DISCO DURO

DISCO DURO Y SU EVOLUCION

MIGUEL ARTURO RUEDA

INGENIERIA DE SISTEMAS II SEMESTREGRUPO QUE ES DISCO DURO El disco duro (hard disk) es una unidad de almacenamiento magntico de la informacin. Es un disco metlico (normalmente de aluminio) recubierto con una capa de material magnetizable por sus dos caras (usualmente nquel).

El disco duro magntico est dividido en pistas concntricas. Cada pista se divide en igual nmero de bloques radiales denominados sectores. La capacidad de almacenamiento en bytes por cada pista es variable, dependiendo del tamao de la misma y de la densidad de grabacin. En todas las pistas de un mismo disco (desde las exteriores hasta las interiores) cabe la misma cantidad de informacin, lo que se consigue grabando con mayor densidad en las pistas interiores y menor densidad en las pistas exteriores. El disco duro normalmente permanece fijo dentro del sistema, aunque existen computadores que admiten discos duros separables del sistema, que pueden ser reemplazados.

Por su gran velocidad de acceso aleatorio a la informacin (puede llegar a una media de 7 milisegundos), y por su elevada capacidad de almacenamiento (hasta 23 Gbytes), se lo utiliza como unidad de memoria exterior activa (interviene en el procesamiento), que interacta constantemente con la memoria electrnica de los ordenadores (memoria RAM).

Para grabar o leer la informacin, el disco est girando constantemente (hasta con velocidades de 10000 revoluciones por minuto). Existe un brazo exterior al extremo del cual se hallan dos cabezas de lectura-grabacin (una por cada cara). Segn la pista y sector sobre los que se quiera grabar o leer, el brazo se mueve hacia el exterior o interior del disco hasta la pista deseada y el momento de pasar por el sector respectivo, la cabeza apropiada lee o graba la informacin. La cabeza no toca fsicamente al disco, sino que lo sobrevuela; para ello existe permanentemente un colchn de aire entre la cabeza y la superficie del disco.

PARTES DEL DISCO DURO

Cul es la unidad base en el sistema de medicin para almacenamiento de datos ?EL BYTE.RECORDANDO Cul es el factor multiplicador en el sistema de medicin para almacenamiento de datos?1024 (210)Las memorias RAM y ROM son dispositivos de almacenamiento?Claro que s!En ambos casos se trata de dispositivos fsicos en los que se almacena informacin

RECORDANDO Cules son los prefijos en el sistema de medicin para almacenamiento de datos?Kilo, Mega, Giga, Tera, etc.Cuntos bytes hay en un KiloByte?1024Cuntos bytes hay en un MegaByte?1024 x 1024 = 1.048.576Qu se almacena en la memoria ROM?Las instrucciones para iniciar las operaciones del ordenador.Qu se almacena en la memoria RAM?Todos los datos y programas que se estn ejecutando en un momento dado.

Entre los dispositivos de almacenamiento Bajo qu categora se clasifican las memorias RAM y ROM?Memoria principal = Almacenamiento principal = Almacenamiento primario =Memoria primariaCOMO FUNCIONA UN DISCO DUROUna caja metlica hermtica protege los componentes internos de las partculas de polvo; que podran obstruir la estrecha separacin entre las cabezas de lectura / escritura y los discos, adems de provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magntico de un disco.En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida tambin como placa lgica, recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el sistemaoperativo. La placa lgica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensin que obligan al actuador de las cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa tambin se asegura de que el eje giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las cabezas de la unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (Electrnica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lgica

Un eje giratorio o rotor conectado a un motor elctrico hacen que los discos revestidos magnticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El nmero de discos y la composicin del material magntico que los recubre determinan la capacidad de la unidad.Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupode brazos de las cabezas de lectura / escritura a lo largo de las superficies de los platos con suma precisin. Alinea las cabezas con las pistas que forman crculos concntricos sobre la superficie de los discos. Las cabezas de lectura / escritura unidas a los extremos de los brazos mviles se deslizan a la vez a lo largo de las superficies de los discos giratorios del HD.

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO Es la velocidad a la que gira el disco duro, ms exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotacin, ms alta ser la transferencia de datos, pero tambin mayor ser el ruido y mayor ser el calor generado por el disco duro. Se mide en nmero revoluciones por minuto ( RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitir una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que estn en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.Medios de almacenamiento

Componentes fsicos o materiales en los que se almacenan los datos.

Dispositivos (unidades) de almacenamiento

Componentes fsicos que escriben y leen de los medios de almacenamiento.

DISPOSITIVOS Y MEDIOSTIPOS DE DISPOSITIVOSMAGNTICOS

Disquetes Discos duros Discos duros removibles Cintas magnticasPTICOS

CD-ROM CD-Recordable (WORM) CD-RWritable. DVD

Todos usan el mismo medio (material)Usan tcnicas similares para leer y escribir los datos

Las superficies de los disquetes, discos duros y cintas magnticas estn recubiertas con partculas de un material magntico sensible (por lo general xido de hierro) que reacciona a un campo magntico.

