JEISON ALEJANDRO CUESTA ORDOÑEZ

CARLOS ALFREDO NUÑEZ CHAVARRO

DISCO DURO

HISTORIA DEL DISCO DURO

El disco duro desde el inicio de su fabricación en la década del cincuenta se

crearon con fines militares, pero a como fue avanzando la demanda y la

computadoras más rápidas se fueron utilizando en las grandes empresas,

luego fueron utilizados en los computadores personales, ya que brindan

una gran capacidad para almacenamiento de datos. Con el avance de la

tecnología se hizo necesario incrementar la capacidad del disco duro, en la

actualidad el disco duro de más capacidad en el mercado 2TB.

LOS PRIMEROS DISCOS DUROSIBM

IBM 350

la fecha original del disco duro es del 14

de diciembre de 1956, para uso

comercial. fue anunciada públicamente

por IBM el 13 de septiembre de 1956,

como parte del sistema IBM 305 RAMAC,

diseñado para grabar transacciones y

proveer de acceso a las mismas en

cualquier momento. El IBM 350 era una

mole de 1.52 metros de largo por 1.72 de

alto, y 73 centímetros de profundidad.

IBM 1311:

la característica principal del IBM

1311, anunciado el 11 de octubre

de 1962, era que su disco era en

realidad "extraíble". El usuario

podía intercambiar "packs" de

discos, luego conocidos como

IBM 1316. Cada uno de estos

packs estaba compuesto por seis

discos de 14 pulgadas, y tenía

un peso aproximado de cuatro

kilogramos y medio. Cada pack

podía almacenar dos millones

de caracteres, pero al ser

extraíble.

IBM 3340 O WINCHESTER :

El 13 de marzo de 1973 anunció al modelo

3340, que incorporó una tecnología y un

término que incluso hoy se sigue usando entre

los técnicos informáticos: "Winchester". La

tecnología Winchester permitió que el cabezal

de lectura permaneciera sobre la superficie del

disco, lo cual redujo de forma drástica tanto la

complejidad del sistema de lectura/escritura

como su costo de fabricación. El nombre

Winchester surgió ya que originalmente se

planeó un sistema de dos módulos extraíbles

de 30 megabytes cada uno para el 3340

IBM 3380 y Seagate ST-506:

En primer lugar, IBM presentó durante

junio de ese año a la unidad 3380, el

primer disco duro de la historia con una

capacidad de 1 gigabyte. Su peso era de

un cuarto de tonelada y costaba unos

cuarenta mil dólares. En segundo lugar,

una empresa joven conocida como

Shugart Technology, lanzó al público el

ST-506, el primer disco duro que utilizó el

formato estándar de 5.25 pulgadas. Su

capacidad de almacenamiento era de

cinco megabytes, e hizo furor entre los

usuarios de PC

¿QUE ES EL DISCOS DURO? Es informática, un disco duro o disco rígido (en ingles Hará

Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de

datos no volátil que emplea un sistema de grabación

magnética para almacenar datos digitales.

Su capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes

(GB) y es mayor que la de un disquete (disco flexible).

Suelen estar integrados en la placa base donde se pueden

conectar más de uno, aunque también hay discos duros

externos que se conectan al PC mediante un conector

USB.

CARACTERISTICAS DEL DISCO DURO

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), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media

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.

Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.

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 está situada en la pista y sector correctos

Otras características son: Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro. Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede

ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, VFirewire, Serial Attached SCSI Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la

computadora.

FUNCIÓN DEL DISCO DURO

Tanto los discos duros como la memoria principal son memorias de trabajo

(varían su contenido en una sesión con el ordenador). Sin embargo, presentan

importantes diferencias: la memoria principal es volátil (su contenido se borra al

apagar el ordenador), muy rápida (ya que se trata de componentes electrónicos)

pero de capacidad reducida. La memoria secundaria, en cambio, es no volátil,

menos rápida (componentes mecánicos) y de gran capacidad. La memoria

principal contiene los datos utilizados en cada momento por el ordenador pero

debe recurrir a la memoria secundaria cuando necesite recuperar nuevos datos

o almacenar de forma permanente los que hayan variado.

