Re: Que Es Un Disco Duro De Computadora
Aquilino Neadstine
Los tamaos tambin han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5 pulgadas para PC y servidores, y 2,5 pulgadas para dispositivos porttiles(LAPTOPS, NOTEBOOK). Todos se comunican con la computadora a travs del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizada. Los ms comunes hasta los aos 2000 han sido IDE (tambin llamado ATA o PATA), SCSI/SAS (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en adelante ha ido masificndose el uso de los SATA. Existe adems los discos de canal de fibra (FC), empleados exclusivamente en servidores. Las unidades externas se conectan principalmente por USB.
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o ms particiones. La operacin de formateo requiere el uso de una fraccin del espacio disponible en el disco, que depender del sistema de archivos o formato empleado. Adems, los fabricantes de discos duros, unidades de estado slido y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos del Sistema Internacional, que emplean mltiplos de potencias de 1000 segn la normativa IEC e IEEE, en lugar de los prefijos binarios, que emplean mltiplos de potencias de 1024, y son los usados por sistemas operativos de Microsoft. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como mltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan confusiones, por ejemplo, un disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos ser representado como 465 GiB (es decir gibibytes; 1 GiB = 1024 MiB) y en otros como 500 GB.
El rendimiento de un disco duro se especifica por el tiempo requerido para mover las cabezas a una pista o cilindro (tiempo de acceso promedio) agregando el tiempo que toma para que el sector deseado se mueva debajo de la cabeza (latencia media, que es una funcin de la velocidad de rotacin fsica en las revoluciones por minuto) y, finalmente, la velocidad a la que se transmiten los datos (velocidad de datos).
El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Ms grande que un frigorfico actual, este disco duro trabajaba todava con vlvulas de vaco y requera una consola separada para su manejo.
Su gran mrito consista en que el tiempo requerido para el acceso era relativamente constante entre algunas posiciones de memoria. Este tipo de acceso se conoce como acceso aleatorio. En cambio, en las cintas magnticas era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo tiempos de acceso muy dispares para cada posicin. Este tipo de acceso se conoce como acceso secuencial.
La tecnologa inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consista en recubrir con material magntico un disco de metal que era formateado en pistas concntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magntico codificaba informacin al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un cdigo binario de ceros y unos. Los bits o dgitos binarios as grabados pueden permanecer intactos durante aos. Originalmente, cada bit tena una disposicin horizontal en la superficie magntica del disco, pero luego se descubri cmo registrar la informacin de una manera ms compacta.
El mrito del francs Albert Fert y al alemn Peter Grnberg (ambos premio Nobel de Fsica por sus contribuciones en el campo del almacenamiento magntico) fue el descubrimiento del fenmeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permiti construir cabezales de lectura y grabacin ms sensibles, y compactar ms los bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendi un crecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elev un 60 % anual en la dcada de 1990.
En 2005 los primeros telfonos mviles que incluan discos duros fueron presentados por Samsung y Nokia, aunque no tuvieron mucho xito ya que las memorias flash los acabaron desplazando, debido al aumento de capacidad, mayor resistencia y menor consumo de energa.
Dentro de la unidad de disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 o 7 segn el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que estn unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) est formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que tambin se desplazan de forma simultnea, en cuya punta estn las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la rotacin de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posicin de la superficie de los platos.
A partir de finales de la dcada de 1960, se ofrecieron unidades que encajaban completamente en un chasis que se montaba en un bastidor de 19 pulgadas. Los RK05 y RL01 de Digital Equipment Corporation fueron los primeros ejemplos que utilizaron platos individuales de 14 pulgadas en paquetes extrables, la unidad completa encajaba en un espacio de rack de 10,5 pulgadas de alto (seis unidades de rack). A mediados y finales de la dcada de 1980, el Fujitsu Eagle de tamao similar, que usaba (casualmente) platos de 10,5 pulgadas, era un producto popular.
Con el aumento de las ventas de microcomputadoras que tienen disqueteras integradas (FDD), los HDD que encajaran en los montajes de FDD se volvieron deseables. Comenzando con el Shugart Associates SA1000, los factores de forma de HDD inicialmente siguieron a los de las unidades de disquete de 8 pulgadas, 5 pulgadas y 3 pulgadas. Aunque se hace referencia a estos tamaos nominales, los tamaos reales de esas tres unidades respectivamente son 9,5", 5,75" y 4" de ancho. Debido a que no haba unidades de disquete ms pequeas, los factores de forma de HDD ms pequeos, como las unidades de 2 pulgadas (en realidad, 2,75" ancho) se desarrollaron a partir de ofertas de productos o estndares de la industria.
El ms temprano "factor de forma" de los discos duros, hered sus dimensiones de las disqueteras. Pueden ser montados en los mismos chasis y as los discos duros con factor de forma, pasaron a llamarse coloquialmente tipos FDD floppy-disk drives (en ingls). Los factores usado actualmente son el de 3,5 pulgadas para torres, sobremesas, NAS y servidores, y el de 2,5 pulgadas para porttiles y equipos con factores cada vez ms pequeo como los Intel NUC. En los SDD es ete formato el que se ha impuesto cuando se sustituye una unidad HDD por una SDD, pero en los nuevos equipos se van imponiendo formatos que nada tienen que ver con los de la disquetera.
El nombre de pulgada para los factores de forma normalmente no identifica ningn producto actual (son especificadas en milmetros para los factores de forma ms recientes), pero estos indican el tamao relativo del disco, para inters de la continuidad histrica.
Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisin secuencial de informacin puede alcanzar tericamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI Estndares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rpidos y los 20 Mbit/s en los discos SCSI Anchos-Rpidos (SCSI-2).
Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 perifricos SCSI) con conexin tipo margarita (daisy chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrnicamente con relacin al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.
Serial Attached SCSI (SAS) es la interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexin y desconexin rpidamente. Una de las principales caractersticas es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el nmero de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, adems de terminar con la limitacin de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnologa SAS ir reemplazando a su predecesora SCSI.
Adems, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos rgidos, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.
El eje del sistema del disco duro depende de la presin del aire dentro del recinto para sostener los cabezales y su correcta altura mientras el disco gira. Un disco duro requiere un cierto rango de presiones de aire para funcionar correctamente. La conexin al entorno exterior y la presin se produce a travs de un pequeo agujero en el recinto (cerca de 0,5 mm de dimetro) normalmente con un filtro en su interior (filtro de respiracin, ver abajo). Si la presin del aire es demasiado baja, entonces no hay suficiente impulso para el cabezal, que se acerca demasiado al disco, y se da el riesgo de fallos y prdidas de datos. Son necesarios discos fabricados especialmente para operaciones de gran altitud, sobre 3.000 m. Hay que tener en cuenta que los aviones modernos tienen una cabina presurizada cuya presin interior equivale normalmente a una altitud de 2600 m como mximo. Por lo tanto los discos duros ordinarios se pueden usar de manera segura en los vuelos. Los discos modernos incluyen sensores de temperatura y se ajustan a las condiciones del entorno. Los agujeros de ventilacin se pueden ver en todos los discos (normalmente tienen una pegatina a su lado que advierte al usuario de no cubrir el agujero). El aire dentro del disco operativo est en constante movimiento siendo barrido por la friccin del plato. Este aire pasa a travs de un filtro de recirculacin interna para quitar cualquier contaminante que se hubiera quedado de su fabricacin, alguna partcula o componente qumico que de alguna forma hubiera entrado en el recinto, y cualquier partcula generada en una operacin normal. Una humedad muy alta durante un periodo largo puede corroer los cabezales y los platos.
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