Hay muy poca gente que haya visto un disco duro. Al contrario que los discos flexibles ( ó disquetes), los disco duros son tan delicados que han de estar permanentemente introducidos en una carcasa protectora de aluminio.

Todo lo que se ve, es la propia unidad de disco, una caja de metal con algunos circuitos. No hay ninguna forma fácil de entrar en la caja para ver el disco: abrir el disco significa contaminarlo.

Las unidades sólo se han de abrir en habitaciones o salas limpias, donde los trabajadores visten trajes de cirujano y el aire se filtra para que no contenga partículas de polvo. Algunos discos están incluidos en cartuchos removibles que se introducen en la unidad, pero la mayoría son disco no removibles.

IBM inventó las unidades de disco no removibles pequeñas y las denominó informaticamente Winchester (al parecer, debido a que el número de código de la unidad coincidía con el número de modelo de un popular rifle Winchester).

Pistas, sectores y cabezas del Disco Duro.
Pese a toda esta impresionante armadura, un disco duro no es muy diferente de un disquete de la gama inferior. Los datos se graban en forma de flujos magnéticos escritos en círculos alrededor del anillo central del disco.

Cada uno de los círculos concéntricos forma una pista y cada pista está dividida en un número igual de segmentos llamados sectores. La cabeza de lectura/escritura se mueve del borde exterior del disco hacia el anillo central, parándose sobre la pista que contiene la información que necesita el ordenador.

Una vez en la posición adecuada, la cabeza espera a que el sector correcto de pista se encuentre debajo de ella, y entonces lee o escribe datos en el sector a medida que este pasa por debajo.

Disco duro, CD, DVD, Disquete.
Los discos duros se diferencias de otros soportes de almacenamiento, en las densidades a las que se graban los datos sobre la superficie del disco y en la velocidad a la que operan.

A diferencia de otros soportes, el disco duro puede contener hasta diez veces, más datos en cada pista. Tal densidad de datos requiere colocar una cabeza de lectura/escritura muy pequeña y muy cerca de la superficie del disco.

Cualquier flexibilidad que pudiera haber en el disco haría que éste saltase y golpease la cabeza de lectura/escritura. Por esta razón los disco está hechos de una superficie dura, usando platos de aluminio rígido recubiertos de material magnético.

Los Platos del Disco Duro.
Para aumentar la capacidad de la unidad, la mayoría de las unidades de disco duro contiene dos o más discos. Los discos, a los que se suele llamar platos, están montados alrededor de un eje llamado “spindle”. Todos los platos giran al mismo tiempo.

El motor que hace girar los platos puede estar unido o incorporado al “spindle”, o puede encontrarse debajo del “spindle” en forma de motor plano de gran diámetro. Ambas caras del plato contienen datos.

Puesto que sería poco práctico que una cabeza de lectura/escritura sirviese para todas las caras de los platos, cada cara del plato tiene su propia cabeza. As cabezas de hallan agrupadas en un armazón en forma de peine que mueve todas las cabezas a la vez. La precisión de este mecanismo es impresionante. Los platos y las cabezas han de coincidir precisamente en cada posición de pista, encontrándose colocada cada cabeza a sólo una cienmilésima de pulgada de la superficie del plato. Esta geometría tan precisa se mantiene mientras las ligeras cabezas se desplazan atrás y adelante por toda la superficie de los platos, los cuales giran a gran velocidad. ¡Realmente alta tecnología¡


Las cabezas pueden estar tan cerca de los platos, sin tocarlos, debido a que éstas en realidad, vuelan sobre la superficie de una corriente de aire creada por la rotación del disco. Las cabezas se elevan lentamente cuando la unidad se pone en marcha y aterrizan suavemente cuando se corta la corriente y los platos van reduciendo su velocidad hasta parar. Cuando la unidad no está funcionando, las cabezas reposan sobre la superficie del disco.

Las unidades de disco se conectan al puerto IDE de la placa madre, de manera que cuando se leen los datos de la superficie del disco, éstos pasan desde las cabezas a través de los circuitos propios del disco, hasta los circuitos de la controladora. Como veremos mas adelante, no todas las unidades de disco necesitan una tarjeta controladora que sirva de intermediario entre la unidad y el ordenador.

Los datos enviados desde la superficie del disco hasta la tarjeta controladora llegan a un buffer, un pequeño espacio de memoria que actúa como área de almacenamiento temporal para los datos. Una vez que han sido transferidos los datos al buffer, la tarjeta controladora envía una señal al microprocesador para que comience a transferir datos a los chips de memoria.

UDMA del Disco Duro
Los datos se transfieren empleando una de las dos técnicas siguientes: antiguamente en los primeros equipos que salieron al mercado el propio microprocesador realizaba el trabajo por si mismo, pero actualmente se usa al acceso directo a memoria (DMA, Direct Memory Access).

El sistema DMA cuenta con un chip especial que transfiere los datos directamente de la tarjeta controladora a la memoria en un solo paso, en vez de efectuar el proceso de dos pasos que requiere transferirlos primero al microprocesador y después a la memoria.

A continuación los datos se sitúan en la memoria del sistema, en las áreas que han sido reservadas para los “buffers”. El número de “buffers”y su tamaño es configurable dependiendo del sistema operativo y las necesidades de las aplicaciones, siendo en Windows a través del área de swap ó pagefile, en unix a través de la shell, el kernel mediante los buffer-cache y page-cache, de manera que el sistema se apoya en los “buffers” para reducir el trafico de entrada y salida.

Para escribir los datos, se invierte todo el proceso. La aplicación le dice al sistema dónde se encuentran los datos en la memoria. El sistema los transfiere a los “buffers” e inicializa el DMA para transferirlos al buffer del controlador del disco duro. A continuación el controlador de disco comienza a escribir. Especifica que sector de que pista de que cara del plato va ha recibir los datos, enviando comandos a la unidad de disco que mueve la cabeza de lectura y escritura colocándola en la posición que corresponda.

Después entran en acción los circuitos electrónicos de la unidad, vigilando detenidamente la superficie del disco para encontrar el momento exacto donde comenzar. Cuando llega ese momento, la cabeza emite una secuencia de pulsos magnéticos que codifican los datos en una línea a lo largo de la superficie del disco.


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Publicado en: 2006-08-10 (2682 Lecturas)