[Computador] Dispositivos de Armazenamento - HDD

          

Dispositivos de Armazenamentos

        Os dispositivos de armazenamento são os responsáveis por manter a salvo todos os arquivos como fotos, vídeos, músicas, filmes entre outros, mesmo quando o computador é completamente desligado. Nos computadores em geral, sempre há um dispositivo com alta capacidade de armazenamento e àqueles que são externos e com uma capacidade menor. Atualmente (2019), o mercado conta com basicamente duas tecnologias empregadas para dispositivos com alta capacidade de armazenamento sendo a primeira, e mais difundida, os HDD’s, componente este mais acessível e com  capacidade de armazenamento ainda superior, e a segunda tecnologia é o SSD que é um tipo mais moderno de armazenamento. Mesmo o SSD se popularizando no mercado, seu preço ainda é elevado se comparado com o HDD. No ano de 2019 é possível encontrar um HD com capacidade de 1TB com o valor aproximado de R$300,00 já um SSD com a mesma capacidade de armazenamento sai na faixa de R$700,00, preço bem salgado para a maioria dos bolsos. 

HDD

HDD significa (Hard Disk Drive), traduzido fica, Disco Rígido e é comumente chamado apenas de HD. Na parte interior deste dispositivo é possível visualizar um ou mais discos e atravez de uma agulha, são feitas as gravações dos dados. Devido a velocidade de leitura e gravação dos dados serem diretamente relacionados à rotação do disco do HD, este tipo de tecnologia acaba se tornando. A velocidade de um HD é medida pelo seu RPM (rotação por minuto) que varia de 5000 rpm, geralmente os utilizados em notebooks, os de 7200 rpm, quase que padrão para desktop, e alguns modelos top de linha que chegam a 10000 rpm.

         A título de curiosidade o primeiro HD foi introduzido em 1956, e era um equipamento gigante e tinha capacidade total de 3,75MB, pouco mais que um disquete e foi inserido nas máquinas 305 RAMAC da IBM.

IBM 305 RAMAC

Funcionamento HDD

        No interior de um disco rígido, as informações são gravadas em disco magnéticos, chamados de platters. Os platters são compostos por duas camadas sendo a primeira de substrato que nada mais é do que um disco metálico que é polido até que o mesmo se torne perfeitamente plano, e este disco é recoberto por um segunda camada sendo esta de material magnético. O processo de polimento é extremamente importante pois os disco giram a grandes velocidades e as cabeças de leitura trabalham extremamente perto da superfície do disco, logo qualquer imperfeição no disco pode ser fatal.

       No centro dos discos é encontrado um eixo também feito de alumínio, este deve também ser sólido o suficiente para evitar qualquer vibração dos discos, mesmo em altas rotações. 

        Para manter a rotação dos discos um motor é necessário e este tem o nome de motor de rotação. Esta parte do HD é a maior responsável pela vida útil do equipamento, pois a maioria das falhas graves provêm justamente do motor. Os HD’s mais antigos, usavam motores de 3.600 RPM enquanto os mais atuais usam 5.600, 7.200 ou 10.000 RPM. A rotação desse componente está diretamente ligado à sua performance, ou seja, sua velocidade. 

       Para a leitura e gravação de dados utiliza-se a cabeça de leitura, que são presas ao braço de leitura móvel, que possibilita que cabeça de leitura acesse todo o espaço do disco. E para coordenar a movimentação do braço de leitura há um dispositivo chamado atuador, que através de atração e repulsão eletromagnética, chamado de voice coil, permite que a cabeça de leitura se movimente através de todo o platter. Interessante é que quando a cabeça de leitura está lendo ou gravando dados, em hipótese alguma ela toca no disco, isso por que, quando os discos giram à alta rotação, forma-se um espécie de colchão de ar, que repele a cabeça de leitura fazendo com que a distância entre os dois seja menor que a espessura de um fio de cabelo. Quando o HD está desligado ou o computador não está solicitando a leitura de dados, a cabeça de leitura fica numa posição de descanso, longe do disco magnético. Um defeito comum em um HD é o surgimento de setores defeituosos, e uma das principais causas é o computador ser desligado enquanto o HD está fazendo leitura dos dados. Ao ser cortada a energia, a rotação dos discos é parada e o colchão de ar que serve como proteção é desfeito, fazendo com que a cabeça de leitura possa vir a tocar o disco magnético.

Trilhas, Setores e Cilindros

       Para permitir que dados sejam gravados e lidos, a superfície do disco é dividida em trilhas e setores. As trilhas são caminhos circulares, que começar na borda do disco e vão se tornando menores conforme se aproximam do centro. Cada uma destas trilhas recebe um número que é referente ao seu endereçamento onde a trilha mais externa, ou seja, a mais próxima da borda recebe o número de endereçamento 0 e as seguintes os números 1, 2, 3 e assim por diante. Para facilitar ainda mais o acesso aos dados, as trilhas são divididas por setores, que são pequenos trechos onde os dados em si são armazenados, sendo que cada setor guarda 512 bytes de informação ou 4096 bits. Os HD’s modernos possuem entre 3 mil à 5 mil Trilhas e até 900 setores em cada trilha, e é através disso que se tem a capacidade de armazenamento de um disco rígido.
        Cada disco do HD contém duas faces, e ambas são utilizadas para armazenar dados, logo cada disco contém trilhas e setores em ambas as suas faces e para identificar trilhas de um mesmo número usa-se o termo cilindros. Por exemplo as trilhas mais externas, próximas a borda de cada face de número 0 são chamadas também de cilindro 1.

Trilhas, Setores e Cilindro