Entendendo um pouco sobre o funcionamento do Hd...

Introdução


A palavra HD deriva do inglês "Hard disk", o termo winchester também era muito popular pra designar o termo HD devido ao modelo 3340 lançado pela IBM em 1973, com dois pratos de 30 megabytes e tempo de acesso de 30 milissegundos. Assim criou-se o termo 30/30 Winchester (uma referência à espingarda Winchester 30/30).

Em 1950 a empresa Engineering Research Associates de Minneapolis construiu a primeira unidade de armazenamento a serviço da marinha dos EUA. A unidade ficou conhecida como ERA 110 e era capaz de armazenar um milhão de bits de dados e obter uma palavra de 5 milésimos de segundo.


O primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1957. Ele era formado por 50 discos magnéticos contendo 50000 setores, sendo que cada um suportava 100 caracteres alfanuméricos, totalizando uma capacidade de 5 megabytes, 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 megabytes e tempo de acesso de 30 milissegundos. Assim criou-se o termo 30/30 Winchester (uma referência à espingarda Winchester 30/30), termo muito utilizado antigamente para designar um HD.

Os discos rigidos foram criados originalmente para serem usados em computadores em geral. Mas no século 21 as aplicações para esse tipo de disco foram expandidas e agora são usados em câmeras filmadoras, tocadores de música como Ipod, mp3 player, PDAs, videogames, e em celulares.

Como é que o disco rígido armazena dados?


Em cada uma das bandejas, há uma fina camada de filme magnético. Armazenamento de dados em discos rígidos é muito semelhante ao de uma fita cassete. Os dados são armazenados em muitos 1's e 0's. Esses dígitos binários são organizados de maneiras diferentes para representar diferentes personagens. Quando estes são lidos de volta pela cabeça os dados são recuperados e transformados.
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 na fábrica ao final do processo de fabricação,que consiste em dividir o disco virgem em trilhas, setores, cilindros e isola os badblocks (setores com defeito). 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 junto com o sistema operacional.
Quando um disco é formatado, ele simplesmente é organizado à maneira 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.
A natureza das estruturas lógicas no disco rígido tem uma influência importante sobre o desempenho, confiabilidade, expansibilidade e compatibilidade do seu subsistema de armazenamento. Esta seção tem um olhar para as estruturas lógicas no disco rígido e como eles são criados e utilizados no PC.

Sistema de arquivos


Falando-se de Windows existem apenas 3 tipo de sistema de arquivos: FAT 16, FAT 32 e o sistema NTFS.

FAT (File Alocation Table)
Depois que o disco rígido foi formatado e dividido em clusters, mais alguns setores são reservados para guardar a FAT ("file alocation table" ou "tabela de alocação de arquivos"). A função da FAT é servir como um índice, armazenando informações sobre cada cluster do disco. Através da FAT, o sistema operacional sabe se uma determinada área do disco está ocupada ou livre, e pode localizar qualquer arquivo armazenado.

FAT16
O sistema de arquivos utilizado pelo MS-DOS chama-se FAT-16. Neste sistema existe uma Tabela de Alocação de Arquivos (File Allocation Table, FAT) que na verdade é um mapa de utilização do disco. A FAT mapeia a utilização do espaço do disco, ou seja, graças a ela o sistema operacional é capaz de saber onde exatamente no disco um determinado arquivo está armazenado.
O sistema FAT 16 é o sistema mais antigo, ele adota 16 bits quanto a forma de endereçamento no HD, e permite armazenar no máximo 65526 clusters. O que seria esses clusters? é a menor parte reconhecida pelo sistema operacional, e que pode ser formado por vários setores.

FAT 32
O sistema de arquivos FAT 16 (File Allocation Table 16) não suporta partições maiores do que 2 GB. Já o FAT 32 (File Allocation Table 32) suporta partições de até 32 GB. Outra limitação do FAT 32 está no tamanho máximo dos arquivos que não pode ultrapassar 4 GB menos 1 byte. Essas duas limitações, especialmente a última, motivaram a Microsoft a desenvolver o formato NTFS que permite partições muito maiores e tamanhos de arquivo mais adequado ao uso de mídia e sistemas maiores. Mesmo assim o sistema FAT 32 resultou em uma mudança significativa em relação ao FAT 16 devido ao melhor aproveito das informações evitando desperdício.

NTFS
O sistema NTFS foi criado para substituir o FAT32 devido ao seu maior nível de armazenamento, melhoria no sistema de organização dos arquivos evitando ( mais ainda do que o sistema FAT32) o desperdício de dados, sem contar na melhor segurança e recuperação de dados.
Existem inúmeras partições, porém o Windows utiliza apenas FAT32 e NTFS, sendo a segunda muito mais confiável.
NTFS permite Ficheiros com mais de 4GB ao contrario do FAT32 que tem o limite de 4GB para um só ficheiro.

Tipos de HD

HD IDE

Abreviação de Intelligent Drive Electronics ou também Integrated Drive Electronics.
A interface IDE é uma interface para drives de armazenamento onde o controlador está integrado no disco rígido ou nos drives de cd. É um termo genérico, onde é coberto com mais tecnologia pelo ATA.

HD SATA
Abreviação de S-ATA que quer dizer Serial ATA, uma evolução do PATA. É um link serial, e o cabo SATA cria uma conexão ponto a ponto entre os dispositivos, no caso, mobo e hd. A taxa inicial de transferência é de 150MBps, daí o nome de SATA 150. Uma das vantagens é o cabo de dados (cabo serial) de dimensão super reduzida em relação aos antigos cabos para ATA.

Cabos ATA podem ter extensão de até 40cm enquanto os cabos seriais (cabos de dados SATA) podem ter até um metro de comprimento. A tensão do sinal caiu de 5.0 volts para apenas 0.7 volts no SATA. Com isso, os controladores poderão ser menores, além de menor consumo de energia e menor dissipação de calor.

Capacidade dos disco rígidos

A capacidade de um disco rígido atualmente disponível no mercado para uso doméstico/comercial varia de 10 a 2000 GB, assim como aqueles disponíveis para empresas, de até 2 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 atuais HDs de 60GB a 1TB. As empresas usam maiores ainda: variam de 40 GB até 2 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 atuais 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 (bilhões), 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 fator que pode deixar a capacidade do disco menor do que o anunciado é a formatação de baixo nível (formatação física) com que o disco sai de fábrica.





Fontes:
http://www.guiadohardware.net
http://www.pantherproducts.co.uk/Articles/What_is/What_is_Hard_Disk.shtml
http://www.forumpcs.com.br/
http://www.computerhistory.org/
http://www.aprendaefaca.net
http://info.abril.com.br/