Disco duro

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento capaz de almacenar gran cantidad de datos de manera permanente, y por tanto utilizado para guardar y obtener información. Es prácticamente indispensable en cualquier equipo informático, ya que en él se almacena el sistema operativo con el que funciona el ordenador.

   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. Más grande que un frigorífico 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 durante 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

   Emplea un sistema de grabado magnetico por el cual se guardan los archivos.

**Conexión al equipo:**

Hay varios tipos de conexiones para conectarlas al equipo:

**IDE de 40 pines:** para discos duros estándar (de 3,5")

**IDE de 44 pines:** para discos duros de portátil (de 2,5")

**SATA:** para cualquier disco duro.

**SCSI:** para discos duros de gran capacidad.

También estan los discos duros portatiles, que se unen al ordenador mediante conexión USB.

**IDE:**  controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (*Advanced Technology Attachment Packet Interface*) o unidades de discos ópticos como lectoras o grabadoras de CD y DVD.

Hasta el 2004, aproximadamente, fue el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad.

Son planos, anchos y alargados.

**SATA:**

es el más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos.

Notablemente más rápido y eficiente que IDE.

Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente (*hot plug*).

Existen tres versiones:

**SATA 1** con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (descatalogado),

**SATA 2** de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad

**SATA 3** de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer lugar en el mercado.

S**CSI:** Las interfaces *Small Computer System Interface* (**SCSI**) son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación.

Se presentan bajo tres especificaciones

SCSI Estándar (*Standard SCSI*)

SCSI Rápido (*Fast SCSI)*

SCSI Ancho-Rápido (*Fast-Wide SCSI*).

**Características físicas de un disco duro**

Un disco duro está formado generalmente por varios discos, normalmente de aluminio, que en su superficie están recubiertos con un material magnetizable, y que se encuentran apilados alrededor de un eje que gira a una velocidad muy alta, por medio de un motor.

La disposición de la información en los discos se distribuye en platos, cilindros, pistas, sectores y clúster. Si conocemos el número de cada uno de estos elementos, podemos calcular la capacidad del disco duro. Para leer y escribir sobre el disco, se utilizan una serie de cabezales magnéticos que se encuentran a una distancia mínima, aunque sin tocarla, de la superficie del disco, y se mueven gracias a un brazo. Para cada disco y cara disponible, hay un cabezal y brazo distinto, aunque todos se mueven a la vez. Además, el cabezal va unido a un circuito del disco que es el que se encarga de gestionar la lectura y escritura de datos en él. La superficie del disco y la proximidad del cabezal hacen que la carcasa del disco sea muy consistente, rígida y estanca para protegerlo de golpes y de agentes ambientales (humedad, polvo, etc.). El disco gira a velocidades muy altas (a unas 7.200 rpm, unos 130 km/h) para lograr que el cabezal vuele sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo. Una pérdida de velocidad haría que el cabezal tocase el disco, lo rayase y lo dejase inutilizable. Por este motivo, el disco dispone de una «zona de aterrizaje» (libre de datos) a la que el cabezal se dirige cuando la velocidad del disco es insuficiente

Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:

* **Plato**: cada uno de los discos que hay dentro de la unidad de disco duro.
* **Cara**: cada uno de los dos lados de un *plato*.
* **Cabezal**: número de cabeza o cabezal por cada*cara*.
* **Pista**: una circunferencia dentro de una *cara*; la *pista*cero (0) está en el borde exterior.
* **Cilindro**: conjunto de varias *pistas*; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada *cara*).
* **Sector** : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque la IDEMA ha creado un comité que impulsa llevarlo a 4 KiB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología **grabación de bits por zonas** (*Zone Bit Recording*, **ZBR**) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro. Así las pistas se agrupan en zonas de pistas de igual cantidad de sectores. Cuanto más lejos del centro de cada plato se encuentra una zona, ésta contiene una mayor cantidad de sectores en sus pistas. Además mediante ZBR, cuando se leen sectores de cilindros más externos la tasa de transferencia de bits por segundo es mayor; por tener la misma velocidad angular que cilindros internos pero mayor cantidad de sectores.3
* **Sector geométrico**: son los sectores contiguos pero de pistas diferentes.
* **Clúster**: es un conjunto contiguo de *sectores*.

El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el **Cilindro-Cabezal-Sector** (*Cylinder-Head-Sector*, **CHS**), ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más sencillo, que actualmente se usa: **direccionamiento de bloques lógicos** (*Logical Block Addressing*, ***LBA***), que consiste en dividir el disco entero en*sectores* y asignar a cada uno un único número.

**Otras características de un disco duro:**

Hay una serie de características que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un disco duro para nuestro equipo, bien sea externo o interno.

**•  Formato**: hay que tener en cuenta que un disco duro para un equipo de sobremesa (3,5”) no es apto para un equipo portátil (2,5”). Del mismo modo, las dimensiones de los discos duros portátiles no solo afectan a su volumen y tamaño, y por tanto a la facilidad con la que pueden ser transportados, sino también a la necesidad de alimentación externa en el caso de los discos de 3,5”, no así en el caso de los de 2,5”.

**•  Interfaz:** es importante la interfaz que ofrece el disco y su velocidad a la hora de elegir cuál es el más adecuado; podemos encontrar interfaz USB, Firewire, SATA…

**•  Capacidad total de almacenamiento:** para calcular la capacidad total de la que dispone un disco duro, necesitamos multiplicar el número de caras por el número de pistas por cara, por el número de sectores por pista, y por el número de bytes por sector. De este modo podremos especificar el total de bytes, aunque generalmente se utilizan múltiplos de estos: MegaBytes, GigaBytes, y cada vez con más frecuencia TeraBytes. Hay que tener en cuenta que el almacenamiento de todos los datos en un único disco supone un riesgo, puesto que en caso de un fallo físico pueden perderse todos; aunque esto no tiene por qué ocurrir si se utilizan varios discos duros de menor capacidad en el equipo.

**•  Costo por bit del dispositivo:** al igual que es esencial saber cuál es la capacidad total de almacenamiento del disco a la hora de adquirir uno, podemos encontrar diferentes valores del costo por bit en el mercado. Esto no dependerá únicamente de esta capacidad, sino también del fabricante, la calidad del dispositivo, las características fundamentales, etc.

**•  Memoria cache**: este tipo de memoria permite acelerar el procesamiento de datos, optimizando el funcionamiento del sistema operativo.

**•  Velocidad de rotación:** permite un acceso y grabado de los datos más rápido. Varía en función del tipo de disco; para discos de 2,5” las velocidades son 5.400, 7.200 y 10.000 rpm (la típica es 5.400 rpm). Para discos de 3,5” las velocidades son 7.200, 10.000 y 15.000 rpm (la típica es 7.200 rpm).

**•  Ruido:** esta característica es importante no solamente en el uso habitual del disco duro, sino especialmente a la hora de utilizarlo como disco duro multimedia. Esto sucede, por ejemplo, en el caso de visualizar vídeos o escuchar audio, puesto que el ruido puede interferir en estas acciones.

**•  Alimentación:** este valor será relativamente importante en el caso de discos duros para equipos portátiles, puesto que puede reducir el tiempo máximo de batería. Además, como ya se indicó anteriormente, los discos duros de 2,5” no necesitan alimentación externa, mientras que por el contrario, los de 3,5” sí la necesitan.

**•  Resistencia a los impactos**: a tener en cuenta en discos duros de portátiles y externos, fundamentalmente, ya que pueden ser más propensos a sufrir golpes. Por ello, el disco duro interno debe ir siempre en el interior del equipo y el disco duro externo en una carcasa.