Cada partcula acta como un imn, creando un campo magntico cuando se somete a un electroimn.

Las cabezas de lectura/escritura de la unidad, contienen electroimanes y graban cadenas de 1 y 0, alternando la direccin de la corriente en esos electroimanes.DISPOSITIVOS MAGNTICOSDISPOSITIVOS MAGNTICOS

Cmo se organizan los datos en un disco?DISPOSITIVOS MAGNTICOS

SectorPista (Track)Creacin de pistas, sectores y clusterClusterCmo se organizan los datos en un disco?DISPOSITIVOS MAGNTICOSFAT (File Allocation Table): Es una tabla que guarda la ubicacin de cada archivo dentro del disco y el estado de cada sector.

Cuando se guarda un archivo en el disco, el sistema operativo busca en la FAT un rea disponible, almacena el archivo y, finalmente, lo identifica con su ubicacin en la FAT.ArchivoClusterPepe.xls3Maria.txt6Jose.ppt20ClusterPistaSector315, 6, 715101, 2, 3DISPOSITIVOS MAGNTICOS

MEDIO: DISQUETEDispositivo: Unidad de disqueteUnidad de disqueteEl medio y el dispositivo estn separados.DISPOSITIVOS MAGNTICOS

Unidad de disco duroEl medio y el dispositivo forman una sola pieza.TIPOS DE CONEXINSCSI:

Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotacin. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estndar (Standard SCSI), SCSI Rpido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rpido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisin secuencial de informacin puede alcanzar tericamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estndares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rpidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rpidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 perifricos SCSI) con conexin tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrnicamente con relacin al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.

SATA (Serial ATA):

El ms novedoso de los estndares de conexin, utiliza un bus serie para la transmisin de datos. Notablemente ms rpido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy da descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el ms extendido en la actualidad; y por ltimo SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se est empezando a hacer hueco en el mercado. Fsicamente es mucho ms pequeo y cmodo que los IDE, adems de permitir conexin 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 conexin y desconexin en caliente. Una de las principales caractersticas es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el nmero de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, adems de terminar con la limitacin de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnologa SAS ir reemplazando a su predecesora SCSI. Adems, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS. VELOCIDAD DE ROTACIN (RPM) Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente 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 a otra.* El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.Es uno de los factores ms importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que est buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en da en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.

TIEMPO DE ACCESO (ACCESS TIME)El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aqu es 128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores. Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.Si un disco duro est bien organizado (si no, utilizar una utilidad desfragmentad ora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuacin de una lectura estar situada en una posicin fsicamente contigua a la ltima lectura, por eso los discos duros almacenas en la cach los datos contiguos, para proporcionar un acceso ms rpido sin tener que buscarlos. De ah la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia. El buffer es muy til cuando se est grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto ms grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de bsqueda de datos.

MEMORIA CACHE (TAMAO DEL BUFFER)Este nmero indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte ms exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Bits/segundo, y hoy en da, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.

DISCOS DUROS IDE

Discos Duros IDE Son discos duros cuya electrnica de manejo est incorporada al propio disco, por lo que son los ms econmicos. El tiempo medio de acceso a la informacin puede llegar a 10 milisegundos (mseg). Su velocidad de transferencia secuencial de informacin puede alcanzar hasta 3 Mbyte por segundo (Mbps) bajo la especificacin estndar y hasta 11 Mbps bajo la especificacin mejorada (Enancad IDE / EIDE). Su capacidad de almacenamiento en discos modernos alcanza hasta 8 Bytes). Los controladores IDE pueden manejar hasta 2 discos duros en la versin estndar y hasta 4 discos en la versin mejorada EIDE.

SERIAL STORAGE ARCHITECTURE La Arquitectura de Almacenamiento Serial (Serial Storage Architecture / SSA), desarrollada por IBM, es una implementacin serial del conjunto de comandos de la tecnologa SCSI-2. SSA no ha sido implementada como un bus sino ms bien como una serie de pequeos saltos independientes entre hasta 126 dispositivos auto configurables (self-configuring) y conectables en caliente (hot-pluggable).

FIBRE CHANNEL

FIBRE CHANNELEsta tecnologa se basa en el trabajo realizado por el Comit de Canales de Fibra (Fiber-Channel Comit) de la IEEE. Fibra Channel (FC) es una interfaz serial que, a pesar de su nombre (muy parecido a fiber ....), no requiere conexiones de fibra ptica (puede utilizar cable de cobre o fibra ptica, indistintamente). Est basada en comandos SCSI-3, que soportan hasta 126 dispositivos auto configurables y conectables en caliente, en conexin tipo margarita. Fibre Channel est evolucionando hacia varias topologas que incluyen Punto a Punto (Point-Point), Estructura Conmutable (Fabric), y Cadena Arbitrada (Arbitrated Loop), con diversas velocidades de transferencia, de hasta 100 MBps simultneamente en cada direccin (hasta 200 MBps en conexiones anlogas a full duplex).

