Discos Duros (página 2)

Estos cabezales no llegan a tocar al disco, aún
cuando la distancia que los separa es de unas 3 o 4
micropulgadas. Tienen la función de
generar señales
eléctricas que alteren los campos magnéticos del
disco, formando así la información.

La distancia que separa al cabezal con el disco
determina la cantidad de datos que
podrá contener, es decir cuanto menos estén
separados, mayor cantidad de datos podrá
albergar.

Cada cara del plato o superficie del disco se encuentra
dividida en un número determinado de anillos
concéntricos, denominados pistas, la cantidad de estas
pistas depende de la sensibilidad de las partes mecánicas
del interior del disco.

Cada pista esta numerada desde el cero a más
según se avance hacia el centro del disco.

Al hablar de pistas se habla también de
cilindros, es decir el número de pistas por superficie es
igual al número de cilindros, debido a que si el brazo
posicionador se encuentra en una determinada pista, este se
encuentra en la misma pista de todos los discos y al conjunto de
todas esas pistas se denomina cilindro.

Las pistas están divididas en sectores, los
cuales tienen la misma cantidad de datos 512 bytes, pero estas
pistas no siempre tienen la misma cantidad de sectores, esto
dependerá de la longitud de la pista, por ejemplo las
pistas externas tienen mayor longitud y por ende un número
mayor de sectores con respecto a las pistas internas las cuales
tienen menos sectores.

Justamente la grabación de zona de bit ZBR
consiste en colocar un número distinto de sectores por
pista en una superficie.

Estos sectores se agrupan en clusters o
unidades de asignación y son la menor unidad de
información que puede leer o escribir un disco duro, se
enumeran desde el 1.

INTERFACES

La controladora es un componente electrónico de
vital importancia ya que es la que gestiona o controla la
transferencia de datos entre el sistema y el
disco, y además se encarga de ver en que formato se
almacenan los datos, la tasa de transferencia de datos, la
velocidad,
etcétera.

A continuación trataremos los tipos de interfaces
que existieron y por supuesto las que existen:

ST506

Al inicio los discos duros
eran gestionados o controlados por controladoras ST506 y dentro
de ellas se implementaron dos sistemas para el
almacenamiento de
datos como son MFM (Modified Frequency Modulation) y RLL (Run
Length Limited) cuya diferencia es a nivel interno, como mayor
almacenamiento de datos, en un 50% más, y mayor tasa de
transferencia por parte de RLL, aunque los dos tenían la
misma velocidad de rotación de 3600 rpm.

Esta interfaz lograba dar una máxima
transferencia de datos de medio mega por segundo y una capacidad
también máxima de 120 MB, mediante el sistema
RLL.

En la actualidad esta interfaz se encuentra
desfasada.

ESDI

Es una interfaz mejorada para dispositivos
pequeños "Enhanced Small Devices Interface", en la cual
una parte de la sección decodificadora de la controladora
se encontraba implementada dentro de la unidad lo que
permitió aumentar la tasa de transferencia de datos hasta
2,5 MB/seg.

Esta interfaz tenía una capacidad no mayor a 630
MB, y se le trató como una tecnología de
transición, actualmente ya no se utiliza.

IDE

Iniciales de "Integrated Drive Electronics", y como su
nombre lo dice, la controladora se encontraba implementada en el
propio disco duro.

Con esta interfaz apareció el término ATA
(AT Attachment) la cual consiste en un número determinado
de normas que se
tienen que tener en cuenta para la fabricación de unidades
de este tipo.

Con esta interfaz se logró alcanzar una tasa de
transferencia de 4 MB/seg. y una capacidad no mayor a 528
MB.

Pero fue presentando algunos inconvenientes, a parte de
su capacidad, como el número limitado de unidades IDE que
podían coexistir en el sistema (2), y la tasa de
transferencia que poco a poco se iba quedando atrás ante
la demanda
creciente.

EIDE

Esta interfaz llamada también IDE mejorado, tiene
una capacidad máxima de 8,4 GB y su tasa de transferencia
empieza desde los 10 MB/seg., dependiendo del modo de
transferencia usado.

Para poder lograr
esta mejora en la capacidad se implementaron dos sistemas de
traducción de sector denominados ECHS
extendido y LBA (direccionamiento de bloque lógico) que
consisten en traducir los valores
falsos que se les da al número de cilindros, cabezas y
sectores, ya que sin estos valores
fingidos la BIOS no puede
direccionarlos, logrando de esta manera acceder a capacidades
superiores.

Otra mejora que presenta esta interfaz es el
número de unidades que pueden coexistir en el sistema
(4).

ECHS divide el número de cilindros por un entero
y multiplica el número de cabezas por el mismo
número entero, pasando los valores de ECHS del disco al
sistema
operativo, normalmente en número entero es
2.

