Como são os Hard Disk

Hard Disk

Os hard disk são conhecidos por vários nomes como, por exemplo, hard driver, hard disc, winchester e também por acrônimo como hd e hdd. Mas na sua essência eles são dispositivos de armazenamento magnético. Todos os computadores hoje possuem um hard disk e são usados para o armazenamento de grandes massas de informações seja elas profissionais ou de lazer. Umas das características deste tipo de dispositivo é que ao desligarmos o computador as informações nele contidas não se perdem como é o caso dos dados armazenados em memória do tipo RAM (random access memory). O acesso às informações gravadas em um hard disk funciona da seguinte forma: a central de processamento único (CPU) é acionada para um procedimento que requer uma informação que esta armazenada no disco e este dado é imediatamente copiado para a RAM do computador e em alguns casos dispostos na tela (monitor), essa operação permite que o computador trabalhe com grandes massas de informações a uma grande velocidade ao mesmo tempo.

Os hard disk modernos já chegam perto do terabyte (1000gb) e esse espaço é extremamente grande para ter-se uma idéia um gigabyte é um bilhão de bytes, e um byte são 8 bits. Os bits são um simples digito binário 0 ou 1 (que significam ligado ou desligado) o conjunto de 8 bits é igual a um byte e este conjunto pode ser a representação de uma letra, um número, um ponto ou um outro caractere especial. Os hard disk podem armazenar qualquer tipo de informação de gráficos a textos, de instruções em um programa a músicas e ou mesmo a filmes.
Esse material foi desenvolvido pela HDDLAB, qualquer dúvida com relação a este assunto poderá ser esclarecido por um de seus técnicos, não hesite em entrar em contato.
Para termos uma idéia melhor do que são os hard disk vamos ver suas partes básicas:

Caixa do hard disk (Hard Disk Assembly-HDA):

A caixa onde o hard disk é montado pode ser de alumínio ou de metal especialmente manufaturado para agrupar todas as suas partes. Ela é como uma câmara que agrega todos os componentes de um hard disk. Nesta caixa (câmara) encontram-se os pratos (platters), o motor que movimenta os discos (spindle motor), as cabeças (heads), o atuador (head actuator), o motor que movimenta as cabeças (voice coil) e do lado de fora esta a placa lógica (PCB) que é responsável pelo recebimento da energia bem como pela comunicação com a placa mãe do computador.

Os hard disk mais conhecidos atualmente são os usados em computadores chamados Desktop (de mesa) e estes hard disk são de 3.5 polegadas ( já foram maiores no passado e tinham 5.25 polegadas) e temos também os hard disk usados em notebook e estes são em sua maioria de 2.5 polegadas, mas já temos hard disk menores (1.8 polegadas). O tamanho do disco (platter) interno varia de acordo com o tamanho do hard disk.

Pratos (Platters):

Os pratos são discos rígidos onde a informação é gravada. A maior parte dos hard disk tem 2 pratos.A quantidade de informação que cada prato pode armazenar esta condicionada a sua área densial, temos já noticia de que uma face de um prato pode armazenar ate 350gb. Com o hard disk em operação um prato pode chegar a 15.000 rotações por minuto.

Originalmente os pratos eram fabricados de uma combinação de alumínio, mas hoje em dia já tivemos pratos de vários outros materiais como por exemplo partos de mistura de vidro com cerâmica, os pratos de vidro podem ser bem mais finos que os de alumínio e podem resistir mais ao calor.

Os pratos são cobertos por um material eletro magnético, e é esse material que da a sua coloração como também é esse material que é responsável pela faculdade do prato em poder armazenar dados.

Os dados são armazenados tracks e setores, os tracks são círculos concêntricos e os setores podem ser simbolizados como pedaços de uma pizza, cada setor armazena um numero de bytes (normalmente 512 bytes).

Cabeças de leitura e escrita (Read/Write Heads):

As cabeças de leitura e escrita são mecanismos que permitem que o hard disk grave informações e as recupere depois. As cabeças se posicionam sobre a face do prato e um prato pode ter duas cabeças uma para cada uma de suas faces. As cabeças se posicionam sobre o prato tendo contato com o mesmo quando o hard disk esta desligado, mas do o hard disk entra em funcionamento a rotação do prato faz com que a cabeça se levante e nesse momento a distancia entre a cabeça e o prato e determinada por um “colchão” de ar ( esse espaço é menor do que o diâmetro de um fio de cabelo) quando observamos esse funcionamento em laboratório tem-se a nítida impressão de que a cabeça esta flutuando sobre o ar. Um grande problema com relação a este funcionamento é o ar do meio ambiente tem normalmente pequenas partículas de “pó” e estas partículas se depositando sobre o prato do hard disk irão automaticamente causar um dano muito sério.

Atuador da cabeça (Head Actuators):

O atuador de cabeça é um dispositivo onde o braço (arm) da cabeça de leitura fica conectado, e ele é responsável pelo movimento das cabeças de leitura sobre e sob o prato ( no caso de duas cabeças em um mesmo prato) para que elas façam a leitura das tracks e dos setores. Nos primeiros hard disk os atuadores eram do tipo atuadores de motor de passo (stepper motor actuator) esse tipo de atuador atuava com posições de movimento e parada sobre as cabeças de leitura levando-as de uma posição a outra, mas esse tipo de motor era muito lento (produziam rotações de 2400 rpm a 3600 rpm).

Já os chamados discos modernos (pós 1992) o atuador de cabeça é do tipo atuador servo motor (servo motor actuators). Este atuador usa um tipo especial de sistema binário para posicionar a cabeça de leitura e escrita sobre a posição correta no prato.

Motor (spindle motors):

O motor dos hard disk é o dispositivo responsável pelo movimento dos pratos bem como sua velocidade, nos hard disk modernos a rotação dos pratos trabalham normalmente entre 5400 rpm a 7200 rpm (mas já existem discos trabalhando em 10.000 rpm e 15.000 rpm). Os motores ficam posicionados no centro dos pratos e os mais usados são os do tipo “ball bearings”, mas existem também hard disk com motores do tipo “fluid-dynamic bearings”

Placa lógica (Logic Board):

A placa lógica do hard disk (PCB) fica localizada na parte externa do hard disk, ela é um conjunto de chips que controlam todo o funcionamento do hard disk, como os motores as cabeças de leitura e escrita, os amplificadores de das cabeças, o atuador enfim todas as partes do hard disk que usam energia. E é através dela que o hard disk se comunica com o computador usando um cabo lógico, atualmente este cabo e de 80 vias, mas os primeiros eram de 40 vias.

A HDDLAB, irá de tempos em tempos revisar este material bem como ira colocar em seu site explicações técnicas a respeito da relação deste material técnico com as disfunções dos hard disk.
Será permitido o uso do artigo desde que seja citada a fonte e o autor (LEI Nº 9.610, DE 19 DE FEVEREIRO DE 1998).