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¿Cómo funcionan?
Si hiciéramos un corte transversal de un dispositivo de almacenamiento de discos duros o rígidos nos encontraríamos con lo que puede apreciarse en la siguiente ilustración:
Ilustración 2 · Corte transversal de un disco duro.
Una caja cerrada herméticamente para evitar la entrada de agentes extraños como el polvo o humedad que dañen los discos se llama burbuja. Dentro de la burbuja encontraremos una plaqueta electrónica que se encarga de traducir, obtener y derivar la información desde y hacia la conexión de salida. Sobre ella se calza un motor que hace girar los discos en sentido contrario a las agujas del reloj. Los discos duros están formados por varios discos (similares a un CD-ROM, pero de mayor capacidad) llamados platos. Los platos están formados por un alma de aluminio y recubiertos en sus dos caras por una superficie magnética de óxido de cobre. Como se puede guardar información en ambas caras del disco, existen por cada plato dos cabezas de lectura / escritura que escriben, leen y borran la información de los discos.
Los cabezales de lectura / escritura se mueven en forma conjunta horizontalmente hacia el centro o afuera de los discos.
La distancia entre la base de la cabeza de l/e y la superficie del plato es siempre de 20 micrones. Una equivalencia para tener noción de las dimensiones, un cabello humano tiene un diámetro de 100 micrones.
Ilustración 3 · Detalle de la cabeza de lectura escritura y un plato.
Cuando los discos están apagados (es decir, que la PC está apagada o no recibe energía), los cabezales permanecen en el centro, un punto ciego de los discos en donde no se graba información (Ilustración 4). Cuando uno le da energía a los discos, ya sea encendiendo la PC o conectándolos a la fuente eléctrica, los cabezales se mueven hacia fuera (otro punto ciego de los discos) y allí permanecen hasta que los platos alcanzan la velocidad suficiente y necesaria antes de realizar la primera lectura. Al cortarse el suministro de energía eléctrica o al apagarse la PC, los cabezales regresan a su posición inicial (al centro) y los discos dejan de girar.
Ilustración 4 · Posición de la cabeza de l/e según el estado de los platos.
Para mantener esta distancia de 20 micrones, que debe ser uniforme y constante, los discos giran a un mínimo de 3200 R. P. M. (revoluciones por minuto). Hoy en día hay discos que lo hacen a más de 7000 R. P. M. que son los de UltraDMA.
Las cabezas de l/e están haciendo constantemente fuerza hacia los discos. Pero al girar a esa velocidad, los platos generan un colchón de aire que produce una fuerza opuesta a la de las cabezas y mantiene la distancia de los 20 micrones.
Ilustración 5 · Cómo se mantiene la distancia.
Es por ello que no se deben realizar movimientos bruscos y evitar los golpes al gabinete (C. P. U.) ya que esa alteración provocaría la ruptura del equilibro de la distancia entre la cabeza de l/e y los discos. Aquélla entraría en contacto con la superficie magnética de los discos produciendo un desprendimiento de parte de esta superficie o un rayón (daño físico) o bien provocar errores con archivos con la consiguiente pérdida o daño de valiosa y posiblemente vital información.
La Tecnología De Los Discos Duros
Los discos duros giran unas diez veces más rápido y contienen veinte veces más información en la misma superficie que los diskettes. Tanto los discos duros como los diskettes usan la misma tecnología magnética y utiliza la idea de un disco circular.
En los discos una cabeza magnética de lectura / escritura genera pequeñas zonas imantadas sobre la superficie del disco. El movimiento circular del disco y los diferentes radios a los que se puede ubicar la cabeza, determina círculos concéntricos imaginarios, cada uno denominado pista.
Tiempos
(Proviene de la referencia *)
Lo que se tiene en cuenta para determinar la performance de un disco es:
Tiempo de· acceso: que es el tiempo promedio que emplea la cabeza de lectura / escritura en leer un sector cualquiera del disco a partir de cualquier lugar.
Tiempo de· latencia: es el tiempo que transcurre mientras se da la orden al disco para que busque un sector y el comienzo del movimiento de la cabeza de lectura / escritura.
Tiempos entre pistas: es el tiempo que emplea la cabeza en· saltar de una pista hasta su adyacente.
Todos estos tiempos nos dan un valor denominado factor de intercalado o interleave.
Errores De Lectura
Estos errores obligaron a implementar un sistema de detección de errores. Los controladores de discos (drivers) utilizan una operación matemática aplicada a todos los datos del sector. Esta operación da como resultado un valor representativo de los datos almacenados y se almacena en un lugar predefinido del sector en el momento de la escritura.
En el momento de la lectura se vuelve a ejecutar la operación matemática y se compara con el valor anterior. Si es diferente se repite el proceso de lectura de un determinado número de veces hasta que coincida, si esto no ocurre se informa el error del tipo CRC (Cyclic redundary check).
Buffers Y Cachés
Después de leer un sector, la información sigue un circuito que culmina en una zona de memoria en la que se almacena temporalmente. El lugar de memoria destinado a tal fin se llama buffer.
Este almacenamiento temporario soporta un solo sector del disco (las porciones de 512 bytes en los que está dividida la pista), y suele estar acompañado por otros de acuerdo a la configuración del sistema.
Cuando se lee un nuevo sector y todos los buffer están llenos se limpia el buffer que hace más tiempo que no se lee.
Otra solución para los buffer consiste en implementar una memoria caché de disco. Esto es un gran buffer inteligente, normalmente son de 64 Kb., 512 Kb.
También se pueden utilizar plaquetas de memoria que interceptan los llamados al disco, y hacen de pulmones de datos desde y hacia el disco.
