Arquitetura de computadores - discos rigidos

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UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá Campus Itabira

Alfredo Souza Aline Duarte Fernandes Daniel Saburi Ialy Alves Victor Hugo Batista Medeiros

Discos Rígidos

Itabira 2012 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Discos rígidos

Os discos rígidos, também conhecidos como HD (do inglês Hard Drive), ou Winchester é um componente magnético presente em praticamente todos os computadoresatuais. Ele é usado para armazenar todos os tipos de arquivos devido ao fato de possuir memória não volátil em grande quantidade, além da longa duração dos dados armazenados. Por ser um tipo de memória de leitura relativamente lenta, os discos são usados para memória secundária. Os HD’s são compostos de um ou mais pratos de alumínio com revestimento magnetizável. Um cabeçote do disco contendo umabobina de indução flutua acima da superfície, apoiado por um colchão de ar. A leitura de bits é feita passando correntes positivas ou negativas sobre a superfície do disco, que alinha as partículas à esquerda ou à direita, de acordo com a polaridade da corrente. Quando o cabeçote passa por uma área magnetizada, uma corrente positiva ou negativa passa por ele, indicando o bit a ser lido. Dessa forma, amedida que o prato gira sob o cabeçote, uma sequência de bits pode ser escrita e, posteriormente, lida. A figura 1 mostra um disco e suas respectivas partes.

Figura 1: Disco rígido

Cada sequência circular de bits de um disco é chamada trilha e cada trilha é dividida em setores de tamanho fixo precedidos por um preâmbulo que permite o alinhamento do cabeçote antes da leitura ou escrita e umcódigo de correção de erros, que juntos são chamados de formatação do disco. Geralmente, a formatação ocupa 15% da capacidade total do HD. Os discos rígidos possuem cabeçotes de leitura individuais para cada, como mostrado na figura 2. Os braços se movem em diferentes direções radiais independentes um do outro. O desempenho de um disco é medido pela sua velocidade de rotação aliada, a posição dastrilhas que se quer encontrar (quanto mais próximas umas das outras, menor será o tempo de busca) e a latência rotacional (atraso causado pelo tempo necessário para que o setor desejado gire sobre o cabeçote). A distância linear das trilhas mais internas é menor que a das trilhas mais externas. Em HD’s antigos, a densidade linear das trilhas mais internas era usada o máximo possível, enquanto astrilhas mais externas continham densidades lineares de bits cada vez menores. Atualmente, se usa dividir as zonas dos cilindros em setores de mesmo tamanho, com o número de setores aumentando da parte mais interna para a mais externa do disco. As partes do disco são ilustradas na figura 2.

Figura 2: Divisões de discos rígidos Os discos necessitam de unidade controladora, que, entre outras, têm afunção de aceitar os comandos dos programas (read, write, format), controlar o movimento do braço, corrigir erros e converter bytes em correntes de bits e vice-versa.

Padrão IDE/ATA/SATA

Os primeiros discos continham controladores em placas separadas. Esses controladores conseguiam manipular dois drives (discos), usando o BIOS (Basic Input Output System – sistema básico de entrada e saída)para emitir instruções de máquina e carregar registradores do controlador para iniciar a transferência da memória primária para os discos (memória secundária). Em meados da década de 80, a evolução dos computadores, marcada sempre pela diminuição do tamanho dos componentes, levou a integralização dos controladores no drive, começando pelo IDE (Integrated Drive Eletronics – Eletrônica de drivesintegrados). As convenções de BIOS, porém, não foram alteradas por causa da compatibilidade. O novo drive tinha capacidade máxima de 504 MB, máximo de memória que podia ser endereçada pela BIOS então usada. Não demoraram a surgir discos com mais de 504 MB, que não podiam ser endereçados pela BIOS. Esses discos usavam o ardil de a geometria estava dentro do limite da BIOS, quando elas estavam...
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