3. Disco rígido

El cuerpo del disco esta construido en los discos rígidos por aluminio o cristal cerámico.
Las pistas son circulares y cada una de estas esta dividida en sectores.
Cuando un disco rígido graba lo que hace es: Mueve los brazos hacia el sector que desea, y luego a través de una bobina y de un núcleo ferromagnético que poseen los cabezales genera un campo magnético de polaridad reversible s-n o n-s que imanta la pista.

La distancia entre el cabezal y un disco es demasiada pequeña.
Una bobina de alambre arrollada sobre el cabezal genera dicho campo magnético al circular por ella una corriente eléctrica. Las pistas de un disco son escritas o leídas por el mismo cabezal. El cabezal queda quieto siempre gira el disco. Cuando se mueve el brazo de la cara de arriba también se mueve el brazo de la cara de abajo hacia la misma pista. Solo una cabeza se puede usar por vez.

Según como esté cada partícula magnetizada ( N-S , S-N ) dependerá si hay un 0 o 1.
El proceso de lectura es inverso al de escritura, va girando y a medida que encuentra cambio de polarización cambia la corriente que mandara.
Ej : N – S , N – S , S – N , S – N es 0,0,1,1.

Al moverse las dos cabezas juntas se logra leer o escribir más rápido ya que el cabezal se posiciona en el mismo lugar de distintas caras y sin moverse el brazo (que es lento porque es mecánico) lee o escribe mas datos en el mismo tiempo.
Las pistas o cilindros se enumeran del exterior para el centro.
No se dice pista 20 sino pista del cilindro 20.
Para leer algún dato debe usarse tres números: El del sector, el de la cabeza y el del cilindro.
Todas las pistas de un disco guardan la misma cantidad de bits y tienen la misma numero de sectores. En las pistas más internas los bits están mas apretados que en las externas. Ya que en las externas en diámetro es mayor.

Formateo
Cuando compramos un disquete este viene en blanco, nosotros debemos formatearlo u organizarlo. Esto quiere decir que debemos generar los sectores que conforman cada pista con su información e información identificatoria de comienzo y final, y entre ambas el campo reservado para Los datos a escribir.

Luego del comienzo a cada sector se graba el numero de CHS que lo identifica para poder acceder al mismo. Esta grabación inicial se lo denomina "formateo físico" luego del cual se efectúa el "formateo lógico", que implica escribir en el campo de datos de ciertos sectores, información exclusiva para el uso del sistema operativo. (tabla de particiones, subrutina de booteo, datos del disco, Fat y directorio raiz).

En el formateo "físico" o de bajo nivel se generan los sectores de cada una de las pistas. Para cada sector de la cabeza escribe los números de CHS (cilindro, Head y Sector) que sirven para localizarlo e identificarlo, luego reserva un lugar de 512 bytes cuyo contenido se establecerá cuando se escriba el sector.

El formateo físico es cuando el sistema operativo asigna cuanto mide cada sector.
Cuando se realiza el formateo lógico se escriben un pequeño numero de sectores con la información que conforma el "área de sistema", este comprende las siguientes estructuras.
* Tabla de particiones que permite dividir el disco en particiones ó sea partes menores.
* Sector de arranque "Boot" esta en el primer sector de cada disco rígido.
* Tabla para determinar los clusters de un archivo FAT: Esta en el sector que le sigue al sector de arranque.
* Directorio raíz: Esta en sectores que le siguen a la fat.

La tabla de particiones del disco aparece una sola vez en la primera partición, Sectores de booteo, Tablas fat y directorio raíz aparecen en cada partición.
El DOS divide los archivos en una cadena de bloques de igual tamaño llamados "Clusters", la Fat es el mapa del área de datos que tiene el dos, en este aparecen numerados los clusters que se pueden usar, indicando para cada uno si esta ocupado o si esta disponible. También dado el numero de un cluster ocupado por un archivo la fat indica cual es el numero del cluster siguiente que el dos le adjudico a ese archivo.

El directorio raíz sirve para saber si un archivo o subdirectorio esta o no almacenado. También indica sus atributos: protegido contra escritura, oculto, lectura/escritura, etc. Tamaño del archivo y fecha de creación.
También proporciona al sistema operativo, el numero del primer cluster del archivo buscado, para entrar a la fat y determinar cuales son los clusters que componen ese archivo.

Depende del tamaño de la partición o del disco entero va a variar el tamaño del cluster o cantidad de sectores consecutivos.
Ej: Una partición de 128 MB y hasta 255 MB tiene clusters de 4 KB y 8 sectores consecutivos.
Esto sirve si uno tiene un archivo de 15 Kb y lo tiene que dividir en sectores de 2Kb necesita 8 clusters si el cluster tendría 8 Kb habría que dividirlo en 2 clusters, esto implica que menos veces tiene que buscar donde esta el sector.

¿Cómo es una pista y un sector de disquete?
La unidad funcional de copia o lectura son los sectores. Así cada vez que se copia de un disco a otro una determinada información, esta se copiara sector a sector. Entre sector y sector existen unas separaciones llamadas GAPS que facilitan el movimiento de la cabeza de lectura escritura. El campo de datos es de 512 bytes, y es de donde se lee o escribe datos o información.

¿Cómo se localiza un sector de disco / disquete y por que se dice que es direccionable?

Durante una operación de entrada / salida, el controlador de la unidad de disco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la pista donde esta ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el numero de sector dentro de la pista. Dichos números en ingles conforman un CHS.

En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de un disco. El controlador ordenara activar para escritura/lectura solo la cabeza de la cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el cilindro seleccionado. Al comienzo de cada sector de un disco están escritos dichos tres números de CHS, formando un numero compuesto, que es su "dirección", necesario para localizarlo, direccionarlo o como quiera decirse. Por esto se dice que un disco/disquete es de acceso direccionable.

¿ Que son los tiempos de posicionamiento, latencia y acceso en un disco o disquete?
Para acceder a un sector que esta en una cara de un disco, primero el cabezal debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde se encuentra dicho sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sector quede debajo de la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos:
1.El brazo con la cabeza correspondiente a esa cara se sitúa en pocos milisegundos directamente sobre el cilindro seleccionado, o sea sobre la pista del cilindro correspondiente a esa cara.
2.Una vez que la cabeza se posiciono sobre dicha pista, los sectores de esta desfilaran debajo de esa cabeza. Cada uno es leído hasta encontrar aquel cuyo numero coincida con el enviado a la controladora, en cuyo caso su campo de datos será escrito o leído. Este se denomina tiempo de latencia.

Organización por clusters y Sl

El DOS como otros sistemas se desentiende de la ubicación física real de los sectores, o sea no opera con la estructura física o geométrica de un disco. El DOS no tiene en cuenta los números CHS. Simplemente supone que los sectores de un disco forman una sucesión de sectores lógicos (SL) numerados en forma consecutiva empezando del 0, usando un solo numero por cada SL.

Las rutinas del ROM BIOS llamadas por el DOS son las encargadas de hacer la organización lógica que ve el DOS con la organización física del CHS.
Por ejemplo, en el caso que SL (0), el CHS es 0-0-1. Luego los sectores siguen en el orden indicado para el cilindro 0, siendo así que SL(71) es el de CHS = 1-1-18. Así se numeran los SL, según los sectores físicos, de pista en pista de cada cilindro y de cilindro en cilindro. El CHS=80-1-18, corresponde a la numeración más alta que pertenece a SL(28799).
Con este método el DOS y otros SO no tienen la seguridad que los sectores de un archivo se encuentren todos en un mismo cilindro, aunque es muy probable que así sea. Esto se desea para tener menos tiempo de acceso, ya que se gana tiempo de latencia y de posicionamiento del cabezal.

El DOS y otros SO, aparte de ver los sectores de manera lógica, dividen los archivos en unidades de igual tamaño llamadas clusters. Un cluster puede estar formado por un sector lógico o agrupar un numero de sectores lógicos de numeración consecutiva (el tamaño de los clusters debe ser siempre iguales entre si en un mismo disco o partición de rígido). En un cluster no se puede almacenar mas de un archivo. Para el DOS un archivo es una cadena de clusters cuyos números pueden ser o no ser consecutivos.

En los disquetes de 5 1/4 con 1.2 MB y en los de 3 1/2 con 1.44 MB un cluster ocupa un sector (512 bytes), mientras que los discos de 5 1/4 de 360 KB y en los de 3 1/2 de 2,88 MB un cluster es 1 KB (2 sectores).
Si bien un cluster corresponde a uno o más sectores físicos, para el DOS corresponde a 1 o más sectores lógicos numerados consecutivamente.
Una razón importante para dividir un archivo en clusters, que agrupen varios sectores, consiste en el ahorro de tiempo de acceso a un disco. Ya que varios sectores consecutivos son un cluster y el cabezal ahorra tiempo de posicionamiento y se reduce el tiempo de latencia.

Motor de impulsos:

Es un motor eléctrico de gran precisión. Su misión es mover la cabeza de lectura-escritura a través de la superficie de los discos metálicos en sentido radial para situarse en el sector y cilindro adecuado. Todo el conjunto de cabezales y discos viene envuelto en una caja sellada herméticamente, para impedir que las partículas de polvo y suciedad existentes en el ambiente se depositen sobre la cabeza de lectura-escritura, causando luego la aparición de errores tanto en la obtención de datos como en su grabación, llegando incluso a perderse toda la información contenida en él.

