Disco Duro

Estructura Fisica


Como funciona un disco duro, también llamado disco rígido o HD (hard disk), de una manera clara y sencilla.

• El disco duro está formado por una carcasa herméticamente cerrada que protege las partes móviles del disco. Por la cara opuesta se encuentra la placa electrónica. En el interior también se suele montar un mecanismo antivibración. En la carcasa llevan una etiqueta con las características del disco y la configuración del los puentes (jumpers).
• El disco duro está compuesto por un plato giratorio, impulsado por un motor, aunque para aumentar la capacidad de información que pueden almacenar se colocan varios platos de mayor o menor densidad. Los platos suelen girar entre rangos de 3600 rmp y hasta 15.000 rpm cuando el disco se encuentra funcionando.
• El mecanismo de escritura/lectura, esta formado por las cabezas de lectura/escritura sobre un brazo móvil, que es capaz de mover las cabezas desde el centro del plato hasta el extremo. Este proceso se realiza mediante una bobina y un electroimán al cual se le aplica un campo magnético.
• Los cabezales se conectan a la electrónica mediante un bus.

Organización de la información.

La información se almacena en el disco duro en sectores y pistas. Las pistas son círculos concéntricos divididas en sectores, cada sector contiene un número fijo de bytes, y se agrupan en clusters.

Los sectores no son físicos sino lógicos y no son iguales en todos los discos, varía en función del tamaño del disco y sistema operativo instalado, que se encarga de dividir los sectores.

El principal sector del disco duro es el denominado sector de arranque, suele ser el primer sector del primer disco. En este sector el sistema operativo guarda la información que debe cargarse al arrancar el equipo. Sin este sector el sistema operativo no puede arrancar. (antes llamado sector 0)

La preparación del disco se puede hacer de dos formas. El formateo a bajo nivel, que establece las pistas y los sectores en el disco, los puntos de comienzo y terminación de cada sector están escrito sobre el disco, este sistema prepara bloques de bytes. Este tipo de formateo se suele hacer en fábrica.

El formateo a alto nivel graba las estructuras de almacenamiento de ficheros y la FAT (tabla de localización de ficheros). Este sistema prepara la unidad y esparticular de cada sistema operativo.

Calculos de la Capacidad

El disco duro puede tener los datos siguientes en su etiqueta:

255 cabezas, 12161 cilindros 63 sectores/pista

La capacidad de un disco duro se calcula con la siguiente formula:

Capacidad Total=Cabezas * Cilindros * Sectores * 512 Bytes
Entonces tenemos que el disco tiene:

255 * 12161 = 3'101,055 cilindros

Y
3'101,055 de cilindros * 63 sectores c/u = 195,366,465 Sectores

Ahoira bien

195,366,465 * 512 Bytes por sec (que es lo mas normal pero puede cambiar) = 100,027,630,080 Bytes

Tomando en cuenta que:

Si un Kb es igual a 1024 bytes entonces tiene 97'683,232.5 Kb

Si un Mb es igualk a 1024 Kb entonces tiene 95,393.78173828125 Mb

Si Un Gb es igual a 1024 Mb entonces tiene 93.157989978790283203125 Gb

Disco Duro IDE


IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM. Originalmente se creó para un bus ISA de 16 bits



En el sistema IDE el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica del dispositivo.Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.

Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal.

Configuración.


IDE



Explicare como conectar un disco duro IDE en maestro y esclavo (master-slave). Esta configuración es importante y solo funciona en los discos IDE, ya que en sata la configuración es automática. 

Conector IDE

Cable IDE

Jumper

Ya identificados todos nuestros componentes, notaremos que lo que son lectores IDE y quemadores IDE muestran una leyenda, la cual nos dirá como debemos configurarlos. La mayoria tiene solo tres opciones master-slave-selector.

Si solo contamos con un dispositivo como en la imagen de lado izquierdo no hay ningún inconveniente en la configuración. Pero si contamos con dos dispositivos como en el lado derecho siempre tendremos que poner un dispositivo en maestro y esclavo

Instalacion.

Tipos de IDE 

Las diversas versiones de sistemas ATA son:
Parallel ATA (se está utilizando la sigla PATA)
ATA-1.
ATA-2, soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA.
ATA-3, es el ATA-2 revisado y mejorado. Todos los anteriores soportan velocidades de 16 MB/s.
ATA-4, conocido como Ultra-DMA o ATA-33, que soporta transferencias en 33 MB/s.
ATA-5 o Ultra ATA/66, originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MB/s.
ATA-6 o Ultra ATA/100, soporte para velocidades de 100 MB/s.
ATA-7 o Ultra ATA/133, soporte para velocidades de 133 MB/s.
ATA-8 o Ultra ATA/166, soporte para velocidades de 166 MB/s.
Serial ATA, remodelación de ATA con nuevos conectores (alimentación y datos), cables, tensión de alimentación y conocida comúnmente como SATA, soporta velocidades de 150 y 300 MB/s.
Ata over ethernet implementación sobre Ethernet de comandos ATA para montar una red SAN. Se presenta como alternativa a iSCSI

Disco SCI



El disco duro SCSI es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electroimanes (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo esta totalmente libre de aire y de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido.




