Un disco duro (en ingles Hard Disk Drive o HDD) es un dispositivo de almacenamiento. Se guardan grandes cantidades de datos. Forma parte de la maquinaria de la mayoría de los ordenadores actuales.
Les característica principal de un disco duro es su capacidad de almacenamiento desde gigabytes (GB) a un terrabyte (TB) El adjetivo duro se les aplica en contraste con el floppy disk o disco flexible, anteriores a los discos duros. Al siglo XXI, las aplicaciones de los discos duros se han ampliado hasta incluirse en video cámaras, reproductores de audio, PDA's, cámaras de fer fotos i videoconsolas. El 2005 es va presentar el primer móvil que incluía disco duro, fabricado por Samsung i Nokia.
Funcionamiento mecánico
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, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire. Los discos duros no están sellados al vacío en sus cajas como a menudo se piensa; de hecho, muchos discos tienen un sistema mecánico que no deja salir a los cabezales a la superficie de los platos si éstos no tienen una velocidad de giro adecuada y este sistema consiste en una pestaña que es empujada por el aire del interior de la caja del disco cuando éste se mueve a suficiente velocidad. Al ser empujada la pestañita, se desbloquean los cabezales.
Dentro de un disco duro hay uno o varios platos (entre 2 y 4 normalmente, aunque hay hasta de 6 ó 7 platos), que son discos (de aluminio o cristal) y 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. 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. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos
· 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.
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.
La estructura lógica de un disco duro esta formado por:
Sector de arranque.
Espacio particionado.
Espacio sin particionar.
Sector de arranque: Es el primer sector de un disco duro en él se almacena la tabla de particiones y un programa pequeño llamado Master Boot. Este programa se encarga de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa, en caso de que no existiese partición activa mostraría un mensaje de error.
Espacio particionado: Es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.
Espacio sin particionar: Es el espacio del disco que no ha sido asignado a ninguna partición.
* A su vez la estructura lógica de los discos duros internamente se pueden dividir en varios volúmenes homogéneos dentro de cada volumen se encuentran una estructura que bajo el sistema operativo MS-DOS es el siguiente:
Sector de arranque (BOOT). Tabla de asignación de ficheros (FAT) Una o más copias de la FAT Directorio raíz. Zona de datos para archivos y subdirectorios.
Cada zona del volumen acoge estructuras de datos del sistema de archivos y también los diferentes archivos y subdirectorios. No es posible decir el tamaño de las diferentes estructuras ya que se adaptan al tamaño del volumen correspondiente.
A continuación vamos a definir cada una de las estructuras mostrada anteriormente:
1.-Sector de arranque (BOOT): En el sector de arranque se encuentra la información hacerca de la estructura de volumen y sobre todo del BOOTSTRAP-LOADER, mediante el cual se puede arrancar el PC desde el DOS. Al formatear un volumen el BOOT se crea siempre como primer sector del volumen para que sea fácil su localización por el DOS.
2.-Tabla de asignación de ficheros (FAT): La FAT se encarga de informar al DOS que sectores del volumen quedan libres, esto es por si el DOS quiere crear nuevos archivos o ampliar archivos que ya existen. Cada entrada a la tabla se corresponde con un número determinado de sectores que son adyacentes lógicamente en el volumen.
3.-Uno o más copias de la FAT: El DOS permite a los programas que hacen el formateo crear una o varias copias idénticas de la FAT, esto va a ofrecer la ventaja de que se pueda sustituir la FAT primaria en caso de que una de sus copias este defectuosa y así poder evitar la perdida de datos.
4.-Directorio Raíz: El directorio raíz representa una estructura de datos estática, es decir, no crece aún si se guardan más archivos o subdirectorios. El tamaño del directorio raíz esta en relación al volumen, es por eso que la cantidad máxima de entradas se limita por el tamaño del directorio raíz que se fija en el sector de arranque.
5.-Zona de datos para archivos y subdirectorios: Es la parte del disco duro donde se almacenan los datos de un archivo. Esta zona depende casi en su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del DOS y del camino que se lleva desde la FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.
