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Disco duro
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Un disco duro es un dispositivo compuesto por una o varias láminas rígidas (generalmente de aluminio
o cristal cerámico) de forma circular, recubiertas de un material sensible a alteraciones magnéticas
que posibilita la grabación de los datos. Estas láminas o platos, cuyo número varía
según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, el cual
gira a velocidad constante. Esta información se expresa en las especificaciones de los discos en
Revoluciones Por Minuto (rpm).
El motor del disco es el encargado de proporcionar este movimiento de rotación. Para acceder a los datos
grabados en los platos, el disco duro dispone de un diminuto cabezal por cada cara del plato que almacena
información. Dicho cabezal se encuentra flotando en el aire mediante un flextor que impide que el cabezal
toque la superficie del plato. El flextor se encuentra sujeto a un armazón de aluminio llamado E-Block el
cual es capaz de girar ya que es atravesado por un eje perpendicular. La posición de giro se controla
mediante la acción de las Bobinas del E-Block y el imán que lo recubre.
Cada cabezal tiene la capacidad de leer los datos almacenados en los platos, ya que pueden detectar la polaridad
de las partículas magnéticas presentes en su superficie y también de escribir porque
disponen de otra bobina de escritura que generan un campo magnético de polaridad reversible que alteran
las propiedades magnéticas del plato y dependiendo de la orientación de estas partículas,
representarán un 0 o un 1.
Los discos duros van sellados para evitar la entrada de partículas que interfieran en la mínima
distancia que existe entre las cabezas y los platos.
En cuanto a la composición lógica de los discos duros nos encontramos que la superficie de los
platos está dividida en una serie de anillos concéntricos, denominados pistas. Del mismo modo, las
pistas están divididas en tramos de una misma longitud, llamados sectores, normalmente cada sector tiene
512 bytes. Por otro lado tenemos que, un cilindro describe todas las pistas iguales que están en los
diferentes platos. Por último, los sectores pueden agruparse en clusters o unidades de asignación.
Podemos establecer una división en función del equipo que albergará el disco duro, cuya
principal diferencia es el tamaño del dispositivo. De este modo tendremos:
- Discos duros para equipos de sobremesa: Son los
más grandes, 3,5" y los más utilizados por el público general. Las capacidades de
almacenamiento aumentan día a día, sobrepasando ya los 300 GB.
- Discos duros de portátil: Son los discos
duros utilizados en los ordenadores portátiles, ya que los 2,5" combinan el espacio reducido con la
gran capacidad de almacenamiento.
- Microdrives: Se trata de discos duros pero de
muy reducidas dimensiones, 1", que proporciona gran eficacia y bajo consumo de energía y fiabilidad
en un paquete físico compacto. Su capacidad varía entre los 340 MB (Megabyte) hasta los
últimos modelos de 4 GB (Gigabyte), al igual que sus utilidades que van desde cámaras digitales,
PDAS (Personal Digital Assistant), reproductores de audio, etc.
- Sistemas Raid: (Redundant Arrays of Inexpensive
Disks): Son conjuntos de discos duros, normalmente de 3,5", dispuestos de un modo tal que se consiga uno de
los siguientes objetivos: mayor capacidad de almacenamiento, redundancia de los datos que posibiliten la
restauración de los datos en caso de fallo de alguno de los discos, mayor velocidad de acceso o varios de
los anteriores.
El modo de nombrar estos conjuntos de discos según su configuración es Raid 0 - Raid 5.
Podemos también clasificar los discos duros en función de su interfaz. Se entiende por interfaz la
conexión física y funcional entre dos aparatos o sistemas independientes. En nuestro caso los
discos interaccionan con el equipo al cual están conectados por diferentes sistemas.
Utilizar uno u otro dependerá de la aplicación para la cual está destinado dicho disco.
Hay dos grandes estándares que normalizan los interfaces de los discos; el estándar ATA (Advanced
Technology Attachment) y el Standard SCSI (Small Computer Systems Interface).
Basados en ambas normativas han nacido dos nuevos estándares al sustituir la transmisión paralela
por la transmisión serie, SerialATA y Serial Attached SCSI:
- DISCO DURO IDE/EIDE: En este conjunto
englobaríamos todos aquellos dispositivos que utilizan el Standard ATA para comunicarse con el sistema
que lo gestiona. Es el más usado en PC's normales, debido a que tiene un equilibrio adecuado entre precio
y prestaciones.