Circuito impreso controlador:

Situado en la parte inferior del conjunto de disco duro. Contiene los dispositivos electrónicos que controlan: la velocidad de giro, la posición de la cabeza de lectura-escritura y la activación de obtención o grabación de datos. Este circuito consta, en un principio, de tres conectores: Dos planos de pistas doradas y uno blanco con cuatro patillas AMP hembra. Los primeros se utilizan para comunicarse el disco duro con su tarjeta controladora que esta unida a la CPU, mediante otro conector plano.

El otro conector es el que alimenta a la unidad de disco y la une con la fuente de alimentación del ordenador. Este consta de cuatro patillas, en las que destaca la masa y los voltajes de +5 y +12 voltios.

Circuito impreso controlador

 Todos estos componentes van protegidos por una carcasa de aleación que mantiene a todos estos alineados con toda precisión, esta carcasa es la que dota al disco duro de su peso y robustez.

Características:

La diferencia mas clara entre un disquete y un disco duro es la gran capacidad de almacenamiento de este ultimo.

Esto hace que tengamos que tratar de forma diferente a los discos duros de los flexibles.

Los discos duros presentan un problema especial que, por otra parte, tiene solución. Al estar en el interior de la computadora no podemos combinarlo con otro de formato diferente o preparado para otro sistema operativo (normalmente se usa DOS pero hay otros SO como UNIX, OS-2 etc...). Este problema deja de tener importancia cuando se usan discos removibles, ya que su utilización es similar a la de los discos flexibles.

Con los disquetes y con los removibles no hay problema de reconocimiento por parte de nuestro sistema operativo, porque si no lo reconoce por estar inicializado (formateado) con un sistema podemos introducir otro, pero el disco rígido si trabaja con un sistema operativo, en un principio, ya no puede utilizar otro.

Por eso los fabricantes de hardware permiten organizar el disco rígido para que acepte varios sistemas operativos por medio de lo que se denomina partición del disco duro (dividirlo en áreas).

Él formateo físico implica la creación de sectores, sus marcas de dirección (utilizadas para identificar los sectores después del formateo) y la porción de datos del sector. Él formateo lógico del disco rígido es la conversión de un disco al modelo que define el sistema operativo.

El disco duro es el sistema de almacenamiento más importante de su computador y en el se guardan los archivos de los programas - como los sistemas operativo D.O.S. o Windows 95, las hojas de cálculo (Excel, Qpro, Lotus) los procesadores de texto (Word, WordPerefct, Word Star, Word Pro), los juegos (Doom, Wolf, Mortal Kombat) - y los archivos de cartas y otros documentos que usted produce.

La mayoría de los discos duros en los computadores personales son de tecnología IDE (Integrated Drive Electronics), que viene en las tarjetas controladoras y en todas las tarjetas madres (motherboard) de los equipos nuevos. Estas últimas reconocen automáticamente (autodetect) los discos duros que se le coloquen, hasta un tamaño de 2.1 gigabytes.

La tecnología IDE de los discos duros actuales ha sido mejorada y se le conoce como Enhaced IDE (EIDE), permitiendo mayor transferencia de datos en menor tiempo. Algunos fabricantes la denominan Fast ATA-2. Estos discos duros son más rápidos y su capacidad de almacenamiento supera un gigabyte. Un megabyte (MB) corresponde aproximadamente a un millón de caracteres y un gigabyte (GB) tiene alrededor de mil megabytes. Los nuevos equipos traen como norma discos duros de 1.2 gigabytes.

Las motherboards anteriores con procesadores 386, y las primeras de los 486, reconocen solo dos discos duros, con capacidad hasta de 528 megabytes cada uno y no tienen detección automática de los discos. Para que estas motherboards reconozcan discos duros de mayor capacidad, debe usarse un programa (disk manager) que las engaña, haciéndoles creer que son de 528 megabytes.

Si su computador es nuevo, la motherboard le permite colocar hasta cuatro unidades de disco duro. El primer disco duro se conoce como primario master, el segundo como primario esclavo, el tercero como secundario master y el cuarto como secundario esclavo. El primario master será siempre el de arranque del computador (C:\>).

La diferencia entre master y esclavo se hace mediante un pequeño puente metálico (jumper) que se coloca en unos conectores de dos patitas que tiene cada disco duro. En la cara superior del disco aparece una tabla con el dibujo de cómo hacer el puente de master, esclavo o master con esclavo presente.

Partes del disco duro

La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organiza en platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas (TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca los datos almacenados en una pista y un sector concreto.

El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización: el cilindro está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.

En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico, o a bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable hacerlo de nuevo, excepto en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.

Funcionamiento del disco duro

Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer o escribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador del disco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están disponibles para guardar un nuevo archivo.

Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.

Es posible guardar un solo archivo en racimos diferentes sobre varios platos, comenzando con el primer racimo disponible que se encuentra. Después de que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todos los racimos del archivo en la FAT.

Un ordenador funciona al ritmo marcado por su componente más lento, y por eso un disco duro lento puede hacer que tu MAQUINA sea vencida en prestaciones por otro equipo menos equipado en cuanto a procesador y cantidad de memoria, pues de la velocidad del disco duro depende el tiempo necesario para cargar tus programas y para recuperar y almacenar tus datos.

Características del disco duro

A continuación vamos a indicar los factores o características básicas que se deben tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro.

Capacidad de almacenamiento

La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).

Comprar un disco duro con menos de 3,5 GIGAS de capacidad dará lugar a que pronto te veas corto de espacio, pues entre el sistema operativo y una suite ofimática básica (procesador de texto, base de datos, hoja de cálculo y programa de presentaciones) se consumen en torno a 400 MB.

Si instalas los navegadores de MICROSOFT y NETSCAPE suma otros 100MB; una buena suite de tratamiento gráfico ocupa en torno a 300MB y hoy en día muchos juegos ocupan más de 200MB en el disco duro.

Ya tenemos en torno a 1,5 GIGAS ocupados y aún no hemos empezado a trabajar con nuestro ordenador.

Si nos conectamos a Internet, vemos que nuestro disco duro empieza a tener cada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que vamos guardando, esas imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos nuestra primera Página WEB y esas utilidades y programas SHAREWARE que hacen nuestro trabajo más fácil.

Velocidad de Rotación (RPM)

Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto ( RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.

Tiempo de Acceso (Access Time)

Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:

* El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.
* El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra.
* El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.

Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.

Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER)

El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aquí es 128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores. Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.

Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una utilidad desfragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia.

El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de búsqueda de datos.

1. Tasa de transferencia (Transfer Rate)

Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.

2. Interfaz (Interface) – IDE - SCSI

Es el método utilizado por el disco duro para conectarse al equipo, y puede ser de dos tipos: IDE o SCSI.

Todas las placas bases relativamente recientes, incluso desde las placas 486, integran una controladora de disco duro para interfaz IDE (normalmente con bus PCI) que soporta dos canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo que hace un total de hasta cuatro unidades IDE (disco duro, CD-ROM, unidad de backup, etc.)

Debemos recordar, sin embargo, que si colocamos en un mismo canal dos dispositivos IDE (e.g. disco duro+CD-Rom), para transferir datos uno tiene que esperar a que el otro haya terminado de enviar o recibir datos, y debido a la comparativa lentitud del CD-ROM con respecto a un disco duro, esto ralentiza mucho los procesos, por lo que es muy aconsejable colocar el CD-ROM en un canal diferente al de el/los discos duros.

La velocidad de un disco duro con interfaz IDE tambien se mide por el PIO (modo programado de entrada y salida de datos), de modo que un disco duro con PIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta 8,3MB/s. Estos modos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en la especificación ATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta 11,1MB/s, o PIO-4, hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su mayoría PIO-4.

Recientemente se ha implementado la especificación ULTRA-ATA o ULTRA DMA/33, que puede llegar a picos de transferencia de hasta 33,3MB/s. Este es el tipo de disco duro que hay que comprar, aunque nuestra controladora IDE no soporte este modo (sólo las placas base Pentium con chipset 430TX y las nuevas placas con chipsets de VIA y ALI, y la placas Pentium II con chipset 440LX y 440BX lo soportan), pues estos discos duros son totalmente compatibles con los modos anteriores, aunque no les sacaremos todo el provecho hasta que actualicemos nuestro equipo.

En cuanto al interfaz SCSI, una controladora de este tipo suele tener que comprarse aparte (aunque algunas placas de altas prestaciones integran este interfaz) y a pesar de su precio presenta muchas ventajas.

Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si es WIDE SCSI)de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS y unidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM (las hay también con interfaz IDE), escáneres, muchas de las unidades de BACKUP, etc.

Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder a varios dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe su transferencia, como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general la velocidad de todos los procesos.

Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su tipo (SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando entre 5MB/s hasta 80MB/s. Si el equipo va a funcionar como servidor, como servidor de base de datos o como estación gráfica, por cuestiones de velocidad, el interfaz SCSI es el más recomendable.

Recomendaciones para adquirir un disco duro

• PARA UN USUARIO NORMAL

* 4,5GB mínimo
* 5400RPM
* 10ms de tiempo de acceso
* Buffer de 128KB
* Modo Ultra DMA-33

• PARA UN USUARIO DE ALTAS PRESTACIONES

* 6,5GB mínimo
* 7200RPM
* 8ms de tiempo de acceso
* Buffer de 512KB
* Modo Ultra DMA-33 o SCSI

• PARA UN SERVIDOR O UNA ESTACÍON GRAFICA

* 6,5GB mínimo
* 7200RPM
* 8ms de tiempo de acceso
* Buffer de 1MB
* Modo ULTRA-SCSI o ULTRA-WIDE SCSI

 Como mantener un disco duro en buen estado

Existen varias cosas que usted puede realizar para prevenir que la computadora le devuelve mensajes de error molestos. A continuación encontrará una lista de programas diferentes disponibles para asegurarse de que la unidad de disco duro se mantenga saludable y funcionando a plena capacidad. (Están disponibles estos programas de ejemplo a través de Windows 95. Usted puede comprar otros programas para realizar las mismas tareas; simplemente hay que hablar con un distribuidor local de software para la computadora.)

