Dorin Sîrbu -

Hard disk

Sfaturi

HarddiskHard disk (provine de la cuvintele din limba engleza: hard – dur si disk – disc), este o componenta destinata pentru stocarea permanenta a datelor in format digital. Simplificat, mecanismul unui hard disk, este compus din:

  • unul sau mai multe platane cu suprafata magnetica (discuri)
  • un motor care roteste platanele la viteza mare
  • capurile de citire/scriere pentru fiecare platan si mecanismul de pozitionare a lor, care permit citirea si scrierea datelor pe aceste platane
  • circuite de control, care gestioneaza procesul de citire/scriere date, inclusiv gestionarea unui cache de date, pentru a asigura un acces mai rapid.
  • carcasa, care protejeaza componentele

Denumirea de disc dur, provine de la faptul ca in interior, datele sunt stocate pe discuri (platane) rigide comparativ cu o discheta, in care discul magnetic pe care se salveaza datele este flexibil (floppy disk).
Harddisk desfacutSpre deosebire de o discheta se caracterizeaza prin viteza mult mai mare de acces a datelor si prin capacitate mult mai mare de stocare, prin faptul ca este un mecanism mult mai precis.

De ce este nevoie de hard disk?

De hard disk este nevoie din simplu motiv, ca dupa inchiderea calculatorului, datele din memoria RAM (memorie volatila) se pierd si trebuie stocate undeva permanent, ca sa poata fi recitite din nou la urmatoarea repornire.

Datele pot fi stocate permanent si pe alte suporturi cum ar fi: discheta, CD ROM, DVD ROM, memorie flash, etc. Se foloseste hard disk-ul cel mai des, deoarece este de capacitate mai mare si este mai rapid decat celelalte suporturi de stocare.

Capurile de citire si plataneleProbabil majoritatea dintre voi ati trecut peste o pana de curent si vi s-a pierdut documentul (de exemplu) la care lucrati. Acest lucru s-a intamplat din cauza ca acel document inca nu fusese salvat permanent pe hard disk (sau alt suport) si memoria RAM a calculatorului s-a pierdut in momentul in care s-a inchis curentul.

Cum functioneaza un hard disk?

Un hard disk functioneaza oarecum similar unui pick-up care preia o melodie de pe o placa de vinil, doar ca placa de vinil este o placa cu suprafata magnetica si preluarea continutului se face automatizat.

Un platan al unui hard disk este impartit logic in mai multe piste circulare, care la randul lor sunt impartite in sectoare. Un hard disk permite sistemului de operare si programelor citerea/scrierea datelor la nivel de sector. Cand un program ‘cere’ hard disk-ului sa citeasca sau sa scrie date intr-un sector, hard disk-ul pozitioneaza capul pe pista corespunzatoare de pe platan si citeste/scrie datele in momentul in care sub cap, prin rotatie, ajunge sectorul ‘comandat’.

Primul lucru care se face dupa montarea unui hard disk nou in calculator si instalarea driver-ului pentru el, este procedura de partitionare (optional) si  formatare disk. Formatarea hard disk-ului (sau doar a unei partitii), presupune crearea unui sistem de fisiere gol, unde ulterior se vor scrie/citi fisiere intr-un mod controlat, divizate in bucati mai mici pentru a fi scrise in sectoare, care sunt ‘notate’ intr-un loc special, pe care o sa-l denumim generic: sistem de alocare fisiere.

Cum se conecteaza la calculator?

Un hard disk intern are doua mufe: mufa pentru sursa de alimentare si mufa pentru cablul de transfer date. Pentru transfer date, un hard disk poate sa implementeze una din urmatoarele interfete:

  • IDE
  • SATA
  • SAS
  • SCSI

Un hard disk extern are doar o singura mufa de conectare a cablului de transfer a datelor prin USB (alimentarea se face prin USB).

