viernes, 28 de mayo de 2010

QUE ES UN DISCO DURO

• Un disco duro o disco rígido es un dispositivo no volátil, que conserva la información aun con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital. Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.
• Como funciona: Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; 2. En la parte inferior 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. 3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. 4. 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. 5. 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. 6. 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, o FAT en DOS (VFAT en Windows 95). 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. 7. 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.
• PRINCIPALES CARACTERISTICAS:




Son varias las características que influyen en el funcionamiento de un disco duro.

Algunas de estas características son indiferentes al tipo de ordenador que tengamos, pero otras sí que pueden ser determinantes para el buen funcionamiento del disco o incluso para que sea reconocido o no.

Como ya sabemos, un disco duro consta de varias partes. Estas son:

- Carcasa: Normalmente de aluminio, aunque puede ser de otro material mientras que tenga la suficiente resistencia.

- Placa de circuitos: Que es donde se integran los componentes electrónicos del disco duro.

- Conectores: Son los encargados de conectar el disco duro a la placa base y a la fuente de alimentación. Estos conectores pueden ser de varios tipos, dependiendo del tipo de disco duro del que se trate (IDE o SATA) y del tamaño del disco (de 3.5’’ o de 2.5’’).



- Motor: Encargado de hacer girar los discos magnéticos.

- Motor electro magnético: Encargado de mover y posicionar los cabezales.

- Cabezales: Son los encargados de leer y de escribir en los discos magnéticos.

- Discos magnéticos: Son los discos donde se grana la información.



Bien, de estas partes o elementos tan solo son vinculantes al tipo de ordenador los conectores, que a su vez vienen determinados por el tipo de disco duro que estemos utilizando.

Pero además de las partes ya vistas hay otra serie de factores que influyen en el comportamiento y velocidad del disco:

- Velocidad de giro: Es la velocidad a la que giran los discos magnéticos. La velocidad normal de giro de los discos duros actuales está en 7200 rpm, pero es normal encontrar discos más lentos en 2.5’’, que giran a 5400 rpm. En discos profesionales la velocidad de giro puede llegar a las 10000 rpm o incluso las 15000 rpm.
Este parámetro influye en la velocidad de acceso al disco, aunque en los discos de 2.5’’ se compensa en buena parte por el menor diámetro de los discos magnéticos.

- Velocidad de desplazamiento de los cabezales: La velocidad de desplazamiento y posicionamiento de los cabezales es altísima, ya que tienen que realizar cientos de operaciones por segundo.

- Densidad de los discos magnéticos: Este parámetro influye en la cantidad de sectores que pueda contener un disco magnético, ya que el tamaño de éstos es fijo (3.5’’ en los discos para ordenadores de escritorio y 2.5’’ en los discos para ordenadores portátiles). En este sentido se ha avanzado bastante, lo que ha permitido hacer discos de mayor capacidad, imposibles hace tan sólo unos años, ya que hubiera forzado a hacer discos duros de una gran altura, al tener que llevar un alto número de discos magnéticos.

Este parámetro está muy ligado con el anterior, ya que una mayor densidad del disco magnético, y por lo tanto un mayor número de sectores en su estructura, obliga a un número mayor de desplazamientos de los cabezales y a que estos desplazamientos sean más rápidos y a la vez sumamente precisos.

Otro parámetro muy importante es la velocidad de transmisión de esos datos al resto del sistema. En este parámetro podemos incluir los diferentes tipos de discos duros existentes.

Atendiendo a su tipo de conexión podemos encuadrarlos en tres grupos:

IDE:

Dentro de este grupo, que ha sido el más utilizado hasta hace tan solo uno o dos años, se encuadran los discos del tipo ATA/PATA.
En cuanto a las velocidades de estos discos, han ido aumentando a través de los años, y sin las siguientes:

- ATA-1, utilizado en los primeros discos duros. Soportaba solamente el modo PIO.

- ATA-2, que soporta por primera vez transferencia rápida de datos y modo DMA.

- ATA-3, que es una evolución muy mejorada del ATA2.

- ATA-4, conocido también como Ultra ATA o DMA 33, con una velocidad de transferencia o ancho de banda de 33MB/s.

En la actualidad estos tipos están completamente en desuso, y ninguna placa base actual los soporta.

- ATA-5, conocido también como Ultra ATA/66, con un ancho de banda de 66MB/s, que ha sido el más utilizado hasta hace unos años, y el único de los que soporta las placas actuales que se puede montar en fajas de 40 hilos.

- ATA-6, o Ultra ATA/100. Es el más utilizado en la actualidad cuando nos referimos a discos IDE o ATA/PATA (Pararell ATA). Tiene un ancho de banda de 100MB/s.

- ATA-7, o Ultra ATA/133, con un ancho de banda de 133MB/s. Es el más avanzado y rápido de los discos ATA, pero por varias razones no se ha llegado a utilizar de una forma generalizada.