ESTRUCTURA FISICA

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,

COMPONENTES FISICOS DEL DISCO DURO

Cabezales: son los componentes del disco duro más sensibles y los principales

componentes móviles del disco.

Los cabezales funcionan variando la posición dentro del disco duro para poder

acceder a la información que necesitamos. El aumento de la densidad

magnética y los sistemas de recuperación de la señal, hace que en la

actualidad, estos componentes del disco duro necesiten de un ajuste y

programación de funcionamiento

EJE

Es la parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.

BRAZO

·   el disco duro tiene un brazo que mantiene las cabeceras de lectura-escritura. Este brazo puede mover las cabeceras por las diferentes pistas. Un disco duro normal es de más o menos 13 centímetros de diámetro, y el brazo puede moverse nos 5 centímetros por la superficie del disco.

·    La velocidad a la que se puede mover este brazo es increíble. Es bastante ligero siendo al mismo tiempo potente y preciso. El brazo se puede deslizar por la superficie del disco cientos de veces por segundo si lo necesita

Electrónica: también llamada Placa o PCB, es la parte del disco duro que se

encarga del manejo de los distintos tipos de componentes del disco duro así

como de verificar su funcionamiento. Es la parte responsable de la

comunicación con el ordenador, en ella se aloja el bus, y la alimentación.

Esta placa es en sí, un pequeño ordenador compuesto por un microprocesador,

memoria RAM, los micro controladores que manejan los periféricos, como el

control de posición, giro del motor y bus de comunicación.

Firmware: es el componente del disco duro de software que configura el duro ,

y contiene toda la información necesaria para poner el disco en marcha,

comunicarnos con él, protegerlo e identificarse.

Motor: también llamado spin, es un eje autor rotante alimentado por

generadores de trenes de pulsos para mantener una velocidad exacta.

El motor está compuesto generalmente por tres juegos de bobinas

contrapuestas, que imprimen el movimiento al eje central que soporta

los platos del disco duro.

LOS DISCOS (Platters)

es el componente principal de un disco duro. Están elaborados de compuestos

de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados

con una capa muy delgada de una aleación metálica.

Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad

constante entre las 3600 y 7200 RPM. Estos discos normalmente tienen dos

caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele

reservarse una para almacenar información de control.

ESTRUCTURA LOGICA CILINDRO: Es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos.

El número de cilindros de un disco corresponde al número de posiciones

diferentes en las cuales las cabezas de lectura/escritura pueden moverse.

CLUSTER: Es un grupo de sectores que es la unidad más pequeña de

almacenamiento reconocida por el DOS. Normalmente 4 sectores de 512 Bytes

constituyen un Clúster (racimo), y uno o más Clúster forman una pista.

PISTA: Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular

del plato de un disco por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está

formada por uno o más Clúster.

SECTOR: Es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros.

En la mayoría de los discos duros los sectores son de 512 Bytes cada uno, cuatro

sectores constituyen un Clúster.

DIRECCIONAMIENTO DEL DISCO DURO

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; lapista o 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.

FUNCIONAMIENTO MECANICO

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.

DESCRIPCCION DEL DISCO DURO

Un disco duro forma una caja herméticamente

cerrada que contiene dos elementos no

intercambiables: la unidad de lectura y escritura y el

disco como tal. La unidad es un conjunto de

componentes electrónicos y mecánicos que hacen

posible el almacenamiento y recuperación de los

datos en el disco.

El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados

platos, que almacenan información magnéticamente.

