El disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil, es decir conserva la información que le ha sido almacenada de forma correcta aun con la perdida de energía, emplea un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casos se encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora. En este tipo de disco se encuentra dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.
Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.
Estructura física
Cabezal de lectura/escritura
Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. 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. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de milímetro. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.500 revoluciones por minuto se mueve a 120 km/h en el borde).
Direccionamiento
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 cabezales;
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 no 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. Este es el que actualmente se usa.
Estructura lógica
Dentro del disco se encuentran:
El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.
Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
Un disco duro suele tener:
Platos en donde se graban los datos,
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,
Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad,
Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)
Tornillos, a menudo especiales.
Características de un disco duro
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
* Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista) y la Latencia media (situarse en el sector).
Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco. Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los Platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.
Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
Solución cuestionario clase 10
1. ¿Por qué no están expuestas las partes mecánicas de un disco rígido?
No están expuestas por que con el más mínimo sucio que se propague en el ambiente puede rayar el disco del disco duro y eso puede ocasionar perdidas de información o hasta lograr dañar el HDD.
2. ¿Cuántos motores posee un disco rígido?
Posee dos motores:
Uno para el movimiento de rotación de los platos, y otro para el desplazamiento del conjunto de las cabezas.
3. ¿Qué características destacables tienen los motores de lineales?
Controlados electrónicamente, la complejidad electrónica asociada al manejo de estos motores, los ha hecho prohibitivos para los discos de bajo costo. Pero gracias a la evolución electrónica, la reducción de tamaño y precio de los circuitos asociados, todas las unidades modernas cuentan con motores de este tipo.
El principio de funcionamiento del motor es muy sencillo y elemental: funciona como un parlante. Una bobina se desplaza por el campo magnético fijo de un imán, en respuesta a la energía eléctrica que recibe de un circuito electrónico. La complejidad radica en la tecnología necesaria para lograr que ese movimiento pueda ser controlado.
Las ventajas que podemos enumerar rápidamente son: 1. Operación totalmente silenciosa. 2. Alta velocidad de reacción. 3. Son extremadamente compactos. 4. Se pueden enviar a una posición definida, como por ejemplo para quitar las cabezas de la zona de trabajo frente a un corte inesperado o programado de energía.
4. ¿Qué es el voice coil?
Es la bobina del motor línea, y su operación es tan similar a un parlante. Voice coil (vois coil) en ingles significa bobina de voz.
5. ¿Qué funciones cumple la placa electrónica del disco?
El motor de rotación por ejemplo, debe girar a una velocidad fija y constante. Los discos modernos de alta velocidad hacen girar sus platos a más de 10.000 revoluciones por minuto. El circuito electrónico que controla y corrige la velocidad de rotación, reside en la placa electrónica de control, el motor lineal y su compleja electrónica de control de posicionamiento, también residen en la placa electrónica. Además allí reside tanto la lógica necesaria para la activación de una cabeza del conjunto, como la amplificación y descodificación de datos; la interfaz con la motherboard.
6. ¿Cómo se calcula la capacidad de un disco rígido en bytes?
La capacidad total de un disco rígido, se puede saber fácilmente, si conocemos cuantos sectores hay en la unidad. Ya hemos dicho que en un sector cabe 512 bytes. Basta entonces averiguar cuantos sectores tiene un disco, multiplicarlo por 512, y el resultado será la capacidad total expresada en bytes. Los discos actuales, informan directamente la cantidad de bloques (sectores) disponibles en el mismo. Las unidades algo más viejas, informan una geometría lógica: una cantidad de cilindros, una cantidad de cabezas y una cantidad de sectores por pista (generalmente 63) si conocemos la geometría lógica, bastara multiplicar entre si esos valores, para saber cuál es la cantidad total de sectores contenidos en la unidad, por ejemplo, supongamos que un disco tiene 1000 cilindros, 8 cabezas y 63 sectores por pista, la cantidad de sectores será:
8X1000X63=504.000
Luego si cada sector tiene 512 bytes, la capacidad total será de
504.000X512=258.048.000bytes
Si se desea obtener ese valor en kilobytes, dividimos el valor por 1024
258.048.000 bytes/1024=252.000 kilobytes
Si deseamos el resultado en megabytes, volvemos a dividir por 1024
252.000 kilobytes/1024=246 megabytes.
7. ¿Cómo definiría el término “modo de direccionamiento?
Este modo de direccionamiento se le conoce como CHS y es el acrónimo de Cylinder Head Sector (en inglés significa cilindro, cabeza, sector).
Desde las unidades más primitivas hasta la más moderna, en última instancia, el direccionamiento CHS siempre está presente en algún lado, y se mantendrá mientras las unidades sigan teniendo uno o más platos. Con pistas grabadas y fraccionadas en sectores como los conocemos hoy en día. La variación en el modo de direccionamiento y su configuración ha ocurrido por problemas de compatibilidad con la PC, su BIOS y el software empleado.
8 ¿Qué significa LBA?
Lógica Block Addressing (LBA: direccionamiento de bloque lógico) es un método muy
Común usado para especificar la localización de los bloques de datos en los sistemas
Almacenamiento, principalmente secundario de una computadora. El termino LBA
Puede referirse también a la dirección del bloque al que enlaza. Los bloques lógicos
En los ordenadores modernos son normalmente de 512 o 1024 bytes cada uno.
No hay comentarios:
Publicar un comentario