Al transcurrir el tiempo, es posible que los archivos se vuelvan fragmentados porque se almacenan en posiciones diferentes en el disco. Los archivos estarán completos cuando los abra, pero la computadora lleva más tiempo al leer y escribir en el disco. Están disponibles programas de desfragmentación que corrigen esto. Para obtener acceso al programa de desfragmentación de disco bajo Windows 95, haga clic en Inicio. Ilumine Programas, Accesorios, luego en Herramientas de Sistema. Haga clic en Utilidad de Desfragmentación de Disco.

Usted puede obtener espacio libre en la unidad de disco duro o en disquetes al comprimir los datos que están almacenados en éstos. En Windows 95, haga clic en Inicio. Ilumine Programas, Accesorios, luego en Herramientas de Sistema. Haga clic en DriveSpace.

Si experimenta problemas con los archivos, tal vez quiera averiguar si existen daños en el disco. ScanDisk de Windows 95 verifica los archivos y las carpetas para encontrar errores de datos y también puede verificar la superficie física del disco. Para ejecutar ScanDisk, haga clic en Inicio. Ilumine Programas, Accesorios, luego en Herramientas de Sistema. Haga clic en ScanDisk. Además, es posible que la unidad de disco duro puede estar 'infectada' con un virus si ha transferido los archivos o datos de otra computadora. Existen varios programas de detección y limpieza de virus que están disponibles para usted. Simplemente hay que pedirlos del distribuidor local de software para computadoras.

Si la unidad de disco duro se descompone o si los archivos se dañan o se sobreescriben accidentalmente, es una buena idea contar con una copia de respaldo de los datos de la unidad de disco duro. Están disponibles varios programas de respaldo de uso con cintas, disquetes y aun con los medios desmontables. A menudo, la computadora tendrá una utilidad de respaldo ya instalada.

Marcas conocidas

A continuación se proporcionan las compañías fabricantes de discos duros mas importantes:

• Seagate Technology
• Maxtor
• Western Digital
• Quantum

Aspectos particulares de discos rígidos y unidades de disco rígido

Temas anteriores ponían de manifiesto características comunes de disquetes y discos rígidos. En lo que sigue se tratan aspectos propios de los rígidos.

Los discos magnéticos rígidos o duros difieren de los disquetes por su gran capacidad de almacena miento, por la mayor rapidez con que se accede a los datos, y por la mayor velocidad con que se los transfiere desde o hacia la memoria. Ello es fruto de su mayor densidad superficial (más bits por pista y más pistas por centímetro radial), de su mayor velocidad de rotación, de un sistema más veloz de posicionamiento del cabezal, y de una controladora más inteligente.

Por ser de material duro, un rígido no presenta las deformaciones de un disquete y permite una mayor precisión en el acceso a cada pista. Al respecto, un servomecanismo permite ubicar y seguir cada pista, lo cual permite una mayor contabilidad, dada la proximidad entre las pistas contiguas.

El término "duro" ("hard disk" = HD) se refiere a que está constituido por platos rígidos de aluminio, o de vidrio con implante cerámico en el presente. Existen discos rígidos fijos como los que están en una caja hermética en el interior del gabinete de una PC, y también los hay removibles, los cuales son transportables. Las unidades de disco, según el tipo que sean, pueden contener uno o más discos. Típicamente en una PC de escritorio son uno o dos platos, de un diámetro de 3 ½ pulgadas.

Por fabricarse los platos bajo normas estrictas, y variar muy poco de tamaño con la temperatura, el material magnético que los recubre permite 3000 tpi o más, a la par que 50.000 o más bytes por pista (o sea 100 ó más sectores por pista). También ha influido en esto la aplicación de magnetización perpendicular a la superficie de la capa magnetizable, en lugar de la polarización de superficie (figura 2.5). Resulta así una elevada capacidad de almacenaje (500 MB - 1 GB o más) en uno o dos platos pequeños, y unidades compactas. Además, por la gran velocidad de giro, y por tener el cabezal movimiento rápido en discos de pequeño radio, se tiene comparativamente cortos tiempos de acceso. Más sectores por cilindro posibilitan que un archivo entre en un solo cilindro, para que el cabezal en lo posible no deba cambiar a otro cilindro, resultando más rápida la escritura y posteriores lecturas; a la par que reduce la fragmentación de archivos en varios cilindros, con la pérdida de tiempo que ello ocasiona.

Las cabezas "magneto-resistivas" (MR) basadas en una resistencia variable con el campo magnético del disco, no usan bobina, y permiten mayor densidad de grabación.

Los discos rígidos de las XT de la década del ‘80 al presente han aumentado su capacidad de 10 MB a 2 Gigas o más; y su velocidad de transferencia de 100 KB a 10 MB por seg. Han disminuido su tiempo de acceso, de casi 100 mseg a menos que 10 mseg. Su costo por MB almacenado pasó de U$S 150 a centavos de dólar.

La estructura en cilindros, pistas y sectores, así como la escritura o lectura de las mismas es similar a la de los disquetes, y de hecho se han tratado al describir los disquetes. Pero en los discos duros cada cabeza se sitúa a unas pocas millonésimas de milímetro (menos que el grosor de un cabello) por sobre la pista que recorre, sin rozarla. Así se evita el desgaste de la superficie del disco debido a la fricción de la cabeza. Cada cabeza flota como un navío catamarán en un colchón de aire producido por la gran velocidad de giro de los platos. Se reservan pistas de un cierto cilindro para estacionar las cabezas cuando el motor se detiene. Actualmente existen discos con cabezas de semicontacto, o de proximidad, que están en contacto con la superficie de la cara durante cortos tiempos, para sensar mejor variaciones de campos magnéticos.

En los discos, el "tiempo medio entre fallas (MTBF)" es una estimación estadística de cuánto en promedio durará antes de que falle. Por ejemplo, si MTBF = 87.600 horas implica que podría llegar a funcionar 10 años sin parar, libre de fallas que impidan su funcionamiento, aunque la garantía de devolución por este tipo de fallas, es típicamente de un año; siendo además que un disco se puede volver obsoleto en 2 ó 3 años.

El hecho de que un rígido esté contenido en una caja cerrada y sobrepresurizada, evita en gran medida que queden partículas abrasivas de suciedad entre una cabeza y una cara, que reducen su vida útil.

Otra diferencia con las disqueteras, es que los platos de un rígido deben girar sin parar mientras el disco está en uso, aunque no se lean o escriban archivos. Puesto que las cabezas no tocan las caras, no hay problemas de desgaste, y tampoco se pierde tiempo hasta que los platos alcancen la velocidad de rotación requerida.

En un disco con varios platos, la forma de numerar los cilindros y caras es similar a la descripta antes para un disquete. Igualmente como en éste, las cabezas de escritura/lectura se mueven al unísono, y sólo se puede escribir o leer una pista de una cara por vez, seleccionando la cabeza correspondiente a esa cara.'

También existen diferencias entre rígidos y disquetes en relación con ciertos campos de las pistas y sectores, aunque en esencia la organización de cilindros, pistas y sectores se conserva.

En el presente, los siguientes parámetros sirven para comparar y decidir el tipo de disco a usar:

Capacidad de almacenamiento

Fabricante

Tipo de unidad (IDE, SCSI)

Tiempo promedio de posicionamiento de una pista a otra al azar

Velocidad de transferencia

Revoluciones por minuto (la latencia a 7200 r.p.m. dura la mitad que a 3600 r.p.m.)

Tamaño y performance del caché para disco incorporado a la unidad

Costo por MB almacenado

¿Qué significa que un disco está muy fragmentado?

El DOS va llenando un disco con archivos, intentando ocupar sectores sucesivos de un mismo cilindro, aunque "no sabe" si esto ocurre realmente, o si un archivo está parte en un cilindro y parte en el siguiente, dado que el DOS ignora que un disco tiene cilindros y pistas, como se explicó antes.

Esto trae aparejado más demoras en la lectura y escritura de archivos, las cuales se incrementan si un archivo está distribuido en varios cilindros distintos (pues el cabezal debe realizar muchos movimientos de posicionamiento para ir de un cilindro a otro). Asimismo, una vez que un disco fue escrito hasta el final, el DOS amplía archivos en sectores que fueron dejados libres por haberse borrado en forma total o parcial otros archivos.

Resulta así una distribución azarosa de porciones de archivos por distintos cilindros, conocida como "fragmentación" externa. Esta tiene lugar al cabo de cierto tiempo, cuando se guardan, borran, y vuelven a escribir archivos, e inevitablemente cuando un disco está por colmar su capacidad. En definitiva, el DOS fue pensado para aprovechar al máximo la capacidad de un disco, dejando en segundo lugar la optimización del tiempo de lectura de los archivos.

Si un disco está muy fragmentado, cuando se debe leer un archivo se pierde mucho tiempo, pues el cabezal debe ir de un cilindro a otro donde están grabados sectores de dicho archivo.

Esto no ocurre si todos los sectores de un archivo están en un mismo cilindro. Para lograr esta distribución con todos los archivos de un disco, se recurre a un programa para "desfragmentar", cuando se nota que un disco duro se ha vuelto muy lento.

