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Il disco rigido è l'organo che serve a conservare i dati in modo permanente, contrariamente alla memoria viva, che si cancella ad ogni riavvio del computer, ed è la ragione per cui si parla talvolta di memoria di massa per designare i dischi rigidi.
Il disco rigido è collegato alla scheda madre attraverso uncontrollore di disco rigido che funge da interfaccia tra il processore e il disco rigido. Il controllore del disco rigido gestisce i dischi a lui collegati, interpreta i comandi inviati dal processore e li invia al disco interessato. Generalmente si distinguono le seguenti interfacce :
Con la comparsa della norma USB, si hanno dei case esterni permettono di connettere un disco rigido ad una porta USB, rendendo il disco rigido facile da installare e permettono di aggiungere più capacità di stoccaggio per i salvataggi. Si parla quindi di disco rigido esterno in opposizione ai dischi rigidi interni collegati direttamente alla scheda madre, ma si tratta sempre degli stessi dischi, se non per il fatto di essere connessi al computer attraverso un case collegato ad una porta USB.
Un disco rigido non è costituito da un solo disco, ma da più dischi rigidi (in inglese hard disk significa disco rigido) in metallo , in vetro o in ceramica, impilati ad una distanza molto ridotta gli uni dagli altri e chiamatidischi (in inglese platters).

I dischi girano molto rapidamente intorno ad un asse (ad alcuni migliaia di giri al minuto attualmente) in senso antiorario. Un computer funziona in modo binario, cioè i dati sono stoccati sotto forma di 0 e 1 (detti bits). Nei dischi duri esistono dei milioni di questi bit, stoccati molto vicini gli uni dagli altri su uno strato magnetico di qualche micron di spessore, essa stessa ricoperta da un film di protezione.
La lettura e la scrittura si fanno grazie a delle testine di lettura (in inglese heads) poste da una parte all'altra dei piatti. Queste testine sono delle elettro-calamite che si abbassano e si sollevano per poter leggere le informazioni o di scriverle. Le testine sono solo a qualche micron dalla superficie, separate da uno strato d'aria provocato dalla rotazione dei dischi che crea un vento di circa 250 km/h! Inoltre queste testine sono mobili lateralmente per poter coprire la superficie totale del disco.

Tuttavia, le testine sono legate fra loro e solamente una sola può essere letta o scritta in un dato momento. Si parla quindi di cilindro per designare l'insieme dei dati stoccati verticalmente sulla totalità dei dischi.
L'insieme dei questo meccanismo di precisione è contenuto in un case totalmente ermetico, dato che anche la più piccola particella può deteriorare la superficie del disco. Potete quindi vedere su un disco delle chiusure che ne permettono l'ermeticità, e la dicitura " Warranty void if removed" che significa letteralmente "la garanzia non è più valida se rimosso" dato che solo i costruttori del disco possono aprirli (in sale bianche, in assenza di particelle).
Le testine di lettura/scrittura sono dette « induttive », cioè sono capaci di generare un campo magnetico. E' soprattutto il caso della scrittura: le testate, creando dei campi positivi o negativi, polarizzano la superficie del disco in una zona molto piccola, cosa che si traduce durante il passaggio in lettura con dei cambiamenti di polarità che inducono corrente nelle testine di lettura, che sarà in seguito trasformata da un convertitore analogico digitale (CAN) in 0 e 1 comprensibili dal computer.

Le testine cominciano a scrivere dei dati alla periferica del disco (pista 0), poi avanzano verso il centro. I dati sono organizzati in cerchi concentrici chiamati « piste », create dal formattaggio di basso livello.
Le piste sono separate in quartieri (tra due raggi) detti settori, che contengono i dati (minimo 512 byte per settore di solito).

Viene detto cilindro l'insieme dei dati posti su una stessa pista su dei dischi diversi (cioè verticalmente gli uni dagli altri) formando così nello spazio un "cilindro" di dati.

Viene detto infine cluster (o in italiano unità di allocazione) la zona minima che può occupare un file sul disco. In effetti il sistema operativo sfrutta dei blocchi che sono infatti più settori (tra 1 e 16 settori). Un file minuscolo dovrà quindi occupare più settori (un cluster).
Nei vecchi dischi rigidi, l'indirizzamento si faceva in maniera fisica definendo la posizione del dato attraverso le coordinatecilindro / testine / settore (in inglese CHS per Cylinder / Head / Sector).
La modalità blocco e il trasferimento a 32 bit permettono di sfruttare pienamente le performance del vostro disco rigido. La modalità blocco consiste nell'effettuare dei trasferiemnti di dati per blocco, cioè solitamente per pacchetti da 512 byte, cosa che evita al processore di dover trattare una moltitudine di minuscoli pacchetti da un bit. Il processore ha quindi del "tempo" per effettuare altre operazioni.
Questa modalità di trasferimento di dati non ha purtroppo una verà utilità se non su vecchi sistemi operativi (come MS-DOS), dato che i sistemi operativi recenti utilizzano il loro proprio gestionario di dischi rigidi, cosa che rende questo gestionario obsoleto.
Un'opzione del BIOS (IDE HDD block mode o Multi Sector Transfer) permette talvolta di determinare il numero di blocchi che possono essere gestiti contemporaneamente. Questo numero si pone fra 2 e 32. Se non lo conoscete, vi si offrono più soluzioni :
La modalità blocco può tuttavia generare degli errori su alcuni sistemi, a causa di una rindondanza di gestionario di disco rigido. La soluzione consiste allora nel disattivare uno dei due gestionari :
La modalità a 32 bit (in opposizione alla modalità a 16 bit) è caratterizzata da un trasferimento dei dati a 32 bit. Il trasferimento a 32 bit corrisponde a 32 porte che si aprono e si chiudono contemporaneamente. In modalità 32 bit, due parole (insiemi di bit) di 16 bit sono trasmesse una dopo l'altra, e poi assemblate.
Il guadagno di performance legato al passaggio dalla modalità a 16 bit alla modalità a 32 bit è generalmente insignificante. Ad ogni modo è per la maggiorparte delle volte possibile scegliere la modalità, dato che la scheda madre determina automaticamente il tipo di modalità da adottare in funzione del tipo di disco rigido.
La determinazione automatica della modalità a 32 bit può tuttavia rallentare i lettori di CD-ROM IDE la cui velocità è superiore a 24x quando essi sono solo su un connettore IDE. In effetti, nel caso in cui il lettore di CD-ROM è solo sulla connettore, il BIOS potrebbe non rilevare la sua compatibilità con la modalità 32 bit (dato che cerca un disco rigido), nel qual caso passa in modalità 16 bit. La velocità di trasferimento (detta per abuso di linguaggio tasso di trasferimento) è quindi al di sotto del tasso di trasferimento annunciato dal costruttore.
La soluzione in questi casi sta nel collegare sulla stesso cavo del lettore CD-ROM un disco rigido che supporta la modalità a 32 bit.