Unidades de Armazenamento e Memória: Discos Rígidos e RAM

Unidades de Armazenamento

As unidades de armazenamento são componentes que podem armazenar permanentemente dados ou programas a serem utilizados no momento certo, permitindo modificar, regravar e recuperar informações quando necessário. São equipamentos essenciais para microcomputadores, como unidades de disco rígido e CDs.

A interface IDE para disco rígido e CD/DVD é a mais utilizada, com placas-mãe que possuem dois conectores para ligar até 4 dispositivos. A interface SCSI é usada em equipamentos profissionais. Atualmente, devido ao crescimento constante da capacidade de armazenamento das unidades flash, outras tecnologias também são amplamente empregadas.

Estrutura Física e Lógica de Discos

A estrutura de armazenamento divide-se em duas partes: a estrutura física, que se refere à forma como o meio de armazenamento é dividido e ao local onde as informações são salvas; e a estrutura lógica, que define como a informação é armazenada na mídia em questão.

• FAT (File Allocation Table): Indica a posição e o espaço mínimo utilizado para armazenar informações.
• Diretório Raiz: Armazena todos os dados, arquivos e pastas.
• Área de Arquivos: Utilizada para armazenamento de arquivos do usuário, ocupando 98% do espaço total do disco.

Estrutura Física de um Disco

A estrutura física de um disco é formada por um material plástico revestido com uma camada magnética. Os dados são armazenados no disco em círculos concêntricos chamados trilhas. Cada uma dessas trilhas é dividida em setores de 512 bytes.

Disco Rígido (HD)

O disco rígido é a unidade de memória principal do computador, onde são armazenadas grandes quantidades de dados e programas de forma permanente. Os discos rígidos contêm pelo menos 2 discos (pratos) empilhados em um eixo central e isolados externamente, girando a uma velocidade de até 9600 RPM.

Na parte inferior do disco, há uma placa de circuito que recebe comandos e os traduz em variações de tensão, forçando a circulação da barra de cabeças de leitura/escrita por toda a superfície dos discos.

Estrutura Física do Disco Rígido

A estrutura física do disco rígido é formada por uma série de discos ou pratos empilhados uns sobre os outros dentro de uma carcaça. Uma placa de face pode conter informações específicas utilizadas para o posicionamento das cabeças. Todas as cabeças de leitura/gravação são movidas em conjunto, o que agiliza o acesso em múltiplos pratos.

O número de setores por trilha é variável. A cabeça de leitura/escrita flutua acima da superfície do disco, sem contato físico. Os discos rígidos são hermeticamente protegidos e não devem ser abertos para evitar a entrada de partículas. Quando o disco está em funcionamento, a cabeça deve repousar sobre a superfície magnética.

As operações realizadas pela cabeça de leitura/escrita são:

• Escrita de Dados: Os dados são gravados na superfície do disco através de um fluxo enviado para o eletroímã da cabeça de leitura/escrita, que modifica a superfície do disco. Quando o disco está em branco, não há peculiaridades magnéticas.
• Leitura de Dados: A leitura baseia-se no processo inverso: uma variação do campo magnético na vizinhança do eletroímã provoca o aparecimento de uma corrente elétrica no enrolamento, que é interpretada como um bit 0 ou 1.

Memória RAM (Random Access Memory)

A memória RAM é composta por milhares de células capazes de armazenar uma carga elétrica. Cada uma destas células representa um bit (dígito binário): 1 para com carga e 0 para sem carga. É necessário um circuito eletrônico capaz de armazenar e ler as informações nelas contidas, o que é feito pelo controlador de memória (MCC).

Através de sinais conhecidos como RAS (Row Address Strobe) e CAS (Column Address Strobe), o MCC é capaz de acessar qualquer célula e armazenar ou recuperar seu valor correspondente. O MCC contém os endereços de memória de todos os dados armazenados e também controla os ciclos de atualização e aquisição de dados.

Processos de Leitura e Escrita na RAM

A leitura indica a posição de acesso, enviando cargas elétricas que descarregam o capacitor e facilitam a recuperação da informação. A escrita indica a posição para gravar e aplica tensão, enviando um pulso de carga elétrica ao capacitor.

Tipos: SRAM (Static RAM) e DRAM (Dynamic RAM). A SRAM é uma memória muito rápida, normalmente usada como cache. A DRAM tem menor velocidade, utiliza capacitores para armazenar carga em cada uma de suas células, e esses pequenos capacitores são descarregados naturalmente, necessitando ser recarregados periodicamente.