¿Cómo están en el presente organizados físicamente los sectores en las pistas de los discos rígidos?

La organización de la figura 2.3 con igual número de sectores en cada pista, desperdicia capacidad de almacenamiento, pues las pistas exteriores podrían tener más que el doble de sectores que las más internas, de menor radio. La mayor densidad de bits de éstas (bpi) determina y limita el número de sectores que tendrán otras pistas más alejadas del centro.

En la mayoría de las unidades de disco actuales (tipo IDE o SCSI) se emplea igual densidad de grabación en todas las pistas (constant density recording = CDR), y "grabación zonal" ("zone recording'), que consiste en formar desde el centro del disco hacia afuera, varias zonas de cilindros, cada una con más sectores por pista que la mas interna anterior. Así se logra hasta un 50%, más de capacidad que con la otra disposición.

En un disco rígido actual, ¿cómo localiza el cabezal más rápidamente un cilindro?

Hoy día las unidades de disco rígido de más de 80 MB, no usan como las disqueteras un motor paso a paso para ubicar el cabezal en cada pista de un cilindro. El cabezal no avanza en línea recta, sino que gira alrededor de un eje, como el brazo de los tocadiscos con púa. La armadura se mueve de forma parecida al de la bobina de un parlante ("voice coil" identifica este sistema de posicionamiento). Sobre la armadura se tiene una bobina, la cual está sometida a un fuerte campo magnético creado por un imán permanente que está fijo fuera de la armadura. Cuando el sistema de control envía una determinada corriente por la bobina, ésta también genera un pequeño campo magnético, que al accionar con el campo existente, creado por el imán permanente, hace mover bobina, y por ende la armadura hasta la pista (cilindro) seleccionada. Si la cabeza no se encuentra justo sobre dicha pista, tiene lugar un ajuste fino automático de su posición, merced a la existencia de información extra de servocontrol escrita (servowriter) antes de cada sector o en una cara de un plato dedicada a esa información, donde no se almacenan archivos. Si estas señales al ser sensadas no tienen la amplitud suficiente, la controladora varía la corriente de la bobina hasta que el cabezal esté justo sobre la pista. Esto permite la localización exacta de cada pista, con independencia de cualquier variación de las dimensiones de los platos por la temperatura. Resulta así que las cabezas hacen un "seguimiento" de las pistas, de donde deviene su denominación "track following system". A tal efecto el sistema realiza en forma automática periódicas autocalibraciones (cada 5 ó 25 minutos) con los discos girando, actualizando datos sobre variaciones en la memoria de la controladora IDE o SCSI.

Cuando la unidad de disco se apaga, el cabezal se estaciona automáticamente (automatic head parking) fuera de las pistas con datos, merced a que un resorte lleva la armadura a una posición fija, que el campo del imán permanente ayuda a mantener. Al encender el equipo, la fuerza que se origina al circular corriente por la bobina de la armadura (para posicionar el cabezal) estira dicho resorte y mueve la misma.

¿Qué funciones realiza una unidad de disco inteligente ATA-IDE o FAST ATA?

Unidades de discos rígidos anteriores, adecuadas al estándar ST506, requerían una interfaz - controladora cuya circuitería estaba en una plaqueta insertable en un zócalo ("slot"), con funciones análogas a las descriptas al tratar la interfaz - controladora de disquetera. Los discos con unos 30 MB de capacidad podían compartir una plaqueta con las unidades de disquetes; pero capacidades mayores requerían una plaqueta dedicada, que ocupaba un zócalo más.

Por las razones que se expondrán, fue necesario que la interfaz - controladora esté localizada junto a la unidad de disco rígido, integrada con la electrónica de este periférico, de donde provienen las siglas IDE de "integrated drive electronics". Las siglas ATA - AT Attachment son sinónimas de IDE. Dadas las actuales capacidades de los discos rígidos, y las velocidades de acceso y de transferencia de una unidad de disco rígido (drive), se requiere que la electrónica ligada a ella sea "inteligente", conteniendo un microcontrolador, con un programa en su ROM, y una RAM veloz para buffer del periférico.

El microcontrolador maneja los sistemas con servowriter citados anteriormente, corrige sobre la marcha errores de lectura de un sector, maneja un caché de disco, simula hacia el exterior un disco compatible con el sistema operativo y BIOS existentes, y realiza rápidamente otras tareas complejas. También incluye la mayoría de las funciones de la interfaz controladora descriptas anteriormente para la unidad de disquetes. La proximidad física entre la interfaz y las cabezas evita retardos e interferencias (ruidos eléctricos) en la lectura o escritura, que se produciría si se quiere transmitir a gran velocidad información entre la electrónica de la unidad de disco y una interfaz más alejada, como la existente para una unidad ST506.

Una unidad IDE es una buena solución de compromiso entre velocidad y costo para sistemas monotarea corrientes. No requiere de una plaqueta interfaz especial en la "mother" como la SCSI. Acorde con lo anterior, la electrónica de una unidad "inteligente" de disco IDE incorpora funciones tratadas en la interfaz - controladora de disquetera, en particular en lo concerniente a la existencia de registros direccionables ("ports") para enviarle un block de comandos y para recabar el estado de la unidad' mediante la ejecución de subrutinas del BIOS. El microcontrolador de la unidad de disco detecta y lleva a cabo estos comandos (del tipo posicionar las cabezas en un cilindro, leer o escribir un sector, etc.) mediante la ejecución de instrucciones contenidas en su ROM.

Como se anticipó, debido a las limitaciones en la velocidad de los buses, a fin de lograr una mayor velocidad de transferencia de datos entre memoria principal y el port de datos o viceversa, ésta no se hace por ADM, sino por AIM, a través del registro AX, opción conocida como Programmed Input/Output (PIO). Para tal fin, se deben ejecutar instrucciones de subrutinas del BIOS.

En relación con el port de datos, en la electrónica de la unidad existe un "sector buffer", o sea un buffer con capacidad para un sector del disco, para dar tiempo a la corrección de datos leídos, que realiza el microcontrolador, usando el área ECC del sector. Sólo si los datos son correctos, se realiza la transferencia hacia memoria, para lo cual la circuitería que cumple funciones de interfaz controladora activa una línea IRQ, para que una subrutina -mediante AIM sucesivos de 2 bytes (hoy pueden ser 4 bytes)- pase los 512 bytes de datos.

Según se planteó, luego de acceder al disco para leer un sector solicitado, y sin que se mueva el cabezal, se van leyendo los siguientes sectores de la pista o cilindro (pues es probable que luego se solicita su lectura), los cuales pasan al cache de disco, constituido por una memoria DRAM manejada por el microcontrolador. Si se ordena escribir un sector, por sucesivos AIM llegan desde memoria al "sector buffer" 512 bytes para ser escritos, a través del port de datos citado. En caso que se envíen datos para ser escritos en sectores sucesivos, los mismos pueden guardarse transitoriamente en el caché citado.

Una unidad IDE realiza funciones de interfaz, siendo conectada a las líneas de datos, direcciones e IRQ del bus, mediante un cable plano terminado en un conector con agujeros para 40 terminales, para conectarse a igual número de "agujas" ("pines") vinculadas a chips de adaptación al bus ("host adapter"). Dichas "agujas" pueden estar en la plaqueta "multifunción" que también contiene la controladora de disquetera, citada al tratar ésta, o en la "mother", según sea el modelo de esta última.

El bus ISA, tratado en la Unidad 1, puede enviar como máximo menos de 8 Mbytes/seg. en grupos de 2 bytes, lo cual no es apto para las unidades IDE actuales, pues limita la velocidad de transferencia. Hoy día pueden transferirse grupos de 4 bytes.

Esta velocidad puede aumentarse si se conecta un drive IDE preparado para un bus como el PCI, a la "mother" directamente, o usando la plaqueta "multifunción" para dicho bus. La electrónica IDE se presenta ante la ROM BIOS como una unidad ST-506 normalizada, y permite operar más de un disco rígido.

Mas en detalle, a la electrónica IDE le llegan comandos, que ordenan leer o escribir un sector, del cual se indican sus números de CHS. Merced a la ejecución de subrutinas del BIOS estos comandos que estaban en memoria principal, pasan al registro AX de la UCP, y de éste a los registros "ports de comandos" de la interfaz IDE, a través del bus de datos que llega a ésta.

La electrónica IDE, después de recibir estos comandos realiza las siguiente acciones:

• Traduce dichos comandos en señales para que el cabezal se posicione en el cilindro elegido; y que luego la pista correspondiente a la cabeza seleccionada sea leída por ésta hasta encontrar el sector buscado.
• La cabeza lee el número identificatorio de cada sector que encuentra en la pista que va leyendo, el cual es transmitido a la electrónica IDE, para determinar si es o no el comienzo del sector buscado, a fin de escribir o leer -según sea la orden- los datos en la zona correspondiente del sector buscado.
• Si es una orden de lectura, todos los bits del sector son leídos en serie por la cabeza. A medida que son leídos se realiza la verificación ECC (semejante a la CRC) y pasan al sector buffer de la electrónica, para ser corregidos de ser necesario.
• En caso de que dicha lectura sea correcta, la sección interfaz de la electrónica activa su línea IRQ del bus, para que la UCP interrumpa el programa en ejecución, y ejecute una subrutina del BIOS para hacer AIM, de modo de ir sacando del sector buffer los datos.

La ejecución de esta subrutina permite que por sucesivos AIM, los datos del sector buffer se transfieran (de a 2 bytes) a la zona buffer de memoria principal a través del bus, direccionando el port de datos.