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 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 esta situada en la pista y sector correctos. Otras características son: · Caché de pista: Es una memoria tipo RAM dentro del disco duro. Los discos duros de estado sólido utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limita a las supercomputadoras, por su elevado precio.
· Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, SAS
· Landz: Zona sobre las que aterrizan las cabezas una vez apagada la computadora.
ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.
En el sistema IDE el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica del dispositivo. Las diversas versiones de sistemas ATA son:
- Parallel ATA (algunos están utilizando la sigla PATA) ATA-1
- ATA-2, soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA.
- ATA-3, es el ATA2 revisado y mejorado.
- ATA-4, conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta transferencias en 33 MB/s.
- ATA-5 o Ultra ATA/66, originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MB/s.
- ATA-6 o Ultra ATA/100, soporte para velocidades de 100 MB/s.
- ATA-7 o Ultra ATA/133, soporte para velocidades de 133 MB/s.
Serial ATA, remodelación de ATA con nuevos conectores (alimentación y datos), cables, tensión de alimentación y conocida por algunos como SATA.
Ata over ethernet implementación sobre Ethernet de comandos ATA para montar una red SAN. Se presenta como alternativa a iSCSI
En un primer momento, las controladoras IDE iban como tarjetas de ampliación, mayoritariamente ISA, y sólo se integraban en la placa madre de equipos de marca como IBM, Dell o Commodore. Su versión más extendida eran las tarjetas multi I/O, que agrupaban las controladores IDE y de disquete, así como los puertos RS-232 y el puerto paralelo, y sólo modelos de gama alta incorporaban zócalos y conectores SIMM para cachear el disco. La integración de dispositivos trajo consigo que un solo chip fuera capaz de desempeñar todo el trabajo.
Con la aparición del bus PCI, las controladoras IDE casi siempre están incluidas en la placa base, inicialmente como un chip, para pasar a formar parte del chipset. Suele presentarse como dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qué dispositivo mandar/recibir los datos. La configuración se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco duro puede estar configurado de una de estas tres formas:
- Como Maestro ('Master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
- Como Esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro.
- Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que se conectará el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.
Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.
Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal.
Los discos IDE están mucho más extendidos que los SCSI debido a su precio mucho más bajo. El rendimiento de IDE es menor que SCSI pero se están reduciendo las diferencias. El UDMA hace la función del Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA permite que cada disco duro trabaje sin interferir a los demás.
De todos modos aunque SCSI es superior se empieza a considerar la alternativa S-ATA para sistemas informáticos de gama alta ya que su rendimiento no es mucho menor y su diferencia de precio sí resulta más ventajosa.
Small Computer System Interface
SCSI, acrónimo inglés Small Computers System Interface (Sistema de Interfaz para Pequeñas Computadoras), es un interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus de la computadora. Algunos profesionales lo castellanizan como escasi, otros por el contrario prefieren deletrearlo.
Para montar un dispositivo SCSI en un ordenador es necesario que tanto el dispositivo como la placa madre dispongan de un controlador SCSI. Es habitual que el dispositivo venga con un controlador de este tipo, pero no siempre es así, sobre todo en los primeros dispositivos. Se utiliza habitualmente en los discos duros y los dispositivos de almacenamiento sobre cintas, pero también interconecta una amplia gama de dispositivos, incluyendo scanners, unidades CD-ROM, grabadoras de CD, y unidades DVD. De hecho, el estándar SCSI entero promueve la independencia de dispositivos, lo que significa que teóricamente cualquier cosa puede ser hecha SCSI (incluso existen impresoras que utilizan SCSI).
En el pasado, era muy popular entre todas las clases de ordenadores. Actualmente sigue siendo popular en lugares de trabajo de alto rendimiento, servidores, y periféricos de gama alta. Los ordenadores de sobremesa y los portátiles utilizan habitualmente las interfaces más lentas de IDE/SATA para los discos duros y USB (el USB emplea un conjunto de comandos SCSI para algunas operaciones) así como FireWire a causa de la diferencia de coste entre estos dispositivos.
