DISCOS DUROS
DEFINICIÓN •
Disco Duro es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales.
HISTORIA •
1961 Aparece el primer disco duro, llamado el Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.
IBM inventa el primer disco duro en el que las cabezas no entran en contacto con los platos. Se conoce a este sistema como “air bearing”, algo así como rodamiento de aire. Alarga la vida del sistema al no existir rozamiento entre cabezas y el disco. •
1963 IBM introduce el primer sistema de discos extraíbles.
1970 Aparece el “disquete” o floppy de 8 pulgadas.
1973
IBM crea el disco “Winchester hard disk drive” , el precursor de los discos duros actuales. Tenía 2 platos con una capacidad de 30MB 1976 Shugart inventa el disquete de 5 y ¼ “ 1980 Seagate Technology presenta el primer disco duro para microordenadores, el ST506, que puede almacenar hasta 5 MB.
Phillips presenta su tecnología de almacenamiento óptica, crea el CD o compact disc
1986 Aparece el standard “Integrated Drive Electronics (IDE)”.Se definen entre otros la forma en la que fluyen los datos entre la cpu y el disco. Más tarde sería ampliado y superado por ATA.
ATA define juegos de registros y comandos que permiten hacer más cosas con el interface IDE, como manejar unidades de cinta, cdroms. 1993 Western Digital presenta “Enhanced IDE” (EIDE). El nuevo standard se fundirá con ATA en un futuro. Soporta velocidades de transferencia más elevadas y discos de mayor capacidad. Por supuesto manteniendo compatibilidad con ATAPI.
2003 Aparece el estรกndar S-ATA (Serial ATA) 2007
Hitachi rompe el record en almacenamiento por disco duro, creando un disco de 1 TB ( 1TB = 1000 GB = 1 Millon de Megabytes )
ACTUALIDAD El SSD (solid state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa memoria no volรกtil (NAND) tales como flash, o memoria volรกtil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios encontrados en los discos duros convencionales.
ESTRUCTURA FISICA Un disco duro suele tener: •Platos
o Discos en donde se graban los datos.
•Cabezal •Motor
de lectura/escritura.
que hace girar los platos.
•Electroimán
que mueve el cabezal.
•Circuito
electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché. •Bolsita
desecante (gel de sílice) para evitar la humedad. •Caja,
que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.
ESTRUCTURA FISICA Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta está el cabezal de lectura/escritura.
ESTRUCTURA LOGICA Lo que interrelaciona los discos duros con los disquetes, es su estructura, que se resumen en diferentes funciones del BIOS, que sirven entre otras cosas para el acceso a los mismos.
En primer lugar, internamente los discos duros se pueden dividir en varios volúmenes homogéneos. Dentro de cada volumen se encuentran una estructura que bajo el sistema operativo del Ms-Dos, sería la siguiente:
El Sector de Arranque : Al formatear un volumen, el sector de arranque se crea siempre como primer sector del volumen, para que sea fácil de localizar por el DOS. En él se encuentra información acerca del tamaño, de la estructura del volumen y sobre todo del BOOTSTRAP-LOADER, mediante el cual se puede arrancar el PC desde el DOS. A ésta parte se le llama sector de arranque (BOOT).
· El directorio Raíz : La cantidad máxima de entradas en el directorio raíz se limita por su tamaño, que se fija en el sector de arranque. Ya que el directorio raíz representa una estructura de datos estática, que no crece si se guardan más y más archivos o subdirectorios. De ahí que, dependiendo del tamaño, bien un disco duro o bien de volumen, se selecciona el tamaño del directorio raíz en relación al volumen.
路 La Zona de Datos : Es la parte del disco duro en la que se almacena los datos de un archivo. Esta zona depende en casi su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del DOS, y del camino que se lleva desde la FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.
FORMATO DE DISCO El formato de disco es un conjunto de operaciones informáticas, independientes entre sí, físicas o lógicas, que permiten restablecer un disco duro, una partición del mismo o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de datos a su estado original, u óptimo para ser reutilizado o reescrito con nueva información. Esta operación puede borrar, aunque no de forma definitiva, los datos contenidos en él. En algunos casos esta utilidad puede ir acompañada de un Particionado de disco. De forma habitual, los usuarios hacen referencia al formato de disco para referirse al Formato de Alto Nivel.
FORMATO DE BAJO NIVEL Esta imagen es una representación característica del plato de un Disco Duro. En realidad, el número de sectores por cada pista suele ser de hasta miles.
• Pistas, varios miles de círculos concéntricos por cada
plato del disco duro que pueden organizarse verticalmente en cilindros. • Sector, varios cientos por pista. El tamaño individual suele ser de 512 bytes. • Preámbulo, que contiene bits que indican el principio del sector y a continuación el número de cilindro y sector. • Datos. • ECC, que contiene información de recuperación para errores de lectura. Este campo es variable y dependerá del fabricante.
