DISCOS DUROS

un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales.

Estructura Física

Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos

llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el

modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos.

El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos

paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma

simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura. Por norma general

hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales

pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la

rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posición

de la superficie de los platos..

Cada plato posee dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada

cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de 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, aunque por cuestiones

comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros

con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de

lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a

3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los

platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los

cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro

que garantice la formación de esta película). Si alguna de las cabezas llega a tocar una

superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a

lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a

129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas).

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.

Pistas: 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, aunque próximamente serán 4 KiB.

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

utiliza 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. Éste es el que actualmente se usa.

Cilindro, cabeza y sector

Organización de la información

La información en el disco se almacena en pistas concéntricas. Las pistas a su vez se dividen en sectores (sector físico) que es la cantidad mínima de información que se puede transferir en una operación de lectura/escritura. El tamaño del sector depende de la controladora del disco duro aunque para PC se mantiene fijo en 512 bytes.

Calculo de la capacidad

La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).

Capacidad= cilindros x cabezas x sectores x 512

Ejemplo:

Si recordamos uno de los discos duros más famosos, el SeaGate ST-125, tenía 615 cilindros, 4 cabezas (por tanto, dos platos) y 17 sectores por cilindro. Si multiplicamos cilindros por sectores por cabezas por 512 Bytes por sector:

Capacidad = cilindros x cabezas x sectores x 512.

Capacidad = 615 x 4 x 17 x 512 = 21.411.840 Bytes

La capacidad es de 20,1MB.

De esta forma se calcula el tamaño de un disco duro.

Tipos de discos duros

Los discos duros pueden ser clasificados por diferentes tipologías o clases, vamos a ver de forma breve un resumen general de los diferentes tipos de clasificación:

Clasificación por su ubicación interna o externa

Esta clasificación sólo nos proporcionará información sobre la ubicación del disco, es decir, si el mismo se encuentra dentro de la carcasa del ordenador o bien fuera de la misma, conectándose al PC mediante un cable USB o Firewire.

Dentro de los discos duros externos tenemos los discos FireWire, USB y los nuevos SATA.

Clasificación por tamaño del disco duro

Esta clasificación atiende únicamente a al tamaño del disco duro, desde los primeros discos duros comerciales que comenzaron a llegar al mercado y cuyo tamaño era de 5,25 pulgadas a los más modernos de 1,8 pulgadas contenidos en dispositivos MP3 y ordenadores portátiles de última generación.

Los discos duros con los que suelen ir equipados los ordenadores de escritorio o de sobremesa son discos duros de 3,5" pulgadas, son los más utilizados y por tanto los más económicos, existiendo en la actualidad modelos que ya se acercan a 1 >Terabyte< de capacidad

Clasificación por el tipo de controladora de datos

La interficie es el tipo de comunicación que realiza la controladora del disco con la placa base o bus de datos del ordenador.

La controladora de datos para discos duros internos más común en la actualidad es la SATA o serial ATA, anteriormente ATA a secas, sus diferencias con la antigua ATA, también denominada IDE es que SATA es mucho más rápida en la transferencia de datos, con una velocidad de transferencia muy cercana a los discos duros profesionales SCSI.

El tipo de controladora SCSI se encuentra reservada a servidores de datos pues la tecnología que emplean es superior a costa de ser mucho más costosa y disponer de menor capacidad por disco, un disco duro SCSI de 100 Gb. valdrá más caro que un disco duro SATA de 250 Gb. no obstante la velocidad de transferencia de información y sobre todo la fiabilidad del disco duro SCSI y de la controladora SCSI es muy superior. Por este mismo motivo hace ya algunos años, aproximadamente hasta el año 2000 los ordenadores Apple Mac equipaban siempre discos duros SCSI pues eran máquinas bastante exclusivas, hoy en día los Mac han reducido su precio, entre otras cosas reduciendo o equiparando la calidad de sus componentes por la de los

ordenadores PC de fabricantes como HP, Compaq, Dell, etc. y se han popularizado hasta tal punto que en territorios como USA ya está alcanzando una cuota de mercado superior al 15%.

