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Disco RígidoO disco rígido - ou HD (Hard Disk) - é o dispositivo de armazenamento permanente de dados mais utilizado nos computadores. Nele, são armazenados desde os seus arquivos pessoais até informações utilizadas exclusivamente pelo sistema operacional. 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 confiáveis.
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Disco RígidoPor ser lacrado, o disco rígido pode ter uma precisão muito maior que os disquetes, por exemplo. Por ser fixo, o tamanho da cabeça de leitura/gravação pôde ser reduzido sensivelmente. Como consequência imediata, temos um menor tamanho do campo magnético, possibilitando a gravação de dados mais próximos uns dos outros. Com isso temos uma alta quantidade de trilhas e setores em um só disco.
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Disco RígidoNa verdade, não é utilizado um só disco, e sim um conjunto deles, dois, três ou quatro, por exemplo, mas isso não é percebido pelo usuário, uma vez que o sistema operacional trabalha com clusters com numeração sequencial. Para cada disco desses, existe uma cabeça de leitura e gravação específica fazendo com que, ao contrário das unidades de disquete que normalmente têm duas cabeças, eles tenham várias cabeças, quatro, seis ou oito, para os exemplos dados.
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Disco RígidoRotaçãoO motor do disco rígido faz com que o conjunto dos discos gire a uma velocidade elevadíssima: pelo menos 3.600 rpm. Discos rígidos modernos giram a 4.800 rpm, 7.200 rpm ou mais. Com uma velocidade tão alta, uma simples partícula de poeira equivaleria a uma grande explosão se em contato com a superfície magnética. Por esse motivo o disco rígido é um sistema lacrado e sem contato direto com o meio externo. Desse modo, não podemos abri-lo.
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Disco RígidoRotaçãoPor estar girando tão rápido, cria-se um colchão de ar entre a superfície magnética dos discos e as cabeças de leitura/gravação. Portanto, quando em funcionamento, não há contato entre as cabeças de leitura/gravação e a superfície magnética. Caso existisse esse contato, as cabeças marcariam inevitavelmente a superfície magnética,acarretando a perda de dados escritos e, principalmente, a destruição imediata da mesma.
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Disco RígidoCapacidade do Disco RígidoPara sabermos a capacidade total de um disco rígido, devemos conhecer a sua geometria. A geometria de um disco rígido é formada pelo número de trilhas por face (ou cilindros), o número de faces (ou cabeças) e o número de setores por trilha. Multiplicando-se esses três valores, teremos o número total de setores do disco.
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Disco RígidoCapacidade do Disco RígidoVejamos um caso prático. O disco rígido Maxtor 7546AV tem em seu manual a indicação como ―Disco Rígido de 546 MB. Vamos ver se isso é correto. Sua geometria é 1.060 cilindros, 16 cabeças e 63 setores. Multiplicando-se tudo isso por 512, encontraremos 547.061.760 bytes. Rã! Um disco rígido de 547 MB, pensará você! NÃO! Na verdade, esse é um disco de 521,72 MB. “Maxtor define um megabyte como 10^6 ou um milhão de bytes.”‖
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Disco RígidoFormato Físico dos SetoresOs 512 bytes de dados de um setor são gravados junto com outras informações importantes:
• Espaço entre setores: Esse espaço, chamado gap, é um espaço vazio que separa os setores um dos outros.
• Cabeçalho do setor: Nessa área são gravadas informações sobre a localização física do setor, isto é, seu cilindro, lado e número. Esses valores são lidos e comparados pelo circuito controlador de forma a verificar se o setor a ser lido ou escrito é realmente o setor desejado.
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Disco RígidoFormato Físico dos Setores• CRC (Cyclical Redundance Check): Nesse campo é
gravado um valor de verificação (CRC) para o cabeçalho do setor, quando o disco é formatado. Quando o cabeçalho é lido pelo circuito controlador do disco, controlador calcula qual deve ser o valor do CRC e compara com o valor gravado nesse campo. Caso os valores sejam diferentes, é reportada a uma mensagem de erro de disco.
• Dados: Nesse campo são gravados os 512 bytes de dados do setor.
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Disco RígidoFormato Físico dos Setores• ECC (Error Correction Code): Nesse campo são gravadas
informações referentes a esse método de correção de erros. Ao gravar um setor, o controlador gera informações de ECC (através de um cálculo baseado nas informações do campo de dados) e grava nesse campo. Ao ler o setor, o controlador refaz essa conta e verifica se o número gravado confere com o número calculado. Caso os valores sejam diferentes, houve um erro de leitura. ‖
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Disco RígidoFormatação Física vs. Formatação LógicaOs discos rígidos têm dois tipos de formatação, esses dois tipos de formatação podem ser explicados da seguinte forma:• Formatação em baixo nível: Também chamada de
formatação física, esse tipo de formatação é a divisão da superfície da mídia magnética, em trilhas e setores.
• Formatação em alto nível: Também chamada de formatação lógica, esse tipo de formatação é a preparação dos setores para uso pelo sistema operacional, além da inclusão do setor de boot, do diretório raiz e das suas FATs.
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Disco RígidoCache de Disco (Buffer)Os discos rígidos IDE têm uma pequena memória. Quando o sistema operacional lê um setor, o disco rígido lê a trilha inteira e armazena nessa memória. Como é muito provável que o próximo setor, que o sistema operacional irá pedir se encontre na mesma trilha, o disco rígido não entregará ao microcomputador um setor recém-lido, mas os dados constantes nessa memória. Essa é uma técnica conhecida como buffer ou cache de disco.
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Disco RígidoExercícios:1. Como é feito o processo de leitura/gravação em um
disco rígido?2. O que implica em uma maior velocidade de rotação do
HD?3. Conhecendo a geometria do disco, como se chega a sua
capacidade?4. O que é a formatação lógica do disco?5. Comente sobre o cache de memória.