• De manera inversa, luego de una orden de escritura, los bytes a escribir en el sector van llegando (de a dos) por el bus (desde la memoria) al port de datos, y de éste al sector buffer, luego de lo cual se activa la línea IRQ. Luego los bits pasan en serie hacia la cabeza, para que los escriba en el sector.
• A medida que escribe o lee los bits de un sector, realiza el cálculo del ECC, cuyo valor graba a continuación de la zona de datos en una escritura.
• Realiza en una lectura o escritura, el manejo y control de errores, codificando en un registro port el tipo de error ocurrido.

En definitiva, subrutinas del BIOS al enviar comandos a los ports de la interfaz (IDE, SCSI u otra) dan origen a lecturas y escrituras en el disco, siendo que los tiempos de las señales involucradas están determinados por los circuitos de la interfaz Estos tiempos son más cortos en los últimos modelos.

El tiempo denominado "I/O read and write cycle time", es determinante de la velocidad de transferencia, siendo el mínimo lapso que puede mediar entre dos escrituras o lecturas sucesivas del registro port de datos de la interfaz ATA (IDE) de una unidad de disco rígido; registro que tiene un tamaño de 16 bits = 2 bytes.

Por ejemplo, de los 5 modos PIO (Programmed Input Output), para hacer AIM, en el PIO modo 0 que es el más lento, dicho tiempo de ciclo es de 600 nanoseg. Conocido este tiempo, puede deducirse que la máxima velocidad de transferencia para este modo es de 3,3 MB/seg., como se indica a continuación.

Suponiendo que teóricamente en forma ininterrumpida se leen o escriben 2 bytes del port de datos cada 600 nseg = 0,0000006 seg., en un segundo podrían hacerse 1/0,0000006 transferencias de 2 bytes por AIM. 0 sea, que podrían transferirse 2/0,0000006 bytes/seg.  3.333.333,33 bytes/seg.  3,3 MB/seg., dado que 1 MB = 1.048.576 bytes. Lo anterior equivale a decir que en un segundo se transferirían: 3,3 x 2048 sectores = 6758 sectores, siendo que 2048 sectores de 512 bytes = 0,5 KB conforman 1 MB. En el presente existen unidades IDE estándar ATA-2, con PIO modo 4, tiempo de ciclo de 120 nseg, lo cual implica una velocidad de transferencia máxima teórica de 16,5 MB/seg. (5 veces mayor que el modo 0).

Cabe mencionar que esta velocidad de transferencia máxima para PIO es la misma que para ADM modo 3, dado que depende del tiempo de ciclo con que opera la unidad IDE. Si en lectura o escritura deben mediar 120 nseg entre dos direccionamientos al port de datos de 16 bits, este tiempo de ciclo debe respetarse, ya sea que los direccionamientos se hagan para efectuar transferencias por AIM (PIO) o ADM (DMA).

Que la transferencia entre memoria y dicho port (o viceversa) convenga hacerla por AIM o ADM, dependerá del sistema operativo en uso, y si se trabaja o no en "multitasking".

Las unidades con electrónica que sigue el estándar E-IDE ó Fast ATA (1 ó 2) permiten además comandos para escritura o lectura múltiple, los que dan lugar al "Block Mode".

Enviando a los ports correspondientes uno de estos comandos y la cantidad de sectores a transferir (de 2 a 128) se evita que la electrónica active la línea de interrupción IRQ, con cada sector que debe ser pasado del sector buffer a memoria o en sentido inverso. Con esto se evitan las pérdidas de tiempo involucradas en cada interrupción (guardar registros de la UCP en la pila, llamar y ejecutar una subrutina, y volver a restaurar dichos registros en la UCP). Así, hasta 128 sectores pueden ser transferidos con un solo comando, con lo cual es factible ganar un máximo de 30% de tiempo.

Es factible conectar más de una unidad IDE a un bus de una PC (sean dos discos rígidos, un rígido y una lectora de CD, etc.), debiendo actuar el más rápido de ellos como "master", y el otro como "slave". Esto se define conectando los "jumpers" (puentes de contacto) como indica el manual de instalación.

Direccionando y escribiendo el valor (1 ó 0) de un bit del registro drive/head, se selecciona si un comando es para el "master" o el "slave".

Los adaptadores E IDE (Enhanced IDE, o sea IDE mejorado), permiten conectar cuatro unidades de disco (fijas o removibles), amen de tener mayor velocidad de transferencia.

¿Qué son los números "lógicos" de cilindro, cabeza, sector y el LBA?

No hace mucho, el disco más grande que podía manejar una PC con interfaz IDE era de 500 MB. Correspondía a un disco de 1024 cilindros, 16 cabezas (heads) y 63 sectores de 512B = 0,5 KB, con lo cual la capacidad era exactamente de 1024 x 16 x 63 x 0,5 = 504 MB = 528 millones de bytes.

Este límite se debe en principio, a que por un lado, cuando la subrutina del BIOS debe enviar al drive IDE los números de cilindro, cabeza (head) y sector, abreviados en inglés CHS, para los mismos tiene establecidos 10, 8 y 6 bits, respectivamente, número de bits que también están reservados en la Tabla de Particiones. Por lo tanto, para el BIOS y la Tabla de Particiones, los números máximos que se pueden formar son:

2¹⁰ = 1024 cilindros; 2⁸ = 256 cabezas; 2⁶ = 64 sectores, que son 63, pues el sector 0 no se usa.

A su vez, un drive IDE o EIDE para CHS está limitado a 16, 4 y 6 bits respectivamente. Resulta así, que los números máximos que puede manejar son:

2¹⁶ = 65536 cilindros; 2⁴= 16 cabezas; 2⁶ = 64 sectores, que van hasta el número 63

Compatibilizando ambas limitaciones, resultan 1024 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores, que hacen el límite de los 504 MB calculados; aunque El BIOS por separado permitiría 1024 x 256 x 63 x 0,5 = 8 GB, mientras que por su parte, una interfaz IDE permitiría una capacidad de hasta 65536 x 16 x 63 x 0,5 = 128 GB.

En 1994 las normas IDE de 1984 pasaron a ser las E-IDE. A fin de maximizar la compatibilización entre BIOS e IDE para poder operar con discos de mayor capacidad que 504 MB, se crearon algunos artificios matemáticos que pueden ser llevados a cabo por la UCP ejecutando subrutinas de un BIOS actualizado, o por el microprocesador de la unidad IDE ejecutando subrutinas de su firmware.

Para plantear esto, se denomina CHS lógico (cuyas siglas son L-CHS) a los números de CHS que se envían a una unidad de disco IDE (o SCSI), al ejecutarse una subrutina del BIOS. Este L-CHL al ser recibido por la unidad IDE debe ser convertido por ésta en un CHS físico (F-CHS o P-CHS en inglés), que son los números de CHS a partir de los cuales la unidad IDE accede al sector seleccionado.

En discos con capacidad menor o igual que 504 MB, coincidirán los números de L-CHS y de F-CHS. Esto es los números de CHS que surgen del BIOS son los mismos que usa la unidad IDE para ubicar un sector.

Una forma de compatibilizar discos de más de 504 MB es la siguiente. Sea un disco de 1 GB que físicamente presenta 2 platos (4 cabezas), y cuyas pistas tienen un número distinto de sectores, que aumenta desde el centro hacia el borde, superando los 63, como se trató más atrás. Este disco para la unidad IDE se caracterizaría físicamente como equivalente a un disco de 4096 cilindros, 4 cabezas, y 63 sectores de 0,5 KB por pista, dado que 8192 x 4 x 63 x 0,5 = 1 GB. La geometría del disco real resulta así invisible al exterior. Si se divide 8192 por N=8 resulta 1024, y si se multiplica 4 por N=8 resulta 32. De este modo, un disco que tuviera 1024 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores por pista también tendría 1024 x 32 x 63 x 0,5 = 1 GB, pero los valores 1024 y 32 son compatibles para subrutinas del BIOS, según se describió.

La unidad IDE se encarga de trasladar cada número de sector, cabeza y sector del disco lógico que suponen las subrutinas del BIOS, en otro número de sector, cabeza y sector para el disco físico de 8192 x 4 x 63 x 0,5 También es factible que dicha traslación sea llevada a cabo por dichas subrutinas del BIOS actualizado. Esto se conoce como ECHS (Extended CHS translation) o "large". Existen varias formas de realizar esto.

No debe confundirse los números lógicos de cilindro, pista y sector -que simula el drive de un disco para un sistema operativo (y para la ROM BIOS)- con el formateo lógico, destinado a reservar sectores que serán usados por dicho sistema, ni con la estructura lógica con que el DOS "ve" a un disco (antes tratada).

El LBA es otro mecanismo para operar discos con más de 504 MB. Las unidades de disco SCSI y las IDE permiten que se identifique los sectores mediante números consecutivos, comenzando desde 0 (donde está la tabla de particiones), siendo que físicamente se tiene números de cilindro, cabeza y sector. Esto es, esas subrutinas en lugar de enviar números de cilindro, cabeza y sector para acceder a un sector, pueden enviar un número que lo identifica denominado LBA (Logic Block Address o sea dirección lógica del bloque). Una unidad IDE o EIDE con la opción de operar con CHS o LBA, requiere asignar LBA 0 al cilindro 0, cabeza 0, sector 1. En un disco de 504 MB el LBA del último sector sería 1.065. 456. La técnica LBA permite acceder a unos 2²⁸ sectores (de 0,5 KB), o sea 137 GB en un IDE. El uso de LBA puede implementarse en un BIOS actualizado o en una unidad IDE, y no siempre significa una mejor performance de un disco. Muchos sistemas operativos pueden operar directamente con LBA, pero el DOS y otros sistemas deben usar la geometría CHS.

