Discos duros (página 2)

2.
Características físicas

En esta imagen podemos
apreciar las diferencias de los primeros discos duros
con lo actuales. El primer disco duro
tenia una capacidad de 10Mbytes y era bastante grande comparado
con los actuales discos duros.

Las unidades de disco duro pueden adquirirse en formato
de 3,5 o de 5,25 pulgadas, aunque también existen de 2
pulgadas para los ordenadores portátiles y otros
tamaños especiales para otros dispositivos, que pueden
alcanzar capacidades muy elevadas (varios cientos de
).

A diferencia de las unidades de disquete y de otros
dispositivos de almacenamiento,
las unidades de disco duro están, por así decirlo,
lacradas. El medio portador de datos no puede
ser extraído (los platillos o discos internos), por ello,
el término común de disco duro suele hacer
referencia a la unidad en su conjunto (carcasa exterior y
componentes internos).

3.
Partes de un disco duro

Un disco duro está formado por una serie de
discos o platillos apilados unos sobre otros dentro de una
carcasa impermeable al aire y al polvo.
Son de aluminio y van
recubiertos de una película plástica sobre la que
se ha diseminado un fino polvillo de óxido de hierro o de
cobalto como material magnético.

Los más comunes son los platillos de 3,5 pulgadas
(8,9 cm). Cada disco tiene dos caras ya cada una de ellas le
corresponde una cabeza de lectura /
escritura
soportada por un brazo. En la práctica, estos brazos
situados entre dos platillos contienen dos cabezas de lectura /
escritura. La palabra cabeza se utiliza para designar a una cara.
Así, se dirá por ejemplo, que un disco de siete
platillos donde se emplean todas las caras, tiene catorce
cabezas.

La superficie de los platillos se divide en pistas
concéntricas numeradas desde la parte exterior empezando
por la pista número 0. Cuántas más pistas
tenga un disco de una dimensión determinada, más
elevada será su densidad, y por
tanto, mayor será su capacidad.

Todas las cabezas de lectura / escritura se desplazan a
la vez, por lo que es más rápido escribir en la
misma pista de varios platillos que llenar los platillos uno
después de otro. El conjunto de pistas del mismo
número en los diferentes platillos se denomina
cilindro.

Así por ejemplo, el cilindro 0 será el
conjunto formado por la pista 0 de la cara 0, la pista 0 de la
cara 1, la pista 0 de la cara 2, la pista 0 de la cara 3, etc. Un
disco duro posee, por consiguiente, tantos cilindros como pistas
hay en una cara de un platillo.

Las pistas están divididas a su vez en sectores
con un número variable de 17 a más de 50. Estos
sectores poseen varios tamaños: los situados más
cerca del centro son más pequeños que los del
exterior, aunque almacenan, sin embargo, la misma cantidad de
datos, 512 bytes. La densidad, pues, es mayor en los sectores
internos que en los externos.

Los discos duros más modernos que utilizan un
procedimiento
denominado Zone-bit-recording colocan un número de
sectores distinto en función
del diámetro de la pista.

En los discos duros más antiguos el número
de sectores es el mismo para cada pista. Seria lógico
pensar que todos los discos duros tienen un número par de
cabezas ya que hay un número par de caras de los
platillos. Sin embargo, en la práctica, una cara de un
platillo puede contener informaciones específicas que
sirven para el posicionamiento
de las cabezas.

Por este motivo, hay discos que tienen un número
impar de cabezas. De igual forma, es posible reservar
también uno o varios cilindros.

4. Como
funciona un disco duro

• Una caja metálica hermética protege los
  componentes internos de las partículas de polvo; que
  podrían obstruir la estrecha separación entre las
  cabezas de lectura / escritura y los discos, además de
  provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un
  surco en el revestimiento magnético de un
  disco.
• En la parte inferior de la unidad, una placa de
  circuito impreso, conocida también como placa lógica, recibe comandos del
  controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el
  sistema
  operativo. La placa lógica convierte estos comandos en
  fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las
  cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los
  discos. La placa también se asegura de que el eje
  giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad
  constante y de que la placa le indique a las cabezas de la
  unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un
  disco IDE (Electrónica de Unidades Integradas), el
  controlador de disco forma parte de la placa
  lógica.
• Un eje giratorio o rotor conectado a un motor
  eléctrico hacen que los discos revestidos
  magnéticamente giren a varios miles de vueltas por
  minuto. El número de discos y la composición del
  material magnético que los recubre determinan la
  capacidad de la unidad.
• Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupo de
  brazos de las cabezas de lectura / escritura a lo largo de las
  superficies de los platos con suma precisión. Alinea las
  cabezas con las pistas que forman círculos
  concéntricos sobre la superficie de los
  discos.
• Las cabezas de lectura / escritura unidas a los
  extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo
  largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las
  cabezas escriben en los discos los datos procedentes del
  controlador de disco alineando las partículas
  magnéticas sobre las superficies de los discos; las
  cabezas leen los datos mediante la detección de las
  polaridades de las partículas ya alineadas.
• Cuando el usuario o su software le
  indican al sistema
  operativo que lea o escriba un archivo, el
  sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las
  cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación
  de archivos de la
  unidad. El sistema operativo lee la FAT para determinar en que
  Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas
  del disco están disponibles para albergar un nuevo
  archivo.
• Un único archivo puede diseminarse entre
  cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de
  varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un
  archivo en los primeros Cluster que encuentra enumerados como
  libres en la FAT. Esta mantiene un registro
  encadenado de los Cluster utilizados por un archivo y cada
  enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene
  otra parte mas del archivo. Una vez que los datos de la FAT han
  pasado de nuevo al sistema operativo a través del
  sistema electrónico de la unidad y del controlador del
  HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que
  omita la operación de las cabezas de lectura / escritura
  a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o
  escribiendo los Cluster sobre los discos que giran
  después de las cabezas. Después de escribir un
  nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar
  las cabezas de lectura / escritura a la FAT, donde elabora una
  lista de todos los Cluster del archivo.

Direccionamiento

Cilindro, Cabeza y Sector

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
actual 512 bytes. Antiguamente el número de sectores por
pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio
significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden
almacenarse más sectores que en las interiores.
Así, apareció la tecnología ZBR
(grabación de bits por zonas) que aumenta
el número de sectores en las pistas exteriores, y usa
más eficientemente el disco duro.

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

Luque Vera, Christian

Universidad Nacional Mayor de San Marcos.