discos duros

Los discos duros son los elementos más importantes, en cuanto a velocidad, después del CPU. El disco de 10 MB y 110 mseg que tantas satisfacciones dio a los usuarios del XT o el de 214 MB y 16 mseg son demasiado lentos y limitados cuando se conectan a los nuevos ordenadores basados en Pentium III ó K6-III.

 

..- Fundamentos del disco duro

Aparentemente, el funcionamiento de un disco duro es similar al de una disquetera, lo que pasa es que presenta una serie de diferencias notables que lo hacen más avanzado y veloz.

En los tiempos de la informática prehistórica, los primeros discos duros estaban formados por una serie de cilindros en los que unas cabezas grababan o escribía la información. Posteriormente, se cambiaron cilindros por discos.

Un disco duro está formado por una serie de discos plásticos recubiertos de un sustrato magnético al igual que un disquete. Para leer o escribir se utilizan dos cabezas por disco, de manera que podemos utilizar ambas caras del disco. Actualmente, a cada disco se le denomina plato.

Luego la estructura de un disco duro a nivel del DOS es similar a la de una disquetera, de manera que tenemos cilindros (en los disquetes se llamaban pistas), cabezas y sectores. Con estos datos podemos calcular su capacidad.

 

Si recordamos uno de los discos duros más famosos, el SeaGate ST-125, tenía 615 cilindros, 4 cabezas (por tanto, dos platos) y 17 sectores por cilindro. Si multiplicamos cilindros por sectores por cabezas por 512 Bytes por sector:

Capacidad = cilindros x cabezas x sectores x 512.

Capacidad = 615 x 4 x 17 x 512 = 21.411.840 Bytes

La capacidad es de 20,1MB.

De esta forma se calcula el tamaño de un disco duro.

Antiguamente, los discos duros tenían el número de platos que se indicaba en sus listas de parámetros; sin embargo, hoy leemos discos duros de 16, 32 ó 64 cabezas, y al ver el tamaño físico no nos entra en la cabeza que dentro haya 8, 16 ó 32 platos.

En realidad, no hay ese número de platos ni cabezas. Como mucho habrá 4 platos. Lo que pasa es que el disco duro tiene lo que se denomina transformación geométrica, o sea, aunque su número de cabezas y platos sea distinto, el circuito del disco se encarga de traducir los valores del disco a los valores de platos y cabezas que supuestamente tendría.

De esta forma, disminuimos el coste del disco pero mantenemos la compatibilidad con lo que nos diga sus parámetros. Más adelante ampliaremos este concepto.

 

Otra de las dudas que se presentan es si en un disco duro hay intercalado de datos. En los discos antiguos, el intercalado de datos podía llegar a ser de hasta 6. en los discos duros actuales, el intercalado es de 1, al igual que en una disquetera, debido a que los discos actuales son muy rápidos, pero las máquinas que los soportan lo son más, por lo que no hay problema alguno.

Respecto al aspecto físico, los primitivos discos duros tenían un tamaño de 5 ¼ pulgadas de ancho. Posteriormente han disminuido su tamaño hasta 3,5 pulgadas para discos de uso corriente y 2,5 pulgadas para los discos duros utilizados en los portátiles.

Los platos del disco duro se encuentran encerrados en una caja metálica casi hermética, pues la más pequeña mota de polvo puede estropear el disco duro.

Me explico, en principio el disco duro está parado, y las cabezas se encuentran "aparcadas" fuera de la superficie de los platos.

Cuando el disco comienza a girar, poco a poco se coloca en su velocidad máxima permitida. En ese momento, se produce una turbulencia de aire en el interior, de manera que en la superficie del disco existe un "colchón" de aire; es el llamado efecto Bernoulli. En ese momento, la cabeza ya se coloca en la superficie del plato, pero debido al colchón de aire, está a una distancia inferior a una micra. De esta forma, se pueden leer y escribir los datos en el plato, pero no hay rozamiento alguno.

Un detalle: Para la correcta turbulencia de es necesaria una vía de escape de aire. Todo disco duro lleva unas perforaciones en la parte superior, tapadas con un disco de fieltro. De esta forma, el aire puede entrar y salir, pero no el polvo. Acabamos de terminar con el mito de los discos duros cerrados herméticamente.

Cuando cortamos la alimentación del disco, las cabezas se autoaparcan fuera del plato. Antiguamente, el "parking" se efectuaba por programa, puesto que las cabezas quedaban encima de los platos. Cualquier golpe provocaba que la cabeza "picara" la superficie del disco, de forma que provocaba un error.

Otro detalle a tener en cuenta es que, debido al calentamiento de los componentes, así como a la aceleración de los platos, la velocidad del disco duro puede variar.

Es por eso por lo que de vez en cuando, el disco duro para su actividad con objeto de reajustar su velocidad. A este proceso se le denomina recalibración térmica.

Este proceso no revestiría mayor importancia exceptuando que hay aplicaciones en las que se necesita un flujo continuo de datos sin interrupción, como por ejemplo en la grabación de un CDROM o bien en aplicaciones de Audio/Vídeo digital. En estos casos, la interrupción momentánea del flujo de datos puede producir daños irreparables en el proceso que estemos realizando.

Es por eso por lo que para estas aplicaciones hay que buscar discos duros sin recalibración térmica o bien con calibración inteligente, la cual consiste en que el disco duro efectúa el proceso solo si no hay nadie que esté utilizando al disco, o bien cuando las tareas que lo estén utilizando hayan terminado.

Los discos duros con calibración inteligente son fácilmente reconocibles puesto que suelen tener una pegatina con la leyenda "Multimedia Ready" ó "Audio/Video Ready".

Para poder seguir hablando de los discos duros, es necesario tener un pequeño diccionario sobre los términos más usuales.

 

.- Vocabulario

PISTAS: Círculos concéntricos donde la cabeza de lectura/escritura se sitúa para leer/ escribir los datos.

CILINDROS: El conjunto de pistas de todos los platos y todas las caras que se encuentran a la misma distancia del centro del plato.

TIEMPO DE BÚSQUEDA: Es el intervalo de tiempo que transcurre desde que la cabeza se desplaza a la pista que desea leer.

TIEMPO DE ACCESO PROMEDIO: Es una media del intervalo de tiempo que tarda en pasar de la posición actual a la pista que desea leer.

LATENCIA PROMEDIO: Es el promedio de tiempo necesario para que el disco de media vuelta.

VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA: Es la velocidad a la que se leen los bits del disco.

FORMATO FÍSICO: Escritura de las direcciones de sectores, bytes de sincronismo, bytes de intervalo y algunos otros detalles diversos de los datos en el preámbulo del sector. El formato físico es el primer paso a realizar después de instalar el disco físicamente y asignar un tipo en la memoria CMOS.

INTERLEAVING: La cabeza lee un sector, pasa los datos al controlador y vuelve a leer otro sector. El tiempo que transcurre entre lectura y lectura es mayor que el tiempo que tarda el disco en girar, por ello es necesario alternar los sectores consecutivos. Esta alternancia es el interleave.

RECALIBRACIÓN TÉRMICA: Proceso por el cual el disco duro se para momentáneamente para reajustar su velocidad de giro.