Capacitate de stocare si performanta

Performantele unui hard disk se caracterizeaza in dependenta de:

  • Capacitatea de stocare (cata informatie incape pe el si se masoara in MB, GB, TB)
  • Viteza de transfer a datelor (viteza cu care sunt transferate datele de pe hard disk, se masoara in MB/s)
  • Timpul de acces (timpul necesar pentru pozitionare capete de citire si platane, se masoara in ms)
  • Nivelul de zgomot (zgomotul pe care il produce la functionare, se masoara in dB)
  • Consumul de curent
  • Rezistenta la socuri

Avantaje hard disk

  • Capacitate de stocare mare
  • Compatibilitate cu majoritatea calculatoarelor
  • Viteza mare de transfer date raportat la celelalte dispozitive de stocare permanenta date (in timp va fi depasit de SSD)

Dezavantaje hard disk

  • Consum mare de curent comparativ cu celelalte componente fara componente mecanice
  • Vulnerabil la socuri (cazaturi, lovituri, etc.)
  • Este mai greu raportat la celelalte componente din calculator (exceptand dispozitive similare: unitate CD, unitate DVD, dischiera)
  • Din cauza rotatiilor platanelor si a miscarii capurilor de citire/scriere, este un dispozitiv zgomotos.
  • Predispus la erori. In timp vor aparea erori de citire a datelor.
  • Are componente mecanice, care inevitabil se vor defecta la un moment dat
  • Are o viteza de citire date mai mica decat viteza de transfer suportata de celelalte circuite dintr-un sistem de calcul (procesor, memorie RAM, controlere, etc.)
  • Este o componenta cu o arhitectura mai veche, care a fost imbunatatita cat s-a putut si in curand va ajunge la limitele superioare de performanta. In timp vor incepe sa fie schimbate cu discurile SSD (Solid State Disk).

Digital

Fără categorie

DigitalDigital, este un termen, care descrie un set de echipamente si formate de date, care au la baza tehnologia pe baza de valori discrete (de exemplu valori: 1 sau 0) spre deosebire de un sistem analog. Termenul digital se refera la stiinta calculatoarelor si la electronica.

Un avantaj a tehnologiei digitale, este posibilitatea de prelucrare si transmitere a datelor in format digital, fara a pierde din calitatea informatiei digitale si/sau posibilitatea de a identifica usor daca informatia este eronata.

Un dezavantaj a tehnologiei digitale este faptul ca trebuie sa esantioneze valori continui din mediul real in valori discrete  si acest lucru poate duce la pierderea unor informatii in procesul de conversie.

Viteza de transfer

Definitii, Sfaturi

Viteza de transfer a datelor, o putem defini drept cantitatea de date transferata intr-un anumit interval de timp printr-un mediu de transfer date (cablu, aer, fibra optica, etc.).

Pentru masurarea unei cantitati de date, exista o unitate de masura: byte (sau octet), care inseamna 8 biti.

O remarca foarte importanta este ca nu informatia propriu-zisa ocupa un anumit spatiu, ci codificarea ei in format digital (binar). De exemplu nu caracterul ocupa 1 byte, ci codul acelui caracter in reprezentare binara.

Prin mediu de transfer date o sa intelegem orice poate fi folosit pentru a transfera o anumita cantitate de informatie. Viteza de transfer a datelor depinde foarte mult de calitatile de care dispune un mediu de transfer si de restrictiile care sunt aplicate asupra acestui mediu.

Ca exemplu, medii de transfer date pot fi:

  • medii de transfer de baza: aer, metal, fibra optica, etc.
  • medii de transfer derivate (create pe baza mediilor de transfer de baza): mecanisme de citire date, echipamente de retea, subretele, arhitecturi de retele, etc.

Unitati de masura

Dupa cum am definit mai sus, viteza de transfer a datelor inseamna cantitatea de date, care poate fi transferata intr-un anumit interval de timp, de unde rezulta ca viteza de transfer se masoara in byte (sau multipli) pe secunda, adica, cati baiti (octeti) se (pot) transfera intr-o secunda. In dependenta de multiplii unitatii de masurare a cantitatii de date, avem:

  • B/s – un byte pe secunda
  • kB / s – un kilobait pe secunda, adica 1.024 baiti pe secunda
  • MB / s – un megabait pe secunda, adica 1.048.576 baiti pe secunda
  • GB / s – un kilobait pe secunda, adica 1.073.741.824 baiti pe secunda
  • TB / s – un kilobait pe secunda, adica 1.099.511.627.776 baiti pe secunda

Cum poate fi inteleasa viteza de transfer?

