Istruttore:
In questa lezione parleremo
degli hard disk, detti anche HDD.
I dischi rigidi sono una forma di dispositivo di archiviazione di massa e i
dispositivi di archiviazione
di massa sono semplicemente qualsiasi tipo di dispositivo di archiviazione
non volatile in grado di conservare i dati quando il sistema è spento,
su larga scala.
Per questo motivo si chiama dispositivo di memoria di massa.
In genere non si misurano in megabyte,
ma in gigabyte o terabyte.
Quando si tratta di dispositivi di memoria
di massa, questi sono generalmente classificati in due
tipi diversi: interni ed esterni.
Quando si tratta di un dispositivo interno,
questo è il dispositivo che verrà
collocato all'interno del case o della torre del computer.
In genere si tratta di unità
disco, dispositivi a stato solido, unità ottiche,
unità di backup su nastro e unità floppy
della vecchia scuola.
D'altra parte, esistono
anche dispositivi di memoria di massa
che sono considerati dispositivi esterni.
Si tratta di elementi che
si trovano al di fuori della torre o del case del
computer e che vengono collegati a una porta
esterna del case.
Ad esempio, si potrebbe avere un disco rigido USB
esterno o un'unità eSATA
da collegare e accedere ai dati tramite
una porta esterna al computer.
Per quanto riguarda i dispositivi di archiviazione di
massa, in genere esistono tre dimensioni di dispositivi.
Abbiamo un 2. 5 pollici, un'unità da 3 pollici. 5 pollici e un'unità
da 5 pollici. Unità da 25 pollici.
Il 2. 5 pollici e l'unità da 3 pollici. Le unità da 5 pollici sono normalmente
riservate ai dischi rigidi interni e ai dispositivi a stato solido, mentre le unità
da 5 pollici sono riservate ai dispositivi a stato
solido. L'alloggiamento da 25
pollici sarà riservato alle unità ottiche,
alle unità di backup su nastro
e alle unità floppy della vecchia scuola.
A seconda del vostro case,
avrete un certo numero di alloggiamenti
di dimensioni diverse.
Se non si dispone di un numero sufficiente di alloggiamenti piccoli,
è sempre possibile utilizzare un adattatore
per inserire un dispositivo più piccolo in un alloggiamento più grande.
Ad esempio, è possibile montare un 2. 5 pollici in un'unità da
3 pollici. 5 pollici e poi posizionarlo
nel contenitore da 3 pollici. Alloggiamento da 5 pollici.
Bene, ora che abbiamo compreso le basi
dei dispositivi di memoria di
massa, concentriamoci in particolare sui dischi rigidi
per il resto della lezione.
Un disco rigido è un dispositivo che memorizza i dati
su un piatto di metallo o di vetro
codificato con una sostanza magnetica.
Questa sostanza magnetica può quindi
essere caricata con diverse
correnti elettriche per poter creare
dati memorizzando 1 e 0 su quella sostanza magnetica.
Ora, questo avviene su questi piatti, ai
quali si accede mediante una
testina di lettura/scrittura.
Questo viene spostato
da un meccanismo detto attuatore.
Se si pensa a un giradischi della vecchia scuola,
il funzionamento è simile.
Il piatto gira e quando si vogliono
leggere le informazioni da quel piatto, il braccio dell'attuatore
deve essere in posizione di scrittura in modo che, muovendosi
avanti e indietro sul piatto, la testina di lettura e scrittura possa leggere parti
diverse dell'unità.
Per questo motivo,
se i dati sono memorizzati all'interno o all'esterno
dell'unità, il tempo di ricerca
dei dati sarà diverso in base
alla distanza che l'attuatore deve
percorrere e al movimento della testina
di lettura/scrittura su e giù per l'attuatore
stesso.
Quando si osserva
il piatto, questo sarà logicamente
diviso in tracce e settori.
Le tracce sono essenzialmente un cerchio che gira intorno al piatto
e i settori saranno una porzione di
quella particolare traccia.
Ora, ogni settore avrà una larghezza di
circa 512 bit e ogni traccia avrà una dimensione
diversa in base alla geometria dell'unità
creata durante la formattazione di basso
livello effettuata dal
produttore dell'unità.