Clasificación por tipo de ordenador

En la actualidad se venden más ordenadores portátiles que ordenadores de sobremesa, por eso también existe la clasificación por el tipo de ordenador, es algo muy común encontrar ofertas de empresas de informática donde ofrecen: "Disco duro para portátil" los discos duros para portátil difieren de los discos duros normales básicamente en su tamaño aunque también en su diseño interior pues están preparados para sufrir más golpes debido a la movilidad de los equipos que lo contiene.

En el disco duro es donde los ordenadores portátiles suelen tener su talón de aquiles, pues si juntamos su movilidad, todo lo que se mueve sufre golpes, y su reducido tamaño incapaz en muchas ocasiones de ventilar el interior del ordenador tenemos un cóctel explosivo.

La excasa ventilación de un portátil hará que el disco duro sufra numerosos >cambios térmicos< y exceso de calor en sus circuitos, factores de alto riesgo para la conservación de los datos del disco duro.

También podemos clasificar dentro de este grupo los discos duros de servidor que suelen ser discos duros normales, bien SCSI o SATA pero con la peculiaridad de que se encuentran conectados a complejas tarjetas >RAID< cuya función es la de replicar los datos de forma automática de forma que al escribir un archivo o documento en él dicha información se duplica, triplica o cuatriplica en la matriz o array de discos duros que contenga el servidor.

IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo electrónico integrado") 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 aproximadamente el 2004, el estándar

principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de

almacenamiento y velocidad de rotación. 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

milisegundos 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 posibilita una

mayor velocidad de transferencia.

Configuración e Instalación

Instalar un disco duro.Instalación de un disco duro

Instalar un disco duro es muy sencilloExisten 3 tipos de disco duro. Los SCSI, Serial ATA y los IDE, siendo los IDE los más comunes. Por eso, en éste manual veremos cómo se instalan éstos.

Precauciones a tomar:Tanto las tarjetas principales (O motherboard) como los sistemas operativos tienen un límite en la capacidad del disco duro. Así que debemos asegurarnos cual es nuestro límite antes de comprarlo. Generalmente no tendremos problemas con discos duros menores de 137Gb, a menos que nuestra Motherboard sea demasiado antigua, pues en algunas máquinas (Anteriores a las P2) no soportan discos de más de 8Gb.Y por el otro lado, solamente Windows XP con SP1 o SP2 integrado o Windows 2000 con SP4 integrado soportan discos de más de 137Gb.Una vez que estamos seguros que nuestro equipo y nuestro sistema operativo soportan discos de ésta capacidad comenzaremos con la instalación.

Configuración del disco duro.Todos los discos duros tienen unos pequeños jumpers en donde están las conexiones. Esto es para “decirle” a la máquina que es el IDE principal (los lectores ópticos como CD-ROM, DVD, grabadoras también se conectan por medio de las conexiones IDE y en una sola conexión pueden conectarse 2 dispositivos).

Cada disco duro tiene un diagrama en la etiqueta para saber cómo configurarlo, pero al ser nuestro disco duro principal lo configuraremos como “master”. Cada disco tiene su propio diagrama, por lo que debemos verlo en cada disco que tengamos, éste es sólo un ejemplo:

Instalación

 Una vez configurado como master tendremos que instalarlo en el gabinete. Es de lo más sencillo, pues sólo lo atornillaremos en cualquier lugar que acomode, generalmente debajo del lector de disquetes.

El cable que usaremos para conectar el disco duro a la Motherboard se llama cable IDE. Generalmente tiene 3 conectores, 2 a los extremos y uno central. Sin embargo no esta exactamente al centro y esto tiene una razón: El conector que está más alejado del centro se conectará a la motherboard y el del otro extremo al disco duro. El conector central podemos usarlo para un lector óptico o para otro disco duro que nos sirva de almacén de datos. Sólo que en ambos casos hay que configurar el dispositivo secundario como “Slave”

Otro aspecto importante que notaremos es que uno de los cables está marcado (Generalmente de color rojo) Éste dato también nos servirá.

