DISCOS DUROS
¿QUE ES UN DISCO DURO O HARD DISK DRIVE?
Un disco duro es un dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales en el cual se guardan todo el software del ordenador (sistema operativo,programas,fotos,documentos etc.....).
Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada.
Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos. Es memoria no volátil.
ESTRUCTURA LÓGICA
Dentro del disco se encuentran:
- El registro de arranque principal (Master Boot Record, MBR), en el bloque o sector de arranque, que contiene la tabla de particiones.
- Las particiones de disco, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
El sector de arranque es el primer sector de todo disco duro (cabeza 0, cilindro 0, sector 1). En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa master de inicialización, llamado también Master Boot. Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa. Si no existiese partición activa, mostraría un mensaje de error. Si tenemos instalado el sistema operativo linux, este instala un menú de arranque en este sector para elegir con que partición arrancar.
El espacio particionado es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición. El espacio no particionado, es espacio no accesible del disco ya que todavía no ha sido asignado a ninguna partición.
Podemos crear como máximo cuatro particiones primarias (podremos instalar hasta cuatro sistemas operativos si queremos).
El caso más sencillo consiste en un sector de arranque que contenga una tabla de particiones con una sola partición, y que esta partición ocupe la totalidad del espacio restante del disco. En este caso, no existiría espacio sin particionar, aunque lo aconsejable es por lo menos dos particiones para que en caso de formatear no perdamos toda la información de interés
ESTRUCTURA FÍSICA
Dentro de la unidad de disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 o 7 según el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posición de la superficie de los platos.
Cada plato necesita un brazo y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas.
Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta película).
Si alguna de las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto un disco de 3,5 pulgadas).
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| Disco rayado por Cabeza |
Funcionamiento mecánico
Un disco duro suele tener:
Platos: en donde se graban los datos,se fabrican de aluminio,cristal y cerámica.
Cabezal: de lectura/escritura.
Motor: que hace girar los platos.
Electroimán: que mueve el cabezal.
Circuito electrónico de control:que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.
Caja: que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.
Direccionamiento
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
- Plato:el plato o disco es el componente principal de un disco duro: es un disco circular en el que se almacenan datos en formato magnético.
- Cara: cada uno de los lados del plato.
- Cabezal: números de cabeza o cabezal por cara.
- Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista cero (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 no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque la IDEMA ha creado un comité que impulsa llevarlo a 4 KiB. 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 grabación de bits por zonas (Zone Bit Recording, ZBR) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro.
- Sector geométrico: son los sectores contiguos pero de pistas diferentes.
- Clúster: es un conjunto de sectores.
TIPOS Y TAMAÑOS DE DISCOS DUROS
Los tamaños estandarizados actualmente: 3,5 " los modelos para PC y servidores, 2,5 " los modelos para dispositivos portátiles.
Todos se comunican con la computadora a través del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizado.
Los más comunes hasta los años 2000 han sido IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en adelante ha ido masificándose el uso de los Serial ATA. Existe además FC (empleado exclusivamente en servidores).
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| INTERFAZ IDE-ATA |
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| INTERFAZ SCSI |
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| INTERFAZ FC |
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del formato empleado.
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