HD: O que � e como funciona

Introdu��o

HD � a sigla para Hard Disc (Disco R�gido em portugu�s). Tamb�m conhecido como winchester, trata-se de um aparelho respons�vel por armazenar informa��es permanentemente nos computadores. Todas as informa��es que voc� tem no seu computador, como documentos, planilhas eletr�nicas, arquivos em MP3, programas e o pr�prio sistema operacional, s� est�o no computador porque est�o armazenados em um HD. O funcionamento deste dispositivo, assim como alguns conceitos que o envolvem, ser�o explicados aqui. Este artigo � dividido em duas partes, sendo que na segunda, s�o mostrados os recursos IDE e DMA.

Como surgiu o HD

O primeiro relato oficial do surgimento de um HD ocorreu no ano de 1956, quando a IBM lan�ou o dispositivo de armazenamento 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control), que tinha capacidade de armazenamento de 5 MB. Este HD tinha dimens�es enormes para os padr�es atuais (14 x 8 polegadas) e custava 35 mil d�lares. Na verdade, o 305 RAMAC n�o era um disco r�gido em si. Simplesmente foi um dos primeiros meios de armazenamento de dados por meios magn�ticos.

No ano de 1973, a IBM por fim, lan�ava um dispositivo que realmente poderia ser chamado de disco r�gido. Em 1980, a empresa lan�ou o IBM 3340. Este HD tinha pouco mais de 5 polegadas e foi lan�ado em duas vers�es, sendo uma com capacidade de armazenamento de 5 MB e a outra com capacidade de 10 MB. Para os padr�es atuais, um HD com 5 ou 10 MB � insignificante, mas naquela �poca, representou uma revolu��o, pois at� n�o se consumia muitos bytes em dados e os sistemas de armazenamento eram baseados em fitas.

Os componentes do HD

Para entender o funcionamento do HD � necess�rio conhecer os componentes que o comp�em: discos (onde os dados s�o efetivamente armazenados), cabe�ote de leitura e grava��o, atuador e controladora. Existem outros dispositivos, mas os citados s�o mais importantes. A foto abaixo mostra a imagem de um HD produzido pela empresa Maxtor. Todos os seus componentes ficam dentro desta "caixa met�lica".
HD
O primeiro item que vamos ver s�o os discos. Neles � que as informa��es s�o armazenadas. Os discos (geralmente feitos de alum�nio) possuem uma camada externa de material magn�tico. Sobre essa camada, geralmente h� outra, com material lubrificante, que tem a finalidade de proteger a superf�cie do disco no caso de contato f�sico com os cabe�otes. Um HD pode ter de 1 a 5 discos (um embaixo do outro). Tecnicamente � poss�vel ter mais, no entanto, o aparelho teria dimens�es maiores. Num HD de 80 GB por exemplo, podem existir 4 discos, cada um com capacidade de 20 GB, mas isso varia de fabricante para fabricante. Na imagem abaixo, � poss�vel ver a posi��o em que os discos s�o colocados no HD.
Agora, vejamos outro componente importante dos HDs: o cabe�ote. Trata-se de um dispositivo muito pequeno que fica na ponta de uma pe�a conhecida como atuador, que tem a fun��o de movimentar-se do meio at� a borda dos discos enquantos estes giram. Esse trabalho, consiste nos processos de leitura e grava��o, ou seja, � o cabe�ote que l� e armazena dados nos discos. O cabe�ote em si, � uma esp�cie de bobina, que converte energia el�trica em impulsos magn�ticos no processo de grava��o e faz o contr�rio no processo de leitura.

Como um HD pode ter mais de um disco, sendo um embaixo do outro, o mesmo pode ocorrer com os cabe�otes. Al�m disso, s�o comuns HDs que possuem dois cabe�otes, sendo cada um dedicado a um lado do disco. Um fato curioso, � que olhando diretamente para o cabe�ote, tem-se a impress�o de que este est� "grudado" no disco. A verdade, � que a dist�ncia entre o cabe�ote e um disco � menor que a espessura de um fio de cabelo. Por isso, existem mecanismos para proteger os discos no caso de contato entre ambos, pois quando isso ocorre, h� grandes chances da camada magn�tica ser danificada e causar a perda permanente de dados. � por esta raz�o que � importante evitar quedas do computador ou ent�o dar pancadas quando ele trava por alguma raz�o. As pancadas podem fazer o cabe�ote e os discos se tocarem (head crash).

Outro detalhe que � importante frisar, � que geralmente, o que faz o cabe�ote se manter na posi��o adequada para gravar/ler dados � o ar proveniente da rota��o dos discos. Essa rota��o, assim como a movimenta��o do atuador, � feita por dispositivos conhecidos como motores. Quando os discos param de girar, h� um mecanismo que leva o cabe�ote at� uma �rea conhecida como "landing zone" ou "�rea de repouso". Trata-se de um local que n�o � usado para armazenar dados e que fica no centro do disco.

O processo de armazenamento de dados

Para armazenar e localizar dados em um HD, um dispositivo chamado controlador (ou controladora) se utiliza de informa��es conhecidas por n�mero de trilhas, setores e cilindros. O conjunto dessas informa��es � denominada "geometria de disco". No processo de fabrica��o do HD existe uma formata��o (formata��o pode ser entendida como mapeamento) que define a forma de armazenamento, dividindo cada disco em trilhas e setores. Os cilindros s�o trilhas conc�ntricas na superf�cie dos discos e estas trilhas s�o divididas em setores. Estes, por sua vez, s�o "peda�os" do HD. Observe a ilustra��o do disco abaixo para entender melhor.
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