HD (Disco Rígido)
Autor: dîġo Ħαrdωαrє | Publicado: 2011-06-03T13:56:00-07:00


Disco rígido ou disco duro, popularmente chamado também de HD (derivação de HDD do inglês hard disk drive) ou winchester (termo em desuso), "memória de massa" ou ainda de "memória secundária" é a parte do computador  onde são armazenados os dados. O disco rígido é uma memória  não-volátil, ou seja, as informações não são perdidas quando o  computador é desligado, sendo considerado o principal meio de  armazenamento de dados em massa. Por ser uma memória não-volátil, é um  sistema necessário para se ter um meio de executar novamente programas e  carregar arquivos contendo os dados inseridos anteriormente quando  ligamos o computador. Nos sistemas operativos mais recentes, ele é também utilizado para expandir a memória RAM, através da gestão de memória virtual. Existem vários tipos de discos rígidos diferentes: IDE/ATA, Serial ATA, SCSI, Fibre channel, SAS, SSD.

História do disco rígidoO primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1956, e foi lançado em 16 de Setembro de 1957.Era formado por 50 discos magnéticos contendo 50 000 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) e tinha dimensões de 152,4 centímetros de comprimento, 172,72 centimetros de largura e 73,66 centímetros de altura. 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 usado antigamente para designar HDs de qualquer espécie. Ainda no início da década de 1980, os discos rígidos eram muito caros e modelos de 10 megabytes custavam quase 2 mil dólares americanos, enquanto em 2009 compramos modelos de 1.5 terabyte por pouco mais de 100 dólares. Ainda no começo dos anos 80, a mesma IBM fez uso de uma versão pack de discos de 80 megabytes, usado nos sistemas IBM Virtual Machine.  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, ou camcorders nos Estados Unidos; tocadores de música como Ipod, mp3 player; PDAs; videogames, e até em celulares. Para exemplos em videogames temos o Xbox360 e o Playstation 3, lançados em 2005 e 2006 respectivamente, com esse diferencial, embora a Microsoft já tivesse lançado seu primeiro Xbox (em 2001) com disco rígido convencional embutido. Já para celular os primeiros a terem essa tecnologia foram os da Nokia e da Samsung.E também devemos lembrar que atualmente o disco rigido não é só  interno, existem também os externos, que possibilitam o transporte de  grandes quantidades de dados entre computadores sem a necessidade de  rede.

Como os dados são gravados e lidosOs discos magnéticos de um disco rígido são recobertos por uma camada  magnética extremamente fina. Na verdade, quanto mais fina for a camada  de gravação, maior será sua sensibilidade, e conseqüentemente maior será  a densidade de gravação permitida por ela. Poderemos, então, armazenar  mais dados num disco do mesmo tamanho, criando HDs de maior capacidade.  Os primeiros discos rígidos, assim como os discos usados no início da  década de 80, utilizavam a mesma tecnologia de mídia magnética utilizada  em disquetes, chamada coated media, que além de permitir uma baixa densidade de gravação, não é muito durável. Os discos atuais já utilizam mídia laminada (plated media), uma mídia mais densa, de qualidade muito superior, que permite a enorme capacidade de armazenamento dos discos modernos. A cabeça de leitura e gravação de um disco rígido funciona como um eletroímã  semelhante aos que estudamos nas aulas de ciências e física do  colegial, sendo composta de uma bobina de fios que envolve um núcleo de  ferro. A diferença é que, num disco rígido, este eletroímã é  extremamente pequeno e preciso, a ponto de ser capaz de gravar trilhas  medindo menos de um centésimo de milímetro de largura. Quando estão  sendo gravados dados no disco, a cabeça utiliza seu campo magnético para  organizar as moléculas de óxido de ferro  da superfície de gravação, fazendo com que os pólos positivos das  moléculas fiquem alinhados com o pólo negativo da cabeça e,  conseqüentemente, com que os pólos negativos das moléculas fiquem  alinhados com o pólo positivo da cabeça. Usamos, neste caso, a velha lei  "os opostos se atraem". Como a cabeça de leitura e gravação do HD  é um eletroímã, sua polaridade pode ser alternada constantemente. Com o  disco girando continuamente, variando a polaridade da cabeça de  gravação, variamos também a direção dos pólos positivos e negativos das  moléculas da superfície magnética. De acordo com a direção dos pólos,  temos um bit 1 ou 0 (sistema binário).
Para gravar as sequências de bits 1 e 0 que formam os dados, a  polaridade da cabeça magnética é mudada alguns milhões de vezes por  segundo, sempre seguindo ciclos bem determinados. Cada bit é formado no  disco por uma seqüência de várias moléculas. Quanto maior for a  densidade do disco, menos moléculas serão usadas para armazenar cada  bit, e teremos um sinal magnético mais fraco. Precisamos, então, de uma  cabeça magnética mais precisa. Quando é preciso ler os dados gravados, a  cabeça de leitura capta o campo magnético gerado pelas moléculas  alinhadas. A variação entre os sinais magnéticos positivos e negativos  gera uma pequena corrente elétrica que caminha através dos fios da  bobina. Quando o sinal chega à placa lógica do HD, ele é interpretado  como uma seqüência de bits 1 e 0. Desse jeito, o processo de  armazenamento de dados em discos magnéticos parece ser simples, e  realmente era nos primeiros discos rígidos (como o 305 RAMAC da IBM),  que eram construídos de maneira praticamente artesanal. Apesar de nos  discos modernos terem sido incorporados vários aperfeiçoamentos, o  processo básico continua sendo o mesmo.

