El disco duro. Teora del funcionamiento.

Para entender que es un disco duro y cul es su mecnica de funcionamiento, veamos la siguiente descripcin: imagina varios platos de metal sujetos por un eje central. Entre cada plato, leyendo cada cara (cara superior = cara 0 y cara inferior = cara 1), existe un brazo con una bobina en su extremo que emite pulsos magnticos.Los platos giran a 5600, 7200 o 10000 revoluciones por minuto.Las cabezas de lectura o sea las bobinas en los extremos de los brazos, emiten pulsos elctricos movindose desde el borde hacia el centro y viceversa.

El movimiento genera circunferencias con datos, llamadas pistas o tracks (cada pista a su vez se considera como un conjunto de segmentos llamados sectores o clusters). Cada cara de un plato tiene una pista 0,1,2,3 ..... n pistas. Cada pista est geomtricamente encima de su homloga, en la cara opuesta de cada plato.Si nos ubicamos encima de una pista, geomtricamente lo estamos haciendo sobre todas las pistas que tienen el mismo nmero a travs de todas las caras y platos.Esa forma de ver las pistas se llama cilindro. Por tanto un cilindro es el conjunto de pistas con la misma ubicacin pero en una cara distinta (Ejemplo: cilindro 3 = pista 3 de la cara 0 + pista 3 de la cara 1 + pista 3 de la cara 2, etc.).Segn su capacidad y geometra de diseo un disco duro puede tener 2, 4 o ms cabezas de lecto escritura.Normalmente un archivo se almacena diseminado en pistas, sectores y cilindros o sea se graba en las caras de los distintos platos simultneamente, porque la estructura que sostiene los brazos con sus cabezas de lecto-escritura mueve todo el conjunto de cabezas al mismo tiempo.

El trabajo del disco empieza cuando el programa de aplicacin en coordinacin con el Sistema operativo comienza a escribir sobre las superficies de los platos. Por cada grupo de datos escrito se crea una nueva entrada de registro en un sector (para ser ms exactos en la cara 0, pista 0, sector 1, en el borde del disco), creando un ndice maestro de ubicacin de los datos, que se conoce con el nombre de FAT = File Allocation Table (registro similar al ndice de un libro). La informacin de lectura escritura es dada a conocer a la CPU por la tarjeta electrnica propia del disco duro.Mientras el disco funcione, conservar esta dinmica, a no ser que le ocurra uno de estos accidentes: que un virus borre la FAT, que un operador lo formatee por error, que la sustancia magntica de los platos falle por degradacin, o que un da las cabezas de lecto-escritura aterricen sobre la superficie de los platos haciendo perder toda la informacin escrita.Estructura Lgica. El disco duro de un PC es un dispositivo que utiliza como medio de grabacin el magnetismo.Acorde con eso, las superficies de los platos estn cubiertos por una sustancia magnetizable (bsicamente xido de hierro). Los cabezales irradian con pulsos estas superficies para grabar mientras los platos giran a altas velocidades.El ndice de ubicacin de los datos se denomina FAT (File Allocation Table) y es el equivalente al ndice del contenido de un libro. se establece (bajo control del Sistema Operativo) la existencia de una segunda FAT de respaldo. Esta no es visible a simple vista sino con herramientas de Software especiales que se utilizan para recuperar datos perdidos.Como norma general, los datos no se escriben en las pistas en forma secuencial (imaginemos el tiempo que se requerira si cada vez que se deseara escribir un dato adicional relacionado con un anterior, tuviramos que esperar a que el plato diera la vuelta para que los dos datos quedaran juntos). Esto se puede ver con programas especiales (Defrag de Windows, por ejemplo) que muestran la superficie del disco en forma de mapa con 'baches' de espacio.Esta forma de trabajo si bien acelera la operacin de escritura, produce en contraposicin la demora en su operacin contraria: LA LECTURA. Dado que las porciones de un archivo quedan dispersos, la lectura es un trabajo extraordinario para un disco duro considerando que su velocidad de rotacin est alrededor de los 5600,7200 o 10000 revoluciones por segundo.Aparte de la conexin fsica y el bus utilizado por el disco duro, en la transferencia de datos, existe un factor no menos importante: la forma en que se graban y leen los datos internamente, esto es, si se trabaja con sistemas de archivos FAT 16, FAT 32 o NTFS (que se establecen cuando se formatea el disco).

