Tempo de acesso, Taxa de transferência interna e externa, que devem ser observados na hora de se comprar um HD. veja estes e outros abaixo:
- Velocidade de rotação dos discos ( rpm )
- Número de setores por trilha
- Tempo de acesso ( milissegundos )
- Taxa de transferência interna e externa ( milissegundos )
- Tamanho da CACHE do disco rígido ( Kbytes )
A velocidade de rotação de um disco rígido pode vária de 4500 a 7200 rpm, porém é possível encontrar discos novos com 10000 rpm, quanto maior for a velocidade de rotação maior será a taxa de transferência, a velocidade de rotação é sempre constante. Os discos modernos lêem todos os setores e trilhas em uma única volta ( Interleave 1:1 ).
Número de trilhas por setor, os discos modernos usam tamanhos de trilhas diferentes, ou seja, as partes exteriores de um disco têm mais espaço para os setores que as partes internas. Normalmente os dados são manipulados do exterior para o centro do disco, ou seja, dados gravados ou lidos no começo do disco têm acesso e taxa de transferência mais rápidos.
Tempo de acesso, este parâmetro determina com que velocidade o braço que movimenta as cabeças de leitura e gravação. Ou seja, esta velocidade pode ser maior ou menor dependendo do cilindro onde as cabeças estão "estacionadas" e para onde ou qual cilindro foi deslocada. O valor tempo médio de acesso ( Full Stroke ) é calculado levando-se em conta o tempo de deslocamento do primeiro ao último cilindro, que vária de 8 a 15 ms. este valor deve ser o menor possível.
Taxas de transferências, Tanto a taxa de transferência interna como a externa necessitam ser rápidas, Quanto menor for estes valores, melhor será o desempenho do disco rígido. O problema é conseguir uma taxa interna elevada que depende da tecnologia do fabricante.
Taxas de transferências interna, determina a velocidade em que os dados são lidos e gravados da superfície magnética para a memória cache do disco rígido ( 128 e 256 KBytes ).
Taxas de transferências externa, determina a velocidade em que os dados são lidos e gravados da memória cache do disco rígido para a Motherboard. Atualmente as controladora IDE usam o padrão PIO ( Parallel Input/Output ) e Ultra-DMA ( Ultra - Direct Memory Access ) que permitem velocidades de transferência externa maiores que os discos antigos.
Cache de disco, uma grande parte dos disco rígidos modernos possuem uma memória RAM que escreve e armazena dados com o objetivo de aumentar a velocidade do disco e diminuir o desgaste mecânico das peças moveis ( aumentando a vida útil do HD ). quanto maior for a cache melhor será o desempenho do disco rígido.
Sistema da Arquivos
FAT 16 Bits ( DOS e Windows ), Quando um disco novo é instalado no sistema ele pode já está pré-formatado fisicamente, ou seja, os cilindros, trilhas e setores do disco já estão definidos pelo fabricante ou revendedor. Porém, é sempre bom criar a partição ( formatação física ), formata logicamente ( format ) o disco e criar o sistema de boot ( IO.SYS, MSDOS.SYS e COMMAND.COM ), este processo pode ser feito usando-se toda a capacidade do disco rígido em uma única partição ou em várias partições através do FDISK e FORMAT do MS-DOS 7.1 ( Windows 95 OSR2 ) ou do Fdisk do MS-DOS 6.22 que trabalha com a FAT 16. Podemos encontrar outros sistemas de arquivos: NTFS ( Windows NT ), HPFS ( OS/2 ), etc. veja na tabela abaixo a relação do tamanho da partição e do agrupamento da FAT 16.
Tamanho da Partição e do agrupamento na FAT 16 | |
Tamanho da Partição | Tamanho do agrupamento |
< 128 MBytes | 2 KBytes |
128 MB a 256 MBytes | 4 KBytes |
256 MB a 512 MBytes | 8 KBytes |
512 MB a 1 GBytes | 16 KBytes |
1 GB a 2 GBytes | 32 KBytes |
A FAT 32 Bits é acessada utilizando-se o Fdisk do MS-DOS 7.1 Versão 4.00.1111 do Windows 95 OSR2 ( Windows 95 OEM Service Realease 2, versão 4.00.950 b ), o tamanho máximo de uma única partição pode ser de 2 TBytes ( tera ) ou 2048 GBytes com agrupamentos de 32 Kbytes.
A FAT 32 economiza ±20% do espaço do disco rígido em relação a FAT 16. O problema é que alguns programas feitos para trabalhar com a FAT 16 podem não funcionar ou até mesmo serem perdidos, outro ponto importante é a perda de velocidade da FAT 32 quando o disco rígido é otimizado.
Tamanho da Partição e do agrupamento na FAT 32 | |
Tamanho da Partição | Tamanho do agrupamento |
< 260 MBytes | 512 Bytes |
260 MB a 8 GBytes | 4 KBytes |
8 GB a 16 Gbytes | 8 KBytes |
16 GB a 32 GBytes | 16 KBytes |
> 32 GBytes | 32 KBytes |
Agrupamento
Os Clusters ( agrupamento ) são as menores unidades de armazenamento de uma partição, ou seja, quando um disco rígido é particionado o Fdisk cria várias "caixinhas" que são usadas para armazenar um arquivo, estas "caixinhas" são chamadas agrupamento ou Cluster.
Vamos usar como exemplo um programa de 18 Kb que será armazenado em um disco de 1.2 GBytes.
Espaço perdido | ||
FAT 16 | FAT 32 | |
Tamanho da partição | 1.2 GBytes | 1.2 GBytes |
Tamanho do arquivo | 18 KBytes | 18 KBytes |
Tamanho dos Clusters | 32 KBytes | 4 KBytes |
Número de Clusters usados | 1 | 5 |
Espaço perdido | 14 KBytes | 2 KBytes |
Observe que na FAT 16 ocorreu um desperdício de 14 KBytes ( 32 -18 ), enquanto que na FAT 32 com clusters de 4 Kbytes foi perdido 2 Kbytes para o mesmo arquivo armazenado. Arquivos diferentes não ocupam o mesmo cluster.