Uma unidade de disco rígido de computador (HDD) armazena e recupera dados com eficiência por meio de uma combinação de componentes mecânicos e eletrônicos trabalhando juntos. Aqui está um colapso:
1. Armazenamento físico: *
pratos: O coração do HDD é uma pilha de pratos circulares rígidos feitos de alumínio ou vidro revestido com um material magnético. Os dados são armazenados nesses pratos na forma de pequenos domínios magnéticos. Cada prato possui duas superfícies e cada superfície é dividida em círculos concêntricos chamados faixas. As faixas são subdivididas em setores, as menores unidades endereçáveis de armazenamento de dados.
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Leia/Escreva cabeças: Uma cabeça de leitura/gravação, montada em um braço do atuador, paira incrivelmente perto da superfície de cada prato (alguns nanômetros). É capaz de magnetizar pequenas áreas nos pratos (escrita) ou detectar a magnetização (leitura), representando dados binários (0s e 1s).
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braço do atuador: Este braço move as cabeças de leitura/gravação pelas superfícies dos pratos, posicionando -os sobre a faixa desejada. Ele usa um atuador da bobina de voz, um tipo de eletroímã, para um movimento preciso e rápido.
2. Organização e acesso de dados: *
cilindros: Um cilindro é um conjunto de faixas na mesma posição em todos os pratos. O acesso a dados no mesmo cilindro é mais rápido, pois as cabeças de leitura/gravação não precisam se mover radialmente.
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Endereço lógico: O sistema operacional abstrava o layout físico de faixas e setores em um esquema de endereçamento lógico. Isso permite que os arquivos sejam armazenados em setores não contíguos em todo o disco sem que o usuário precise se preocupar com o local físico. Uma tabela de alocação de arquivos (gordura) ou estrutura semelhante gerencia esse mapeamento.
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Procure tempo: O tempo que leva para o braço do atuador mover as cabeças de leitura/gravação para a faixa correta é chamada de tempo de busca. Este é um fator significativo na velocidade de acesso.
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Latência rotacional: Depois que as cabeças estão sobre a faixa correta, a unidade deve aguardar o setor desejado girar sob a cabeça de leitura/gravação. Isso é latência rotacional, dependente da velocidade de rotação do disco (por exemplo, 5400 rpm ou 7200 rpm).
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Taxa de transferência de dados: Depois que o setor estiver sob a cabeça, os dados são transferidos eletronicamente a uma taxa de transferência de dados específica.
3. Mecanismos de eficiência: * Cache
: Os HDDs geralmente incluem um cache (memória de buffer) para armazenar dados frequentemente acessados. Isso acelera o acesso porque a recuperação de dados do cache é muito mais rápida do que acessá -los a partir do prato.
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gravação de bits da zona (ZBR): Os HDDs modernos usam o ZBR, que lhes permite armazenar mais dados nas faixas externas (que têm uma circunferência maior) do que as faixas internas.
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Técnicas avançadas de formatação: Técnicas como formato avançado (AF) e 512E (emulação) otimizam a maneira como os dados são gravados no disco, melhorando a eficiência e a confiabilidade.
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Códigos de correção de erro (ECC): Os HDDs empregam o ECC para detectar e corrigir erros que podem ocorrer durante as operações de leitura e gravação devido a defeitos ou fatores ambientais.
em resumo: Os HDDs alcançam armazenamento e recuperação de dados eficientes através de uma combinação de movimento mecânico rápido, organização de dados eficientes (cilindros, faixas, setores), formatação, cache e correção de erros otimizados, o máximo possível dentro das limitações do movimento mecânico. Embora as unidades de estado sólido (SSDs) sejam mais rápidas, os HDDs ainda oferecem uma alta relação capacidade de custo, tornando-os uma opção viável para armazenamento de dados em larga escala.
