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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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