Tanto los discos duros como la motherboard tienen un corte central en el conector IDE, sin embargo, no todos los cables IDE tienen una muesca necesaria para que coincida, entonces, usaremos éste diagrama para referencia y así no conectarlo de forma invertida

Primero lo conectaremos a la Motherboard. Todas las motherboard tienen 2 conectores IDE. Así que debemos instalarla en la principal. Para saber cual de los 2 es la principal hay 2 formas, leer el manual de la motherboard o verlo directamente en ésta. Generalmente viene marcado como “IDE 1,” “Pri IDE,” “Primary IDE” o similares. No hay pierde.

Después lo conectaremos al disco duro. Usaremos el mismo principio que cuando lo conectamos a la motherboard usando la muesca central como referencia.

Por último le conectaremos el cable que viene de la fuente del gabinete, ya que también requiere de corriente para funcionar. En éste caso no hay pierde ya que no corremos riesgo de conectarlo al revés porque el mismo conector no lo permite por la forma que tiene.

ConfiguraciónAdvertencia: En la BIOS radica un programa muy delicado, si no sabes que estás configurando, mejor no muevas nada.Una vez instalado pasaremos a la configuración desde la BIOS.(Aunque BIOS, SETUP y CMOS significan diferentes cosas, en la configuración inicial nos estamos refiriendo a lo mismo)La BIOS es un pequeño programa que “sabe” que tenemos instalado (RAM, Discos duros, dispositivos ópticos, procesador, etc.) y al instalarle un nuevo disco duro tenemos que “informarle” qué es, aunque en la gran mayoría de las ocasiones los

detecta automáticamente. Si en tu PC no te da problemas en el arranque es porque lo reconoció automáticamente. Sin embargo, si en tu caso no reconoce el disco duro, hay que configurarlo. Se accede a la BIOS pulsando teclas específicas durante el arranque, generalmente con la tecla “del” o “supr” pero en otras ocasiones F1, F2, Esc, o una combinación de teclas. Cada máquina es diferente, sin embargo en muchas ocasiones nos aparece una leyenda como “pulse (…...) para entrar a la configuración” o algo así, aunque generalmente el mensaje viene en inglés.

Una vez que accedemos a la BIOS entraremos al menú “Standar CMOS setup”, aunque también aparece como “MAIN”. Allí nos aseguraremos que reconozca el disco duro. En la gran mayoría de los casos ésto no es problema, pues lo debería reconocer automáticamente. Cuando entras al menú saldrá una lista de los 4 dispositivos IDE instalados en el sistema. Lo ideal es que en todos los casos aparezca como “AUTO” pues así los detectará automáticamente, aunque como dije, casi siempre los reconoce solo.

Sólo deseo recordar que debemos guardar los cambios antes de salir de la BIOS

Después que ya tenemos todo listo hay que particionar el disco duro, No importa si lo usaremos como almacén de datos o como disco duro principal, SIEMPRE debemos particionar. Cada sistema operativo tiene su forma de hacerlo, pero todas lo hacen desde un ambiente no gráfico. Por ejemplo Windows 98 y ME lo hacen desde MS-DOS y usando el comando FDISK. Windows 2000 y XP lo hacen automáticamente durante la instalación. E inclusive Linux también lo hace utomáticamente.

Pero si nuestro disco es un almacén de datos, tenemos que particionar ANTES de que cargue el sistema. Es decir, tendremos que arrancar desde el disco de arranque de Windows (Sea CD o Disquete), particionar, reiniciar y por último formatear para poder usarlo (El formateo de un disco duro secundario sí se puede hacer desde Windows).

INTERFACES

IDE

Integrated Device Electronics ("Dispositivo electrónico integrado") 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 aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y

asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

SCSI

Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y

velocidad de rotación. 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 milisegundos 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 posibilita una mayor velocidad de transferencia.

SATA 

El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la

transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres

versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día

descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por

último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el

mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de

permitir conexión en caliente.