HARD DISK

Un po' di teoria

Il disco fisso (in inglese hard disk) è una sorta di contenitore elettronico dove vanno conservate le informazioni di cui non si ha un bisogno immediato, ma che comunque devono essere conservate. Il disco fisso fa parte della categoria memorie di massa (insieme al floppy disk e unità a nastro). Il supporto magnetico dei dischi fissi e dei floppy disk è suddiviso in una serie di cerchi concentrici separati l'uno dall'altro chiamati tracce.
La superficie del disco, quindi è divisa da questi cerchi/tracce ben distinti, che iniziano dal bordo esterno fino ad arrivare alla traccia più interna. La quantità delle tracce varia a seconda del tipo di disco. Proprio come la larghezza del disco è suddivisa in tracce, la circonferenza di ogni traccia è a sua volta suddivisa in diversi segmenti adiacenti chiamati settori. I settori contenuti nelle tracce e le tracce contenute sulla superficie del disco vengono identificati con dei numeri che vengono loro assegnati.
Per memorizzare un file su disco, il sistema operativo utilizza un gruppo di settori chiamati cluster. Ogni cluster è un'unità di allocazione di dimensione standard che può variare a seconda del tipo di disco.
Il piatto del disco diviso in tracce e settori
Dimensione dei cluster per la FAT 16 , FAT32 e NTFS
Dimensione della partizione Dimensione del cluster FAT 16 Dimensione del cluster FAT 32 Dimensione del cluster NTFS *
Fino a 127 Mb 2 Kb 512 bytes
Da 128 a 255 Mb 4 Kb
Da 256 a 511 Mb 8 Kb
DA 512 a 1.023 Mb 16 Kb 1 Kb
Da 1.024 a 2.047 Mb 32 Kb 2 Kb
Fino a 6 Gb 4 Kb 4 Kb
Da 6 a 16 Gb 8 Kb
Da 16 a 32 Gb 16 Kb
Da 32 a 2 Tb 32 Kb
*NTFS è disponibile con Windows XP


Ogni singolo cluster utilizzato può essere collocato in una parte qualsiasi del disco e i segmenti sequenziali di un file non vengono memorizzati necessariamente in cluster fisicamente adiacenti. Per questo motivo è bene effettuare spesso una deframmentazione del disco. Se un disco è frammentato, la testina di lettura e scrittura del disco dovrà effettuare diversi spostamenti per leggere i diversi segmenti di file e questo comporterà un rallentamento del PC.

Alla ricerca dello spazio perduto

Cerchiamo di chiarire meglio il concetto della FAT (File Allocation Table) e dei cluster. Il sistema FAT 16 può gestire al massimo 65.536 cluster, di conseguenza un hard disk da 1,3 Gb contiene cluster da 32 Kb. In altri termini un semplice file, anche molto piccolo, una semplice immagine in formato GIF o JPG di soli 250 byte occuperà comunque un cluster. Facciamo un esempio:

su un hard disk di 1,3 Gb con FAT 16 sono salvati questi file

questi tre file dovrebbero occupare un totale di 3.892 byte, ma in realtà con la FAT 16 occuperanno ognuno un cluster da 32 Kb per un totale di 96 Kb sprecando la bellezza di 94.412 byte. Sembra poco ? Pensate alle centinaia di file di piccole dimensioni, che magari avete scaricato da Internet e che sono nella cache del vostro browser (migliaia di immagini contenute in piccoli o medi file in formato html, gif e jpg, mediamente di 1 o 1,5 Kb). Se non avete a disposizione un sistema operativo che gestisca la FAT 32 potete partizionare il disco fisso. Se per esempio dividete il vostro hard disk da 1,3 Gb in due partizioni da 800 Mb (unità C:) e 500 Mb (unità D:) avrete cluster da 16 e 8 Kb. Windows 95 OSR2 commercializzato all' inizio del 1997 e Windows 98 utilizzano una FAT 32 che gestisce cluster a partire da 4 Kb. Quest'ultimo S.O. dovrebbe contenere un'applicazione per la conversione FAT 16/32 senza perdita dei dati. 

