Disco Duro

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Se llama disco duro o disco rígido (en inglés hard disk, abreviado con frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar información de forma permanente en una computadora.Los discos duros generalmente utilizan un sistema de grabación magnética digital. En este tipo de disco encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la hora de comunicar un disco duro con la computadora. Los más utilizados son Integrated Drive Electronics (IDE), SCSI, y SATA, este último siendo de reciente aparición.

Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.

También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado unidades mucho más económicas de baja capacidad (hasta 64 GB) para el uso en ordenadores personales (sobretodo portátiles). Así, el caché de pista es una memoria de estado sólido, tipo RAM, dentro de un disco duro de estado sólido.

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Historia

Antiguo disco duro de IBM (modelo 62PC, «Piccolo»), de 64,5 MB, fabricado en 1979
Al principio los discos duros eran extraíbles, sin embargo, hoy en día típicamente vienen todos sellados (a excepción de un hueco de ventilación para filtrar e igualar la presión del aire).
El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el IBM 350 modelo 1, presentado con la computadora Ramac I: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.
Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente constante entre algunas posiciones de memoria, a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.
La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.
El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grünberg (ambos premio Nobel de Física por sus contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento del fenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permitió construir cabezales de lectura y grabación más sensibles, y compactar más los bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendió un crecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elevó un 60% anual en la década de 1990.
En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 MB, mientras que 10 años después habían superado los 40.960 MB o 40 gigabytes (GB). En la actualidad, ya contamos en el uso cotidiano con discos duros de más de un terabyte (TB) o 1.048.576 megabytes.
En 2005 los primeros teléfonos móviles que incluían discos duros fueron presentados por Samsung y Nokia.

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Estructura Fìsica

Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.

Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros). Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 120 km/h en el borde).

Los diferentes partes mecánicas que forman un disco duro, a menudo determinan la avería que provoca la pérdida de datos. Para efectuar la recuperación de los datos, se efectúa un diagnóstico del disco duro y de este modo, determinar la avería y la viabilidad de su recuperación. Un diagnóstico realizado en condiciones inadecuadas o por personal inexperto puede conducirnos a la pérdida de datos definitiva, ya que en muchas ocasiones sólo se tiene una única oportunidad para efectuar la recuperación de los datos.

Algunas de las partes más importantes de un disco duro son:

Carcasa: Protege la mecánica del disco de agentes externos como polvo, humedad, temperatura, etc.

Cabezal lectora/escritura: Es uno de los componentes más sensibles del disco y una de sus piezas móviles. La rotura de las mismas es una de las causas más frecuentes por las que se solicita una recuperación de datos..


Está compuesto por varios elementos:

Voice Coil : Bobinas (1)
Preamplificador (2)
Flextor head assembly (3)
Cabezales (4)
E-Block (5)
El cabezal de lectura/escritura funciona variando su posición sobre la superficie del plato para poder leer/escribir la información que necesita. El proceso es el siguiente; una bobina de cobre, que está cubierta por un imán (voice coil), desplaza el E Block en una dirección u otra en función de la corriente que le aplique. En el extremo del Flextor, que está sujeto al E block, hay unos elementos de material semiconductor (cabezales) que son los dispositivos sensibles a los campos magnéticos de los platos donde reside la información. Para aumentar la señal eléctrica obtenida por los cabezales se dispone de un preamplificador alojado sobre el E Block.

Platos (6): Son soportes metálicos con forma circular y plana, compuestos por tres capas: Un soporte generalmente de aluminio o cristal Una superficie donde se almacena la información de forma electro-magnética (the thin film) (7). Una última y fina capa oleosa para proteger la capa electro-magnética. Se pueden utilizar ambas caras de los platos para almacenar información.

Ejes (8): Los ejes son las piezas sobre las que giran algunos elementos móviles del disco duro. Un eje permite el giro de los platos y el otro el movimiento del cabezal de lectura/escritura.

Chasis (9): Es la estructura rígida donde se asientan las distintas piezas del disco duro, pero no interviene en ningún momento en el almacenamiento de la información.

Electrónica (10): Conjunto de circuitos integrados montados sobre una placa de circuito impreso o PCB que tienen como misión comunicarse con el sistema informático y controlar todos los elementos del disco que intervienen en la lectura y escritura de información.

Motor del disco duro (11): conjunto de elementos cuya finalidad es producir un movimiento de giro a los platos a una velocidad constante.

. Bus (12): Es el conector por el cual se realiza la transferencia de datos entre el disco duro y el PC.

Alimentación (13): Es el conector por donde se une el cable de alimentación, que suministra al dispositivo la electricidad que necesita para funcionar.

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Características de un disco duro

Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
• 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).
• Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
• Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.
• Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.
• Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.
• Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
Otras características son:
• Caché de pista: Es una memoria tipo RAM dentro del disco duro. Los discos duros de estado sólido utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limita a las supercomputadoras, por su elevado precio.
• Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, SAS
• Landz: Zona sobre las que aterrizan las cabezas una vez apagada la computadora.