El disco duro SCSI durante mucho tiempo no tuvo competencia importante en el mercado, pero actualmente compite directamente contra los discos duros SATA II, aunque por su alta velocidad de giro, aún no logra ser reemplazado.





Configuración del disco SCSI









Instalación del disco SCSI






Tipos de SCSI


SCSI 1.

Bus de 8 bits. Velocidad de transmisión de datos a 5 MBps. Su conector genérico es de 50 pins (conector Centronics) y baja densidad. La longitud máxima del cable es de seis metros. Permite hasta 7 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 6.

SCSI 2

Fast. Con un bus de 8, dobla la velocidad de transmisión (de 5 MBps a 10 MBps). Su conector genérico es de 50 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de tres metros. Permite hasta 7 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 6.
Wide. Dobla el bus (pasa de 8 a 16 bits). Su conector genérico es de 68 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de tres metros. Permite hasta 16 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 15. 

SCSI 3.
.1 SPI (Parallel Interface o Ultra SCSI).
Ultra. Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 20 MBps. Su conector genérico es de 34 pines de alta densidad. La longitud máxima del cable es de 10 cm. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast 20 o SCSI-3. 

Ultra Wide. Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 40 MBps. Su conector genérico es de 68 pins y alta densidad. La longitud máxima del cable es de 1,5 metros. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast SCSI-3. 

Ultra 2. Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 80 MBps. Su conector genérico es de 68 pines y alta densidad. La longitud máxima del cable es de doce metros. Admite un máximo de 15 dispositivos. También se conoce como Fast 40.
.2 FireWire (IEEE 1394).
.3 SSA (Serial Storage Architecture). De IBM. Usa full-duplex con canales separados.
.4 FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop). Usa cables de fibra óptica (hasta 10 km) o coaxial (hasta 24 m). Con una velocidad máxima de 100 MBps.

Interfaz

IDE 

La interfaz IDE (más conocida correctamente denominada AT) es el más usado debido a su precio y presentaciones. Originalmente dispone de un solo canal para conectar hasta dos dispositivos.

El estándar fue ampliado por la norma ATA-2 y se denominó EIDE( Enhance IDE o IDE mejorado). Las controladoras EIDE disponen de dos canales IDE. El canal principal se denomina Primario o IDE-0, y el otro se llama Segundario o IDE-1. El primer dispositivo de cada canal se conoce como Master (maestro) y el segundo como Salve (esclavo). Ambos dispositivos IDE pueden ser discos duros, unidades de cinta, Zip Drive y/o lectores/grabadores de CD.

El Master se suele conectar al final del cable, y el sistema operativo le asigna generalmente la letra C. El Slave normalmente se conecta al centro del cable, entre el Master y las controladoras, la cual muchas veces está integrada en la propia placa base. Usualmente se denomina con la letra D.

Los dispositivos IDEo EIDE disponen de unos pequeños puentes eléctricos removibles (jumpers), situados generalmente en la parte posterior o inferior de los mismos, que permiten seleccionar su carácter de maestro o esclavo. Las indicaciones de cómo colocar el jumper vienen en la etiqueta del Disco o en la tarjeta madre, con las letras MA para designar Maestro y SL para Esclavo

SCSI


SCSI se ha considerado un estándar en sistemas de almacenamientos de transferencia elevadas de datos. Se puede leer y escribir datos simultáneamente, lo cual incrementa notablemente la velocidad de transferencia desde y hacia el disco, del cual hay unidades que giran a 15.000 rpm (revoluciones por minuto), el doble de los IDE y son capaces de alcanzar un flujo de 160 MB por segundo.



Los buses SCSI modernos permiten la conexión de hasta 15 dispositivos a una misma tarjeta de PCI (los anteriores solo permitan 7). Cada uno puede tener simultáneamente con el resto control completo del bus de datos, gracias a esto, el proceso de otros dispositivos conectados con el mismo cable no baja la velocidad como ocurre en los dispositivos IDE

Seria ATA (SATA)

En la interfaz ATA paralela los dos se transfieren simultáneamente en paralelo por vías de cable de 80 alambres terminado con conectores de 40 pines. Es contraste, en la nueva interfaz Serial ATA los datos se transfieren a alta velocidad por un cable delgado de 7 alambres.

Esta interfaz utiliza un medio de comunicación serie al estilo de USB o FireWire (IEEE 1394), los buses más utilizados en la interconexión de dispositivos periféricos externos. Sin embargo, a diferencia de estos, Serial ATA está previsto que se utilice únicamente con dispositivos internos y su uso es prácticamente el mismo que el que le damos a la interfaz paralela, es decir, principalmente la interconexión de discos duros y unidades ópticas tales como unidades de CD y DVD y las distintas grabadoras para estos soportes, así como otros tipos de unidades de almacenamiento.

La especificación actual ofrece un ancho de banda de 1,2 Gbps lo que supone unos 150 MB/seg, lo que comparado con el actual ATA-133 (a 133MB/seg) representa una importante mejora.