Fibre Channel Punto a Punto establece una conexin entre diferentes dispositivos, proveyendo un ancho de banda total de 100 MBps para cada dispositivo. Sin embargo, solamente un componente puede transmitir o recibir al mismo tiempo sobre una conexin. A pesar de que esto proporciona una mayor velocidad de transmisin que SSA, muchos dispositivos que deseen transmitir o recibir al mismo tiempo debern esperar que se libere el bus.

FIBRE CHANNEL EN CADENA ARBITRADA Implementa un algoritmo de distribucin equitativa, similar a FDDI, para asegurar que todos los dispositivos tengan igualdad de posibilidad de acceso al bus. Sin embargo, se deben configurar apropiadamente los sistemas para evitar congestin. Los promotores de Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) argumentan que esta tecnologa tolera mejor la falla de los discos, y debido a sus lazos cercanos con los canales de fibra puede ser utilizada como una interconexin universal tanto para sistemas como para almacenamiento. Empresas como Adaptec, BusLogic, Hewlett-Packard, Q-Logic, Quantum, NCR y Seagate estn detrs de su desarrollo.DISCOS DUROS SCSI Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 Gbyte hasta 23 Gbytes). Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estndar (Standard SCSI), SCSI Rpido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rpido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisin secuencial de informacin puede alcanzar tericamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estndares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rpidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rpidos (SCSI-2).

MODELO DE VON NEUMANN

PRIMER DISCO DURO IBM 305 RAMAC

HISTORIA DE IBM 305 RAMAC El primer disco duro de la historia de la informtica fue el IBM 350 RAMAC, presentado en 1956. RAMAC es el acrnimo de Random Access Method of Accounting and Control. Tena una capacidad de aproximadamente 5 MBytes, repartidos en 50 discos de 24 pulgadas, lo que hace un total de 100 superficies y 100 pistas por superficie. Constaba de dos brazos con un movimiento de arriba hacia abajo, lo que permita seleccionar el disco a leer y un movimiento de adentro hacia afuera, lo que permita moverse a la pista que se quera leer. En la imagen de la izquierda vemos el detalle de los discos en s, en la derecha podemos observar toda la unidad lectora completa y podemos apreciar su "pequeo" tamao.

IBM 1301

HISTORIA IBM 1301 Este es el modelo IBM 1301, presentado en 1961. Consta de mdulos de 20 discos y 40 superficies (haba un modelo de un mdulo y otro de dos, en concreto los de las imgenes son de dos, lo que hace 40 discos y 80 superficies), con 250 pistas por superficie y tena una capacidad de unos 24 MBytes. Basados en su mecanismo se construyen los discos duros a partir de entonces, incluso los actuales. La novedad con respecto al IBM 350 RAMAC es la supresin de la necesidad de realizar movimientos arriba y abajo para acceder a los diferentes discos, dado que lo que hace es tener una cabeza lectora por cada una de las caras a leer, y por tanto slo tiene que realizar movimientos para seleccionar las pistas; es ms esto provoca una ventaja aadida y es que la cabeza estar en alguna parte de la superficie, lo que hace los accesos mucho ms rapidos que los modelos anteriores, en los que siempre parta del borde de la superficie. En la imagen de izquierda podemos ver la unidad completa (podemos ver que sigue siendo un equipo "pequeito") y en la de la derecha podemos ver el detalle de los discos y los brazos lectores.

IBM 1311

HISTORIA IBM 1311 El siguiente paso en la evolucin de los discos duros fue la poca de las "lavadoras", llamadas coloquialmente as por su apariencia y tamao (parecan lavadoras de carga superior). Se caracterizaban por usar lo que se llam disk packs, que eran las mismas torres de discos que hasta entonces, pero extrables, con lo que se podan almacenar los Disk Packs y usar en cada momento el necesario. Fue muy til para laboratorios y medianas empresas. El primer modelo fue el IBM 1311, lanzado en 1962. Cada disk pack meda 4 pulgadas de alto, pesaba 4'5 kg y estaba compuesto de 6 discos de 14 pulgadas, con 10 superficies (las 2 superficies exteriores no eran utilizadas) y tena una capacidad de casi 2 MBytes. A la izquierda vemos un par de IBM 1311, un detalle en el centro y unos disk packs almacenados en la derecha.

IBM 3380

HISTORIA IBM 3380 Presentado en 1980, pero con problemas tcnicos que impidieron su verdadero lanzamiento hasta 1981, el IBM 3380 fue el primer disco duro con una capacidad que ya se meda en Gigabytes en concreto 2'52 GBytes, lo que supona cuatro veces ms que los anteriores dispositivos. Para poder crecer en la capacidad, los disk pack se podan poner en cadena; una cadena de 3380s poda almacenar unos 9'3 GBytes y cada unidad de control IBM 3880 Storage Control poda manejar hasta dos cadenas de cuatro 3380s. En la foto de la izquierda podemos ver una unidad 3380 a la izquierda y una 3880 a la derecha. En la imagen de la derecha podemos apreciar un disk pack 3380.