Hard Disk

  Come funziona un hard disk - L'importanza dell'hard disk nella configurazione di un PC - File system F.A.T. 12/16 bit - F.A.T. 32 bit - EIDE - SCSI - Consigli per una scelta intelligente 

Come funziona un hard disk  

Negli hard disk i dati sono scritti sulla superficie di un disco, chiamato piatto, in forma magnetica; la testina, una per ogni faccia del piatto, permette di scrivere i dati proprio come se fosse la testina di un giradischi, senza però che avvenga un contatto fisico tra le due parti. I dati memorizzati nell'hard disk sono organizzati per cilindri, tracce e settori: i cilindri sono tracce concentriche poste sulla superficie del piatto, e ogni traccia è divisa in settori. Negli hard disk, a motivo della loro sempre più elevata capienza, possono trovarsi più piatti e ogni loro faccia è dotata di testina; ogni hard disk ha dei settori riservati per le informazioni, che vengono utilizzate automaticamente in caso di malfunzionamento. 

L'importanza dell'hard disk nella configurazione di un PC  

L'hard disk ha quale compito principale la memorizzazione e la conservazione dei dati: parrebbe pertanto che l'unica variabile da tenere in considerazione nella scelta sia la capacità, ma nulla è più falso di tutto ciò. Dall'introduzione di Windows 95 il sistema operativo e i programmi applicativi sono diventati sempre più esosi in termini di spazio, rendendo il funzionamento del PC sempre più dipendente dall'accesso ai dati memorizzati sull'hard disk; la sempre maggiore richiesta di memoria di sistema ha inoltre portato all'utilizzo di porzioni sempre maggiori dell'hard disk come memoria virtuale, in sostituzione della Ram mancante: tutto ciò non ha fatto altro che trasformare l'hard disk in un vero e proprio collo di bottiglia per le prestazioni globali del PC; un hard disk poco prestazionale non permette pertanto di sfruttare a fondo la potenza elaborativa di un PC con componenti veloci negli altri reparti (scheda video, cpu, motherboard,...). 

Ma quali parametri è necessario individuare per individuare un hard disk veloce? L'ideale sarebbe quello di poter effettuare dei test approfonditi, come per esempio i Disk Winmark Business e High-End contenuti in Winbench 97 della Ziff-Davis, ma non sempre ciò è possibile. Ci possono venire in aiuto le caratteristiche tecniche dell'hard disk, in base alle quali è possibile quantificare, almeno a spanne, le prestazioni: 

• velocità di rotazione: più è elevata, maggiore sarà il numero di dati letti a parità di tempo; gli hard disk EIDE hanno in genere velocità massima pari a 5.400 giri al minuto, mentre quelli SCSI arrivano a 7.200 giri al minuto, con alcuni prodotti che sono giunti ai 10.000 giri al minuto.
• tempo di accesso ai dati: indica il tempo necessario alla meccanica dell'hard disk per accedere ai dati memorizzati; più è basso, migliori saranno le prestazioni.
• buffer: è una piccola memoria interna all'hard disk che memorizza alcuni dati letti dalla testina ma non ancora inviati alla cpu per essere elaborati; permette di velocizzare le operazioni e, più è grande, migliori saranno le prestazioni.
• transfer rate: indica la velocità con la quale un hard disk legge i dati; in genere viene riportata la velocità massima che l'hard disk può sviluppare, ma questa in genere è raggiunta solo in condizioni particolari. E' necessario distinguere tra transfer rate in lettura (read) e in scrittura (write), in quanto il secondo è di solito più basso del primo.

File system  

Un hard disk nuovo è pre-formattato, cioè incorpora le informazioni su cilindri, tracce e settori; per poterlo utilizzare è necessario formattarlo, ma prima di fare questo è indispensabile partizionarlo (una o più partizioni) e scrivere su esso le informazioni della(e) partizione(i) e del boot sector. Queste operazioni prendono il nome di file system, cioè sistema attraverso il quale i dati vengono scritti sul disco. Il file system è diverso in base al tipo di sistema operativo che viene utilizzato: F.A.T.12/16bit per MS-Dos fino alla versione 7.0 e per Windows 95 release B esclusa; F.A.T. 32bit per Windows 95 Release B (4.00.950 B); NTFS per Windows NT; HPFS per OS/2. 

F.A.T. 12/16 bit  

Con la F.A.T. (File Allocation Table) a 12/16 bit si possono gestire fino a 65.526 cluster per ogni partizione; visto che un cluster può avere dimensione massima di 32 Kbyte, si possono creare con questo file system partizioni fino a 2 Gbyte di dimensione. Il problema è che, essendo limitato il numero di cluster che si possono creare, qualora la partizione superi la dimensione di 512 Mbyte ogni singolo cluster sarà grande più di 8 Kbyte, comportando un notevole spreco di spazio (è necessario sapere che un file di dimensioni minori di un cluster lo occupa per intero, rendendo inutilizzabile lo spazio extra che rimane all'interno del cluster: un file di 1 byte, pertanto, occupa comunque per intero un cluster da 8 Kbyte di spazio): più la partizione è ampia, maggiore sarà la perdita di spazio. Una soluzione può essere quella di creare più partizioni di 300-500 Mbyte al massimo: si avranno cluster di dimensione compresa tra i 4 e gli 8 Kbyte, limitando gli sprechi. La soluzione migliore, comunque, per evitare la perdita di spazio è quella di passare alla F.A.T. a 32 bit. 