ESTRUCTURA LOGICA DE UN DISCO DURO (Bajo Sistemas operativos Windows)

Master Boot Record (MBR). Lo crea el comando de particin FDISK si se hace en forma manual o los sistemas operativos Windows si la particin o particiones se crean con estos sistemas operativos. Es la primera grabacin que se hace en un disco cuando se particiona. Ocupa el sector 1 de la pista 0 de la cara 0 del disco. El sistema operativo inserta aqu su programa de carga que el BIOS lee (y coloca en la memoria) para activar el PC.

FAT de la PRIMERA PARTICIONDespus de realizar la Particin (interprtese como delimitacin de reas en el disco), se formatea cada particin. El sistema operativo crea entonces una Tabla de localizacin de archivos o FAT = File Allocation Table (un indice de ubicaciones de datos en el disco) utilizando las estructuras FAT 16, FAT 32 o NTFS (New Technology File System utilizado por Windows 2000, XP, Vista, 7, 8, 8.1). Adjunta se crea una SEGUNDA FAT (invisible) de respaldo contra daos de la titular.PARTICION PRIMARIA. (Toda el rea en verde). Su creacin se hace a travs del programa de particiones FDISK. Su tamao puede ser de un 100% del rea del disco (en cuyo caso no queda lugar para crear ms divisiones lgicas), o un porcentaje del disco. Dos particiones son usuales y convenientes en PC domsticos y de oficina (ver ms detalles sobre esto en la explicacin de la segunda particin).La particin PRIMARIA es imprescindible y nica. Siempre es identificada por el BIOS con la letra C. El sistema operativo por default la seala como la particin de arranque y graba en ella su estructura.El sistema de distribucin de archivos del disco (para grabar y leer datos) se define en el acto de particionar: FAT 16 (solo puede controlar discos menores de 2 GB), FAT 32 o NTFS para discos grandes (10, 40, 80.. gigabytes) y con PC modernos dotados con procesador veloz y amplia memoria Ram. Despus, en el formato se crea la estructura de archivos propiamente dicha (carpetas y sub carpetas). De estos sistemas, NTFS es el ms slida y estable gracias a su especial administracin de la MEMORIA GENERAL y de su REGISTRO.

FAT de la SEGUNDA PARTICIONEn este ejemplo representa el ndice de archivos de la segunda divisin del disco. Si se instala un segundo sistema operativo aqu, este escribe en el MBR la instruccin pertinente para que esta particin sea reconocida como arrancable (el MBR mostrar posteriormente un pequeo men de opciones para seleccionar el Sistema operativo al encender el PC)

PARTICION EXTENDIDA: (toda esta rea en azul), ocupa el 100% del espacio que queda despus de crear la PRIMARIA.

PARTICION LOGICA (dentro de la Extendida). En este ejemplo de dos particiones, el BIOS reconoce esta rea como un segundo disco (unidad D). Se crea en el acto de la Particin como una rea extendida que puede delimitarse como una o varias reas. Para dejarla como una sola rea hay que indicar en el men de FDISK que el rea extendida ocupa el 100% del espacio restante del disco.Despus, hay que responder que el tamao de la unidad lgica (que es el espacio que est dentro de la extendida) tiene un cubrimiento del 100%. Si por el contrario, se desea crear ms particiones, habr que dividir el rea lgica en porcentajes, en lugar de indicar el 100%. (Todas las unidades lgicas existen dentro de la extendida y son reconocidas por el BIOS como discos independientes y se identifican con las letras D, E, etc.).La conveniencia de disponer de una particin lgica aparte de la unidad C, es: a) Se puede instalar un segundo Sistema operativo (como Windows XP, Linux o Vista) lo que permite tener una segunda opcin de arranque en el caso de que la primera falle. Solo en el caso de que el MBR se dae (por ataque de virus o dao del disco) esta segunda particin se pierde junto con la primera y con ellas los datos totales almacenados en el disco.b). En discos grandes la segunda particin es til como almacn (para guardar datos de msica, videos, calculo, diseos, drivers, programas, respaldos, etc. que generan archivos muy grandes que a veces no caben en CD-RW). Ante una necesidad de formato en la particin C, estos datos se conservan intactos pudiendo incluso desinfectarse de virus despus de sanear C.XP y Vista se pueden instalar indistintamente pero debe instalarse XP en la primera particin y Vista en la segunda cuando se desea utilizar ambos sistemas en un mismo disco duro.