El disco rígido es el componente utilizado para almacenar
los datos de manera permanente, a diferencia de la memoria RAM, que borra su
información cada vez que se reinicia el ordenador. Por este motivo, al disco
rígido a veces se le denomina dispositivo de almacenamiento masivo.
El disco rígido se encuentra conectado a la placa madre por
medio del controlador de disco rígido que actúa a su vez como una interfaz
entre el procesador y el disco rígido. El controlador de disco rígido
administra los discos racionados con él, interpreta comandos enviados por el
procesador y los envía al disco en cuestión. Los discos rígidos generalmente
están agrupados por su interfaz, por ejemplo, IDE, SCSI, Serial ATA.
Cuando apareció la norma USB se lanzaron al mercado carcasas
que permitian conectar un disco rígido mediante un puerto USB, lo que facilitó
su instalación y aumentó la capacidad de almacenamiento para hacer copias de
seguridad. Estos discos se denominan discos rígidos externos, en oposición a
los discos rígidos internos que se encuentran conectados directamente a la
placa madre. En realidad, se trata del mismo tipo de discos, con la diferencia
de que los discos duros externos se encuentran conectados al ordenador mediante
un puerto USB.
Cuál es la estructura de un disco duro
Un disco rígido no está compuesto por un solo disco, sino
por varios discos rígidos que pueden ser de metal, vidrio o cerámica, apilados
muy juntos entre sí y llamados platos.
Los discos giran rápidamente alrededor de un eje (en
realidad, a varios miles de revoluciones por minuto) en sentido contrario a las
agujas de un reloj. El ordenador funciona en modo binario, lo cual significa
que los datos se almacenan en forma de ceros y unos (denominados bits). Los
discos rígidos contienen millones de estos bits, almacenados muy próximos unos
de otros en una delgada capa magnética de unos pocos micrones de espesor,
recubierta a su vez por una película protectora.
Estos datos pueden leerse y escribirse por medio de
cabezales de lectura ubicados a ambos lados de los platos. Estos cabezales son
electroimanes que suben y bajan para leer la información o bien escribirla. Los
cabezales de lectura se encuentran a solo unos micrones de la superficie,
separados por una capa de aire creada por la rotación de los discos, que genera
una rotación de aproximadamente 250 km/h (150 mph). Más aún, estos cabezales
son móviles y pueden mover hacia los laterales para que las cabezas puedan
barrer toda la superficie.
Sin embargo, los cabezales se encuentran unidos entre sí y
solamente uno de ellos puede leer o escribir en un momento preciso. Se utiliza
el término cilindro para hacer referencia a todos los datos almacenados
verticalmente en cada uno de los discos.
El mecanismo completo de precisión se encuentra dentro de
una caja totalmente hermética, debido a que la más mínima partícula puede
degradar la superficie del disco. Es por esta razón que los discos rígidos
están sellados y muestran la advertencia "Garantía nula si se
extrae", ya que únicamente los fabricantes de discos rígidos pueden
abrirlos (en salas limpias libres de partículas).
Cómo funciona un disco duro
Se dice que los cabezales de lectura/escritura son
"inductivos", lo que significa que pueden generar un campo magnético.
Esto es de especial importancia en el momento de la escritura: Los cabezales,
al crear campos positivos o negativos, tienden a polarizar la superficie del
disco en un área muy diminuta, de modo tal que cuando luego se leen, la
inversión de polaridad procede a completar el circuito con el cabezal de
lectura. Estos campos luego son transformados mediante un conversor
analógico-digital (CAD) en 0 o 1 para que el ordenador los pueda comprender.
Los cabezales comienzan a escribir datos comenzando desde el
borde del disco (pista 0) y avanzando hacia el centro. Los datos se organizan
en círculos concéntricos denominados pistas, creadas por un formateo de bajo
nivel. Estas pistas están separadas en zonas (entre dos radios) llamadas sectores,
que contienen los datos (por lo menos 512 octetos por sector).
El término cilindro hace referencia a todos los datos que se
encuentran en la misma pista de distintos platos (es decir, sobre y debajo de
cada uno de ellos), ya que esto constituye un "cilindro" de datos.
Finalmente, el término clúster (también llamado unidad de
asignación) se refiere al área mínima que puede ocupar un archivo dentro del
disco rígido. Un sistema operativo utiliza bloques, que son en realidad grupos
de sectores (entre 1 y 16 sectores). Un archivo pequeño puede llegar a ocupar
múltiples sectores (un clúster).
En los discos rígidos antiguos, el direccionamiento solía
realizarse manualmente, mediante la definición de la posición de los datos
desde las coordenadas Cilindro/Cabezal/Sector (CHS).
Especificaciones técnicas de un disco duro:
Capacidad: cantidad de datos que pueden almacenarse en un
disco rígido.
Tasa de transferencia: cantidad de datos que pueden leerse o
escribirse desde el disco por unidad de tiempo. Se expresa en bits por segundo.
Velocidad de rotación: la velocidad a la cual giran los
platos. Se expresa en revoluciones por minuto (rpm, su acrónimo en inglés). Las
velocidades de los discos rígidos se encuentran en el orden de 7.200 a 15.000
rpm. Cuanto más rápido rota un disco, más alta resulta su tasa de
transferencia. Por el contrario, un disco rígido que rota rápidamente tiende a
ser más ruidoso y a calentarse con mayor facilidad.
Latencia (también llamada demora de rotación): el lapso de
tiempo que transcurre entre el momento en que el disco encuentra la pista y el
momento en que encuentra los datos.
Tiempo medio de acceso: tiempo promedio que demora el
cabezal en encontrar la pista correcta y tener acceso a los datos. En otras
palabras, representa el tiempo promedio que demora el disco en proporcionar
datos después de haber recibido la orden de hacerlo. Debe ser lo más breve
posible.
Densidad radial: número de pistas por pulgada (tpi).
Densidad lineal: número de bits por pulgada (bpi) en una
pista dada.
Densidad de área: índice entre la densidad lineal y la
densidad radial (expresado en bits por pulgada cuadrada).
Memoria caché (o memoria de búfer): cantidad de memoria que
se encuentra en el disco rígido. La memoria caché se utiliza para almacenar los
datos del disco a los que se accede con más frecuencia, buscando de esta
manera, mejorar el rendimiento general.
CCM (https://es.ccm.net/) Fuente de información
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