Quando estamos trabalhando com um computador, as informações que estamos utilizando ficam salvas na memória principal, ou memória RAM. Esse tipo de memória é volátil, ou seja, necessitam de energia elétrica para manter os dados ativos. Assim, quando desligamos o computador temos que armazenar tais informações em algum tipo de memória secundária para que possamos acessá-las novamente quando necessitarmos. Essa memória secundária, ou memória de massa, pode ser um disquete, um HD, um CD, um Pen-Drive, ou qualquer outro dispositivo que armazene informações de forma permanente.
Unidades de medida
Como já foi mostrado, na informática, as unidades de medida são baseadas em bits que são a menor unidade de informação. Á partir do bit temos os bytes, Kbytes, Mbytes, Gbytes, Tbytes e assim infinitamente. A capacidade de um dispositivo de armazenamento, define a quantidade de informação que o mesmo pode armazenar. Em termos de HD, essa capacidade atualmente é dada em Gbytes, porém HDs mais novos já alcançam a casa dos TeraBytes.
Disquetes
Durante algum tempo os disquetes foram bastante utilizados como dispositivos de armazenamento, porém, devido a sua baixa confiabilidade e capacidade de armazenamento foi gradativamente caindo
Basicamente, existem tamanhos de disquetes: o de
As unidades necessárias para utilizar os disquetes, ou seja, os dispositivos que gravam e lêem as informações dos disquetes também são diferentes.
Disquete de 5" ¼ ------------------ Disquete de 3"½
Disco Rígido (HD)
Sem dúvida, o principal dispositivo de armazenamento usado em computadores é o Disco Rígido (Hard Disk ou HD) por apresentar alta capacidade de armazenamento, boa confiabilidade e é onde instalamos o sistema operacional usado na máquina.
O nome “Disco Rígido” provem dos discos de alumínio usados para armazenar os dados de forma magnética.
Elementos de um HD
Todo HD é formado basicamente por: Discos ou Lâminas, Braço, Atuador, Cabeça de Leitura e Gravação, Placa Controladora e Motor.
O conjunto de discos ou lâminas é formado por discos geralmente feitos de liga de alumínio, recobertos com algum substrato magnético que geralmente é óxido de ferro. É esse substrato que permite que as informações sejam gravadas de forma magnética na superfície dos discos.
O braço também é produzido geralmente de alumínio, por ser um elemento leve e resistente. A função do braço é movimentar a cabeça de leitura sobre a superfície do disco para que a mesma possa gravar e/ou ler os dados. O número de braços que podem existir
O atuador pode ser considerado um dispositivo inteligente dentro do HD, é ele que controla a movimentação do braço, ou seja, é ele quem posiciona a cabeça de leitura no lugar certo do disco.
A cabeça de leitura e gravação é o dispositivo que vai definitivamente gravar ou ler os dados na superfície do disco. Ela é formada por uma bobina que é atravessada por uma tensão elétrica, essa tensão por sua vez cria um campo eletromagnético positivo ou negativo. É essa polaridade que vai definir como as partículas serão gravadas no disco.
Um erro comum que muita gente pensa, é que a cabeça, ao gravar ou ler os dados, encosta na superfície do disco. Se isso fosse verdade o disco seria riscado incapacitando-o. Na verdade a rotação dos discos cria uma espécie de “colchão de ar” entre eles e a cabeça de leitura. Quedas de energia, ou desligamento incorreto do computador podem fazer a cabeça encostar no disco podendo prejudicá-lo.
Todo o funcionamento do HD é controlado pela placa controladora. É ela quem coordena a entrada e saída de informação do disco, envia sinais para o atuador e coordena a rotação dos discos. Em alguns casos, quando um HD apresenta problemas, podemos trocar a placa controladora por outra do mesmo modelo podendo, assim, acessar novamente os dados gravados no dispositivo.
O motor é o responsável pelo movimento de rotação dos discos, ou seja, é ele quem gira os discos dentro do HD. Atualmente, a maioria dos discos gira em torno de 3600 á 7200 RPM (Rotações por Minuto). Em alguns dispositivos de alto desempenho, essa rotação pode chegar a até 10000 RPM.
Tipos de Gravação/Leitura
Nos HDs agravação e leitura dos dados podem ser feitas de duas maneiras: Gravação Longitudinal e Gravação Perpendicular.
Na Gravação Longitudinal as partículas são gravadas na superfície do disco lado a lado de forma horizontal. Esse tipo de gravação é o mais utilizado em HDs e também o mais fácil para os fabricantes.
Já na Gravação Perpendicular as partículas magnéticas são gravadas lado a lado de forma horizontal, é como se elas fossem gravadas em pé e não deitadas como no outro processo. Com isso a capacidade de armazenamento dos discos pode ser aumentada, porém isso gera um custo maior aos fabricantes que precisam de uma superfície especial para esse tipo de gravação.
Geometria do HD
A geometria do HD define a estrutura lógica criada em cima dos discos. É como dividir o HD em linhas e colunas, formando células, onde serão armazenados os dados. Essa geometria divide o HD em trilhas, setores, clusters e cilindros.