¿En qué consisten los métodos de grabación MFM y RLL?

Según se expuso antes, una cabeza (bobina) mientras graba magnetiza en la pista grupos de pequeñas partículas microscópicas de óxido de hierro (no una sola), dando lugar a pequeños imanes que originan campos magnéticos en la superficie del disco, cuya polarización (S-N o N-S) depende del sentido de la corriente de la bobina.

Cuando la misma cabeza debe leer, sensa dichos campos, detectando campos magnéticos existentes debidos a imanes enfrentados (norte contra norte, sur contra sur). Vale decir, no detecta si existe o no campo magnético, sino inversiones en el flujo (campo) magnético, cuando se enfrentan dos polos iguales. En una lectura, al pasar la cabeza por cada una de estas inversiones, se genera en la bobina una corriente eléctrica que da lugar a una señal constituida por un breve pulso eléctrico. Los pulsos así generados, al ser decodificados por la electrónica correspondiente, permiten reconstruir la señal que excitó la bobina de la cabeza durante la escritura de la pista, y así decodificar los ceros y unos en el sector leído.

El número máximo de inversiones sucesivas de flujo magnético por centímetro o pulgada cuadrada debe permitir escrituras o lecturas seguras. Está limitado por las características del material magnético, por el ancho del entrehierro, y la sensibilidad de la cabeza.

Para un número máximo dado de tales inversiones, de lo que se trata, en principio, es codificar la mayor cantidad de unos y ceros por centímetro de pista, habiéndose desarrollado para tal fin varios métodos, que implicaron sucesivas mejoras en la densidad de almacenamiento. En todos ellos -como se planteó- en una escritura, cada cambio de nivel de la señal eléctrica que se aplica a una cabeza, produce una inversión en el flujo magnético de la superficie de la pista que está siendo escrita. Por lo tanto, se busca codificar la mayor cantidad de unos y ceros con el menor número de cambios de nivel en dicha señal.

Los tres métodos de codificación que se discutirán tienen en común:

• Los unos y ceros a grabar están separados igual intervalo de tiempo entre sí; y
• Cada bit de valor uno a escribir le corresponde siempre en la pista una inversión del campo magnético; mientras que en correspondencia con cada cero a escribir, no existe ninguna inversión de campo. Pero esta convención sin más no permite en la lectura detectar cuántos ceros sucesivos han sido grabados.

Una codificación emplea inversiones de flujo extras para separar bits, y otra las usa sólo para separar ceros. Estas inversiones usadas para demarcar bits -que en correspondencia requieren cambios de nivel en las señales eléctricas que se aplican a una cabeza- se denominan "clocks", en el sentido que sirven para autosincronismo, a fin de poder determinar tiempos de duración de bits.

En la grabación de disquetes se usa principalmente el método de codificación conocido como MFM (Modulación de Frecuencia Modificada). En los rígidos la técnica anterior se ha reemplazado por otra conocida como RLL ("Run Lenght Limited", traducible como "longitud limitada de ceros corridos" o sea sucesivos), que permite hasta un 50% más de densidad de grabación. Ambas codificaciones son mejoras sucesivas del denominado método de grabación FM ("Frecuencia Modulada").

En la grabación FM se emplea siempre una inversión de flujo antes de cada bit a escribir, sea uno o cero; y además se debe emplear otra inversión por cada bit de valor uno a escribir, inversión que se da a mitad de camino entre la inversión que indica su comienzo y la del comienzo del bit siguiente. 0 sea, que para escribir un uno se requiere dos cambios de nivel en la señal que recibe la cabeza: un cambio para indicar que empieza un bit, y otro para señalar que se trata de un uno.
A diferencia, la escritura de un cero implica sólo un cambio de nivel, para indicar el comienzo de dicho bit, siendo que la ausencia de otro cambio inmediatamente después identifica que se trata de un cero.
La denominación FM se debe a que en la codificación de unos sucesivos, resulta una frecuencia de pulsos mayor que la existente para ceros sucesivos, o sea que existen dos frecuencias distintas para unos y ceros.

Dado que en la codificación FM, para grabar un uno se necesita dos inversiones de campo magnético en la pista, fue reemplazada por la MFM, que pen-nite codificar un wio con una sola inversión de campo, siendo que sólo usa inversión para indicación de comienzo de bit, cuando un cero está precedido por otro cero.

Esta convención permite codificar, como se ejemplifica, la misma secuencia de unos y ceros como la ejemplificada (11111010000) con la mitad de inversiones de flujo que con FM. Por lo tanto en MFM se puede duplicar el número de bits por pulgada de pista, para una cantidad máxima de inversiones posibles por pulgada (que depende del material magnético usado).

Para los discos rígidos de gran capacidad fue necesario aumentar la densidad de grabación, para lo cual se creó la codificación RLL 2,7 que permite con un menor número de inversiones de flujo codificar una mayor cantidad de bits (hasta 50% más que con MFM). A tal fin, una sucesión de bits a escribir se descompone, a partir del primero, en sucesivos grupos de bits.

Esta recodificación el número de unos a grabar, y por ende, inversiones de flujo, siendo que en MFM también se necesitan inversiones cuando hay ceros consecutivos (en RLL sólo se usan para los unos). En nuestro ejemplo, los datos a escribir 11111010000 se descomponen en los grupos 11 11 10 10 000 codificados como 100010000100010000010O. En RLL sólo se produce una inversión de flujo si hay un uno, sin emplear inversiones de comienzo de bit para los ceros en ninguna circunstancia.

La lectura de una pista exige una electrónica sofisticada, como la IDE o SCSI, para determinar correctamente, en función del tiempo transcurrido, cuántos ceros existen entre la detección de dos "unos".

La RLL requiere el doble de los bits originales a escribir, el número de inversiones de flujo es menor que en MFM, resultando en comparación una ganancia en la densidad de bits almacenados, que estadísticamente puede llegar al 50%.

Las siglas 2,7 de la codificación RLL 2,7 resultan de la tabla anterior. Después de un uno puede haber dos ceros como mínimo, y tres ceros como máximo. Antes de un uno como máximo pueden darse cuatro ceros. Por consiguiente, entre dos unos, como mínimo pueden haber dos ceros, y como máximo siete ceros. Ocho o más ceros seguidos, se descomponen en grupos de tres ceros, cada uno codificable como 000100. Existen también las codificaciones RLL 1,7 y RLL 3,9 también conocidas como ARLL (Advanced RLL), que permiten hasta un 90% de ganancia de densidad en relación con MFM.

Discos de cabezas fijas

Son discos que tienen una cabeza individual de lectura/escritura para cada pista, con ello se consigue un tiempo de acceso relativamente bajo, ya que este tiempo viene fijado únicamente por la velocidad de giro del disco. Existen unidades con un sólo plato o con varios platos

Paquetes de discos

Son unidades compuestas por varios platos que giran solidariamente alrededor de un eje común. Las cabezas le lectura/escritura son móviles, existiendo una por superficie. Estas se desplazan simultáneamente a gran velocidad radialmente buscando la pista en que se encuentra el sector que se debe escribir o leer. Todas las cabezas se mueven al unísono, y cada cabeza lee/graba en el sector correspondiente a su superficie, trasfiriéndose la información en paralelo.

En un instante dado, por tanto, se leen/graban las mismas pistas de las distintas superficies. Cada grupo de estas pistas se denomina cilindro de pistas, existiendo tantos cilindros como pistas.

Usualmente las superficies externas no se utilizan para grabar, así una unidad con 6 platos puede utilizar sólo 10 superficies. Existen unidades de paquetes de discos en que éstos son intercambiables.

Discos-cartuchos

Consiste en único plato con dos superficies de grabación. Usualmente estas unidades son duales, es decir, contienen dos subsistemas, uno de ellos con un plato fijo (donde se graba, por ejemplo, el Sistema Operativo del ordenador) y el otro con un plato intercambiable.

Para desmontar el disco intercambiable es necesario esperar a que las cabezas se retraigan y el disco se pare.

Disco duro

Disco duro, en los ordenadores o computadoras, unidad de almacenamiento permanente de gran capacidad. Está formado por varios discos apilados —dos o más—, normalmente de aluminio o vidrio, recubiertos de un material ferromagnético. Como en los disquetes, una cabeza de lectura/escritura permite grabar la información, modificando las propiedades magnéticas del material de la superficie, y leerla posteriormente (La tecnología magnética, consiste en la aplicación de campos magnéticos a ciertos materiales cuyas partículas reaccionan a esa influencia, generalmente orientándose en unas determinadas posiciones que conservan tras dejar de aplicarse el campo magnético. Esas posiciones representan los datos, bien sean una canción, bien los bits que forman una imagen o un documento importante.); esta operación se puede hacer un gran número de veces.

La mayor parte de los discos duros son fijos, es decir, están alojados en el ordenador de forma permanente. Existen también discos duros removibles, como los discos Jaz de Iomega, que se utilizan generalmente para hacer backup —copias de seguridad de los discos duros— o para transferir grandes cantidades de información de un ordenador a otro.

El primer disco duro se instaló en un ordenador personal en 1979; era un Seagate con una capacidad de almacenamiento de 5 MB. Hoy día, la capacidad de almacenamiento de un disco duro puede superar los 50 MB. A la vez que aumentaba la capacidad de almacenamiento, los discos duros reducían su tamaño; así se pasó de las 12 pulgadas de diámetro de los primeros, a las 3,5 pulgadas de los discos duros de los ordenadores portátiles o las 2,5 pulgadas de los discos de los notebooks (ordenadores de mano).

