disco duro

1. Disco Duro

2. ¿Qué es un disco duro?
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. Hay distintos estándares a la
hora de comunicar un disco duro con la computadora. Existen distintos tipos de interfaces las más
comunes son: Integrated Drive Electronics (IDE, también llamado ATA) , SCSI generalmente usado
en servidores, SATA, este último estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores.
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.
También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto tipo de
memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase
de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy
en día ya se puede encontrar en el mercado unidades mucho más económicas de baja capacidad
(hasta 64 GB) para el uso en computadoras personales (sobre todo portátiles). Así, el caché de
pista es una memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco duro de estado
sólido.

4. Estructura física
• 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).

6. 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.
• Si hablamos de disco rígido podemos citar a los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa
madre, es decir pueden ser SATA, IDE o SCSI.
• IDE: Integrated Device Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology
Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI
(Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta hace bien poco, el estándar principal por su
versatilidad y relación calidad/precio.
• SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 GB hasta 23 GB). Se presentan bajo
tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-
Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de
información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos
SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
• Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita
(daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador,
lo que los vuelve más rápidos.
• SATA (Serial ATA): Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie para la transmisión de datos.
Notablemente más rápido y eficiente que IDE. En la actualidad hay dos versiones, SATA 1 de hasta 1.5 Gb/s (150
MB/s) y SATA 2 de hasta 3.0 Gb/s (300 MB/s) de velocidad de transferencia.

8. 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 (aunque a
veces no está al vacío)
• Tornillos, a menudo especiales.

10. Historia
• El primer disco duro 1956 fue el IBM 3501, con una capacidad alta de concentrar los bytes de
manera que la placa base se convierte en algo más. Entre el primer disco duro, el Ramac I,
introducido por IBM en 1956, y los minúsculos discos duros actuales, la evolución ha sido hasta
más dramática que en el caso de la densidad creciente de los transistores, gobernada por la ley
de Moore.
• El Ramac I pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual,
este disco duro trabajaba todavía con válvulas al vacío y requería una consola separada para su
manejo.
• Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso a un dato no dependía de
la ubicación física del mismo. En las cintas magnéticas, en cambio, para encontrar una
información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato
buscado.
• La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir
con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego
eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas
secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos
binarios así grabados pueden permanecer intactos por años. Originalmente, cada bit tenía una
disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo
registrar la información de una manera más compacta.
• El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grunberg (ambos premio Nobel de Física, por
sus contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento del
fenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, permitió construir cabezales de lectura y
grabación más sensitivos, y compactar más los bits en la superficie del disco duro. De estos
descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendió un
crecimiento vigoroso en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elevó a
60% anual en la década de 1990.
• En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 MB, mientras que 10 años después
habían superado los 40.000 MB o 40 gigabytes (GB). En la actualidad, ya nos acercamos al uso
cotidiano de los discos duros con más de un terabyte (TB) o millón de megabytes.

12. 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 esta situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
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.

13. Fabricantes de discos duros
1.Western Digital
2.Seagate
3.Maxtor que pasa a ser de Seagate.
4.Samsung
5.Hitachi
6.Fujitsu
7.Quantum Corp.
8.Toshiba