La especificación ATA, debido a que el cable paralelo alcanzó su límite físico, se
mejoró aumentando sus prestaciones y velocidad de transferencia de datos, dando lugar al Serial ATA.
- DISCO DURO SCSI: Acrónimo de Small
Computer Systems Interface. La tecnología SCSI (o tecnologías, puesto que existen multitud de
variantes de la misma) ofrece una tasa de transferencia de datos muy alta entre el ordenador y el disco duro
SCSI.
En el estándar SCSI se contemplan varios tipos de conectores los SCSI de 8 bits admiten hasta 7
dispositivos y suelen usar cables de 50 pines, mientras que los SCSI de 16 bits o Wide, pueden tener hasta 15
dispositivos y usan cables de 68 pines. La denominación "SCSI-3" se usa de forma ambigua,
generalmente refiriéndose al tipo Ultra SCSI de 8 bits, aunque a veces también se utiliza para los
Ultra SCSI de 16 bits (o "UltraWide SCSI") y Ultra-2.
Los dispositivos SCSI son más caros que los equivalentes con interfaz ATA y además necesitaremos
una tarjeta controladora SCSI para manejarlos, ya que sólo las placas base más avanzadas y de
marca incluyen una controladora SCSI integrada.
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 darles un formato
que pueda ser entendido por nuestro sistema.
También existen otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto tipo de
memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos
generalmente se limita a las supercomputadoras, por su elevado precio. Así, el caché de pista es
una memoria de estado sólido, tipo RAM (Random Acces Memory), dentro de un disco duro de estado
sólido.
Direccionamiento
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
- 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 cabezal; equivale a dar el número de cara, ya que hay un cabezal por cara.
- Pista:
Una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
- Cilindro.
Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada
cara).
- Sector:
Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector es fijo, siendo el estándar 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 (Zone Bit Recording - 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 (Cylinder Head Sector Adressing -
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 (logical block addressing - direccionamiento
lógico de bloques), que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un
único número; éste es el sistema usado actualmente.
Estructura lógica
Dentro del disco se encuentran:
- el Master Boot Record (en el sector de
arranque), que contiene la tabla de particiones
- las particiones, necesarias para poder colocar
los sistemas de ficheros
Funcionamiento mecánico
Un disco duro suele tener:
- platos en donde se graban los datos
- cabezal de lectura/escritura
- motor que hace girar los platos
- electroimán que mueve el cabezal
- circuito electrónico de control, que
incluye: interfaz con la computadora, memoria cache
- bolsita desecante (gel de sílice) para
evitar la humedad
- caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque
no está al vacío)
- tornillos, a menudo especiales
Características de un disco duro
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
- Tiempo medio de acceso
Tiempo medio que tarda en situarse la aguja en el cilindro deseado; suele ser aproximadamente un 1/3 del tiempo
que tarda en ir desde el centro al exterior o viceversa.
- Latencia
Tiempo que tarda el disco en girar media vuelta, que equivale al promedio del tiempo de acceso (tiempo medio de
acceso). Una vez que la aguja del disco duro se sitúa en el cilindro el disco debe girar hasta que el dato
se sitúe bajo la cabeza; el tiempo en que esto ocurre es, en promedio, el tiempo que tarda el disco en dar
medio giro; por este motivo la latencia es diferente a la velocidad de giro, pero es aproximadamente proporcional
a ésta.
- Tiempo de acceso máximo
- Tiempo que tarda de ir del centro al exterior o
viceversa.
- Tiempo pista a pista
- Tiempo de saltar de la pista actual a la
adyacente.
- Tasa de transferencia
Velocidad a la que puede transferir la información al ordenador. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
- Caché de pista
Es una memoria de estado sólido, tipo RAM, dentro del disco duro de estado sólido.
- Interfaz
Medio mediante el cual un disco duro se comunica con el ordenador. Puede ser IDE, SCSI, USB (Universal Serial
Bus) o Firewire.
- Velocidad de rotación
Número de revoluciones por minuto del plato.
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Ultima actualisación: Tue, 24 ▪ May ▪ 2011
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