Modernamente, sólo se usan en el mundo del PC dos tipos de disco duro: el IDE y el SCSI (leído "escasi"). La diferencia entre estos Discos duros radica en la manera de conectarlos a la MainBoard.

IDE

Los discos IDE son los más habituales; ofrecen un rendimiento razonablemente elevado a un precio económico y son más o menos fáciles de instalar. Sin embargo, se ven limitados a un número máximo de 4 dispositivos (y esto con las controladoras EIDE, las IDE originales sólo pueden manejar 2).

Su conexión se realiza mediante un cable plano con conectores con 40 pines colocados en dos hileras (aparte del cable de alimentación, que es común para todos los tipos de disco duro). Así pues, para identificar correctamente un disco IDE basta con observar la presencia de este conector, aunque para estar seguros al 100% deberemos buscar unos microinterruptores ("jumpers") que, en número de 2 a 4, permiten elegir el orden de los dispositivos (es decir, si se comportan como "Maestro" o como "Esclavo").

SCSI

Esta tecnología es mucho menos utilizada, pero no por ser mala, sino por ser relativamente cara. Estos discos suelen ser más rápidos a la hora de transmitir datos, a la vez que usan menos al procesador para hacerlo, lo que se traduce en un aumento de prestaciones. Es típica y casi exclusiva de ordenadores caros, servidores de red y muchos Apple Macintosh.

Los conectores SCSI son múltiples, como lo son las variantes de la norma: SCSI-1, SCSI-2, Wide SCSI, Ultra SCSI... Pueden ser planos de 50 contactos en 2 hileras, o de 68 contactos, o no planos con conector de 36 contactos, con mini-conector de 50 contactos...

Una pista para identificarlos puede ser que, en una cadena de dispositivos SCSI (hasta 7 ó 15 dispositivos que van intercalados a lo largo de un cable o cables, como las bombillas de un árbol de Navidad), cada aparato tiene un número que lo identifica, que en general se puede seleccionar. Para ello habrá una hilera de jumpers, o bien una rueda giratoria, que es lo que deberemos buscar.

MFM, ESDI

Muy similares, especialmente por el hecho de que están descatalogados. Su velocidad resulta insufrible, más parecida a la de un disquete que a la de un disco duro moderno. Se trata de cacharros pesados, de formato casi siempre 5,25 pulgadas, con capacidades de 10, 20, 40 o hasta 80 megas máximo.

Introducción

Los disquetes son pequeños discos cuyos platos son flexibles, ya que están constituidos por un material de plástico y son intercambiables.

Hasta hace poco tiempo los disquetes más utilizados eran los de 133 mm, también denominados minidisquetes y actualmente los más empleados son los de 90 mm, también denominados microdisquetes.

La superficie se encuentra protegida por una funda recubierta internamente de un material que facilita el deslizamiento rotacional del plato. En la funda hay una abertura radial que abarca a todas las pistas; a través de esta ventana las cabezas de la unidad de disquetes acceden a la información.

También en el sobre y en el plato hay otro orificio que sirve para que la unidad por medios ópticos tenga una referencia de alineamiento para localizar pistas y sectores.

El centro está abierto con objeto de que el disquete ajuste en el eje de rotación de la unidad de lectura/grabación. En la parte superior del lateral derecho hay una muesca cuadrada, ésta indica que el disquete está preparado para poder grabar en él información, por no estar protegido contra escrituras. Las cabezas actúan en contacto con la superficie del disquete.

La grabación, dependiendo del tipo de unidad, puede efectuarse en una única superficie, es decir, en una sola de las caras, o en doble cara.

También la grabación se puede efectuar en densidad normal (o simple densidad) o doble densidad.

Los disquetes constituyen un elemento excelente para actuar como memoria masiva auxiliar de microordenador personales. Esto se debe a su relativo bajo precio, a ser un dispositivo de acceso directo y a su gran velocidad.

Disquete o Disco flexible, en ordenadores o computadoras, un elemento plano de molar recubierto con óxido de hierro que contiene partículas minúsculas capaces de mantener un campo magnético, y encapsulado en una carcasa o funda protectora de plástico. La información se almacena en el disquete mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco, que altera la orientación magnética de las partículas. La orientación en una dirección representa el valor binario 1, y la orientación en otra el valor binario 0.

Dependiendo de su capacidad, un disco de este tipo puede contener desde algunos cientos de miles de bytes de información hasta un millón. Un disco de 3½ pulgadas encerrado en plástico rígido se denomina normalmente disquete pero puede llamarse también disco flexible.

Manejo y Cuidado de los Disquetes

Se debe tener cuidado con los disquetes porque los pequeños rasguños, polvo o partículas pueden hacer inusuales la información.

• No tocar la superficie gravable.
• Mantener alejado el disquete de campos de fuentes magnéticas, como por ejemplo calculadoras, teléfonos, etc.

Estructura del Disco Flexible

El soporte magnético de un disco flexible está constituido por material magnético depositado sobre un soporte circular de plástico llamado "Mylar", el cual es flexible y de alta calidad. El material magnético puede cubrir una o las dos caras del soporte.

Organización de un Disquete

Se puede establecer cierto paralelismo entre el disquete y el disco de música, este ultimo almacena la música grabada en el surco espiral de la superficie de plástico; el disco flexible almacena los datos en forma .de señales magnéticas en la superficie.

¿Cómo están construidos, protegidos, y se accede a los discos flexibles?

Un disco flexible o "disquete" o "floppy", como quiera llamarse, consiste en un disco de material plástico tipo mylard, cubierto con una capa de material magnetizable en ambas caras. Está contenido en un sobre que sirve para protegerlo del polvo, rayaduras, huellas digitales y golpes.

Los disquetes son removibles de la disquetera (designadas A ó B) en la que están insertados.

Cuando un disquete se introduce en una disquetera, puede ser accedido en cualquiera de las dos- caras por la correspondiente cabeza, pero una sola cara será leída o escrita por vez. Mientras no se dé una orden de escritura o lectura, el disquete no gira, y las cabezas no tocan sus caras. Si tal orden ocurre, luego de una espera de casi medio segundo, para que tome velocidad, el disco gira (a razón de 300 r.p.m. en el interior del "sobre" protector, con la consiguiente elevación de temperatura). Sólo gira mientras lee o escribe, rozando entonces cada cabeza la pista accedida. Esto, sumado a las partículas de polvo siempre presentes, hace que la vida útil de un disco flexible común sea corta en comparación con la de un disco rígido.' La flexibilidad de un disquete ayuda a que no sea afectado cuando las cabezas tocan sus caras. Se estima que la información almacenada en un disquete puede mantenerse con seguridad en el mismo durante 3 ó 4 años, siendo conveniente re-escribirla una vez por año, pues la magnetización de las pistas se va debilitando con el tiempo.

Un disquete no debe exponerse al calor, campos magnéticos (de transformadores, fotocopiadoras, teléfono, monitor), ni ser doblado. Las etiquetas deben escribirse antes de ser adheridas.

Los disquetes de 5 ¼ pulgadas conocidos como "floppys" están contenidos en un sobre cuyo interior está recubierto por una capa de teflón para disminuir los efectos del rozamiento.

El sobre presenta aberturas para distintos fines. Las aberturas de lectura/ escritura permiten que, dentro de la disquetera, la cabeza correspondiente a cada cara pueda acceder a cualquier pista de la misma. El agujero central servirá para que en la disquetera un eje ("spindle") lo tome y haga girar. Si se cubre con cinta adhesiva la muesca de protección contra escritura, no podrán grabarse nuevos datos en los archivos almacenados por accidente o error. En estas condiciones el disquete sólo puede ser leído.

Al girar un disquete, cada vez que coincide un agujero existente en el mismo con otro agujero "índice" del sobre, es indicación de comienzo de cualquier pista que se quiera escribir o leer.

Existen distintos tipos de discos de 5 ¼" de distinta capacidad, antes descriptos.

El disquete de 3 ½ pulgadas, está dentro de un sobre de plástico rígido que lo protege mejor del polvo, humo, etc. Este en su parte superior tiene un obturador de protección con resorte, que dentro de la disquetera de 3 ½" se abre, para que las dos cabezas accedan al disco flexible.

Estas mejoras hacen que los disquetes de 3 ½" duren más que los de 5 ¼". La protección contra escritura indebida se realiza con otro obturador de dos posiciones, deslizable por el usuario según indican dos flechas que vienen dibujadas en el plástico. Si el pequeño agujero cuadrado está abierto, el disquete está protegido; si se lo ve cerrado, el disquete podrá escribirse. En ambos casos siempre podrá leerse.

¿Cómo es una pista y un sector de disquete?
La unidad funcional de copia o lectura son los sectores. Así cada vez que se copia de un disco a otro una determinada información, esta se copiara sector a sector. Entre sector y sector existen unas separaciones llamadas GAPS que facilitan el movimiento de la cabeza de lectura escritura. El campo de datos es de 512 bytes, y es de donde se lee o escribe datos o información.

¿Cómo se localiza un sector de disco/disquete y por que se dice que es direccionable?
Durante una operación de entrada/salida, el controlador de la unidad de disco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la pista donde esta ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el numero de sector dentro de la pista. Dichos números en ingles conforman un CHS.

En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de un disco. El controlador ordenara activar para escritura/lectura solo la cabeza de la cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el cilindro seleccionado. Al comienzo de cada sector de un disco están escritos dichos tres números de CHS, formando un numero compuesto, que es su "dirección", necesario para localizarlo, direccionarlo o como quiera decirse. Por esto se dice que un disco/disquete es de acceso direccionable.