   
F.A.T. 32 bit  

Con questo file system possono essere indirizzati fino a 268.435.456 cluster, permettendo di gestire partizioni di 8 Gbyte con cluster di 4 Kbyte; la partizione più grande che può essere gestita è pari a 2 Tbyte (2048 Gbyte), ma ci vorrà ancora qualche anno prima di raggiungere tali dimensioni. Le unità formattate con tale file system sono accessibili solo utilizzando Windows 95 Release B (4.00.950 B), mentre unità formattate con F.A.T. a 12/16bit possono essere lette anche da Windows NT (naturalmente queste ultime possono essere utilizzate con Windows 95 Release B). Pare che gli hard disk formattati con questa F.A.T. abbiano un piccolo decadimento delle rpestazioni rispetto alla F.A.T. 12/16, probabilmente dovuto al maggior numero di cluster che l'elettronica dell'hard disk deve gestire, ma ritengo che i vantaggi in termini di spazio risparmiato siano tali da compensare abbondantemente questo calo di prestazioni. 

EIDE 

L'interfaccia EIDE è dotata di due canali, primario e secondario, ad ognuno dei quali possono essere collegate due unità (master e slave, in italiano signore e schiavo: sembra quasi il titolo di un film ambientato nel medioevo!!!), raggiungendo così un massimo di 4 unità collegate; ad un controller EIDE possono essere colegati hard disk, lettori di CD-Rom e altri tipi di periferiche costruite per questo standard. Le unità EIDE sono notevolmente più economiche di quelle SCSI (soprattutto gli hard disk), ed i controller EIDE sono in genere presenti su tutte le motherboard Socket 7, Socket 8 e Slot 1. Mentre i Pio Mode da 0 a 4 sono raggiungibili con tutti i controller, il Pio Mode 5 è una prerogativa dei controller più recenti (quelli integrati nei chipset Intel 430TX e 440LX; VIA Apollo VP1, VP2 e VPX) e può essere utilizzato solo con hard disk che lo supportano (installare un hard disk ATA-33 su un controller sprovvisto di Pio Mode 5 significa non sfruttarne fino in fondo le potenzialità, anche se è tecnicamente possibile). 

La tabella sottostante esprime le velocità massime teoriche dei controller EIDE. 

 
 SCSI 

Rispetto a quella EIDE la SCSI è un'interfaccia decisamente più "professionale": ad un controller SCSI possono essere collegate fino ad un massimo di 7 unità (con un solo connettore), mentre ad uno Wide SCSI fino a 14; molti tipi di periferiche, quali drive esterni, scanner e masterizzatori CD sono presenti solo in standard SCSI. 

La grande potenza dello SCSI sta nel fatto che le diverse periferiche possono utilizzare il bus SCSI anche contemporaneamente, mentre con un controller EIDE due unità collegate allo stesso canale non possono occupare il bus contemporaneamente (se ad esempio hard disk e CD-Rom sono colegati allo stesso canale EIDE, il primo deve aspettare che il secondo abbia finito di mandare i dati che gli sono richiesti prima di poter a sua volta leggere dei dati); così facendo si utilizza molto meno la cpu nella gestione dell'hard disk rispetto a quanto accade con lo standard EIDE. Proprio per queste sue caratteristiche controller e hard disk SCSI vengono utilizzati nei server e in workstation molto potenti, ove sono molto frequenti operazioni di tipo multitasking. 

La tabella sottostante riporta le velocità massime teoriche dei diversi tipi di controller SCSI; bisogna ricordare che non è detto che le unità SCSI colegate al controller riescano ad esprimere sempre tali velocità: tutto dipende dalla velocità intrinseca della periferica in questione (nel caso degli hard disk dalla velocità di rotazione, dal tempo di accesso e dalle altre variabili che ne esprimono le prestazioni globali). 

 
 Consigli per una scelta intelligente 

Al termine di questa pagina voglio lasciarvi questi ultimi telegrafici consigli: 

•  
• non accontentatevi della sola dimensione, esigete di conoscere anche le altre caratteristiche tecniche dell'hard disk che vi viene proposto (velocità di rotazione, tempo di accesso, ecc...);
• se possibile acquistate hard disk dei quali avete informazioni (articoli su riviste, prove su Hardware Upgrade,...);
• non accontentatevi di acquistare un hard disk del produttore tal dei tali, ma esigete sempre uno specifico modello: ogni produttore, infatti, ha in catalogo almeno due linee diverse di prodotti, una professionale e un'altra più economica: molte volte la differenza di prezzo tra le due è, a parità di dimensione, nell'ordine delle 10.000£;
• se volete acquistare un hard disk SCSI ricordatevi che dovrete avere un controller SCSI, mentre se optate per uno di tipo EIDE basta il controller integrato nella motherboard (se presente);
• scegliete con quale tipo di F.A.T. gestire il vostro disco, partizionando il disco di conseguenza.