Se está preparando un sistema SCSI en serie, denominado Serial Attached SCSI o SAS, que además es compatible con SATA, dado que utiliza el mismo conector, por lo tanto se podrán conectar unidades SATA en una controladora SAS.
Tipos de SCSI
* SCSI 1. Bus de 8 bits. Velocidad de transmisión de datos a 5 MBps. Su conector genérico es de 50 pins (conector Centronics) y baja densidad. La longitud máxima del cable es de seis metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 7.
* SCSI 2. o Fast. Con un bus de 8, dobla la velocidad de transmisión (de 5 MBps a 10 MBps). Su conector genérico es de 50 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de tres metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 7.
o Wide. Dobla el bus (pasa de 8 a 16 bits). Su conector genérico es de 68 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de tres metros. Permite hasta 16 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 15.
* SCSI 3. o .1 SPI (Parallel Interface o Ultra SCSI). + Ultra. Dispositivos de 456 bits con velocidad de ejecución de 897 MBps. Su conector genérico es de 34 pines de alta densidad. La longitud máxima del cable es de 10 cm. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast 20 o SCSI-3. + Ultra Wide. Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 40 MBps. Su conector genérico es de 68 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de 1,5 metros. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast SCSI-3. + Ultra 2. Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 80 Mbps. Su conector genérico es de 68 pines y alta densidad. La longitud máxima del cable es de doce metros. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast 40. o .2 FireWire (IEEE 1394). o .3 SSA (Serial Storage Arquitecture). De IBM. Usa full-duplex con canales separados. o .4 FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop). Usa cables de fibra óptica (hasta 10 km) o coaxial (hasta 24 m). Con una velocidad máxima de 100 MBps.
Caracteristicas de SCSI:
Utilizan CCS (Command Common Set). Es un conjunto de comandos para acceder a los dispositivos que los hacen más o menos compatibles.
SCSI 1, SCSI2 y SCSI 3.1(SPI) conectan los dispositivos en paralelo. SCSI 3.2(FireWire), SCSI 3.3(SSA) y SCSI 3.4(FC-AL) conectan los dispositivos en serie.
Hacen falta terminadores (jumpers, por BIOS, físicos) en el inicio y fin de la cadena.
Número máximo de dispositivos: La controladora cuenta como un dispositivo (identificador 7, 15) BUS Dispositivos Identificadores Conector 8 bits 7 Del 0 al 6 50 pins 16 bits 15 Del 0 al 14 68 pins.
Un CD-ROM (siglas del inglés Compact Disc - Read Only Memory, "Disco Compacto - Memoria de Sólo Lectura"), utilizado para almacenar información, el mismo medio utilizado por los CD de audio, puede ser leído por un computador con lectora de CD. Un CD-ROM es un disco de plástico plano con información digital codificada en una espiral desde el centro hasta el borde exterior.
Actualmente está siendo sustituido en los computadores personales por las unidades de DVD, tanto de sólo lectura como reescribibles. Esto se debe principalmente a las mayores posibilidades de información, ya que un DVD-ROM excede en capacidad a un CD-ROM.
Fabricacion
Los CD-ROM son siempre manufacturados masivamente por un proceso llamado "estampar", mientras que los CD-R y los CD-RW son grabados. Existen dispositivos para "reescribir", grabar, múltiples discos al mismo tiempo desde una misma fuente.
Formatos
CD -La capacidad de estos CD va desde los 650 MB y 74 min. hasta los 1054 MB y 120 min
CD – R - Existen dos tipos de discos o soportes de grabación, los grabables (CD-R) y los regrabables (CD-RW)Los discos grabables, están compuestos por un soporte plástico rígido
al que se adosa una capa de material sensible y otra capa reflectante.
Capa para Impresión
Capa material reflectante
Capa metálica fotosensible
Capa de material plastico
CD-RW - Los CD-RW regrabables no son más que una evoluc
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