Discos Duros

Disco duro

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil, es decir conserva la información que le ha sido almacenada de forma correcta aun con la perdida de energía, emplea un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casos se encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora. En este tipo de disco se encuentra dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.

Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darlesun formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.

ESTRUCTURA FÍSICA

Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que 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). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de milímetro. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.500 revoluciones por minuto se mueve a 120 km/h en el borde).

DIRECCIONAMIENTO

Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:

v   Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.

v   Cara: Cada uno de los dos lados de un plato

v   Cabeza: Número de cabezales;

v   Pista: Una circunferencia dentro de una Cara; la pista 0 está en el borde    exterior.

v   Cilindro: Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).

v   Sector : Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y usa más eficientemente el disco duro.

El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número. Este es el que actualmente se usa.

ESTRUCTURA LÓGICA

Dentro del disco se encuentran:

ü  El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.

ü  Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

FUNCIONAMIENTO MECÁNICO

Piezas de un disco duro

Un disco duro suele tener:

v  Platos en donde se graban los datos,

v  Cabezal de lectura/escritura,

v  Motor que hace girar los platos,

v  Electroimán que mueve el cabezal,

v  circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché,

v  Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad,

v  Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)

v  Tornillos, a menudo especiales.

HISTORIA

En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 MB, mientras que 10 años después habían superado los 40.000 MB o 40 gigabytes (GB). En la actualidad, ya nos acercamos al uso cotidiano de los discos duros con más de un terabyte (TB) o millón de megabytes.

CARACTERÍSTICAS DE UN DISCO DURO

las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:

v  Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista) y la Latencia media (situarse en el sector).

v  Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

v  Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.

v  Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.

v  Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja esta situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.

TIPOS DE DISCOS DUROS

v  IDE (Integrated Device Electronics) / PATA (Parallel Advanced Technology Attachment)

Estos discos duros solían ser los mas comunes para todos los equipos de escritorio. Es posible que los conocemos mejor como los discos IDE o EIDE. IDE y EIDE se refieren al tipo de interfaz que se utiliza para conectar el disco duro de su ordenador. Para conectarlos, se utilizan un 40 o 80% del cable de alambre de la cinta que se conecta a la placa base del interior del PC. A medida que la tecnología PATA se implementó, se transfiere información y datos con más velocidad.

Por ello, algunos discos utilizar 40 cables y algunos utilizan 80. Aunque todavía se puede comprar este tipo de discos, la mayoría de la gente ahora optar por el tipo SATA. También encontrará discos duros más pequeños de 2.5 pulgadas IDE o PATA dentro de las computadoras portátiles.

v  SATA (Serial ATA) (Serial Advance Technology Attachment Drive)

En comparación con un disco PATA, las conexiones en los SATA son totalmente diferentes. Eso va para la conexión de datos, así como el conector de alimentación de energia. En la industria de los ordenadores, la velocidad es el factor clave que la mayoría de la gente busca. los discos SATA se crearon para suministrar grandes cantidades de datos a velocidades muy rápidas.

Los modelos posteriores de los discos PATA tienen una tasa de velocidad de transferencia similar, pero el más reciente, el diseño más delgado de las unidades SATA permite una mejor utilización de la tecnología y por lo tanto proporciona más velocidad a los discos duros. Además, utilizan menos energía también, que es un requisito importante para la mayoría de los ordenadores y sistemas operativos modernos.

v  SCSI (Small Computer System Interface)

Se podría pensar que los discos duros SCSI son similares a PATA, pero difieren en varias formas. Los discos SCSI necesitan un controlador especial para que funcionen. Si, una unidad de disco SATA o PATA se conectará directamente a la placa base del PC, este tipo de necesidades requiere un controlador para que lo haga trabajar. Ambos ofrecen una rápida transferencia de datos, pero los modelos SCSI giran a un ritmo más rápido y por lo tanto es más rápido en el envío y recepción de datos.

Es muy común encontrar un disco duro SCSI en un servidor en lugar de una PC de escritorio. Sus mayores velocidades de datos y capacidades de corrección de errores los hacen perfectos para usar como parte de un conjunto de discos. Aunque el tipo SCSI se considera más fiable, pero también tienden a desgastarse más rápido debido a la alta velocidad que los discos giran.

v  SSD (Solid State Drives)

El “Estado Sólido”, es un término empleado para referirse a componentes electrónicos construído enteramente de semiconductores. En términos simples? El SSD se deshace del almacenamiento magnético (el “disco” que vimos en los primeros) para darnos un almacenamiento sólido, sin partes movibles.

 De hecho, los SSD y nuestra típica memoria USB comparten muchas similitudes, pues los chips de almacenamiento que utilizan son los mismos o muy similares: la diferencia está en la forma del disco (adaptada a los actuales de 2.5” o 3.5” para poder “caber” en, por ejemplo, una laptop), y en la capacidad.

 Ahora, si bien estamos en una etapa en la que los SSD resultan todavía demasiado caros en comparación de la “antigua” tecnología, con la rápida caída del costo de producción y la multiplicación en almacenamiento, yo soy de los que cree que no pasará mucho tiempo más, para que los SSD sean cosa común. Tan sólo vean a las netbooks, pues en muchas éstas, se opta por este tipo de almacenamiento, en lugar de los discos duros tradicionales.

v  SAS (Serial Attached SCSI Drive)

(Serial Attached SCSI o SAS). Tecnología de bus de computadoras diseñada principalmente para transferencia de datos desde o hacia dispositivos de almacenamiento  (como discos duros, unidades de CD-ROM, etc.). Se considera el sucesor del SCSI paralelo. La principal diferencia con su predecesor es que utiliza transferencia serial de datos, aumentado la velocidad a 1,5 - 3 o 6 Gbps.

 Permite mayor velocidad en la transferencia de datos, conexión en caliente, tiene compatibilidad con discos duros Serial ATA pues utilizan el mismo conector (en cambio un controlador Serial ATA no reconoce discos duros SAS). SAS soporta un alto número de dispositivos conectados, en teoría más de 16.384 dispositivos. En cambio el SCSI paralelo está limitado a 8, 16 o 32 dispositivos. Los SAS son especialmente utilizados en servidores que necesitan gran rendimiento