Come si può vedere, è necessario
far girare il piatto per spostare l'attuatore
e la testina di lettura/scrittura nella posizione
giusta per leggere i dati.
Questa operazione si chiama ricerca o recupero dei dati.
Per questo motivo,
più veloce è la rotazione di un
disco rigido, più veloce è l'accesso
ai dati memorizzati.
Per questo motivo, quando si cerca
di acquistare un'unità disco, è
necessario considerare la sua velocità misurata in RPM, o giri
al minuto, perché la velocità
più elevata garantisce prestazioni migliori.
Quando si esamina un disco
rigido, si notano generalmente quattro tipi di velocità
di base.
Il primo è a 5400 giri/min.
Questo è il modello più lento di unità disco in circolazione
ed è quello che si trova nelle workstation
e nei PC economici o di fascia bassa.
Il secondo è noto come 7200 RPM.
In questo modo si ottengono prestazioni
più rapide senza avere un costo eccezionalmente elevato.
Si tratta di un buon equilibrio,
utilizzato nella maggior parte dei computer moderni
quando si acquista un disco rigido.
Il terzo è noto come 10.000 RPM ed è qui che iniziamo
a parlare di unità
ad alte prestazioni.
In genere, queste unità costano
di più rispetto alle unità da 7200 RPM,
ma offrono prestazioni superiori e sono
molto utilizzate nei PC per videogiochi,
nei PC ad alte prestazioni e nei server.
Infine, abbiamo 15.000 giri al minuto.
Ora, 15.000 RPM è uno dei più alti RPM che si
possano vedere in un disco rigido.
Per questo motivo,
ha un costo estremamente elevato,
ma offre grandi prestazioni.
In generale, non si vedranno molti dischi
rigidi da 15.000 giri al minuto e il motivo è che quando
si arriva a quel livello di dischi rigidi,
si può acquistare un dispositivo
a stato solido che elimina molti dei problemi
di seek time perché le unità SSD non hanno parti
in movimento come i dischi rigidi tradizionali.
Ci si potrebbe chiedere perché
si preferisce utilizzare i dischi rigidi invece
di un dispositivo a stato solido.
In primo luogo, si tratta di una questione di costi e non di prestazioni.
Per quanto riguarda
le prestazioni, i dispositivi a stato solido saranno molto
più veloci di un disco rigido tradizionale,
ma un disco rigido è molto più economico da produrre.
In questo modo è possibile ottenere un disco rigido di capacità molto maggiore
allo stesso costo di un dispositivo a stato solido di capacità molto bassa.
Ad esempio, di recente ho installato un dispositivo a stato
solido in un nuovo computer.
Questo dispositivo a stato solido aveva una dimensione
di 2 terabyte e mi è costato circa 250 dollari.
Se invece avessi utilizzato un'unità disco da 7200 giri/min, avrei potuto
ottenere un'unità da 12 terabyte per gli stessi 250 dollari, ottenendo una capacità
di memorizzazione sei volte superiore.
Quindi c'è ancora posto per i dischi rigidi.
In molti sistemi, le persone
li inseriscono entrambi, ed è quello
che ho finito per fare con il mio computer.
Ho installato un dispositivo a stato solido, che è molto
più veloce, per il mio sistema operativo principale e i file delle
applicazioni, e poi ho installato un disco
rigido, di grande capacità, per poter archiviare
tutti i file in eccesso, come i video che
creo per cose come questo corso, perché sono file di dimensioni
enormi e richiedono molto spazio su disco
per contenerli, e se usassi dispositivi a stato
solido per tutto, sarebbe estremamente costoso.
Quando si esamina un disco rigido, un'altra
area da considerare è la dimensione del buffer.
Ora, la dimensione del buffer sarà il buffer interno o la cache
del disco rigido che sarà in grado
di memorizzare molti dati per aumentare
le prestazioni.
La dimensione tipica
del buffer è compresa tra 8 e 256 megabyte, a seconda dell'unità
acquistata.
Per quanto riguarda le dimensioni del
buffer, più grande è il buffer, migliori sono le prestazioni,
per cui è preferibile scegliere
un disco rigido con un buffer di grandi dimensioni se le prestazioni
sono una preoccupazione principale per voi.
