o placă electronică de control logic (controlor),
un număr de platane cu suprafață magnetizabilă (de obicei 2 sau 3), împărțite în piste și sectoare,
capete magnetice de citire/scriere (engl. read/write heads, R/W heads), de o parte și de alta a platanelor, legate printr-un braț metalic numit în general actuator
un sistem electromecanic de frânare și blocare a capetelor pe pista de stop (engl. landing zone), atunci când discul e oprit
un motor electric pas-cu-pas, care asigură deplasarea exactă a actuatorului de la o pistă la alta.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Functionare
Un cluster reprezinta o colectie de sectoare grupate impreuna de sistemul de fisiere pentru a simplifica lucrurile. Prin procedeul de “clusterizare” se poate pierde spatiu de pe hard disk. De exemplu, daca un hard disk este formatat cu 4 kb / cluster, iar noi vom scrie un fisier de 2 kb, doar jumatate din cluster va fi ocupat de date, cealalta jumatate ramanand un spatiu pierdut. Insa fara aceasta metoda, sistemul de operare nu va putea accesa datele rapid. Sunt mai bune 5 milioane de clustere rapide decat 10 milioane de clustere greoaie.
Citirea datelor de pe hard disk
Utilizatorul cere informatie de pe hard disk. Sistemul de operare acceseaza MFT (master file table), un index cu fisierele si locatiile lor, prin controlerul hard disk-ului, pentru a gasi clusterul unde este stocat.
Sistemul de operare spune hard disk-ului, prin controlerul hard drive-ului, ca are nevoie e un fisier dintr-un cluster. Placa logica a HDD-lui va actiona motorul si va roti platanele. Bratul se plimba pe suprafata platanului, citeste datele, si apoi amplifica campurile magnetice slabe care se potrivesc cerintelor. Placa logica a hard disk-ului foloseste capul de citire al bratului pentru a citi informatia din sectoarele cluster-ului respectiv.
Informatia este trimisa in cache-ul hard disk-ului, ca mai apoi sa fie trimisa catre memoria RAM si mai departe catre dispozitivele de iesire.
Procesul de scriere este inversul citirii, cu o mica exceptie. In loc sa cceseze MFT pentru a gasi locatia unui fisier, acceseaza “file table” pentru a gasi clustere libere pentru scriere.
Desi precizia si viteza hard disk-urilor pare uimitoare, ele sunt totusi cele mai incete componente dintr-un calculator, deoarece contine elemente mecanice.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Interfețe și controloare
ESDI
Controlorul ESDI (prescurtare de la Enhanced Small Disk Interface) a fost dezvoltat după controlorul ST506, și a fost unul din primele controloare de discuri dure pe calculatoare x86. Acest tip de controlor a fost folosit în modelele IBM PS/2. Pentru că separatorul de date și controlorul lucrează în paralel, rata de transfer este aproximativ 10 megaocteți/s la modelele inițiale, și 15 - 20 megaocteți/s la cele recente. Discurile dure ESDI stochează informații despre formatul fizic și adresele sectoarelor defecte și poate transmite aceste informații controlorului, pentru detectare și corectare de erori. Nu mai este utilizat decât pe scară redusă.
SCSI
Controloarele SCSI (prescurtare de la Small Computer System Interface, se citește aproximativ [sca-zi]) sunt folosite în special în sistemele care au nevoie de performanță și stabilitate ridicată (la servere și în stațiile de lucru performante).
ATA/PATA (IDE/EIDE)
Controlorul de tip Integrated Drive Electronics (IDE), foarte folosit în calculatoarele personale de tip PC de astăzi, folosește un singur cablu cu un conector cu 40 piciorușe (pini) care combină funcțiile unui cablu de date și ale unuia de control care conecteaza discul IDE direct la magistrala (bus-ul) de sistem. Controloarele IDE pot emula orice format de disc. Din cauza consumului redus de energie, este una din soluțiile folosite pentru calculatoarele portabile. Controlorul IDE permite legarea pe același cablu a două discuri dure, sau a unui disc dur și a unei unități optice (de CD sau DVD) în sistem master/slave. Această arhitectură a dus la incompatibilități între unități în anii '90, care însă au fost rezolvate.
SATA
Controloarele SATA (prescurtare de la serial ATA) permit conectarea fiecărui disc pe propriul canal (cu un set propriu de porturi intrare/ieșire). Astfel se elimină problemele cauzate de arhitectura PATA (parallel ATA).
Standardul inițial numit SATA I a fost proiectat pentru un transfer de date (o viteză) de maximum 1,5 Gbit/s (echivalent cu circa 180 megaocteți/s, MB/s). Standardul actual (2008) se numește SATA II și este proiectat pentru maximum 3 Gbit/s = circa 300 MB/s.
Controloarele SATA se leagă de discurile SATA prin cabluri cu conectori de tip SATA identici la ambele capete. Termenul eSATA (de la external SATA) se referă la conectoare îmbunătățite (mai robuste) față de cele ale cablurilor SATA obișnuite.
