Raio-X - Disco Rígido (HD)
Disco Rígido

Disco Rígido

O Hard Disk também é chamado de HD, HDD (Hard Disk Drive), disco rígido ou winchester. Dizer que ele é o dispositivo mais importante de um computador pode não estar correto, já que temos vários componentes essenciais ao funcionamento da máquina, como processador, placa-mãe, memória, placa de vídeo, enfim, nenhum destes é mais importante que o outro, mas de tudo o que se pode encontrar em um gabinete, o HD é, sem dúvida, o que mais gera desespero quando apresenta algum problema. Isso se explica pelo fato dele ser o responsável pelo armazenamento de dados no computador. Na verdade o HD já ganhou um outro dispositivo com o qual ele pode dividir essa responsabilidade, que é o SSD (Solid State Drive), mas como este último ainda é pouco utilizado, não nos aprofundaremos nele agora.

É comum usuários menos experientes se referirem ao HD como sendo a memória do computador. É preciso tomar cuidado, pois existe uma convenção não declarada que diz que sempre que dissermos "memória", estamos nos referindo à memória RAM e não ao HD ou a outro dispositivo de armazenamento. De qualquer maneira o HD é, sim, uma memória, já que ele armazena dados, mas trata-se de uma memória secundária (você pode conhecer mais sobre memórias na seção Memórias).


Olhando para um HD, temos a impressão de estarmos diante de um pequeno cofre hermeticamente fechado. Nele só encontramos dois conectores e um bloco com alguns Jumpers. Aliás, nos mais modernos (SATA) existe somente o conector de dados e de energia, já que os jumpers para configuração de master/slave são desnecessários neste padrão.

Disco Rígido

Disco Rígido (HD)

Os itens mais importantes que fazem parte de um HD são: motor, atuador, braço, cabeça de leitura e gravação, pratos e placa controladora. A ilustração abaixo mostra cada um deles:

Disco Rígido Aberto

Disco Rígido Aberto

Parte de Baixo de um Disco Rígido Aberto

Disco Rígido Aberto (visto por baixo)

Vamos falar um pouco sobre cada um deles:

Motor: o motor tem uma função bastante simples, que é a de girar os pratos para que a cabeça de leitura possa fazer o seu trabalho. Nos HDs de computadores Desktops eles giram a 7.200 rotações por minuto, mas existem modelos que podem chegar a 10.000RPM. Já nos HDs de notebooks esse número normalmente é mais baixo, ficando em torno de 4.200RPM.

Atuador: é a parte do HD responsável por movimentar o braço que contém a cabeça de leitura. O atuador possui uma bobina que é controlada por ímãs. Considerando a quantidade de dados que está armazenada em cada milímetro dos pratos, é difícil descrever em palavras a precisão que o atuador precisa dar ao braço. É um componente que, quando está funcionando, impressiona pela exatidão dos movimentos.

Braço: é outro componente simples, mas de vital importância. Ele sustenta a cabeça de leitura, ou seja, é a ponte entre o atuador e a cabeça.

Cabeça de leitura e gravação: Trata-se de um pequeno dispositivo capaz de, graças a uma pequena bobina que faz parte dele, provocar impulsos magnéticos contra a superfície dos pratos e com isso rearranjar as moléculas da sua superfície. Como são essas moléculas que formam os arquivos, o processo de rearranjo pode modificá-los, apagá-los ou criá-los.

Pratos: também chamados de discos, são superfícies metálicas revestidas de uma minúscula camada de material magnético. É nessa camada que os arquivos são guardados. Na verdade quando olhamos um disco de cima temos a impressão que ele é único, mas na verdade não é. Existem vários discos colocados um sobre o outro, o que permite armazenar mais dados.

Placa controladora: também chamada de placa lógica, ela é a responsável por movimentar as cabeças, lendo e gravando dados nos discos. Ou seja, cabe à placa controladora gerenciar a parte mecânica do HD.

Agora que já conhecemos um pouco sobre a parte física de um HD, vamos falar um pouco sobre a parte lógica do seu trabalho.

