IL COMPUTER - Il disco rigido

Il disco rigido, chiamato anche con il termine inglese di hard disk, è uno dei dispositivi più importanti del computer. E' infatti sul disco rigido che risiede il sistema operativo e tutti gli altri programmi che usiamo sia per lavorare che per giocare; ma soprattutto è qui che memorizzaziamo i nostri dati, le nostre immagini, i filmati,i testi... insomma tutte le informazioni che intendiamo salvare per poi riutilizzarle quando vogliamo.
Il disco rigido appartiene ad una speciale categoria di memorie dette "memorie di massa"; a questa categoria appartengono anche i nastri magnetici (tape), i comuni dischetti "floppy", le unità a disco rimovibili come lo "zip" o il "superdisk", ecc.
Su questi speciali supporti, come abbiamo già detto, possiamo salvare tutte le informazioni che vogliamo, possiamo riutilizzarle e modificarle attraverso i programmi che le hanno generate ed infine possiamo cancellarle se non ci servono più.
A differenza delle memorie RAM o ROM che sono costituite da microchips elettronici, il disco rigido è un supporto magnetico sul quale delle speciali testine anche loro magnetiche scrivono o leggono i dati che ricevono dal computer.
Andando a vedere come è fatto un disco rigido, i suoi componenti principali sono schematicamente mostrati nella figura che segue e descritti nella tabella successiva:

Componenti Principali del Disco Rigido

Riassumendo per sommi capi, un hard disk è principalmente costituito da uno o più dischi realizzati in materiale metallico -di solito leghe di alluminio o magnesio, ma ultimamente anche in materiali vetrosi- ricoperti da uno speciale strato di materiale magnetico, che girano ad alta velocità intorno ad un asse principale, azionati da uno speciale motorino elettrico. I dischi costituiscono il supporto vero e proprio per i dati che vi verranno memorizzati; questi ultimi, vengono scritti e letti per mezzo delle testine che sono posizionate su braccetti speciali e che possono muoversi in avanti o all'indietro lungo il raggio dei dischi e vengono anche loro azionate da un altro motorino molto preciso. I movimenti e le azioni degli elementi prima descritti, vengono regolati e comandati da una speciale scheda costituita da un circuito stampato e vari componenti eletronici, detta controller. Il tutto è racchiuso all'interno di una scatola metallica in lega di alluminio alta all'incirca 1,5 cm.
L'hard disk viene collegato alla scheda madre del PC, per mezzo di speciali cavi 'piatti', ad una interfaccia che può essere a seconda dei casi, di tipo EIDE oppure SCSI (si legge 'scasi'). L'interfaccia EIDE è quella più diffusa. Essa mette a disposizione due canali, su ognuno dei quali si possono collegare 2 unità che possono essere hard disk, lettori CD o DVD oppure masterizzatori; ognuno di questi dispositivi, a seconda del modo in cui viene collegato, può essere "master" (primario) o "slave" (secondario); per quanto detto, l'interfaccia EIDE consente di collegare al massimo 4 unità.
L'interfaccia SCSI è invece di tipo professionale; su di essa possono essere collegati ben 7 dispositivi per lo SCSI standard e fino a 14 per il cosiddetto "WIDE SCSI". Inoltre , questa interfaccia è progettata con una architettura tale da impegnare solo minimamente il processore del PC durante il trasferimento dei dati dalla memoria al disco rigido. Per questi motivi lo SCSI offre una maggiore affidabilità e velocità nel trasferimento dei dati, oltre a consentire al disco una maggiore velocità di rotazione. Per contro, le periferiche SCSI risultano più costose delle altre e per questo vengono utilizzate su macchine per usi professionali.
A proposito della velocità di rotazione citata prima, è utile sapere che i dischi rigidi con interfaccia EIDE ruotano con velocità che vanno dai 5.400 giri al minuto, fino a 7.200 giri pe i modelli più recenti, mentre i dischi con interfaccia SCSI raggiungono i 10.000 giri al minuto e oltre. Ovviamente, maggiore è la velocità di rotazione del disco, minor tempo verrà impiegato nella lettura e scrittura dei dati sul disco stesso.
A proposito di lettura e scrittura, dobbiamo sapere che per il trasferimento dei dati dalla memoria al disco rigido e viceversa, viene utilizzato uno speciale protocollo chiamato ATA. In base alle velocità di trasferimento consentite dal protocollo, possiamo avere dischi ATA/66, ATA/100 e ATA/133 relativo ai dischi rigidi di più recente produzione.
Parallelamente al protollo ATA, abbiamo il protocollo DMA (Direct Memory Access) o UDMA (UltraDMA), che consentendo un accesso diretto alla memoria centrale, permette di ottenere maggiori velocità di trasferimento dati.

