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DISCOS
RIGIDOS
NOTA DE TAPA ESTRUCTURA IDE/SCSI DISCOS MAS
Estructura de un Disco Rigido
Características físicas de las
unidades de Disco
Un disco duro moderno tiene aproximadamente 15cm de
longitud, 10 de anchuras y 2 cm de grosor. La unidad completa no pesa mas de
100gr. y puede almacenar en esas dimensiones, por ejemplo, varios cientos de
Mbytes. El primer disco duro que se integró en un PC tenía una capacidad
de almacenamiente de 10 Mbytes, era cuatro veces mas grueso, media 15cm de ancho
y 20cm de largo y pesaba más de 5Kg. las diferencias son tremendas. Todas
estas morfológicas se deben al continuo refinamiento de los materiales y al
consiguiente aumento de la densidad acumulativa, así como las mejoras de los
métodos de almecenamiento y al perfeccionamiento y optimización de los
componentes eléctrónicos.
Las unidades de disco duro
pueden adquirirse en formato de 3,5 o 5,25 pulgadas. Las unidadesconvencionales de 3,5
pulgadas (y grosor medio)tiene capacidades de hasta 4Gbytes. Las de amplia capacidad
suelen presentar formatos de 5,25 pulgadas o grosor completo. Las que se emplean en lso
ordenadores de uso particular son normalmente de 3,5 pulgadas y su grosor no supera 1
pulagada.
A diferencia de las unidades de
diskets y otros dispositivos de almacenamiento, las unidades de disco duroi estan por así
decirlo, lacradas. El medio portador de los datos no puede ser extraido, por ello,
el termino de uso común disco duro suele hacer refenecoia a la unidada en su conjunto
La estructutra de la unidada de
disco duro
El
disco duro está compuesto por varias láminas superpuestas que giran
entrono a un eje común. Dichas placas están hechas de aluminio y van recubiertas
de una película plástica sobre la que se ha diseminado un fino polvillo de óxido
de hierro como material magnético .
Los discos duros constan de cuatro
componentes principa ales: el motor de impulsion, los cabezales de escritura/lectura,
el motor paso a paso y los circuitos de
control
El motor de impulsión hace rotar las
placas a una velocidad de 3600 hasta 11000 revoluciones por
minuto. La unidad
se mantiene en este ritmo de rotacion hasta que se
interrumpa el suministro de corriente, ya que llevaría demasiado tiempo
situarla a esa velocidad antes de cada acceso . El dispositivo de control de las
revoluciones se ocupa de verificar que el índice de velocidad no varíe mas
de un 0,5 % .
Los cabezales de escritura no
reposan sobre el soporte de datos pues ello, a velocidades de rotación muy
elevadas, podría provocar agresiones graves en el
cabezal y en la placa .Puede decirse que los cabezales vuelan
sobre una superficie de cojin de
aire que las rápidas revoluciones creasn sobre el disco. La
distancia entre cabezales y superficie del diso es realmente mínima . La parte
interna de la unidad se halla adentro de una carcasa herméticamente
cerrada. La penetración en la carcasa de la más minuscula moiota de polvo podría
provocar un headcrash, o sea el choque de un cabezal en la superficie del
disco.
Tiempo medio de acceso
Los cabezales combinados de lectura y escritura se
clavan como púas entre las diferentes láminas, de este modo, pueden acceder a
ambos lados de las mismas, desde arriba y desde abajo. Los cabezales se deplazan
crónicamente, pero solo uno de ellos entra en acción. Al igual que en los de las
unidades de diskets están montados sobre brazos móviles y son
desplazados por el motor pasa a paso de pista a pista. Es justo en
este desplazamiento de los cabezales desde el márgen al centro de la placa donde mas
diferencias se registra entre los distintos tipos de disco duro.
Una de los parámetros que se uincluyen en los datos técnicos de la unidad de disco
duro es el tiempo medio de acceso. El término se refiere al espacio de tiempo medio que
los cabezales necesitan para acceder a una pista completa del disco. El espectro de los
psibles valores mensutrables oscila hoy entre los 70 y 8 milisegundos.
Distribuición física del
espacio del disco duro
Los discos duros, antes de
ser particionados logicamente por el sisterm operaivo, son objeto de un formato
físico. Los términos habitulmente utilizados para describir esta operación
son: formato duro o a bajo nivel. En el transcurso de esta adecuación de la
película magnética superficial, todas las láminas de esta unidad quedan
coonvenientemente divididas.
En una parte
se trazan las pistas (cilindros) que son círculos co
ncentricos parecidos a los anillos que
indican la edad en el tronco de los arboles. Estas pistas quedan descritas
uniformemente en las todas las placas del disco. Cada una de ellas se
reproduce pues con toda exactitud en la totalidad de las placas. Puede
imaginarse la distribuición como una pila de cilindros. Las cantidasd de
cilindros equivaldrá a el número de pistas descrita. El número de pistas y
tambein el grosor de las mismas depende del nuevo del material de la superficie
del disco duro. El grosor de la pista biene definido por la unidad TPI.
Las pistas se dividena su vez, en sectores, que
son algo asi como los pedazos en que se suele dividir un pastel. De este
modo es posible acceder a una zona concreta del disco. Un ejemplo de
dirección podría ser: Cilindro 6, placa 2 cara inferior,sector 8. Esta
indicación nos serviría para definir concretamente el punto al que se
deseea acceder.
