DISCO DURO

Un disco duro es un dispositivo utilizado por el ordenador para almacenar datos durante un tiempo largo. Los discos duros pertenecen a la llamada memoria secundaria, aunque su apariencia externa sea de una caja rectangular en el interior hay varios elementos como los discos metálicos que giran a gran velocidad, cabezas de lectura/escritura, el motor, etc. Los discos duros están compuestos por una estructura física y lógica, respecto a la estructura física se refiere a como está compuesto interiormente un disco duro, es decir, las piezas o componentes que la conforman como los platos, las cabezas de lectura/escritura, el impulsor de cabezal, las pistas, los sectores, etc. los cuales se ve su relación, en cuanto a número, de cada uno de estos componentes o piezas en la geometría de un disco duro. Con respecto a la estructura lógica está formada por el sector de arranque, la FAT (Tabla de asignación de ficheros), el directorio raíz y la zona de datos para archivos y subdirectorios.

Los discos duros tienen características que definen su desempeño como son la capacidad de almacenamiento, su velocidad de rotación, tiempo de acceso, tasa de transferencia de datos y su memoria caché contenida en su controladora.

En cuanto al funcionamiento del disco duro se describe como se efectúa las operaciones de lectura/escritura y como los componentes que forman parte del disco duro actúan para realizar dichas operaciones.

El disco duro posee interfaces los cuales establecen una conexión entre el mecanismo del disco duro y el bus del sistema, entre ellos podemos mencionar a los más importantes como el IDE y el SCSI.

La instalación de un disco duro se divide en varios pasos los cuales uno de ellos es definir la configuración del disco duro, es decir, si va a ser esclavo o maestro. Si es maestro entonces en él se va a ser la instalación del sistema operativo.

Funcionamiento

El funcionamiento de un disco duro se da de la siguiente manera:

1.-Primero cada superficie magnética de los discos tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad como se sabe según lageometría de disco hay un cabezal de lectura/escritura para cada cara del plato.

2.-El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos o discos mediante un brazo mecánico que los transporta.

3.-Para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos es necesario que la pila de platos gire, este giro se va a realizar a una velocidad constante y no va a parar mientras esté encendido el computador.

3.1.-Para los discos flexibles el giro se produce solo cuando se esté efectuando una operación de lectura/escritura, el resto del tiempo permanece en reposo como ocurre con los disquetes. En los CD-ROM ocurre algo similar pero la velocidad de giro no va a ser constante.

4.-Al realizar una operación de lectura en el disco duro se desplaza los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos, espera a que el primer dato que gira con los platos llegue al lugar donde están los cabezales y finalmente lee los datos con el cabezal correspondiente; para la operación de escritura en el disco duro es similar a la anterior.

A continuación se va a describir al detalle el desarrollo de una operación de lectura/escritura.

·         Cuando un software indique al sistema operativo a que deba leer o escribir en un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador de disco rígido que traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT).

·         El sistema operativo lee la FAT para así determinar en qué punto comienza un archivo en el disco o que partes del disco es el que están disponibles para guardar un nuevo archivo.

·         Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre la superficie de estos.

·         Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.

·         Es posible guardar un solo archivo en partes diferentes sobre varios platos comenzando por una primera parte disponible que se pueda encontrar. Después que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todas las partes del archivo en la FAT.

Desempeño

Los fabricantes de discos duros miden la velocidad en términos de tiempo de búsqueda, tiempo de acceso, latencia y tasa de transferencia de datos:

1.-Capacidad de almacenamiento: Se refiere a la cantidad de información que se pueda almacenar o grabar en un disco duro. Su medida en la actualidad en GB aunque también en TB.

2.-Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que giran los platos del disco cuya regla es que a mayor velocidad de rotación mayor será la transferencia de datos, pero a su vez será mayor ruido y también mayor calor generado por el disco. La velocidad de rotación se mide en revoluciones por minuto (RPM).

3.-Tiempo de acceso: Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos. Es la suma de varias velocidades:

·         El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.

·         El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una en otra.

·         El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto en la pista. Por lo tanto el tiempo de acceso es la combinación de tres factores.

3.1.-Tiempo de búsqueda: Es el intervalo tiempo que él toma a las cabezas de lectura/escritura moverse desde su posición actual hasta la pista donde está localizada la información deseada. Como la pista deseada puede estar localizada en el otro lado del disco o en una pista adyacente, el tiempo de búsqueda varía en cada búsqueda.

Un tiempo de búsqueda bajo es algo muy importante para un buen rendimiento del disco duro.

3.2.-Latencia: Cada pista de un disco duro contiene múltiples sectores, una vez que la cabeza de lectura/escritura encuentra la pista correcta las cabezas permanece en el lugar inactivo hasta que el sector pasa por debajo de ellas, este tiempo de espera se llama latencia. La latencia promedio es el tiempo para que el disco una vez que está en la pista correcta encuentre el sector deseado, es decir, es el tiempo que tarda el disco en dar media vuelta.

3.3.-Command Overhead: Es el tiempo que le toma a la controladora procesar un requerimiento de datos.

4.-Tasa de transferencia de datos: Esta medida indica la cantidad de datos que un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco en un periodo de un segundo.

5.-Memoria Caché: Es una memoria que va incluida en la controladora del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben en el disco duro se almacenan primeramente en esta memoria.