Formatação do discoA formatação de um disco magnético é realizada para que o sistema  operacional seja capaz de gravar e ler dados no disco, criando assim  estruturas que permitam gravar os dados de maneira organizada e  recuperá-los mais tarde.
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 bad blocks (danos no HD). 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.



Exemplos de sistema de arquivosOs sistemas de arquivos mais conhecidos são os utilizados pelo Microsoft Windows: NTFS e FAT32 (e FAT ou FAT16). O FAT32, às vezes referenciado apenas como FAT (erradamente, FAT é usado para FAT16), é uma evolução do ainda mais antigo FAT16 introduzida a partir do MS-DOS 4.0. No Windows 95 ORS/2 foi introduzido o FAT32 (uma versão “debugada” do Windows 95, com algumas melhorias, vendida pela Microsoft apenas em conjunto com computadores novos). A partir do Windows NT, foi introduzido um novo sistema de arquivos,  o NTFS, que é mais avançado do que o FAT (em nível de segurança,  sacrificando algum desempenho), sendo o recurso de permissões de arquivo  (sistemas multi-usuário), a mais notável diferença, inexistente nos  sistemas FAT e essencial no ambiente empresarial (e ainda a inclusão do metadata), além dos recursos de criptografia e compactação de arquivos.
Em resumo, versões antigas, mono-usuário, como Windows 95, 98 e ME,  trabalham com FAT32 (mais antigamente, FAT16). Já versões novas,  multi-usuário, como Windows XP e Windows 2000, trabalham primordialmente com o NTFS, embora o sistema FAT seja suportado e você possa criar uma partição FAT nessas versões. No mundo Linux, há uma grande variedade de sistemas de arquivos, sendo alguns dos mais comuns o Ext2, Ext3 e o ReiserFS. O FAT e o NTFS também são suportados tanto para leitura quanto para escrita. No Mundo BSD, o sistema de arquivos é denominado FFS (Fast File System), derivado do antigo UFS (Unix File System). Em 2009, encontramos um novo tipo de sistema de arquivo chamado NFS (Network File System), o qual possibilita que HDs Virtuais  sejam utilizadas remotamente, ou seja, um servidor disponibiliza espaço  através de suas HDs físicas para que outras pessoas utilizem-nas  remotamente como se ela estivesse disponível localmente. Um grande  exemplo desse sistema encontramos no Google ou no 4shared, com espaços disponíveis de até 5 GB.
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