Hard-disk-ul

Hard-disk-ul servește drept memorie non-volatilă, mediu de stocare pentru documentele, fișierele sau aplicațiile utilizatorului.

În 1954 IBM a inventat primul hard-disk cu o capacitate, extraordinară pentru acea perioadă, de 5MB împărțită pe 24 de platane.

Cu 25 de ani mai târziu cunoscutul producător de HDD-uri, Seagate introduce pe piață primul HDD pentru calculatoare personale, capabil sa înmagazineze până la 40 MB, ajungând la rate de transfer de 625KBps folosind modul de codare MFM (Modified Frequency Modulation).

Acest mod de codare era folosit de vechile FDD-uri (floppy disk drive) sau sisteme de înmagazinare de date. Este destul de greu de crezut ca daca in anul 1980, spațiu de 100 MB pe hard-disk era considerat foarte generos în timp ce în zilele noastre ar fi cu totul nefolositor chiar și numai pentru sistemul de operare.

Construcția HDD-ului

Denumirea „hard-disk”(disc rigid) arată de fapt proprietatea fizică a discurilor din interiorul carcasei.

Aceste discuri se numesc platane și sunt compuse dintr-un substrat și un mediu magnetic. Substratul sau materialul de baza din care este făcut platanul trebuie, prin natura lui să fie un material non-magnetic capabil să fie prelucrat în forme foarte subțiri (grosimea acestor platane este de ordinul milimetrilor sau chiar mai mici).

Astfel, materialele alese pentru realizarea platanelor sunt aluminiul sau o mixtură între sticlă și un material ceramic.

Pentru a permite stocarea datelor, ambele părți ale platanului sunt acoperite cu un strat foarte subțire de material cu proprietăți magnetice foarte bune (o peliculă de oxid magnetic) sau, mai recent, cu un strat metalizat foarte subțire.

Platanul-este de fapt suportul magnetic pe care se stochează datele. Dimensiunile (diametrul) acestuia pot fi de 3.5” sau 5.25”, cele mai întâlnite fiind de 3.5”.

Materialul de baza din care sunt făcute aceste platane, este sticla deoarece este foarte maleabila ușor de finisat la dimensiuni mici si rezistenta (in ciuda dimensiunilor extrem de mici) la forțele fizice care acționează asupra sa în momentul funcționării.

Interiorul hard-disk-ului trebuie ferit de acțiunea prafului, presiunea constantă a aerului din interior fiind păstrată cu ajutorul unor filtre. Platanele sunt complet izolate fiind menținute într-un vacuum parțial.

De regulă, există două sau trei platane așezate unul peste altul și fixate de un ax ce rotește tot ansamblul de platane la mii de rotații pe minut (4000-10000 Rpm). Între platane exista spațiu, ele nefiind lipite, tocmai pentru a permite capului de citire/scriere (montat pe brațul ce îl antrenează) sa se deplaseze pe toata lățimea platanului.

Din această cauză, o singură particulă de praf ar fi de ajuns pentru a se realiza contactul între capul de citire/scriere și suprafața magnetica a platanului ducând la zgârierea irecuperabilă a acestuia, compromițând astfel datele aflate în acea zonă.

Controllerul de disc-acest controller se ocupa de tot mecanismul din interiorul hdd-ului: de capetele de citire, de viteza de rotație a platanelor sau de reîmprospătarea memoriei tampon.

Capul citire-scriere reprezintă „translatorul”, cel care prelucrează informația de pe platane, așa cum se afla ea in format digital si o transfera la controllerul de disk.

De aici, aceasta sub formă de date ajunge la procesor și mai departe. Există cate un cap de citire/scriere pentru fiecare din părțile platanului acestea fiind acționate simultan, prin intermediul unui modul electro-magnetic, de către brațul de mișcare în vârful căruia se află.

Capetele sunt concepute să atingă discul numai când platanele s-au oprit iar „parcarea” lor nu se face oriunde, ci într-o zona specială numită LZ (Landing Zone).

Structura datelor pe disc

Când un disc este supus unei formatări în profunzime, suprafața este împărțită în piste și sectoare. Pistele sunt cercuri concentrice pe fiecare parte a platanelor, în jurul axului care învârte platanele. Pistele, egal distanțate de axul platanului de pe fiecare parte a platanului și de pe toate platanele, sunt grupate în cilindri care sunt subdivizate la rândul lor în sectoare a cate 512 biți fiecare.

Conceptul de cilindru este important din moment ce informația de pe cilindru a unor platane diferite este citită fără mișcarea capului de citire/scriere.