Il nuovo file system  NTFS
 
Il nuovo sistema operativo Windows XP, offre la possibilità di  effettuare conversione del file system da FAT (File Allocation Table) o FAT32 a NTFS (NT File System). Questo nuovo standard è sicuramente raccomandato per utilizzare Windows XP, presenta tutte le potenzialità di base della FAT con in più i seguenti vantaggi:
- maggior sicurezza,
- migliore compressione disco,
- supporto per grandi hard disk, fino a 2TB (TeraBytes).
Va comunque fatta una precisazione: una partizione formattata con NTFS non sarà disponibile ai sistemi operativi istallati su eventuali altre partizioni presenti sul disco, se prendiamo come esempio un sistema dual-boot con Windows XP (NTFS) e Windows 98 (FAT), da Win98 non sarà possibile accedere ai file presenti nella partizione di XP.
Ntfs e Fat32 hanno una velocità molto vicina, ma aumentando la capacità  del disco la differenza aumenta. Ntfs memorizza i file piccoli nella Master File Table (MFT) al fine di aumentare la velocità, questo procsso consente infatti l'accesso veloce delle testine di lettura del hard disk nella posizioni iniziali senza andare a cercare i dati nelle tracce centrali, contiene informazioni relative a ciascun file del volume, per esempio il nome del file, i diritti di accesso, le date di modifica ecc.
In sintesi:
la FAT32 costituisce la versione avanzata della FAT che può essere utilizzata con hard disk  rigidi da 512MB a 32GB, e garantisce la compatibilità con tutti i sistemi operativi. Se utilizzate un dual-boot probabilmente utilizzerete FAT32.
Se dovete installare un nuovo dual-boot in cui uno dei sistemi operativi è XP scegliete un file system basato sull'altro sistema operativo utilizzando queste modalità:
formattare la partizione come FAT se la sua capacità non supera i 2GB,  se è necessario  creare un dual-boot di Windows XP con MS-DOS, Windows 3.11, Windows 95, Windows 9x/ME, Windows NT.
In caso di partizioni maggiori  di 2GB conviene utilizzare la FAT32;
naturalmente se la partizione supera i 32GB occorre  necessariamente utilizzare l'NTFS.

Per ridimensionare i cluster senza riformattare l'hard disk ci vengono in soccorso anche Partition Magic della PowerQuest Corporation, Partition-it di Quarterdeck e System Commander di V Communications. Programmi utilissimi per gestire, creare, cambiare o fondere le partizioni del disco fisso anche con file system diversi. E' il caso di ricordare, comunque, che la sicurezza di riuscita delle operazioni non è mai assoluta e di conseguenza il backup è vivamente raccomandato.

Il disco fisso ideale
La capacità minima di un hard disk dovrebbe essere compresa tra i 40 e i 60 Gb ( 80 Gb per un PC multimediale), deve disporre di una memoria cache integrata per velocizzare gli accessi ai dati.

EIDE (Enhanced Integrated Device Electronics) o SCSI (Small Computer Standard Interface)?

I dischi EIDE sono abbastanza veloci e sono idonei per quasi tutte le applicazioni. Se si hanno esigenze spinte ( ad esempio server ) è consigliabile rivolgere l'attenzione su uno SCSI (si legge scasi) che, comunque, è generalmente più caro del 25-35% e che richiede un adattatore. Per un EIDE è bene orientarsi su una velocità di rotazione di 5400 giri al minuto con un tempo di accesso max di 10-12 millisecondi ( o comunque inferiore ai 15 millisecondi ). Ricordate che maggiore sarà la velocità di rotazione e più elevati saranno i dati letti a parità di tempo. I controller EIDE sono integrati su tutte le schede madri e hanno un costo contenuto. Grazie allo Standard Ultra Ata 66 anche le prestazioni non sono più un grosso problema. Avendo la possibilità di gestire solo 4 periferiche per PC può rappresentare una limitazione .
Come funzionano:
L'interfaccia EIDE è munita di due canali (primario e secondario) ognuno dei quali può supportare due unità, per un totale quindi di quattro unità. Come già accennato è più economica della SCSI, ma meno veloce:

