Los discos duros físicamente se componen de los siguientes elementos.

- Platos (plates): Son los elementos circulares donde se guardan físicamente los datos. Son superficies magnéticas con dos caras formadas por millones de elementos que pueden ser magnetizados. Los valores que toman estos elementos son 1 o 0 dependiendo si están magnetizados o no.

- Cabezas (heads): Son los elementos en realizar los trabajos de lectura y escritura de datos en el disco duro. Hay una cabeza por cada cara, es decir, dos por cada plato.

- Brazo mecánico. Permite moverse mediante un actuador.

- Motores: Dentro de cada disco duro hay 2 motores. Un motor que te permite girar los platos y otro de desplazamiento que permite desplazarse a la pista a la que se quiere acceder.

Funcionamiento

Nuestro disco duro va a tener varios platos. Por cada plato vamos a tener una cabeza de lectura y escritura. Para acceder a la posición donde queremos leer y escribir se van a realizar las siguientes operaciones:

1.- Desplazar las cabeza de lectura y escritura hasta la posición de la pista donde se encuentra el dato que se quiere leer o escribir mediante un actuador.

2.- Esperar a que el dato llegue a las posiciones de lectura y escritura. Mediante el giro de rotación.

3.- Leer o escribir el dato.

Cálculo de la capacidad de un disco

Para calcular la capacidad de un disco antes hay que tener unos conceptos en cuenta:

• Cabezas: Por cada plato vamos a tener dos cabezas.
• Pista: Anillo concéntrico al que se puede acceden las cabezas.
• Cilindro: Las pistas de todos los platos a los que se puede acceder sin mover las cabezas.
• Sector: Es la unidad mínima de información a la que se puede y escribir. Suele ser de 512bytes.

Cluster: La unión de varios sectores. La unión de varios cluster forma una pista.

Capacidad de los discos duros

Si sabemos que el sector de un disco duro tiene 512B, 6253 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores por pista:

Capacidad = 6253 x 16 x 63 x 512 = 3227148288 bytes = 3 Gbytes

Características de los Discos Duros

• Tamaño físico: Es el tamaño del disco en pulgadas. Lo habitual suelen ser los discos de 3.5 pulgadas para sobremesa y 2.5 y 1.8 para portátiles.
• Capacidad: La cantidad de información que se puede grabar. Los primeros discos duros solo tenían pocos Megabytes. Actualmente los discos suelen tener capacidades de 500 Gbytes, 1 Terabyte o más.

Podemos obtener información con el comando de linux:

fdisk -l

• Tiempo medio de Acceso:

  tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).
• Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que gira el disco duro. Contra mayor sea la velocidad más rápido accederemos a los datos pero mayor será el ruido producido. Los discos duros IDE tienen una velocidad de rotación de 5400 o 7200 rpm (revoluciones por minuto), los primeros suele tener los portátiles y los segundos los sobremesa. Los discos duros SCSI tienen una mayor velocidad de rotación pudiendo llegar a las 15.000 rpm.
• Velocidad de transferencia: La velocidad en la que se leen y escriben los datos. En discos duros de 7200 rpm suele ser de 100 o 133 Mbytes/segundo.
• Modo de transferencia: Es el modo en que se transfieren los datos desde el disco duro a la memoria. Va a ser de tipo PIO o DMA.
  • PIO (Entrada salida programada). Utiliza el microprocesador para pasar los datos de la memoria RAM al disco duro y viceversa.
  • PIO Modo 1: 5,2 MB/s
  • PIO Modo 2: 8,3 MB/s
  • PIO Modo 3: 11,1 MB/s
  • PIO Modo 4: 16,6 MB/s
• DMA (Acceso directo a memoria): Permite la transferencia directa de memoria RAM al disco y viceversa sin que intervenga el microprocesador. La evolución de este sistema es el UltraDMA o UDMA.
  • DMA16 o UltraDMA: 16,6 MB/s
  • DMA33 o UltraDMA Mode 2 o Ultra ATA/33: 33 MB/s
  • DMA66 o UltraDMA Mode 4 o Ultra ATA/66: 66 MB/s
  • DMA100 o UltraDMA Mode 5 o Ultra ATA/100: 100 MB/s
  • DMA133 o UltraDMA Mode 6 o Ultra ATA/133: 133 MB/s
• Tamaño del Buffer o Memoria caché

Los discos duros tienen una memoria caché donde se almacenan los datos antes de leerse o escribirse. Esto permite que el acceso a los datos más recientes sea más rápido sobre todo en discos no desfragmentados. La capacidad del buffer depende de las capacidades de los discos duros:

• 128 KB para discos de menos de 1GB
• 256 KB para discos de 1GB
• 512 KB para discos de 2GB
• 8 o 16 MB para discos de 400 GB
• Interfaz: Es el método para conectar el disco duro al ordenador. Vamos a estudiar los diferentes Interfaces: IDE o PATA, SCSI, SATA y SAS. Para ello utilizamos los siguientes tipos de cables:
• Cable PATA (IDE): 40 conductores y conectores de 40 pines.
• Cable PATA (EIDE): 80 conductores y conectores de 40 pines.
• CABLE SATA: 7 conductores 1 conector L para la unidad.
• SCSI: 50 pines.

Características adicionales

Podemos obtener características adicionales de los discos duros. En muchas BIOS nos permiten obtener otros datos de nuestros discos duros:

• LANDIZ: Número de cilindro donde se sitúan las cabezas de lectura y escritura cuando se apaga el ordenador.
• S.M.A.R.T. Monitoring: Informa al usuario de los posibles errores que se pudiesen producir en el disco duro.
• PRECOMP: Número de cilindro en el que el disco cambia el tiempo de escritura. Obsoleto en los discos actuales.
• CHS Capacity: Capacidad real en base a cabezas, cilindros y sectores.
• Máximun LBA Capacity (Logical Block Addressing o dirección de bloque lógica): Los discos duros actuales permiten acceder a información de forma lica para acceder a la información. De esta forma los discos duros permiten tener mayor capacidad, ya que existían limitaciones de los discos duros. El acceso a la información se realiza por el número del sector en lugar de cilindro, cabeza y sector.

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