¿ Que son los tiempos de posicionamiento, latencia y acceso en un disco o disquete?
Para acceder a un sector que esta en una cara de un disco, primero el cabezal debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde se encuentra dicho sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sector quede debajo de la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos:
1.El brazo con la cabeza correspondiente a esa cara se sitúa en pocos milisegundos directamente sobre el cilindro seleccionado, o sea sobre la pista del cilindro correspondiente a esa cara.
2.Una vez que la cabeza se posiciono sobre dicha pista, los sectores de esta desfilaran debajo de esa cabeza. Cada uno es leído hasta encontrar aquel cuyo numero coincida con el enviado a la controladora, en cuyo caso su campo de datos será escrito o leído. Este se denomina tiempo de latencia.

Como funciona una unidad de disco de 3’5 pulgadas

1. Cuando inserta un disco de 3’5 pulgadas en la unidad, este presiona contra un sistema de palancas. Una palanca abre la protección metálica para exponer la galleta, el disco cubierto a cada lado por un material magnético que permite registrar información.
2. Otro movimiento de palancas y engranajes mueven dos cabezas de lectura / escritura hasta que casi tocan el disco por ambos lados. Las cabezas, que son electroimanes minúsculos utilizan impulsos magnéticos para cambiar la orientación de las partículas metálicas incorporadas en el revestimiento del disco.
3. La tarjeta de circuito impreso de la unidad de disco recibe señales de la placa controladora incluyendo instrucciones e información para escribir en el disco. La tarjeta de circuito impreso traduce las intrusiones en señales que controlan el movimiento del disco y de las cabezas de lectura y escritura
4. Si las señales incluyen instrucciones para escribir la información en el disco, la tarjeta de circuito impreso chequea primero para que no es visible ninguna luz a través de una pequeña ventana de protección en una esquina del alojamiento del disco. Si la ventana esta abierta y el rayo de un diodo emisor de luz puede ser detectado por un fotodiodo, la unidad sabe que el disco esta protegido contra escritura y rehúsa registrar nueva información.
5. Un motor localizado debajo del disco gira un eje que ajusta una muesca en el conector del disco, causando el giro de este
6. Un motor mueve un segundo eje que tiene un corte longitudinal en forma de espiral. Un brazo añadido a las cabezas de lectura / escritura queda dentro queda dentro del eje longitudinal en espiral. Cuando el eje vuelve, el brazo se muevo hacia atrás y hacia delante, según la ubicación de las cabezas de lectura / escritura sobre el disco.
7. Cuando las cabezas están en la posición correcta, los mismos impulsos eléctricos crean un campo magnético en una de las cabezas para escribir la información ya sea en la superficie inferior o superior del disco. Cuando las cabezas están leyendo información, reaccionan ante campos magnéticos generados por las partículas metálicas en el disco.

¿Qué funciones cumple una unidad de disquetes ("Floppy Disk Drive")?

Anteriormente se hizo mención al posicionamiento de las cabezas sobre el cilindro al cual se quiere acceder cuando el disquete está girando, y a las corrientes eléctricas que circulan en la cabeza que está escribiendo o leyendo, etc.

Estas acciones básicas de la "unidad de disquete" o "disquetera" ("drive" A 0 B) sirven a su objetivo de escribir o leer una pequeña superficie (sector) del disquete inserto en este periférico. Para tales acciones la disquetera presenta en esencia:

• Mecanismos de sujeción y eyección del sobre protector (con el botón frontal), y para desplazar la ventana de protección.
• Motor para girar el disco.
• Otro motor "paso a paso"', para hacer avanzar de pista en pista (de un cilindro al siguiente), a la armadura que porta las dos cabezas. Las cabezas así se mueven en movimiento radial rectilíneo -hacia delante o atrás- hasta el cilindro seleccionado.
• Sensores para detectar presencia de disquete, y si está protegido contra escritura en su cubierta.
• Bus de conexión a su interfaz, conocida como "controladora".
• Circuitos que constituyen la electrónica de este periférico, para accionar los elementos anteriores, conforme a las señales eléctricas que recibe de la controladora (interfaz) de las disqueteras (A y B), a través de conductores del bus de conexionado citado.

Las señales que llegan a la disquetera desde la interfaz ordenan, entre otras acciones:

• Poner en marcha el motor de giro de la unidad seleccionada (sea la A ó B).
• Posicionar (mediante el motor paso a paso) la armadura en un determinado cilindro del disquete.
• Seleccionar cuál de las dos cabezas se activará.

A su vez por cables de dicho bus de conexión, la electrónica puede enviar hacia la interfaz señales, como:

• Aviso de inicio de pista (cuando el agujero correspondiente del disquete coincide con el del sobre).
• Aviso de escritura protegida.
• Aviso que datos leídos son enviados a la interfaz.

Como resultado de estas señales, si todo está en orden, puede tener lugar la transferencia serie de bits leídos en un sector de un disquete hacia la interfaz (o en sentido contrario en una escritura de un sector) a través de uno de los cables del bus de conexión citado.

La interfaz intercambia datos en seria y señales con la electrónica de la unidad de disquete. En una escritura desde memoria y pasando en paralelo a través del bus de datos, llegaran por ADM al port de datos de la interfaz, cada uno de los bytes a escribir. Y en una lectura por dicho port pasaran cada uno de los bytes de datos del sector leído, con un rumbo a la memoria principal, vía el bus. A la controladora le llegan comandos que ordenan escribir o leer un sector, del cual se inician sus números de CHS.

Después de recibir estos comandos, la interfaz realiza las siguientes acciones de control:

• Traduce dichos comandos en señales destinadas a la electrónica de la disquetera. Primero para activar el motor de giro del disquete, y para que el eje del motor "paso a paso" gire n sucesión de ángulos iguales, en correspondencia con los cuales el cabezal pasa de un cilindro a otro, hasta posicionarse en el cilindro ordenado
• Indican a la electrónica de la disquetera el numero de sector buscado. Mientras gira el disquete, una de las dos pistas del cilindro accedido será leída por la cabeza indicada por el comando, hasta localizar el sector buscado. Para la cual, dicha cabeza lee los números identificatorios (CHS) de cada sector que encuentra en la pista que accedió, los cuales son transmitidos a la controladora.

Diseño de los disquetes de 5 ¼

Están compuestos por una lamina de poliéster (plástico flexible) de forma circular, recubierta por una película de material magnetizable.

La lamina de poliéster impregnada en la película magnética, esta cubierta con una funda flexible, normalmente cloruro de vinilo, en cuyo interior se encuentra un forro especial que sirve para proteger el disco del polvo y en cierta medida del calor y la humedad.

Hay una especie de ranuras él la conformación del disquete:

*Una ventana central en donde la unidad atrapa al disquete

*Un agujero de lectura-escritura, normalmente ovalado donde la cabeza lectora se instala.

*Cerca de la abertura central se encuentra el orificio índice que permite detectar a la unidad de disco el inicio del índice del disquete.

*Dos muescas de descarga junto a la abertura de lectura-escritura para asegurar que la funda no se deforme.

*Una ranura de protección de escritura, depende si se tapa la ranura no se puede escribir y si no se puede reescribir.

Grabación de datos:

En los disquetes los datos se graban en series de círculos concéntricos a los que denominamos "pistas", por lo tanto la superficie de un disco queda subdivididas en pistas. Las pistas a su vez se dividen en sectores. El numero de sectores que exista en un disquete dependen del tipo de disco y su formateo, todos los disquetes tienen dos caras, en las que se puede leer y escribir. Como en ambas existen pistas al conjunto de pistas se lo denomina "cilindro".

Cuando mezclamos todos estos conceptos, cara, pistas, tamaño del sector, obtenemos lo que se denomina "capacidad de almacenamiento" que es la multiplicación de todos estos términos:

Capac. Almac.= Nro. pistas x Nro. de sectores x Nro. de caras x Nro. de bytes/sector

Disquetes 3 ½

Tiene prácticamente el mismo mecanismo que el de 5 ¼ , pero es diferentes en tamaño (físico y en Kbytes) la funda es de plástico rígido con una pestaña corrediza en un borde que al entrar a la unidad de disco esta se corre automáticamente.

Almacenamiento en disquetes

El método de grabación magnética es el mismo que emplean todas las variedades de cinta magnética: casetes de música, de vídeo, etc..

La base de esta clase de grabación es la propiedad de magnetización que tienen algunos materiales, tales como el hierro.

La superficie de los discos que contienen una superficie delgada de material magnético, se trata como si fuera una matriz de posiciones de puntos, cada uno de los cuales es un bit que se activa al equivalente magnético de 0 y 1 (magnetizado o desmagnetizado, respectivamente). Como las posiciones de estos puntos no están predeterminadas, necesitan unas marcas que ayuden a la unidad de grabación a encontrar y comprobar dichas posiciones.

Otro concepto importante en los discos magnéticos es el procedimiento de acceso a su información que debe ser lo suficientemente rápido, si escuchamos un casete de música podríamos decir que el acceso es lineal por que no podemos llegar rápidamente al final de la cinta en los discos flexibles es totalmente diferente ya que existen dos movimiento que facilitan el acceso rápido, el primero de ellos es el de rotación en el que se emplea muy poco tiempo, con una velocidad aproximada de 300 r.p.m. en un disquete. El otro es el desplazamiento tangencial para ir a la posición deseada, por esto se denomina de "almacenamiento aleatorio" por que