Calculator

Cuprins   [ascunde]  1 Istoric 2 Constucție 3 Funcționare 3.1 Transferul datelor la memorie 4 Capacități de stocare și viteze de acces 5 Forme și dimensiuni ale discurilor dure 6 Interfețe și controloare 6.1 ESDI 6.2 SCSI 6.3 ATA/PATA (IDE/EIDE) 6.4 SATA 6.5 USB; Firewire (IEEE 1394) 7 Caracteristici 7.1 Capacitatea 7.2 Dimensiunea fizică 7.3 Durabilitate 7.4 Număr de operații de intrare/ieșire pe secundă 7.5 Consum de curent 7.6 Nivel de zgomot 7.7 Timpul de acces la date și transfer 7.8 Rezistența la șocuri 7.9 Preț 8 Legături externe

[modificare]Istoric

Discurile dure au fost introduse pentru prima oară ca unități de stocare a datelor ȋn 1956, pentru calculatoarele IBM. Erau grele și aveau dimensiuni mari, cât o roată de motoretă sau chiar și mai mari. Inițial au fost dezvoltate pentru a fi utilizate ca medii de stocare pentru calculatoare de uz general.

În anii 1990 necesitatea unui dispozitiv de stocare de mare capacitate dar și încredere, independent de un dispozitiv special, a condus la introducerea sistemelor integrate, cum ar fi sistemeleRAID, sisteme Network Attached Storage (NAS) – sisteme atașabile de stocare pentru rețea - precum și Storage Area Network (SAN) – siteme de stocare pentru rețea, sisteme care asigură eficiență, precum și un acces fiabil la volume mari de date. Ținând cont de cererile de consum, ȋn secolul al XXI-lea utilizarea HDD-urilor s-a extins și ȋn dispozitive cum ar fi camere video, telefoane mobile (de exemplu Nokia N91), smartphone-uri (intelifoane), playere („aparate redătoare”) audio digitale, playere video digitale, video-înregistratoare digitale, Personal Digital Assistants (PDA-uri) și console de jocuri video.

[modificare]Constucție

Discul dur este format de obicei din:

• 
  o placă electronică de control logic (controlor),
  
• 
  un număr de platane cu suprafață magnetizabilă (de obicei 2 sau 3), împărțite în piste și sectoare,
  
• 
  capete magnetice de citire/scriere (engl. read/write heads, R/W heads), de o parte și de alta a platanelor, legate printr-un braț metalic numit în general actuator
  
• 
  un sistem electromecanic de frânare și blocare a capetelor pe pista de stop (engl. landing zone), atunci când discul e oprit
  
• 
  un motor electric pas-cu-pas, care asigură deplasarea exactă a actuatorului de la o pistă la alta.
  

[modificare]Funcționare

Fiecare platan are două fețe; fețele sunt divizate într-un număr de piste circulare concentrice, fiecare pistă fiind la rândul ei divizată în sectoare. Platanele sunt astfel aranjate încât pista 0 de la platanul 1 să fie situată exact deasupra pistei 0 de la platanul 2 și 3. Pentru a accesa o pistă oarecare pe unul din platane, brațul care susține capetele (numit actuator) va muta capetele spre acea pistă. Deoarece această metodă necesită doar un singur mecanism de poziționare, ea simplifică designul și coboară prețul. Totuși, pentru a accesa o singură pistă trebuiesc mutate toate capetele. De exemplu, pentru a citi date de pe pista 1 de pe platanul 1, apoi pista 50 pe platanul 3 si apoi iar pe pista 1 dar de pe al treilea platan, întregul braț cu capete trebuie mutat de doua ori. (Eventual s-ar putea și numai cu o singură mișcare, dacă pista 1 / platanul 1 și pista 1 / platanul 3 se citesc simultan, și abia apoi se sare la pista 50.) Pentru a muta un braț trebuie un timp semnificativ, mult mai mare decât timpul de transfer al datelor. Pentru a minimiza mutările actuatorului trebuie împiedicată împrăștierea datelor pe mai multe piste. O metodă de a optimiza timpul de acces este ca un grup de date care sunt accesate secvențial să fie scrise toate pe o singura pistă. Dacă datele nu încap pe o singură pistă, atunci se continuă scrierea pe un platan diferit, dar pe pista cu aceeași poziție. Prin aceasta metodă brațul nu mai trebuie să-și schimbe poziția, ci doar trebuie să fie selectat capul de citire/scriere potrivit. Selectarea capetelor se face electronic și de aceea ea este mult mai rapidă decât mișcarea fizică a brațului cu capete între piste. În total brațul nu mai execută așa multe mișcări.

Pentru a descrie multiplele platane suprapuse se mai folosește termenul de "cilindru". Un cilindru se referă la toate pistele care au același număr de pistă, dar care sunt localizate pe diferite platane.

[modificare]Transferul datelor la memorie

Modalitatea în care datele sunt transferate în memorie determină viteza efectivă a combinației controlor + disc dur. Sunt folosite patru metode:

• 
  Programmed I/O - Cu aceasta metodă porturile controlorului au grijă atât de comenzile drive-ului cât și de transferul de date între controlor și memorie. Se folosesc comenzile IN și OUT ale limbajului de asamblare. Aceasta înseamnă că fiecare octet (bait) este transferat prin intermediul procesorului. La această metodă viteza datelor este limitată de cea a magistralei PC-ului (bus) și de performanța procesorului.
  
• 
  Memory Mapped I/O - Procesorul poate procesa datele provenite de la un controlor de disc mult mai repede dacă acestea sunt stocate într-o regiune fixă de memorie. Pentru acest scop este folosit în general segmentul localizat deasupra memoriei video RAM. Datele sunt transferate cu ajutorul instrucțiunii de transfer (mov, în cazul arhitecturii x86). Este mai rapidă decât metoda precedentă.
  
• 
  Direct Memory Access (DMA) - Folosind DMA, un dispozitiv poate transfera datele direct în memorie, fără contribuția procesorului. Pentru a folosi DMA, un program trebuie să îi precizeze controlorului DMA mărimea în octeți (baiți) a pachetului de date ce urmează a fi transferat dintr-o locație într-alta. Totuși, controlorul DMA dintr-un PC este inflexibil și lent. Controloarele DMA operează la viteza (tactul) de 4 MHz, în concluzie sunt extrem de lente.
  
• 
  Busmaster DMA - Folosind această metodă, controlorul discului dur deconectează procesorul de la bus și transferă el însuși datele în memorie.