EL numero de pistas o cilindros, el de las caras de
las placas y el de los cabezales viene determinado ya fisicamente por el
fabricante. El numero de sectores que se estableceran con el formato fisico
depende, escencialmente, de los procedimientos de grabación y de la densidad
de los datos que van a almacenarse en el disco. Este factor viene
determinado a su vez, por la calidad de la película con que se haya cubierto la
superficie de las láminas o placas.
Distribuición física y
capacidad de almacenamiento
Cualquiera sea la
estructura fisica del soporte, de ella depende muy directamente su capacidad de
almacenamiento. La unidad fisica más pequeña de un disco es sin duda alguna el
sector. Cada uno de ellos puede contener, por pista, 512 bytes. Las
antiguas unidades de disco duro estaban distribuidas de tal modo que
todos los sectores eran iguales respecto a la grabación de datos. Por lo
tanto el sector fisicamente menor determina la capacidad de grabación de cada sector. Un
sistema desarrollado posteriormente puso fin a este desaprovechamiento de
espacio.
Para poder calcular cuantos espacios de 512 Bytes hay en
la superficie global de todas las placas tenemos que analizar otros tres
factores que son el numero de sectores, cabezales y cilindros. Los
parámetros que determinan el numero de cabezales y cilindros vienen fijados
por el fabricante.
Estimacion de capacidad de
memoria
Observemos la superficie de una de las placas
recubiertas. Tras realizar lasparticiones fisicas tenemos 820 pistas. El disco
funciona segun el método MFM, por lo que ha quedado dividido en 17 sectores. En
cada pista hay, en consecuencia, 17 espacios de almacenamiento con una capacidad
de 512 Bytes cada uno. La superficie en cuestion puede,por tanto, albergar
820x17x512 bytes, lo cual equivale a una capaciada de almacenamiento total de
7.137.280 Bytes.
Pero sucede que la unidad de disco
consta de tres placas rotantes y presenta, logicamente, seis de esas
superficiessobre las que pueden deslizarse los cabezales de lectura y escritura.
Esto arroja una capacidad global de 7.137.280 Bytes x 6 , o,
mas exactamente 42.823.680 Bytes. Como un megabyte se corresponde con el
valor e 1.048.576 Bytes, puede decirse que la capacidad total de la unidad es de
41MB. La capacidad de almacenamiento de una unidad de disco duro puede
calcularse con una formiçula bastante simple.
Capacidad neta=Núm. sectores x capacidad de los sectores x núm cilindros x núm.cabezales
La capacidad de los sectores
suele ser, en los discos durosmas habituales, de 512 bytes. El numero de
sectores depende, sin embargo, del procedimiento de grabación que se utilice,
pudiendo habilitarse 26 o 34, según el tipo. Así, por ejemplo, el método
RLL. al darle formato físico practicaría una
divis
Distribuición logica del HD bajo
MS.DOS
FDISK Y
FORMAT
Sobre la base de las
particiones fisicas el sistema operativo MS-DOS lleva a cabo la división lógica
del disco. En primer lugar efectúa la distribuicion del mismo en unidades
logicas. Apartir de la versión 4.0 del DOS tambien es posible dividir los dicos
de mayor tamaño en una sola partición y gestionarlos como una unica unidad
lógica ( C: ) Las versiones más antiguas de DOS solo podían gestionar 32 MB de
memoria en una partición. por ello los discos duros mas grandes debian
dividirse en varias unidades logicas de DOS. Así pues, pese a haber físicamente
solo una unidad se podía llamar a varios discos duros ( unidades C: , D:, etc).
Naturalmente con las versiones actuales de DOS es posible, y en determinadas
circunstancias resulta recomendable, dividir el disco duro en varias unidades
lógicas. Finalmente sobre esta primera distribuición de unidades lógicas,
el sistema operativo precisa efectuar una estructura lógica dentro de cada una
de esas unidades lógicas. Esta función se realiza por separado para cada
una de estas unidades a traves del comando FORMAT.
El DOS descompone cada unidad lógica en
unidades de asignación. Dichas unidades también conocidas como clústeres, son la
parte más pequeña del disco duro con las que puede coomunicarse el DOS. Cada
unidad lógica contiene una tabla de localización de archivos, llamada FILE
ALLOCATION TABLE ( FAT ). Cada archivo que se copia en el disco duro queda
clascificado como mínimo en una de esas unidades. Un archivo
muy extenso, cuyos bloques de datos normalemte estarán distribuidos por varias
unidades, pude de este modo, reconstruirse a traves de la FAT y recuperarse
en perfecto estado de composición. En la FAt quedan registradas las
correspondencias entre archivos y unidades y los puntos en que se
encuentran unidades en secuencia, si es que las hay.
DOS 5.0 o superior
gestiona las unidades logicas mediante una FAT de 16 bits. Est implica que
cada FAT solo puede ocuparse de un máximo de 2 elevado a la 16, es dcir 65.536
unidades de asignacion. En consecuencia cabe deducir que el
estableciemiento de las dimensiones de dichas unidades es paralelo al
determinación del tamaño de la unidad lógica. La unidad mas pequeña
posible bajo DOS 5.0 abarca un espacio de almacenmaiento de 2.048
bytes. Si contaramos con una unidad de 128 MB o mas, la tabla, de
clascificación de archivos, trabajndo con un cluster de ese tamaño no
seria suficiente.
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