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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
EL DISCO DURO (HDD, DD) I PARTE
La Unidad de Disco Duro o Disco Rígido ("Hard Disc Drive" o HDD) es llamada simplemente "disco duro" o
"disco rígido", aunque en su interior contenga uno o varios discos magnéticos apilados en su interior.
Un disco duro (o rígido) es un dispositivo de almacenamiento no volátil, que conserva la información aun con la
pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital; es donde en la mayoría de los casos se
encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora. Dentro de la carcasa hay una serie de platos
metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir
los impulsos magnéticos.
También existe otro tipo de Unidad de
Almacenamiento denominada de Unidad de
estado sólido que utiliza cierto tipo de memorias
construidas con semiconductores para almacenar
la información. El uso de esta clase de discos
generalmente
se
limitaba
a
las
supercomputadoras, por su elevado precio,
aunque hoy en día ya se puede encontrar en el
mercado unidades mucho más económicas de
baja capacidad (hasta 128 GB) para el uso en
computadoras personales (sobre todo portátiles).
Así, el caché de pista es una memoria de estado
sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco
duro de estado sólido.
(izquierda) disco duro
(Derecha) Unidad de estado solido
Lic. Josué S. Contreras G. (Web: http://www.telefericodelmundo.org/josuecontreras/) o búscame en
www.Google.co.ve
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
PARTES DE UN DISCO DURO
Los componentes físicos de una unidad de disco duro son:
LOS DISCOS (Platters)
Están
elaborados
de
compuestos
de
vidrio,
cerámica
o
aluminio
finalmente
pulidos
y
revestidos por ambos lados
con una capa muy delgada de
una aleación metálica. Los
discos están unidos a un eje y
un motor que los hace guiar a
una velocidad constante entre
las 3600 y 7200 RPM.
Convencionalmente
los
discos
duros
están
compuestos por varios platos,
es decir varios discos de
material magnético montados
sobre un eje central. Estos
discos normalmente tienen
dos caras que pueden usarse
para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
LAS CABEZAS (Heads)
Están ensambladas en pila y son las responsables de la
lectura y la escritura de los datos en los discos. La mayoría
de los discos duros incluyen una cabeza Lectura/Escritura
a cada lado del disco, sin embargo algunos discos de alto
desempeño tienen dos o más cabezas sobre cada
superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitad
del disco reduciendo la distancia del desplazamiento
radial. Las cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco
cuando este esta girando a toda velocidad; por el
contrario, flotan sobre una capa de aire extremadamente
delgada(10 millonésima de pulgada). Esto reduce el
desgaste en la superficie del disco durante la operación
normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede
dañar suavemente las cabezas o el medio. Su
funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se
acciona según el campo magnético que detecte sobre el
soporte magnético, produciendo una pequeña corriente
que es detectada y amplificada por la electrónica de la
unidad de disco.
DOS CABEZALES SIN SU DISCO
Cabezal En Su Disco
EL EJE
Es la parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual
están montados y giran los platos del disco.
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
"ACTUADOR" (actuator)
Es un motor que mueve la estructura que contiene las
cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los
discos. Un "actuador" usa la fuerza de un electromagneto
empujado contra magnetos fijos para mover las cabezas a
través del disco. La controladora manda más corriente a
través del electromagneto para mover las cabezas cerca del
borde del disco. En caso de una perdida de poder, un resorte
mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre
una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las
cabezas están unidas al mismo "rotor" ellas se mueven al unísono.
ESQUEMA DE UN DISCO DURO DE UN PLATO CON DOS CARAS Y DO CABEZAS
1 TAPA DE LA CARCASA,
2 EJE (MOTOR DEL DISCO MAG.),
3 DISCO MAGNÉTICO,
4 BRAZO DE LOS CABEZALES,
5 CABEZALES,
6 ACTUADOR DE LOS CABEZALES,
7 TARJETA DE CIRCUITOS.
ESQUEMA GENERAL DE UN DISCO DURO
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
EL DISCO DURO (HDD, DD) II PARTE
ESTRUCTURA LÓGICA DEL DISCO DURO
Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes se deben definir en
él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por
nuestro sistema.