Como já foi citado, é nos pratos que os arquivos ficam armazenados. Mais precisamente isso acontece na película de óxido de ferro que recobre os discos. A cabeça de leitura fica alterando a posição das moléculas desse material através de revezamento dos sinais dos seus pólos. Como já sabemos, materiais com cargas de sinais iguais se repelem e com sinais diferentes se atraem. É com base nisso que essa manipulação das moléculas acontece. Quando a cabeça de leitura tem seu sinal positivo ela atrai o pólo negativo das moléculas e quando seu sinal é negativo ela atrai o pólo positivo.

Película de Óxido de Ferro presente no HD

Camada de Óxido de Ferro

Também já foi dito que os HDs modernos possuem mais de um disco e cada disco possui dois lados onde a informação pode ser guardada. A cada um desses lados damos o nome de face. As cabeças de leitura podem se deslocar independentemente em cada face, o que faz com que a leitura ou a escrita aconteça rapidamente. Portanto, se um HD possui 4 discos, então ele tem 8 faces e 8 cabeças de leitura e gravação. Essas cabeças trabalham praticamente encostadas nos discos, a uma distância aproximada de 5 centésimos de milímetro. Apenas como comparação, um fio de cabelo tem, em média, 7 centésimos, ou seja, não “cabe” um fio de cabelo entre a cabeça de leitura/gravação e o disco.


Anatomia do disco rígido

Todos os HDs são compostos logicamente por três itens, que são: trilhas, cilindros e setores. Falaremos um pouco sobre cada um deles.

Trilha: as trilhas são círculos concêntricos presentes nas faces dos discos dos HDs. Eles servem basicamente para que o HD possa organizar melhor os dados e, partindo disso, podemos imaginar as trilhas como sendo ruas onde as informações são guardadas. A união das mesmas trilhas de todos os discos forma um cilindro. Por exemplo: se estivermos analisando um HD com 4 discos e pegarmos a trilha 50 do disco 1, mais a trilha 50 do disco 2, mais a do disco 3 e do disco 4, teríamos o cilindro 50 desse HD. Podemos perceber a partir desse raciocínio que um HD possui o mesmo número de cilindros do que de trilhas.

Cilindro: é o grupo de trilhas de mesmo número, alinhadas, de todos os discos.

Setores: são pequenas divisões feitas nas trilhas. Eles também possuem o objetivo de organizar melhor os dados, permitindo que a cabeça de leitura os encontre com mais rapidez. Se comparamos as trilhas com ruas, podemos dizer que os setores são como as casas dessas ruas. Cada setor é capaz de armazenar 512bytes de informações e a quantidade de setores presentes em cada trilha varia de disco para disco.


Ilustração de Cilindro, Trilha e Setor de um HD

Ilustração de Cilindro, Trilha e Setor de um HD

Agora que sabemos como os HDs armazenam os dados, podemos calcular a capacidade máxima de armazenamento deles. Bem, nós sabemos que:

- Um HD tem o número de cabeças igual ao das faces.

- Cada face é composta por vários cilindros.

- Cada cilindro é composto por setores que armazenam, cada um, 512bytes.


A partir disso fica fácil entender que a capacidade máxima de armazenamento será calculada a partir da multiplicação de faces x cilindros x setores x 512.

Esse método de cálculo e de endereçamento dos setores do disco ficou conhecido como Cylinder, Heads, Sectors, ou simplesmente CHS.

Entendendo a formatação

Existem dois tipos de formatação que podem ser feitas em HDs. São as formatações físicas e lógicas.

A formatação física é a que cria efetivamente as trilhas nas faces dos discos. Esse tipo de formatação é feita pelos fabricantes antes mesmo dos discos serem totalmente vedados e lacrados.