LA FORMATTAZIONE
Un disco rigido appena fabbricato, può essere paragonato ad un foglio di carta completamente bianco. Se qualcuno ci chiedese di scriverci qualcosa, ci sentiremmo in difficoltà, in quanto non sapremmo da dove iniziare a scrivere. La cosa sarebbe molto più facile se il foglio fosse quadrettato, infatti ciò ci permetterebbe di iniziare a scrivre sempre in un punto ben preciso del foglio e di scriver secondo righe diritte e ordinate.
La stessa situazione si presenta quando il computer cerca di scrivere o leggere dati su di un disco non formattato: il computer si blocca in quanto non conosce il punto preciso dove andare a scrivere o leggere. Quando un disco viene formattato, invece, lo si rende come un foglio di carta a quadretti, anzi molto più preciso, in quanto ogni singolo quadretto viene identificato da un indirizzo ben preciso. In questo modo quando il computer deve scrivere o leggere dati sul disco, sa esattamente la posizione di questi ultimi.
In pratica la formattazione fa sì che la superficie di un disco venga suddiviso in una serie di corone circolari concentriche chiamate tracce, ognuna delle quali suddivisa a loro volta in altre parti dette settori. Questa suddivisione è illustrata schematicamente nello schizzo che segue:

Un altro elemento importante per la ricerca dei dati su un disco rigido, è il cilindro, che nel caso un hard disk sia composto da più dischi o da un solo disco che può essere formattato su due facce, esso rappresenta la sovrapposizione di più tracce a formare un ipotetico cilindro, come mostrato nel disegno che segue:

Durante la formattazione, viene anche creata in una particolare zona del disco, una speciale tabella che contiene tutti i nomi e gli indirizzi dei file memorizzati sul disco rigido; questa tabella viene chiamata FAT (File Allocation Table) e viene utilizzata dal controller del disco per ritrovare tutti i files presenti in esso.
Oltre a quanto sopra, la formattazione crea uno speciale settore detto Boot Sector, nel quale il sistema operativo memorizzerà alcune informazioni fondamentali per l'avvio della macchina.

LE PARTIZIONI
Partizionare un disco, significa dividerlo in due o più parti, in modo che il computer veda queste parti come se fossero ognuna un hard disk diverso, in altre parole il sistema, dopo il partizionamento, vedrà tanti hard disks diversi, per quante partizioni avremo creato. Le partizioni vengono create per dividere gli hard disks di grandi dimensioni, in modo da avere i propri dati maggiormente ordinati per poterli rintracciare più facilmente, oppure pe avere divisi i dati dai programmi e dal sistema operativo. E' anche possibile installare sullo stesso computer, due o più sistemi operativi diversi, su altrettante parizioni; in questo caso, all'accensione della macchina, uno speciale programma, detto boot manager, ci permette di scegliere il sistema operativo con il quale desideriamo lavorare.
Creare le partizioni con gli strumenti a disposizione del sistema operativo, è un'operazione sempre molto delicata e pericolosa e non semplicissima, che può comportare la perdita dei nostri dati. A questo scopo esistono diversi programmi che rendono semplice il partizionamento, per cui è consigliato usare sempre questi ultimi per eseguire questa delicata operazione.

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