La suma del tamaño de estos tres componente del sector darán como resultado el tamaño del secterable en el disco, equivalente al espacio existente entre cada sector, el tamaño del preámbulo y del ECC. Esta pérdida es equivalente al 20% del espacio del disco. Por cuestiones publicitarias el espacio perdido suele anunciarse como espacio disponible para el almacenamiento de datos. Por ello, de un disco duro de 20 GB estarán disponibles 16
GB.
FORMATO DE ALTO NIVEL El formato lógico implanta un sistema de archivos que asigna sectores a archivos. En los discos duros, para que puedan convivir distintos sistemas de archivos, antes de realizar un formato lógico hay que dividir el disco en particiones; más tarde, cada partición se formatea por separado. Cada sistema operativo tiene unos sistemas de archivos más habituales: • Windows: FAT, FAT16, FAT32, NTFS, EFS, ExFAT. • XFS.
Linux: ext2, ext3, ext4, JFS, ReiserFS, Reiser4,
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Solaris: UFS, ZFS.
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Mac OS: HFS, HFS+.
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IBM: JFS, GPFS.
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Discos Opticos: UDF.
CARACTERISTICAS DE UN DISCO DURO •
La capacidad o tamaño (GB):
Hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar. Esta se mide en Bytes, generalmente en GigaBytes. Los tamaños más comunes hoy en día van desde los 80, 120, 160, 200, 250, 500 GigaBytes (y sigue en aumento). •Velocidad
de Rotación (RPM):
Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. Estas generalmente van desde las 5400 a las 10000 RPM, siendo la más común la de 7200 rpm.
TIPOS DE CONEXIONES O INTERFACES Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexi贸n que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS:
IDE: Integrated Drive Electronics ("Dispositivo electr贸nico integrado") o ATA (AdvancedTechnologyAttachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (AdvancedTechnologyAttachmentPacket Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el est谩ndar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.
SCSI: Interfaces para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisychain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.
SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.
MEDIDAS QUE DESCRIBEN EL DESEMPEÑO DE UN DISCO DURO Los fabricantes de DD miden la velocidad en términos de tiempo de acceso, tiempo de búsqueda, latencia y transferencia. Estas medidas también aparecen en las advertencias, comparaciones y en las especificaciones. Tiempo de acceso (access time) Termino frecuentemente usado en discusiones de desempeño, es el intervalo de tiempo entre el momento en que un drive recibe un requerimiento por datos, y el momento en que un drive empieza a despachar el dato. El tiempo de acceso de un DD es una combinación de tres factores:
1- Tiempo de Búsqueda (seek time) 2- Latencia (latency)
3- Command Overhead
UNIDAD DE ESTADO SÓLIDO Una unidad de estado sólido o SSD (acrónimo en inglés de solid-state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datosque usa una memoria no volátil, como la memoria flash, o una memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales. En comparación con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos sensibles a los golpes, son prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia
Ventajas Entre las principales ventajas de utilizar este tipo de discos destaca, junto a un arranque más rápido y un menor tiempo de acceso a los datos, un menor consumo de energía.
Al mismo tiempo se produce menos calor, al no disponer de partes móviles en su estructura, lo que significa una mayor duración de las baterías de los equipos que incorporen estas unidades. Además, son silenciosos y aguantan mejor las vibraciones y su uso en movilidad.
Desventajas,
Actualmente estos dispositivos mantienen un precio por gigabyte mucho más alto que los discos duros convencionales, hasta diez veces superior, aunque está bajando. Por otro lado, su ciclo de vida es más corto que los discos duros convencionales. Esto es debido a que el acceso al disco es más elevado, desgastándolo con mayor rapidez. No obstante, su ciclo es lo suficientemente elevado para que el disco deje de funcionar mucho tiempo después de que el dispositivo donde está integrado sea catalogado como obsoleto.
Además, dispone de un sistema electrónico que determina la cantidad de operaciones de lectura y escritura que se realizan sobre el disco, para compensar que unas celdas no tengan un desgaste mayor que otras.
FUTURO DE LOS DISCOS DUROS El volumen de datos que se crean cada día está en franca expansión. Pero en términos de mantenimiento de estos datos para las generaciones posteriores, la cosa necesariamente no ha mejorado desde los días en que las cosas se cincelaban en dura piedra.
La compañía ha presentado en septiembre de 2012 su formato de almacenamiento de información digital sobre una especie de lajas de cristal de cuarzo que almacena los datos en forma binaria mediante la creación de puntos dentro de esta delgada lámina, que se puede leer con un microscopio óptico ordinario.
FABRICANTES DE DISCOS DUROS Western Digital. Al que pertenece Hitachi. Seagate. Al que pertenecen Quantum Corp., Maxtor y recientemente Samsung.
Toshiba. Al que pertenece Fujitsu. ExcelStor. TrekStor. Verbatim.
FINAL