Armazenamento em disco

As informações de áudio eram originalmente gravadas por métodos analógicos (ver Gravação e reprodução de som). Da mesma forma, o primeiro disco de vídeo usava um método de gravação analógico. Na indústria musical, a gravação analógica foi amplamente substituída pela tecnologia óptica digital, onde os dados são gravados em um formato digital com informações ópticas. O primeiro dispositivo comercial de armazenamento em disco digital foi o IBM 350, lançado em 1956 como parte do sistema de computação IBM 305 RAMAC. O armazenamento em disco de acesso aleatório e baixa densidade foi desenvolvido para complementar o armazenamento de acesso sequencial e alta densidade já utilizado, fornecido por unidades de fitas usando fitas magnéticas. A forte inovação na tecnologia de armazenamento em disco, combinada com uma inovação menos vigorosa no armazenamento em fita, reduziu a diferença no custo de aquisição por terabyte entre o armazenamento em disco e em fita; no entanto, o custo total de propriedade (TCO) dos dados em disco, incluindo energia e gerenciamento, continua maior do que o da fita.

As unidades de discos digitais são dispositivos de armazenamento em blocos. Cada disco é dividido em blocos lógicos (coleção de setores). Os blocos são endereçados usando seus endereços de blocos lógicos (LBA). A leitura ou gravação no disco ocorre na granularidade de blocos. Originalmente, a capacidade dos discos era bastante baixa e foi aprimorada de várias maneiras. Melhorias no projetos mecânicos e na fabricação permitiram cabeças menores e mais precisas, o que significava que mais trilhas podiam ser armazenadas em cada um dos discos. Avanços nos métodos de compressão de dados permitiram que mais informações fossem armazenadas em cada um dos setores individuais. A unidade armazena dados em cilindros, cabeças e setores. A unidade de setor é o menor tamanho de dados a ser armazenado em uma unidade de disco rígido, e cada arquivo terá muitas unidades de setores atribuídas a ele. A menor entidade em um CD é chamada de quadro (frame), que consiste em 33 bytes e contém seis amostras estéreo completas de 16 bits (dois bytes × dois canais × seis amostras = 24 bytes). Os outros nove bytes consistem em oito bytes de correção de erros CIRC e um byte de subcódigo usado para controle e exibição.

Mecanicamente, ocorrem dois movimentos diferentes dentro da unidade. Um é a rotação dos discos dentro do dispositivo. O outro é o movimento lateral da cabeça através do disco enquanto ela se move entre as trilhas. Existem dois tipos de métodos de rotação de disco: O posicionamento das trilhas também segue dois métodos diferentes nos dispositivos de armazenamento em disco. Dispositivos de armazenamento focados em armazenar dados de computador, por exemplo, HDDs, FDDs e unidades Zip da Iomega, usam trilhas concêntricas para armazenar dados. Durante uma operação de leitura ou gravação sequencial, após a unidade acessar todos os setores de uma trilha, ela reposiciona a(s) cabeça(s) para a próxima trilha. Isso causará um atraso momentâneo no fluxo de dados entre o dispositivo e o computador. Em contraste, os discos ópticos de áudio e vídeo usam uma única trilha em espiral que começa no ponto mais interno do disco e flui continuamente até a borda externa. Ao ler ou gravar dados, não há necessidade de interromper o fluxo de dados para alternar de trilha. Isso é semelhante aos discos de vinil, exceto que os discos de vinil começavam na borda externa e espiralavam em direção ao centro.

A interface da unidade de disco é o mecanismo/protocolo de comunicação entre o restante do sistema e a própria unidade de disco. Dispositivos de armazenamento destinados a computadores de mesa e portáteis normalmente usam interfaces ATA (PATA) e SATA. Sistemas corporativos e dispositivos de armazenamento de ponta normalmente usarão interfaces SCSI, SAS e FC, além de algum uso de SATA.