LBA asigna a cada sector un único número
empezando por cero y terminando con el total de sectores en el
disco menos 1. Es similar a ECHS pero en lugar de traducir la
geometría lógica,
la traducción se realiza directamente al número de
bloque lógico (un número de sector).

SCSI

Iniciales de "Small Computer System Interface", esta
interfaz es mejor en muchos aspectos que EIDE, pero casi siempre
es usada en el ámbito profesional, debido a que permite
mayor rendimiento, flexibilidad y fiabilidad además de dos
resaltantes desventajas por las cuales no es muy utilizada, como
son la no sencillez a la hora de configurarla y su alto precio
comparada con EIDE, y dentro de las ventajas se puede hablar
sobre el número de unidades que soporta que es de hasta 7
dispositivos SCSI (además de la controladora) en su
versión más sencilla, su independencia
del bus del
sistema, evitando así las limitaciones que pueda presentar
el bus del PC, su portabilidad, su inteligencia,
es decir que cada dispositivo SCSI posee su propia ROM, entre
otros.

Los discos duros suelen estar diseñados para
utilizar una sola interfaz, salvo los discos externos que pueden
admitir tanto la interfaz USB como la
Fireware.

Para elegir una buena interfaz de disco duro se
debe tener en cuenta tres aspectos principales: el rendimiento,
la portabilidad y la interfaz incorporada.

TASA DE
TRANSFERENCIA DE DATOS

Es una medida de la cantidad de datos a que el sistema
puede acceder durante normalmente un segundo, esta determinada
por la tasa de transferencia externa y la interna. Estas tasas
varían en relación con la densidad de datos
del disco, la velocidad de giro del disco y la ubicación
de los datos.

Realmente consiste en la velocidad con la que son
transferidos los datos al PC, claro está, después
de haberlos encontrado.

Para encontrar los datos, el disco duro sigue una serie
de pasos, los cuales determinarán en parte la velocidad
con la que puede encontrar y leer un sector; lo cual es tema del
apartado descrito a continuación .

TIEMPO DE ACCESO

Es la suma del tiempo de
búsqueda o de latencia, que es el tiempo necesario para
que la cabeza se coloque sobre una pista, y del período de
latencia rotacional que es el tiempo de espera para que el sector
gire y aparezca bajo la cabeza.

El tiempo de latencia es mayor al período de
latencia, normalmente expresado en milisegundos (ms),
varía según el número de pistas que tengan
que recorrer las cabezas.

Una medida habitual de una búsqueda media es el
tiempo que el sistema necesita para recorrer un tercio del
disco.

Este tiempo de búsqueda o de latencia ya viene
incorporado en el disco así que no hay manera de
mejorarlos.

El período de latencia rotacional también
se suele expresar en milisegundos y depende de la velocidad de
giro en forma inversa.

RENDIMIENTO DE UN DISCO DURO

Los discos duros se caracterizan por ser lentos, y para
mejorar su rendimiento de una manera considerable, se hace uso de
la caché ya que esta reduce la cantidad de datos que
tienen que pasar a través de la zona conocida como cuello
de botella es decir de un medio rápido a un medio
lento.

El funcionamiento de la caché del disco consiste
en utilizar la velocidad de la memoria
para reforzar la velocidad efectiva del disco, esta memoria
caché se encuentra contenida en los chips de memoria y
normalmente es de unos pocos megabytes.

También se hace mención del trabajo que
realiza el buffer de la caché, la cual actúa como
una zona para poder albergar una o más pistas, el cual
puede ser efectivo para acelerar los tiempos de rendimiento y de
acceso.

Para cambiar el nivel de rendimiento del disco duro se
han dejado de lado los modos PIO debido a que estos tienen tasas
de transferencia mucho más bajas que las de los discos
duros actuales (la más alta es de 16,1 MBPS), y en
cambio se ha
optado por la utilización de los DMA que es una forma
mucho más efectiva de acelerar la transferencia de datos a
y desde un disco duro.

Las últimas versiones de DMA pueden transferir
datos de hasta 133 MBPS.

INFORMACIÓN DENTRO DE LOS DISCOS
DUROS

A parte de las zonas a las que accedemos cuando hacemos
uso de los datos contenidos en los discos duros, existen zonas
referidas o que contienen a la información de control, y una de
esas zonas contiene al código
de corrección de errores (ECC), la cual ya viene integrada
en los discos modernos, este permite a la controladora detectar
si han aparecido errores en los datos y esta detección de
errores se realiza cuando la controladora vuelve a leer la
información que escribió en el disco.

La mayoría de los ECC utilizan el algoritmo
Reed-Solomon; su complejidad es proporcional al tiempo de
cálculo
que emplea y la robustez es proporcional al número de bits
asociados con un sector para ellos (más de 200 bits de
código para cada sector).

Gómez Guerrero, Melissa Diana