La capacidad de un disco duro puede ser medida según los
siguientes parámetros: Pista(A), Sector (B), Sector de una pista
(C), Clúster (D)
Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
Cara: Cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza: Número de cabezales;
Pistas (tracks)
Un disco está dividido en delgados círculos concéntricos
llamados pistas. Las cabezas se mueven entre la pista más
externa ó pista cero a la mas interna. Es la trayectoria circular
trazada a través de la superficie circular del plato de un disco
por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está formada
por uno o más Clúster. La pista 0 está en el borde exterior.
Sectores (sectors)
Un byte es la unidad útil más pequeña en términos de memoria. Los HD almacenan los datos en pedazos
gruesos llamados sectores. La mayoría de los HD usan sectores de 512 bytes. La controladora del H D
determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado. Algunos modelos de HD
le permiten especificar el tamaño de un sector. Cada pista del disco esta dividida en 1 ó 2 sectores dado
que las pistas exteriores son más grandes que las interiores, las exteriores contienen mas sectores.
Cilindros (cylinders)
El par de pistas en lados opuestos del disco se llama cilindro. Si el HD contiene múltiples discos (sean n),
un cilindro incluye todos los pares de pistas directamente uno encima de otra (2n pistas). Los HD
normalmente tienen una cabeza a cada lado del disco. Dado que las cabezas de Lectura/Escritura están
alineadas unas con otras, la controladora puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el
rotor. Como resultado los HD de múltiples discos se desempeñan levemente más rápido que los HD de
un solo disco.
COMO FUNCIONAN LOS DISCO DUROS
1. Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; que podrían
obstruir la estrecha separación entre las cabezas de lectura/escritura y los discos, además de provocar el
fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magnético de un disco.
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
2. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida también como placa lógica,
recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el sistema operativo. La
placa lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas
a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también se asegura de que el eje
giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las
cabezas de la unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (Electrónica de
Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica.
3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos
magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El número de discos y la composición del
material magnético que lo s recubre determinan la capacidad de la unidad. Generalmente los discos
actuales están recubiertos de una aleación de aproximadamente la trimillonésima parte del grosor de
una pulgada.
4. Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupo de brazos de las cabezas de lectura/escritura a lo
largo de las superficies de los platos con suma precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman
círculos concéntricos sobre la superficie de los discos.
5. Las cabezas de lectura/escritura unidas a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo
largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las cabezas escriben en los discos los datos
procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los
discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas.
6. Cuando el usuario o su software le indican al sistema operativo que lea o escriba un archivo, el sistema
operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de
asignación de archivos de la unidad, o FAT en DOS (VFAT en Windows 95). El sistema operativo lee la
FAT para determinar en que Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco
están disponibles para albergar un nuevo archivo.
7. Un único archivo puede diseminarse entre cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de
varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un archivo en los primeros Cluster que
encuentra enumerados como libres en la FAT. Esta mantiene un registro encadenado de los Cluster
utilizados por un archivo y cada enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene otra parte
mas del archivo. Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del
sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la
unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los
discos, leyendo o escribiendo los Cluster sobre los discos que giran después de las cabezas. Después de
escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura
a la FAT, donde elabora una lista de todos los Cluster del archivo.
MEDIDAS QUE DESCRIBEN EL DESEMPEÑO DE UN HD
Los fabricantes de HD miden la velocidad en términos de tiempo de acceso, tiempo de búsqueda,
latencia y transferencia. Estas medidas también aparecen en las advertencias, comparaciones y en las
especificaciones. Tiempo de acceso (access time) Termino frecuentemente usado en discusiones de
desempeño, es el intervalo de tiempo entre el momento en que un drive recibe un requerimiento por
datos, y el momento en que un drive empieza a despachar el dato. El tiempo de acceso de un HD es una
combinación de tres factores:
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
Transferencia
Los HD también son evaluados por su transferencia, la cual generalmente se refiere al tiempo en la cual
los datos pueden ser leídos o escritos en el drive, el cual es afectado por la velocidad de los discos, la
densidad de los bits de datos y el tiempo de acceso. La mayoría de los HD actuales incluyen una cantidad
pequeña de RAM que es usada como cache o almacenamiento temporal. Dado que los computadores y
los HD se comunican por un bus de Entrada/Salida, el tiempo de transferencia actual entre ellos esta
limitado por el máximo tiempo de transferencia del bus, el cual en la mayoría de los casos es mucho más
lento que el tiempo de transferencia del drive.
TIPOS DE CONEXIÓN
Si hablamos de disco rígido podemos citar a los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa
madre, es decir pueden ser SATA, IDE o SCSI.
IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology
Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI
(Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta hace poco, el estándar principal por su versatilidad y
relación calidad/precio.
SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 50 GB hasta 1 TB). Se presentan bajo tres
especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide
SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de información
puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y
los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita
(daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador,
lo que los vuelve más rápidos.
SATA (Serial ATA): Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie para la transmisión de datos.
Notablemente más rápido y eficiente que IDE. En la actualidad hay dos versiones, SATA 1 de hasta 1,5 Gigabits
por segundo (150 MB/s) y SATA 2 de hasta 3,0 Gb/s (300 MB/s) de velocidad de transferencia.
Formato de disco
El formato de disco en informática es el proceso de preparación de un disco duro o de un medio externo para el
vaciado del sistema de archivos. Aunque hay dos tipos de formato (el físico y el lógico), habitualmente los usuarios
sólo conocen el lógico.
Formateo físico
También llamado de bajo nivel, consiste en colocar marcas en la superficie magnética del disco para dividirlo en
sectores físicos, los cuales pueden ser luego referenciados indicando la cabeza lectora , el sector y cilindro que se
desea leer. En computadoras compatibles el sector físico es de 512 bytes desde los tiempos del MS-DOS, aunque
luego los sistemas operativos los agrupan en clusters al crear el sistema de archivos.
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DISCOS RÍGIDOS (DISCO DUROS)
Normalmente sólo los discos flexibles necesitan ser formateados a bajo nivel. Los discos duros vienen formateados
de fábrica y nunca se pierde el formato por operaciones normales incluso si son defectuosas (aunque sí pueden
perderse por campos magnéticos o altas temperaturas). Actualmente los discos duros vienen con tecnología que no
requiere formato a bajo nivel, en algunos casos el disco duro podría dañarse.
Formateo lógico
El formateo lógico o también llamado sistema de archivos, puede ser realizado habitualmente por los usuarios,
aunque muchos medios vienen ya formateados de fábrica. El formato lógico implanta un sistema de archivos que
asigna sectores a archivos. En los discos duros, para que puedan convivir distintos sistemas de archivos, antes de
realizar un formato lógico hay que dividir el disco en particiones; más tarde, cada partición se formatea por
separado.
El formateo de una unidad implica la eliminación de los datos, debido a que se cambia la asignación de archivos a
sectores, con lo que se pierde la vieja asignación que permitía acceder a los archivos.
Cada sistema operativo tiene unos sistemas de archivos más habituales:
•
•
Windows: FAT, FAT16, FAT32, NTFS,EFS.
Linux: ext2, ext3, ext4, JFS, ReiserFS, XFS.
•
•
Mac: HFS, HFS+.
Solaris: UFS, ZFS
Antes de poder usar un disco para guardar información, éste deberá ser formateado. Los discos movibles
(disquetes, CD, USB, Unidad Zip, etc.) que se compran normalmente ya se encuentran formateados pero puede
encontrar algunos no formateados de vez en cuando. Un disco duro nuevo, o un dispositivo para grabar en cinta,
pueden no haber sido pre-formateados.
Habitualmente, un formateo completo hace cuatro cosas:
•
•
Borra toda la información anterior (incluyendo obviamente virus porque son software)
Establece un sistema para grabar disponiendo qué y dónde se ubicará en el disco.
• Verifica el disco sobre posibles errores físicos o magnéticos que pueda tener.
Los sistemas de archivos (filesystem en inglés), estructuran la información guardada
en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro) de una computadora,
que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de
archivos. La mayoría de los sistemas operativos poseen su propio sistema de archivos.
Los sistemas de archivos tradicionales proveen métodos para crear, mover, renombrar
y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de métodos para crear, por
ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo.
Para consulta visite las siguientes páginas Web:
http://es.wikipedia.org/wiki/Disco_duro
http://www.monografias.com/trabajos14/discosduros/discosduros.shtml
http://www.taringa.net/posts/ebooks-tutoriales/1970826/Todo-sobre-tu-disco-duro-%5BImperdible%5D.html
http://www.tusequipos.com/2008/05/12/disco-duro-ssd-de-120-gb-de-supertalent-el-disco-duro-tradicional-tiene-los-dias-contados/
http://www.pcdoctor-guide.com/wordpress/?p=595
http://es.wikipedia.org/wiki/Formato_(disco)
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_archivos
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