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viernes, 23 de abril de 2010

DISCO DURO



Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un dispositivo no volátil, que conserva la información aun con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital. Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares para comunicar un disco duro con la computadora; las interfaces más comunes son Integrated Drive Electronics (IDE, también llamado ATA) , SCSI generalmente usado en servidores, SATA, este último estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores.

COMO FUNCIONA UN DISCO DURO:

1. Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; que podrían obstruir la estrecha separación entre las cabezas de lectura/escritura y los discos, además de provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magnético de un disco. 2. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida también como placa lógica, recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el sistema operativo. La placa lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también 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 (Electrónica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica. 3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El número de discos y la composición del material magnético que lo s recubre determinan la capacidad de la unidad. Generalmente los discos actuales están recubiertos de una aleación de aproximadamente la trimillonésima parte del grosor de una pulgada. 4. 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 precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos. 5. Las cabezas de lectura/escritura unidas a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas. 6. Cuando el usuario o su software le indican al sistema operativo que lea o escriba un archivo, el sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación de archivos de la unidad, o FAT en DOS (VFAT en Windows 95). El sistema operativo lee la FAT para determinar en que Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco están disponibles para albergar un nuevo archivo. 7. Un único archivo puede diseminarse entre cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un archivo en los primeros Cluster que encuentra enumerados como libres en la FAT. Esta mantiene un registro encadenado de los Cluster utilizados por un archivo y cada enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene otra parte mas del archivo. Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o escribiendo los Cluster sobre los discos que giran después de las cabezas. Después de escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura a la FAT, donde elabora una lista de todos los Cluster del archivo.



PLATO:

Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.Son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez




SECTOR:

Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes. 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 usa 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 sectoresy asignar a cada uno un único número; éste es el sistema usado actualmente.



CILINDRO:

Cada plato tiene pistas correspondientes en cada una de sus caras . Dado que en el disco duro hay mas de un plato , cada uno de estos tienen pistas que se alinean con las pistas del otro o los otros platos . A las pistas alineadas se les llama cilindros . Casi todas las variaciones en la capacidad de los discos rígidos se deben al numero de platos . mientras que el numero de cilindros solo representa diferencias menores.





PISTAS:

Los discos duros cuentan con varios discos rígidos recubiertos de oxido de hierro . A cada disco se le llama plato. Cada plato tiene dos superficies , al igual que un disco flexible . En el interior del disco duro hay dos platos (o mas según su capacidad) los datos se almacenan en esas superficies dentro de pistas y sectores.

El numero de sectores por cara depende del tipo de la grabación realizada por las tarjetas controladoras , pero es mayor de 9 . Los discos duros XT y AT estándar tiene 17 sectores por pista . Cada sector almacena 512 caracteres ( esto se cumple en todos los sectores).




CABEZA LECTORA:

Existen diferentes tipos de cabeza de lectura/ escritura. Entre las primeras, se cuentan a la cabeza monolítica de ferrita y a la cabeza construida con un block, también de ferrita. Un avance posterior, se dio con el uso de cabezas compuestas, las cuales se fabrican con una mezcla de un material no magnético al que se le agrega una pequeña porción de ferrita.

Las cabezas son el componente mas costoso de un disco duro, y sus características ejercen gran impacto en el diseño y rendimiento del disco duro. No obstante su alto costo, mantienen un diseño básico y un objetivo relativamente simple:
una cabeza es una pieza de material magnético, cuya forma es parecida a una letra "C" con una pequeña abertura (gap); una bobina de alambre se enrolla en este núcleo para construir un electromagneto; de hecho, su estructuraes básicamente la misma que la de las cabezas empleadas en las grabadoras de audio convencionales.
Para la escritura en el disco, la corriente que circula por la bobina crea un campo magnético a través del gap, el cual magnetiza a la cubierta del disco bajo la cabeza. Para leer desde el disco, la cabeza sensa un pulso de corriente electrónica que corre por la bobina cuando la abertura pasa por arriba de una reversión de flujo en el disco.



CLUSTER:

Un clúster es la unidad de almacenamiento en un disco (ZIP, rígido o flexible) con una determinada cantidad fija de bytes. Un disco está dividido en miles de clústeres de igual tamaño y los archivos son repartidos y almacenados en distintos clústeres. El tamaño se determina en el formateo del disco y suele ser de 512 bytes, pero la cifra puede ascender a 4.096 bytes.

Cuando se almacena en disco un archivo más grande que un clúster, este se subdivide en distintos clústeres.

BRAZO:

se trata de una palanca metálica en cuyo extremo se encuentran las cabezas magnéticas, sostenidas con un resorte que las impulsa fuertemente contra la superficie de los platos. Todas las cabezas están fijas en el brazo del actuador, por lo que si una de ellas se desplaza, digamos al track 250, todas las demás cabezas efectúan exactamente el mismo movimiento.

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