Tanto los discos ATA-6 como los ATA-7 necesitan forzosamente utilizarse con fajas de 80 hilos, de los que 39 son de datos y los restantes son simples aislantes o separadores, para evitar posibles interferencias (de hecho estas fajas utilizan los terminales de 39 contactos + 1 de posicionamiento, normalmente eliminado).

SATA:

Son los discos utilizados en la actualidad. Estos discos no van conectados a zócalos IDE, por lo que no tienen las limitaciones inherentes a dicho sistema (es decir, dos dispositivos por conector, configurados como Master y Slave o como Cable Select), sino que van conectados directamente a un puerto SATA (Serial ATA), cada disco de forma independiente, determinándose el disco de inicio del sistema en la propia BIOS. El número de conectores SATA en una placa base depende tan solo de la capacidad del chipset que se monte, siendo lo más habitual que cuenten con 4 o 6 puertos SATA, aunque existen placas con un número mayor.

SATA no utiliza las fajas de 80 hilos, sino cables planos de 7 hilos, mucho más estrechos, que permiten entre otras cosas una mejor refrigeración del sistema y una mayor longitud en los cables. En cuanto a las tomas de alimentación también son diferentes, aunque con los mismos voltajes que los empleados en los discos IDE, si bien están en un orden diferente. Hay algunos discos SATA que llevan ambos tipos de tomas de alimentacióncomo por ejemplo algunos modelos de Western Digital o de Samsung, aunque no es lo más habitual.

En cuanto a los tipos de SATA existentes, son los siguientes:

- SATA o SATA 1, con una velocidad de transmisiónde 150MB/s, llamado también SATA 1.5Gb
Este tipo ya prácticamente no se utiliza, a pesar de su reciente aparición.

- SATA 2, con una velocidad de transmisiónde 300MB/s, conocido también como SATA 3Gb
Es el tipo más utilizado, y suelen tener un jumper para poder utilizarlos como SATA 1.

El tipo SATA 6Gb, con una velocidad de transmisión de 600MBs ya ha comenzado a comercializarse, aunque es posible que tarde aún unos meses en llegar a nuestros mercados.

SCSI:

Los discos SCSI son discos de uso profesional, pensados más que nada para servidores. Se trata de discos de una alta velocidad y fiabilidad… pero también de un alto costo (bastante más caros que un disco SATA). Suelen tener también una menor capacidad y normalmente se montan en sistemas RAID
Bien, estos son los determinantes de un disco duro. Tan solo nos falta comentar uno.

Este factor que nos falta por comentar es un factor que también se les olvida (no sé si intencionadamente o no) a los fabricantes de placas base, a pesar de ser fundamental y determinante a la hora de instalar un disco duro en nuestro ordenador.

Este factor es el LBA ( Logical Block Addressing), o más bien el tipo de LBA utilizado, y es tan importante porque del tipo que sea va a depender la capacidad máxima de nuestro disco duro.

En los primeros discos se utilizaba el método CHS (Cylinder-Head-Sector), o Cilindro-Cabeza-Sector, que determinaba el tamaño máximo de los discos duros.

Posteriormente se utilizó el métodoECHS (Extended Cylinder-Head-Sector), pero este sistema, en su última revisión, tenía un tope en cuanto a capacidad de 7.875GiB (1024 cilindros x 256 cabezas x 63 sectores x 512 bytes/sector), no siendo posible hacer particiones de un tamaño superior (aunque hay que pensar que en esa época tampoco existían discos duros de capacidades superiores).

El sistema CHS fue reemplazado por el sistema LBA, con lo que se aumentó la posibilidad de capacidad de los discos duros. Pero del sistema LBA hay dos versiones, y eso es lo que se les olvida especificar a los fabricantes de placas base.

Por un lado tenemos el utilizado hasta hace bien poco, que es el LBA de 28bits, con una limitación en el tamaño máximo de los discos duros de 128GiB. Este LBA de 28bits dejó de utilizarse hace bien poco, y de ahí la importancia de este dato, ya que en la actualidad es difícil encontrar ya discos de menos de 160GB.

Por otro lado tenemos el LBA utilizado en la actualidad, que es el LBA 48bits, que soporta hasta una capacidad máxima de 128PiB (2^48 x 512 bytes por sector). Este tipo es utilizado tanto en discos IDE (ATA/PATA) como SATA, y por la capacidad soportada es difícil que en un futuro próximo llegue a agotarse, como ha ocurrido con el LBA de 28bits.

Existe otra limitación en el tamaño de los discos duros, que está situada en torno a los 40GB, y es debida a la intervención de una serie de factores (aunque utilizan el método LBA 28bits), pero esta limitación tan solo se encuentra en placas bastante antiguas (de Pentium 3 de o inferiores, no presente en las últimas placas base de este tipo). Esta limitación hace que tengamos que jumpear los discos duros para limitar su capacidad (los discos ATA vienen preparados para efectuar este jumpeo), con la consiguiente perdida de capacidad

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