A formatação lógica zera todo o conteúdo do disco e cria uma espécie de padrão para a gravação de novos arquivos. A esse novo padrão damos o nome de sistema de arquivos e dentre os vários sistemas de arquivos existentes, podemos citar alguns bastante conhecidos, como o FAT 16, FAT32, NTFS, entre outros. Não vamos entrar em detalhes sobre as diferenças entre eles até porque são assuntos muito extensos e merecem um tópico exclusivo.


Ainda no processo de formatação lógica, temos a gravação dos dados no Master Boot Record (MBR). O MBR nada mais é do que o primeiro setor do HD e, assim como todos os outros ele somente possui 512bytes de capacidade de armazenamento, mas eles são suficientes, já que as únicas informações presentes no MBR são:

- O tipo de sistema de arquivos que será usado.

- Onde começa e onde termina cada partição do disco e os seus respectivos tamanhos.

- Qual HD ou partição será definida como ativa.

Essas informações cabem dentro dos 512bytes e, depois de lidas, o sistema operacional começa a ser carregado e assume o controle do disco dali para frente.


Entendendo as partições


HD Particionado

Ilustração de um HD particionado

Você já deve ter ouvido o termo “partição” ou então a expressão “particionar o HD”. Bem, uma partição nada mais é do que uma divisão lógica feita no HD, ou seja, é como se para o sistema operacional passasse a existir mais de uma unidade de disco. Vamos a um exemplo prático: você tem um HD de 500Gb e usa o Windows 7 no seu computador. Se o seu HD não estiver particionado (dividido), então você possuirá somente a unidade C como uma unidade fixa para armazenamento de dados e ela terá capacidade de 500Gb, desconsiderando pequenas perdas que não são importantes nesse momento. Se você fizer um particionamento e criar duas unidades, dando a cada uma delas 50% de espaço, então você passará a ter 250Gb na unidade C e será criada uma unidade D com mais 250Gb de espaço. Esse processo é simples, mas surge uma pergunta óbvia: Qual a vantagem em dividir um HD em várias partes? As vantagens são várias, como:


- Será possível uma melhor organização dos seus arquivos, pois você não fica limitado à organização somente por pastas, já que passa a poder dividi-los por unidades.

- Se você criar o excelente hábito de colocar seus arquivos de dados (fotos, textos, planilhas, apresentações, vídeos, etc.) numa partição diferente de onde está o sistema operacional, a segurança dos dados aumenta muito. Se o seu sistema operacional for infectado por um vírus ou tiver qualquer arquivo fundamental para o seu funcionamento corrompido e precisar ser reinstalado, você não precisará se desesperar para fazer uma cópia de segurança dos dados, pois será possível formatar somente a partição que contém o sistema e depois reinstalá-lo, sem alterar nada na unidade que contém seus dados.

- Você pode ter sistemas de arquivos diferentes em cada partição. Isso te dá a liberdade de ter mais de um sistema operacional no mesmo computador. Você pode, por exemplo, instalar o Windows 7 e o Linux e, quando ligar seu PC poderá escolher através de um menu (gerenciador de boot) qual dos dois sistemas deseja carregar. Essa é uma opção realmente interessante, pois permite que você aprenda mais sobre outros sistemas operacionais. Isso também pode ser usado para se colocar duas versões diferentes do Windows na mesma máquina. Você pode ter, por exemplo, o Windows XP e o Windows 7 em um mesmo computador.


Bem, como foi possível perceber, existem várias vantagens em se particionar o HD e, ao contrário do que alguns afirmam, esse processo não deixa o sistema mais lento. Se o seu disco não estiver particionado, aconselho que procure um técnico de confiança e peça por esse serviço. Em alguns casos nem é necessário formatar o HD para criar essa divisão.

Para encerrar, é importante dizer que efetuar uma cópia de segurança dos seus dados é de vital importância. Conforme citado ao longo deste artigo, o HD possui muitas partes mecânicas, que sofrem desgaste e podem parar de funcionar a qualquer momento. Se isso acontecer, ou mesmo se algum componente eletrônico queimar, seus dados não estarão acessíveis e ter uma cópia de segurança de tudo nesse momento é fundamental.



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