Quando si tratta di installare l'unità disco
rigido, è necessario collegarla alla scheda
madre utilizzando una sorta di cavo,
a seconda del fattore
di forma della scheda madre e dell'unità
disco rigido scelta.
Nella maggior parte dei sistemi
moderni, per collegare l'unità disco
rigido alla scheda madre si utilizza un cavo SATA,
che può essere di tipo SATA versione
1, SATA versione 2 o SATA versione 3.
Quando si utilizza un connettore
SATA, si utilizzano due
cavi, uno a 7 pin per i dati con
forma a L e un altro a 15
pin per l'alimentazione, anch'esso
con forma a L.
Se si considera la versione
1 di SATA, la velocità massima
è pari a 1. 5 gigabit al secondo,
che fornisce circa 150 megabyte al secondo
di throughput, oppure
si può utilizzare la versione 2 di SATA,
che ha una velocità massima di 3 gigabit al secondo, che
si traduce approssimativamente in circa 300 megabyte al secondo di throughput,
o la versione 3 di SATA, che
è la versione più moderna e più veloce di SATA, che
ha una velocità di 6 gigabit al secondo o
circa 600 megabyte al secondo di throughput.
Se si lavora su un sistema legacy,
è possibile che si utilizzi un'interfaccia IDE o
PATA invece di un'interfaccia SATA.
Per questi dispositivi, si utilizza un cavo dati a 40 fili,
che è un cavo a nastro piatto, per
collegare la scheda madre all'unità, e poi
si utilizza un connettore Molex
a 4 pin per alimentare l'unità, oppure si
può utilizzare un cavo a 80 fili che combina
i dati e l'alimentazione in un unico cavo se la scheda
madre lo supporta.
Come ho già detto, si tratta di un elemento legacy,
quindi è improbabile che sia presente nella maggior parte dei
computer moderni, ma se lavorate
in un ambiente aziendale o
di impresa e avete dei sistemi vecchi in giro,
come server critici o workstation SCADA, potreste
imbattervi in questo tipo di interfaccia.
Il terzo tipo di interfaccia che si può trovare
su un disco rigido è l'interfaccia
SCSI, che è scritta SCSI o small computer systems interface.
Ora, quando si utilizza un cavo SCSI,
questo può supportare 7 o 15 dispositivi in una catena a margherita,
a seconda che si utilizzi uno SCSI stretto o uno
SCSI largo, e ogni dispositivo richiede un ID del dispositivo che
è impostato in modo che su quel cavo, ogni
dispositivo sa quale numero è tra 1 e 7 o tra 1 e 15.
Per configurare il dispositivo
in modo che sappia quale numero gli verrà assegnato,
è necessario utilizzare un blocco di ponticelli
o dei selettori sul retro
del dispositivo.
Nei sistemi moderni,
lo SCSI è considerato un'interfaccia a bassa velocità
perché lo SCSI stretto
può funzionare solo a 40 megabit al secondo e lo SCSI
largo può funzionare solo a 320 megabit al secondo.
Per questo motivo SATA è molto più popolare
grazie alle sue velocità più elevate
e viene utilizzato molto più spesso di SCSI nei sistemi moderni.
Come si può vedere,
le unità disco sono ancora vive e vegete
nella maggior parte dei
computer moderni, ma utilizzano
SATA invece di IDE, PATA o SCSI.
Quando si cerca
di decidere se utilizzare o meno un
dispositivo a stato solido
o un disco rigido, la scelta si riduce di solito
a tre fattori: costo, prestazioni e capacità.
Questo perché i dischi rigidi costano molto meno di un
dispositivo a stato solido, ma hanno
anche prestazioni inferiori rispetto a un
dispositivo a stato solido.
Il grande vantaggio dell'utilizzo di
un disco rigido rispetto a un dispositivo
a stato solido è la maggiore capacità di memorizzazione e, di norma,
è possibile ottenere una capacità di memorizzazione 5, 10 o addirittura 15 volte
maggiore su un disco rigido allo stesso costo
di un dispositivo a stato solido equivalente.