Estructura Lógica del Disco Duro

El disco duro de un PC es un dispositivo que utiliza como medio de grabación el magnetismo. Acorde con eso, las superficies de los platos están cubiertos por una sustancia magnetizable (básicamente óxido de hierro). Los cabezales irradian con pulsos estas superficies para grabar mientras los platos giran a altas velocidades.


El índice de ubicación de los platos se denomina FAT (File Allocation Table) y es el equivalente al índice del contenido de un libro. Previendo que un accidente (error de escritura, ataque de virus, borrado accidental del operador) puede dañar la FAT, se establece (bajo control del Sistema Operativo) la existencia de una segunda FAT de respaldo. Esta no es visible a simple vista sino con herramientas de Software especiales que se utilizan para reparar datos perdidos.


Como norma general, los datos no se escriben en las pistas en forma secuencial (imaginemos el tiempo que se requeriría si cada vez que se deseara escribir un dato adicional relacionado con uno anterior, tuviéramos que esperar a que el plato diera la vuelta para que los dos platos quedaran juntos). Esto se puede ver con programas especiales (Defrag de Windows, por ejemplo) que muestran la superficie del disco en forma de mapa con “baches” de espacio.


Esta forma de operación si bien acelera la operación de escritura, produce en contraposición la demora en su operación contraria: LA LECTURA. Dado que las porciones de un archivo quedan dispersos, la lectura es un trabajo extraordinario para el disco considerando que su velocidad de rotación esta alrededor de los 5600, 7200 ó 10000 RPM.


Aparte de la conexión física y el bus utilizado por el disco duro, en la transferencia de datos, existe un factor no menos importante: la forma en que se graban y leen los datos internamente, esto es, si se trabaja con sistemas de archivos FAT 16, FAT 32 o NTFS.

Estructura Física del Disco Duro

En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro sujetos por un eje.

Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas (a título de curiosidad, podemos comentar que el diámetro de un cabello humano es de unas 4.000 micropulgadas). Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información.


La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar.


Los platos giran a 5600, 7200 ó 10000 revoluciones por minuto, el movimiento genera circunferencias con datos llamadas pistas. Cada pista a su vez se considera como un conjunto de segmentos denominados sectores o clústers.


Si nos ubicamos encima de una pista, geométricamente lo estamos haciendo sobre las pistas que tienen el mismo número a través de todas las caras y platos. Esta forma de ver las pistas se llama Cilíndro, por tanto un cilíndro es el conjunto de pistas con la misma ubicación pero en distintas caras y discos.
Ejemplo: cilíndro 3 = pista 3 de la cara 0 + pista 3 de la cara 1 + pista 3 de la cara 2... etc.


Según su capacidad y geometría de diseño, un disco puede tener 2, 4 o más cabezas de lectura/escritura. Normalmente un archivo de almacena diseminado en pistas, sectores y cilíndros grabandose en las distintas caras de los discos simultáneamente.


El trabajo del disco empieza cuando un programa en coordinación con el sistema operativo comienza a escribir sobre la superficie de los platos. Por cada grupo de datos escrito se crea una entrada de registro en un sector creando un índice maestro ubicando los datos (llamado FAT = File Allocation Table). Esta información es dada a conocer a la CPU por la electrónica del propio disco.

Introducción

El disco duro, es el principal dispositivo de almacenamiento de información de los sistemas informáticos. Tanto el sistema operativo, las aplicaciones o programas como los archivos de datos, se encuentran almacenados en esta unidad de gran velocidad y no volatil, por lo que ofrece mayor fiabilidad y eficiencia en el manejo de la información.

El avance tecnológico ha apuntado siempre hacia la mejora de dos parámetros: mayor capacidad y velocidad. También se ha perseguido la reducción de tamaño, aunque en un nivel de importancia inferior a los parámetros anteriores.

Historia

El disco duro inició su carrera en los años 50, y no ha parado de avanzar hasta la actualidad (de hecho, sigue avanzando). El primer disco duro fue desarrollado por IBM en 1956. Recibió el nombre de RAMAC  y constaba internamente de 50 discos de 24” cada uno. La capacidad total ofrecida era de 5 MB. 

Sin embargo, el padre del disco duro moderno nació en 1973, también de la mano de IBM. Su nombre era 3340, y constaba de dos módulos de 30 MB, uno fijo y el otro extraíble.

Estableciendo símiles entre algunas de sus características y las de un conocido rifle, fue bautizado con el apodo Winchester. Aunque mucho más avanzados, los discos duros actuales se basan totalmente en los conceptos introducidos en aquel disco duro.

Uno de los conceptos principales radica en que las cabezas de lectura/escritura son flotantes (es decir, no existe contacto físico con la superficie del disco). De hecho una parte fundamental del avance consiste en optimizar la distancia entre las cabezas y el disco sin llegar al contacto.

La entrada del disco duro en el mundo del PC se produjo con el lanzamiento de la variante PC XT. Se incorporaba un disco duro ST-412 de 10 MB, fabricado por Seagate.