Os setores são divisões verticais feitas na superfície do disco, como se fossem as colunas de uma tabela.
As trilhas são divisões concêntricas que partem do meio do disco para a sua borda, correspondem às linhas de uma tabela.
A intersecção de linhas e setores forma os clusters, são o correspondente as células de uma tabela. É nos clusters que os dados serão armazenados.
Sistema de Arquivos
A função do Sistema de Arquivos é definir a forma como os dados serão armazenados na superfície do disco usando a sua geometria. Existem vários tipos de sistema de arquivos, cada S.O. possui o seu e cada um tem suas particularidades. Geralmente nós escolhemos o tipo de sistema de arquivos a ser usado no momento da instalação do sistema operacional.
Sistema FAT 16
No FAT(File Alocation Table ou Tabela de Alocação de Arquivos) 16 os arquivos, ao serem gravados, não são fragmentados. Se um arquivo não couber inteiro em cluster o sistema utiliza o cluster posterior. Com isso, não há fragmentação de arquivos e o processo de leitura de dados fica mais eficiente, pois os dados estarão sempre inteiros.
Sistema FAT 32
Já no FAT32 os arquivos, ao serem gravados são fragmentados. Por exemplo, tomando como base clusters de 10Kbytes, eu tenho quatro arquivos a serem gravados de 5Kbytes, 10Kbytes e 5Kbytes e 20Kbytes respectivamente. Suponhamos que gravemos os três primeiros arquivos na ordem um depois do outro. Ao todo eles ocupariam dói clusters, um inteiro e metade de outro. Agora, suponhamos que apagamos o segundo arquivo, ficaria um espaço de 10Kbytes entre o primeiro e o segundo arquivo, certo?
Quando gravarmos o quarto arquivo (20Kbytes) o sistema gravará os 10Kbytes iniciais no espaço entre os dois arquivos e os outros 10 na frente do terceiro arquivo.
Com isso, o arquivo de numero quatro foi fragmentado. Essa fragmentação possibilita a máxima utilização do espaço do HD, porém diminui a velocidade de leitura, pois toda vez que o sistema tiver que ler um arquivo fragmentado ele terá que ficar procurando onde estão as partes do arquivo no HD.
Sistema NTFS
No NTFS(New Tacnology File System) os arquivos também são fragmentados, porém o tamanho dos clusters é maior se comparado ao FAT32. Com isso a fragmentação é menor. A fim de tentar amenizar esse problema á partir do Windows98 foi inserido a ferramenta “desfragmentador de discos” que basicamente junta as partes dos arquivos fragmentados melhorando o desempenho do micro.
Padrões de HD
Basicamente existem 3 padrões de HD: IDE, SATA e SCSI.
No padrão IDE (PATA - Paralel ATA) os dados são transmitidos entre HD e outros dispositivos da máquina de forma paralela, ou seja vários dados por vez. O cabo de conexão de dados de um HD IDE é chamado de Cabo Flet de 40 vias. Com esse cabo serão transmitidos 40 dados por vez. Existem vários padrões de HD IDE, cada um, teoricamente, alcançando uma taxa de transferência máxima. Tais padrões são: ATA 33(até 33MB/s), : ATA 66(até 66MB/s), : ATA 100 (até 100MB/s) e : ATA 133(até 133MB/s).
Já no padrão SATA (Serial ATA) os dados são transmitidos um por vez. O cabo de conexão sata transmite apenas um dado por vez. Embora transmita menos dados, se comparado ao padrão IDE, os dispositivos sata são mais rápidos que os IDE. Isso ocorre porque na transmissão paralela (IDE) um dado acaba gerando interferência eletromagnética no outro, assim muitas vezes é necessário enviar o mesmo dado mais de uma vez, pois o mesmo chega corrompido ao seu destino. Na transmissão serial, como é transmitido apenas um dado por vez, ele certamente chegará inteiro ao seu destino e mesmo que não chegue o processo de correção ou reenvio é mais rápido.
O padrão SATA atinge taxas de transferência de até 150MB/s, sua evolução, o SATA II, atinge até 300MB/s e o SATA III que futuramente será lançado, atinge até 600MB/s.
O padrão SCSI (Small Computer System Interfaces) não é tão utilizado por usuários comuns. Ele é uma solução para servidores ou aplicações que necessitam de altas taxas de transferência. Porém podemos utilizar um dispositivo SCSI
Armazenamento Digital
O armazenamento magnético, como o dos HDs, é a melhor solução para nós usuários, pois apresentam alta confiabilidade e capacidade de armazenamento. Porém os métodos de armazenamento digital começam a ganhar força. Sua principal vantagem é em relação ao tamanho dos dispositivos, que muitas vezes oferecem dimensões bastante reduzidas e quase a mesma capacidade de armazenamento dos dispositivos magnéticos.
Um exemplo disso é em relação aos disquetes, eles foram substituídos pelo Pen-Drives, que armazenam informações de forma mais segura (digital) e oferecem bem mais capacidade de armazenamento que um disquete.
Outros dispositivos de armazenamento digital são os cartões de memória (Comapct Flash, MMC, SD, Mini-SD...), CDs DVDs e atualmente o Blu-Ray.
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