DISCO DURO
EL DISCO DURO:
1.
¿Que es un disco duro?
Un disco duro es un
dispositivo en el que el almacenamiento de la información es permanente
(almacenamiento no volátil), no necesita de un aporte constante de energía para
conservar la información (al contrario que con otros tipos de almacenamiento
como las memorias RAM) y que puede alterarse en cualquier momento para ser
reutilizado, dado que posee miles de ciclos antes de la aparición de errores.
Su funcionamiento se basa en el sistema de grabación magnética, por el cual
algunos materiales son capaces de almacenar determinados estados magnéticos
(impuestos desde el exterior).
Estructura física de un
disco duro
El disco duro es un
dispositivo magnético y mecánico, con partes móviles, siendo por tanto más
delicado que otros sistemas de almacenamiento. Los datos se almacenan sobre una
serie de discos o platos (entre 2 y 4 normalmente) que están recubiertos de una
fina capa de material magnético.
Estos platos están situados
en un eje común e impulsados por un motor a grandes velocidades, 7.200 rpm en
los modelos actuales. Para leer y grabar los datos se dispone de diversas
cabezas (una por cada cara del plato), son dispositivos electromagnéticos que
se sitúan sobre la superficies del plato “flotando” a unos nm.
Esta falta de contacto con
la superficie del disco es lo que permite altas velocidades de lectura y
escritura.
Las cabezas a su vez están
unidas a unos brazos actuadores (cabezales) que pivotan solidariamente
alrededor de un eje propio situado a un lado del conjunto de platos, de forma
que las cabezas puedan deslizarse radialmente sobre la superficie del plato.
La superficie de los platos
debe de estar absolutamente libre de todo elemento contaminante.
Por ello determinadas partes
del disco están aisladas del exterior mediante filtros, aunque normalmente no
se sella completamente, para que se pueda ajustarse a las variaciones de
presión a las que se ve expuesta el disco con su funcionamiento.
La mayoría de los discos
disponen de unos “agujeros de aireación” que no deben ser tapados.
Los datos se distribuyen
sobre los platos en miles de círculos concéntricos que se denominan pistas. A
su vez, cada una de estas pistas esta dividida en cientos de zonas contiguas de
igual capacidad denominadas sectores, el estándar actual es de 512 bytes por
sector.
El
formato físico
El primer disco duro
comercial tenia un formato de 24”, el tamaño de una lavadora.
En la actualidad el formato
utilizado casi en exclusiva en PC es el de 3,5”, en ocasiones los platos son
sensiblemente mas pequeños pero se mantiene el tamaño de la carcasa por
compatibilidad.
En el mundo portátil los
tamaños más comunes son el de 2,5” y el de 1,8”.
La
capacidad
El primer disco duro
comercial tenia algo más de 4 MB de capacidad. Con el paso del tiempo la
capacidad de los discos duros a crecido exponencialmente a medida que se han
ido desarrollando las tecnologías de fabricación, aumentando la densidad de los
discos y con nuevos métodos de grabación que permiten un uso más eficiente del
espacio disponible. En la actualidad la capacidad más común en los discos duros
es del orden de cientos de gigabytes (GB), alcanzado ya el terabyte (TB), 1.000
GB.
Principales fabricantes de
discos duros
Seagate:
el mayor fabricante mundial de discos duros para PC. –
Western
Digital: segundo fabricante mundial.
Maxtor:
un de los principales fabricantes hasta el año 2006, cuando es adquirida por
Seagate.
Toshiba:
lider mundial en la fabricación de discos duros para portátiles de 2,5” y 1,8
“.
Hitachi:
propietaria de la división de discos duro de IBM, una de las empresas pioneras
del sector.
Tipos de interfaces
Habitualmente existen tres
maneras de configurar un disco duro:
Maestro
(master): dispositivo principal, tiene preferencia a la hora del arranque del
sistema operativo. Si hay otro dispositivo tiene que ser esclavo.
Esclavo
(slave): dispositivo secundario. Debe de haber otro dispositivo como maestro.
Selección
por cable (cable select): El dispositivo será maestro o esclavo en función de
su posición en el cable. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar
situado en la posición de maestro.
RESUMIENDO
El disco duro es el
dispositivo del sistema de memoria del PC
Esto es lo que lo
diferencia de otras memorias de tu equipo, como por ejemplo la RAM,
que es la que se usa para hacer funcionar los programas.
Otros tipos de memoria
pierden la información si no hay energía.
La velocidad del disco duro interviene en el tiempo de arranque del equipo y de
las aplicaciones.
Un disco duro lento se
puede convertir en ese cuello de botella que hace que todo el PC se mueva a
velocidad de tortuga.
Un
disco duro (en inglés hard disk drive) o disco rígido es un
dispositivo de almacenamiento de datos. que emplea un sistema de grabación
magnética para almacenar datos digitales.
Se
compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira
a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada.
Sobre
cada plato se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada
lámina de aire generada por la rotación de los discos.