  Pio Mode   Standard Velocità di trasferimento max
Mb/s
Pio Mode 0  Ata 3  
Pio Mode 1  Ata 5  
Pio Mode 2  Ata 8,3
Pio Mode 3  Fast-Ata  11,1
Pio Mode 4  Ata 2  16,6
Ultra DMA-33 (o Pio Mode 5)  Ultra - Ata 33 33,3
Ultra DMA-66   Ultra - Ata 66   66,6


L'interfaccia SCSI
, molto più professionale, funziona come se fosse una specie di rete locale in piccolo, consentendo di collegare otto dispositivi di cui uno è la scheda di controllo. Ciò consente una comunicazione diretta fra un'unità e l'altra senza coinvolgere l'unità centrale, le diverse periferiche possono occupare contemporaneamente lo stesso bus ( non consentito nella EIDE ). Nella tabella sono riportate le velocità SCSI:

Tipo Nr. di fili nel cavo Velocità di trasferimento MByte/sec
SCSI 50 5
SCSI-2 50 10
SCSI-3 50 20
Fast SCSI-20 50 20
Fast SCSI-40 50 40
Wide SCSI 68 20
SCSI Fast 20 Wide 68 40
SCSI Fast 40 Wide 68 80
SCSI Fiber Channel Seriale 100

Tabella comparativa degli standard

EIDE SCSI
Applicazioni Sistemi monoutente Workstation professionali
Dispositivi supportati Dischi fissi, lettori CD-ROM , unità a nastro Dischi fissi interni ed esterni, CD-ROM, scannere e numerosi altri
Capacità max 8.4 Gb Illimitata
Transfer rate 16, 33, 66 MB/s 80 MB/s (100 con fiber channel)
Massimo n. dispositivi Due sul canale primario e due sul canale secondario 7 o 14 (Wide Scsi)
Installazione Connettore sulla scheda madre Richiede un adattatore SCSI


Diamo infine qualche suggerimento per mantenere il disco sempre in ottima forma:

  • Non spostare mai il disco quando il PC è acceso, un urto potrebbe causare un danno irreparabile al supporto del disco e alle testine;
  • Eseguire lo Scandisk periodicamente per identificare eventuali errori o settori difettosi;
  • Eseguire periodicamente la deframmentazione del disco per ricompattare i cluster appartenenti agli stessi file;


File System

Nome Descrizione O.S.
EXT2 Second Extended FileSystem è stato per lungo tempo il file system predefinito su Linux. Non supporta il journaling Linux
EXT3 Derivato da Ext2, è più veloce di quest'ultimo e supporta il journaling. Fino a poco tempo fa era quello più utilizzato da Linux Linux
Ext4 nato per superare i limiti di Ext3, non è totalmente compatibile con il predecessore. Predefinito sulle distro più importanti e nuove Linux
NTFS New Technology File System è nato con Windows NT ed è il file system predefinito su 2000, XP, Vista, 7. Molto più potente della FAT, con le nuove versioni supporta anche il journaling Windows NT e successive
HFS Sviluppato da Apple nel "lontano" 1985, offre la possibilità di gestire nomi dei file lunghi (31 caratteri). Con il tempo si è diffuso anche su altri tipi di memoria come, ad esempio, i Cd-rom Apple/MAC OS
HFS+ hierarchical File System Plus è un'evoluzione dell'HFS. Noto anche come Mac OS Extended supporta il journaling, file più grandi e nomi lunghi, nonchè dischi di dimensioni superiori Apple/MAC OS
FAT File Allocation Table è il file system dei sistemi DOS e Windows 95/98/ME. Ne esistono diverse versioni (FAT12, FAT16, FAT32) e oggi è utilizzato soprattutto da periferiche di archiviazione come PenDrive USB o Schede di Memoria SD.
Esiste anche una versione Extended, utilizzata da sistemi operativa della famiglia Windows NT e superiore (e anche MACOS)

*** E' IL SISTEMA PIU' LEGGIBILE DAI SISTEMI OPERATIVI ***
DOS