Cada uno de los platos tiene dos superficies

magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies

magnéticas están formadas por millones de pequeños

elementos capaces de ser magnetizados positiva o

negativamente. De esta manera, se representan los

dos posibles valores que forman un bit de información

(un cero o un uno). Ocho bits contiguos constituyen

un byte (un carácter).

TIPOS DE CONEXIONES

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

aproximadamente el 2004.

SCSI: Son interfaces

preparadas para discos duros

de gran capacidad de

almacenamiento y velocidad

de rotación.

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,

SATA (Serial ATA): El más

novedoso de los

estándares de conexión,

utiliza un bus serie para la

transmisión de datos.

Notablemente más rápido

y eficiente que IDE.

Físicamente es mucho

más pequeño y cómodo

que los IDE, además de

permitir conexión en

caliente.

SAS (Serial Attached

SCSI): Interfaz de

transferencia de datos en

serie, sucesor del SCSI

paralelo, aunque sigue

utilizando comandos SCSI

para interaccionar con los

dispositivos SAS. Aumenta la

velocidad y permite la

conexión y desconexión en

caliente

PARÁMETROS DE UN DISCO DURO

Capacidad: Aconsejable que sea a partir de 2,1 Gbytes en adelante, hasta 80 GB en PC

hogareñas y 2TB en grandes estaciones.

Tiempo de acceso: Importante. Este parámetro nos indica la capacidad para acceder de

manera aleatoria a cualquier sector del disco.

Velocidad de Transferencia: Directamente relacionada con el interface. En un dispositivo

Ultra-2 SCSI es de 80 Mbyte / seg. mientras que en el Ultra DMA/33 (IDE) es de 33,3 MBytes/

seg. en el modo DMA-2. Esta velocidad es la máxima que admite el interface, y no quiere decir

que el disco sea capaz de alcanzarla.

Velocidad de Rotación: Tal vez el más importante. Suele oscilar entre las 4.500 y las 7.200

rpm (revoluciones por minuto).

Caché de disco: La memoria caché implementada en el disco es importante, pero más que la

cantidad es importante la manera en que ésta se organiza. Por ello este dato normalmente no

nos da por si solo demasiadas pistas. Son normales valores entre 64 y 256 Kb.

COMO SE SABE QUE ES UN DISCO ESCLAVO Y UNO MAESTRO

Cuando queremos conectar más de un dispositivo a un solo conector IDE, uno de los dispositivos se debe configurar como maestro (MASTER) y el otro como esclavo (SLAVE). De esa forma el sistema sabe cuando la información es para uno u otro dispositivo puesto que los dos se conectan al mismo sitio en la placa base. La configuración como maestro o esclavo se hace mediante un jumper o puente de la parte trasera. Los discos duros suelen llevar un esquema indicativo. Los CDs llevan una marca con las siglas MA (Master o maestro) o SL (Slave o esclavo).

CONFIGURACIÓN POR JUMPER EN UN DISCO DURO IDE

Veamos cómo hay que configurar estos dispositivos: 

Veamos primero el significado de los diagramas: Este diagrama  representa un juego de pines abierto (sin jumpear) y este otro  representa un juego de pines cerrado (jumeado). En el siguiente diagrama podemos ver la distribución de estos pines, así como del resto de conectores, en un disco duro. Repito que, aunque en este caso se trata de un disco Maxtor, la posición de éstos está muy estandarizada. 

FORMULA PARA HALLAR LA CAPACIDA DE UN DISCO DURO

Podemos calcular la capacidad de un disco duro con la fórmula

siguiente:

Un disco duro puede tener por ejemplo los siguientes datos,

donde el tamaño del sector (bytes por sector) suele ser 512.,

16383 cilindros, 16 cabezales y 63 sectores

Finalmente estos datos el disco duro tendrá una capacidad de

7,8 GB, lo que corresponde a 8.455.200.768 bytes = 8257032 KB

=8063,5 MB si hacemos el calculo con bytes "auténticos", es

decir, si tenemos en cuenta que 1 KB son 1024 bytes

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