USB; Firewire (IEEE 1394)
Există și discuri dure portabile (externe față de PC și cu carcasă proprie) care, pentru a transmite datele, folosesc interfața USB, respectiv cea Firewire (cf. standardului IEEE 1394). De obicei discurile acestea sunt ansambluri formate dintr-un disc IDE sau SCSI, un controler pentru acestea și un controler pentru convertirea la USB sau Firewire.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Caracteristici
-Capacitatea
Măsurată în gigaocteți sau gigabaiți (1 octet = 1 bait), și în ultima vreme chiar teraocteți/terabaiți. În general producătorii folosesc ca unitate de măsură multiplii din SI ai octetului (puteri de 10), pe când multe sisteme de operare (Windows, unele distribuții de Linux, MacOS) folosesc măsurătoarea în multipli binari. Dacă primul disc dur avea numai circa 5 MO, astăzi capacitățile discurilor dure pot depăși și 4 TO .
-Dimensiunea fizică
Măsurată de obicei în țoli, notați cu semnul " (inch). Un țol măsoară 2,54 cm. Astăzi discurile dure au în diametru fie 3,5 " (pentru PC-uri), fie 2,5 " (pentru notebook-uri - mai mici, utilizând mai puțin curent electric, dar mai scumpe și mai încete). Există și discuri de 1,8 ", pentru playere MP3 (precum Apple iPod), care, pe lângă mărimea redusă, sunt mai rezistente la șocuri.
-Durabilitate
Exprimată în timp mediu între erori - mean time between failures (MTBF). Discurile SATA I au viteze de 10.000 rpm și un MTBF de 1 milion de ore sub un ciclu de utilizare de opt ore pe zi. Alte discuri permit până la 1,4 milioane de ore sub un ciclu de 24 de ore din 24.
-Număr de operații de intrare/ieșire pe secundă
Începând cu 2008 o unitate HDD desktop tipică de 7.200 rpm (rotații pe minut) are o rată de transfer de date "disc-la-buffer" de circa 70 MB pe secundă. Această rată depinde de locația pistei, astfel încât ea va fi cea mai mare pentru pistele exterioare (unde se află mai multe sectoare) și mai mică pentru pistele interioare (unde sunt mai puține sectoare); și este, în general, ceva mai mare pentru drive-urile de 10.000 rpm. Un standard curent utilizat pentru transferul „buffer-la-computer" este interfața SATA II de 3,0 Gbit/s (secundă), care poate transfera date la aproximativ 300 MB/s. Rata de transfer de date de citire/scriere poate fi măsurată prin scrierea pe disc a unui fișier mare, apoi citirea fișierului respectiv. Ratele de transfer pot fi influențate atât de fragmentarea sistemului de fișiere cât și de dispunerea fișierelor ȋn dosare.
-Consum de curent
La discurile dure din calculatoarele personale portabile (notebook etc.) un consum de curent (energie) redus înseamnă o durată de funcționare mai mare până la reîncărcarea acumulatoarelor, deci un avantaj important.
-Nivel de zgomot
Măsurat în dBA (decibeli), nivelul de zgomot este semnificativ pentru anumite aplicații, cum ar fi PVR’s (personal video recorders – ȋnregistratoare video personale), înregistratoare digitale audio și calculatoare silențioase. Discurile cu nivel de zgomot scăzut utilizează de obicei lagăre lichide, viteze de rotație scăzute (de obicei 5.400 rpm) și reduc viteza de căutare în sarcină (AAM), pentru a reduce clicurile sonore și sunetele mecanice ale HDD. Discurile dure mai mici sunt de obicei mai silențioase decât cele clasice.
-Timpul de acces la date și transfer
Timpii de acces variază ȋn prezent ȋncepând de la sub 2 ms (milisecunde) pentru unitățile de HDD de server, la 15 ms pentru unitățile de HDD ȋn miniatură și ȋn jur de 9 ms pentru unitățile de HDD tipice de desktop. De câțiva ani încoace nu s-a constatat nicio ȋmbunătățire semnificativă a timpilor de acces. La calculatoarele timpurii pentru mutarea capetelor de citire/scriere se foloseau motoarele pas-cu-pas, și se ajungea la timpi de acces de 80 - 120 ms, dar acest lucru a fost repede ȋmbunătățit prin folosirea unei bobine, la sfârșitul anilor 1980, timpii de acces reducându-se astfel la aproximativ 20 ms.
-Rezistența la șocuri
Rezistența la șocuri este importantă în special pentru dispozitive mobile. Unele laptop-uri includ acum, pentru HDD, o protecție activă care parchează capetele de citire-scriere ale discului ȋnainte de impact, dacă sistemul este scăpat din mână. Această protecție oferă șanse mai mari de supraviețuire a HDD-ului în caz de impact.
In timp hard disk-ul(HDD) va fi inlocuit de adversarul lui Solid State Drive (SSD).
Fiind un dispozitiv de stocare a datelor care folosește memorii cu semiconductori este mult mai rapid decat hard disk.
