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IL DISCO FISSO

Detto anche disco rigido o hard disk (HD), è il dispositivo di memoria di massa in cui vengono registrate in modo duraturo e non volatile i dati in attesa di elaborazione, le istruzioni necessarie nonché tutte le informazioni elaborate dal processore. Il primo disco fisso lo troviamo nel 1957 in una macchina della IBM chiamata RAMAC, che per l'epoca rappresentava il massimo della tecnologia.
Era composto da 50 piatti da 60 cm l'uno e riusciva a registrare un totale di 5.000.000 di caratteri. Il costo era di $ 35.000 di allora. Nel 1979, Seagate, attualmente una delle più grandi produttrici di dischi fissi, introduce il primo disco fisso per microcomputer: aveva una capacità di 5 Mb, dieci volte maggiore di quella del RAMAC, ma con dimensioni decisamente ridotte. I primi modelli di personal computer generalmente non erano dotati di disco fisso, bensì di lettori floppy, più pratici ma soprattutto più convenienti. Solo intorno al 1983-84 il disco fisso divenne l'unità di memoria di massa preferita. Nonostante ciò, un corso di informatica datato 1989, così recitava: "Attualmente in commercio esistono dischi rigidi da 40 milioni di byte. Certamente l'uso di un hard disk non è limitato ad un uso hobbystico, ma piuttosto ad un uso professionale"(1).

Attualmente lo standard è rappresentato da dischi fissi con una capacità di circa 12 Gb, anche se non mancano dischi fissi di dimensioni molto maggiori. Per comprendere la quantità di dati che un tale supporto è in grado di contenere, basti pensare che in 6,2 Gb di spazio sono memorizzabili quasi 2.000.000 di pagine dattiloscritte. Inoltre essi possono essere del tipo rimovibile, cioè possono essere estratti e sostituiti (spesso usati nelle Aziende per spostare grandi quantità di dati). In commercio esistono due tipi di dischi fissi: gli hard disk EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) e quelli SCSI (Small Computer Systems Interface). Fino a qualche tempo fa i dischi fissi del secondo tipo erano i preferiti per applicazioni di uso professionale (ad esempio server di rete) grazie alla maggiore affidabilità e velocità di accesso ai dati. Attualmente però i dischi fissi del tipo EIDE hanno raggiunto prestazioni almeno pari a quelle degli SCSI, pur avendo costi decisamente minori. Fisicamente essi sono delle scatolette, chiuse ermeticamente, che contengono al loro interno dei dischi di alluminio, detti "piatti," fatti ruotare da un motore (hanno generalmente una velocità di rotazione di 4.500-7.200 o più giri per minuto) e sormontati da testine sorrette da particolari braccetti che ne permettono lo spostamento sul disco. Sulla sommità delle testine sono montati dei magneti che leggono i dati memorizzati sui dischi, proprio come se fosse la testina di un giradischi (anche se qui non vi è nessun contatto fisico fra le parti).

I dati vengono organizzati fisicamente sulla superficie di ogni disco in porzioni chiamati cilindri. A loro volta ogni cilindro viene suddiviso in tracce contenenti un ulteriore sottolivello organizzativo chiamato settore. Per diminuire i tempi di accesso (transfer rate) ai dati conservati nell'hard disk, è stato introdotto il buffer, una piccola memoria interna all'hard disk che memorizza alcuni dati letti dalla testina ma non ancora inviati alla CPU per essere elaborati. Prima di poter essere usato un disco fisso deve essere formattato, cioè preparato per accogliere i dati da memorizzare, mediante apposite operazioni gestite dal sistema operativo. Ogni sistema operativo si caratterizza per un particolare file system, cioè l'insieme di norme che regolano il funzionamento dei nomi dei file, la loro memorizzazione, il loro recupero, i criteri utilizzati per gestire lo spazio su disco… Il file system è diverso in base al tipo di sistema operativo che viene utilizzato: FAT 16bit per il Dos fino alla versione 7.0 e per Windows 95 (prime versioni); FAT 32 per Windows 95 (OSR2); NTFS per Windows NT; HPFS per OS/2. Per memorizzare un file su disco, il sistema operativo utilizza un gruppo di settori chiamati cluster. 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. Inoltre la dimensione dei cluster è fondamentale per una buona gestione dello spazio su disco: infatti ogni file occupa almeno un cluster, anche se le sue dimensioni sono minori. Inoltre un cluster può memorizzare solo un file (altrimenti due o più file si troverebbero ad occupare la stessa porzione di memoria). Da questo si può capire che quanto è più grande la dimensione dei cluster, tanto maggiore sarà lo spazio sprecato sul disco. Infatti se noi lavoriamo con cluster da 32 Kb l'uno (FAT16), salvando un file da 5 Kb, sprechiamo ben 27 Kb di spazio: infatti il nostro file occupa 32 Kb (l'intero cluster) anche se in realtà le sue dimensioni sono di gran lunga minori. Per ovviare a tale problema è stata introdotta a partire da Windows 95 B (OSR2) la FAT32, così chiamato perché, nella tabella di allocazione dei file (File Allocation Table), richiede 4 byte per ogni file, quindi 32 bit. La FAT16 invece richiedeva solo due byte per file (quindi 16 bit). Con tale file system la dimensione dei singoli cluster è stata ridotta a 4 Kb (anziché i precedenti 32). In tal modo il nostro file da 5 Kb occuperebbe due cluster da 4 Kb l'uno, sprecando però solo 3 Kb (anziché 27). Inoltre con la FAT32 è possibile gestire dischi fissi grandi fino a 2.047 Gb (con la FAT16 si arrivava al massimo a 2 Gb).

(1) PCFacile, Gruppo Editoriale Jackson, Milano, 1989, pag. 85

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