Pentru a intelege viteza de transfer o sa facem cateva calcule simple. Sa presupunem ca avem o imagine, care ocupa 3MB si un video care ocupa 640MB. De asemenea sa presupunem ca avem un abonament de acces la Internet de 5Mbps (atentie, viteza la furnizorii de Internet se vinde in biti), care inseamna 0.625MB/s (un byte are 8 biti) sau daca o convertim intr-o valoare mai usor de citit, ar fi 640kB/s. Deci avem problema urmatoare:

Dimensiune imagine = 3MB = 3 * 1024kB = 3072 kB
Dimensiune video = 640MB = 640 * 1024kB = 655360 kB
Viteza de transfer date = 5Mbps = (5 / 8biti)  0.625 MB/s = 0.625 * 1024 kB / s = 640 kB / s
Timpul pentru a descarca imaginea este = 3072 / 640 = 4.8 s
Timpul pentru a descarca video este = 655360 / 640 = 1024 s = 17.07 min

Acelas rationament se respecta si pentru citirea unui fisier de pe harddisk, accesarea unor date din memoria RAM, transferul unor date prin intermediul USB, transferul unor date printr-o placa de retea, etc.

Periferice

Definitii

Periferice, este termenul folosit pentru a descrie echipamentele/componentele, care se pot conecta la un sistem de calcul (laptop, desktop, handheld, smart phone, telefone, etc.) prin intermediul unui tip de iterfata de comunicare si transfer date (ISA, PCI, USB, FireWire, port serial, port paralel, etc.) pentru a extinde functionalitatea acestuia.

Perifericele pot fi divizate conceptual in:

  • Periferice de intrare – echipamente cu ajutorul carora se capteaza/citesc date in format digital din mediul inconjurator
  • Periferice de iesire – echipamente cu ajutorul carora se transforma datele din format digital in alte formate sau forme
  • Periferice de intrare/iesire – echipamente care au dublu-rol, atat de periferic de intrare cat si de iesire

Printre denumirile de echipamente periferice se pot enumera:

  • Imprimanta (printer)
  • Scanner
  • Mouse
  • Tastatura
  • Display (monitor)
  • Boxe
  • Casti
  • Modem
  • Hard disk extern
  • Flopy disk extern
  • Placa de achizitie date
  • Placa de retea
  • Placa de sunet
  • Touch screen (Ecran tactil)
  • Switch
  • Router

Bit

Definitii

Bit, in informatica este unitatea de baza, de masura a informatiei, care poate avea una din valorile 0 sau 1. Un bit reprezinta ‘cea mai mica bucata’ de informatie.

Bit, date Din punct de vedere implementare fizica, acest bit poate fi un impuls electric (la transfer de date prin diverse medii), o stare a unui circuit electric bistabil (ex: memoria RAM), o stare al unui material magnetic (ex: harddisk), etc. Nu o sa intru mult in detalii referitor la modul de implementare din punct de vedere tehnic, deoarece depinde foarte mult de arhitecura dispozitivelor de calcul, metodele de productie, standarde, etc.

Unitatea de care ati auzit probabil cel mai des, este octet sau byte. Un byte reprezinta un grup de 8 bit. Ca sa va faceti o idee ce inseamna un byte, pot sa va dau un exemlu: codul unui caracter ‘simplu’, din acest text pe care il cititi acum, ‘ocupa’ un byte. Daca numarati caracterele dintr-o propozitie, puteti sa va dati seama aproximativ cata memorie ‘ocupa’. Am zis aproximativ, deoarece mai sunt si caractere speciale, cum ar fi ‘tab’, ‘spatiu’, ‘linie noua’, etc.

Acum, ca am aflat despre byte si cat ocupa un caracter, o sa va mai dau si alte exemple, ca sa intelegeti ce inseamna o cantitate de informatie.

Daca as salva pe harddisk, cuvantul ‘bit’ (fara caracterele apostrof), pe harddisk s-ar salva:

3 caractere x 1 byte, care inseamna: 3 caractere x 8 biti = 24 biti

Adica se vor modifica in valori de 1 si 0 (in dependenta de codurile caracterelor), 24 de ‘portiuni care reprezinta un bit’, pe unul din platanele harddisk-ului si astfel acest cuvant va fi memorat.

Daca as trimite in retea, printr-un cablu, cuvantul ‘bit’ (fara caracterele apostrof), prin cablu s-ar transmite:

3 caractere x 1 byte, care inseamna: 3 caractere x 8 biti = 24 biti

Adica la transmitatorul de informatie se va seta de 24 de ori nivelul tensiunii, care va insemna 1 sau 0, iar la receptorul acestor informati, aceste ‘nivele de tensiune’ vor fi preluate si utilizate(ex:salvate in memorie, afisate pe ecran, etc.).

Bineinteles ca exemplele de mai sus sunt simplificate. La salvarea si transferul de date, mai sunt si alte informatii suplimentare, care ‘identifica’ acele date de unde vin, unde se duc si cui apartin, dar si acele date, folosesc la baza unitatea de masura bit.