Dentro de la carcasa de un disco duro hay una serie de platos
metálicos apilados girando a gran velocidad. (entre 2 y 4 normalmente, aunque hay
hasta de 6 ó 7 platos), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos giran
todos a la vez.
El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de
brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según
convenga, todos a la vez.
En la punta de dichos brazos están las cabezas de
lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas
interiores como exteriores del disco
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de
lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por
cara)
Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Cluster (D)
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
Plato:
cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
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Cara:
cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza:
número de cabezales.
Pista:
una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior
Cilindro:
conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias queestán
alineadas verticalmente (una de cada cara).
cada una de las divisiones de una pista.
Partes más
importantes de un disco duro son:
Carcasa:
Protege la mecánica del disco de agentes externos como
polvo, humedad, temperatura, etc. En ella se sitúa la etiqueta del dico.
Cabezal lectura/escritura:
Es el dispositivo electromagnético a través del cual
se realiza la lectura, escritura y borrado de datos. Al ser una pieza móvil es
uno de los elementos más sensibles del disco duro.
Está compuesto por:
Voice Coil: Bobinas (1)
Preamplificador (2)
Flextor head assembly (3)
Cabezales (4)
E-Block (5)
El cabezal de lectura/escritura funciona variando su
posición sobre la superficie del plato para poder leer/escribir la información
que necesita.
El proceso es el siguiente: una bobina de cobre, que
está cubierta por un imán (voice coil), desplaza el E Block en una dirección u
otra en función de la corriente que le aplique.
En el extremo del Flextor, que está sujeto al E block,
hay unos elementos de material semiconductor (cabezales) que son los
dispositivos sensibles a los campos magnéticos de los platos donde reside la
información.
Para aumentar la señal eléctrica obtenida por los
cabezales se dispone de un preamplificador alojado sobre el E Block.
Platos
Soportes metálicos o de vidrio con forma circular y
plana donde se almacena la información. Están compuestos por tres capas:
Una superficie donde se almacena la información de
forma electromagnética (the thin film)
(Una última y fina capa oleosa para proteger la capa
electromagnética.
Se pueden utilizar ambas caras de los platos para
almacenar información.
Ejes
Los ejes son las piezas sobre las que giran algunos
elementos móviles del disco duro. Un eje permite el giro de los platos y el
otro el movimiento del cabezal de lectura/escritura. 20
Chasis
Es la estructura rígida donde se asientan las
distintas piezas del disco duro, pero no interviene en ningún momento en el
almacenamiento de la información.
Electrónica
Conjunto de circuitos integrados montados sobre una
placa electrónica (PCB) que tienen como misión comunicarse con el sistema
informático y controlar todos los elementos del disco que intervienen en la
lectura y escritura de información.
Motor del disco duro
Conjunto de elementos cuya finalidad es producir un
movimiento de giro a los platos a una velocidad constante.
Bus
Es el conector por el cual se realiza la transferencia
de datos entre el disco duro y el PC.
Alimentación (13):
Es el conector por donde se une el cable de corriente,
que suministra al dispositivo la electricidad que necesita para funcionar.
Estructura
física del contenido
Pista
(track)
Cada una de
las caras del disco está dividida en anillos concéntricos, desde el interior
hasta el exterior de cada cara. La pista 0 representa el borde exterior del
disco duro.
Cilindro
Son el
conjunto de varias pistas. Un cilindro lo forman todas las circunferencias que
está alineadas en forma vertical de cada uno de los platos y caras. Formarían
un cilindro imaginario en el disco duro.
Sector
Las pistas
a su vez están divididas en trozos de arco llamados sectores. En estos tramos
es donde se almacenan los bloques de datos. El tamaño de los sectores no es
fijo, aunque lo normal es encontrarlo con una capacidad de 510 B (bytes), lo
que vienen a ser 4 KB. Antiguamente el tamaño de los sectores por cada pisa era
fijo, lo que hacía que las pistas exteriores con mayor diámetro quedaran
desaprovechadas al tener huecos vacíos. Esto cambió con la tecnología ZBR
(grabación de bits por zonas) que permite utilizar el espacio de forma más
eficiente, al variar la cantidad de sectores en función del tamaño de la pista,
(pistas de mayor radio, más sectores)
Cluster
También
llamado unidad de asignación, es una agrupación de sectores. Cada archivo
ocupará un determinado número de clústers, y ningún otro archivo podrá estar
almacenado en un determinado cluster.
Por
ejemplo, si tenemos un cluster de 4096 B y un archivo de 2700 B éste ocupará un
solo cluster y además sobrará espacio en el. Pero no se podrá almacenar ningún
archivo más en él.
Cuando
formateamos un disco duro, podemos asignar un determinado tamaño de cluster a
éste, entre más pequeño sea el tamaño de clúster mejor será asignado el espacio
en él, especialmente para archivos pequeños. Aunque, por el contrario, más
difícil será el acceso a los datos para la cabeza lectora.
Se conseja
que para unidades de almacenamiento de gran tamaño lo ideal son clústers de
4096 KB.
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