Historia
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 Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: 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 ladécada de
1990.
En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban
250 Megabytes, mientras que 10 años después habían superado
40 Gigabytes (40000 Megabytes). En la actualidad, ya contamos en el
uso cotidiano con discos duros de más de 3 terabytes (TB), esto es 3
mil Gb, (3000000000 Megabytes)
DISCOS DUROS
En informática, un disco duro o disco
rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de
almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema degrabación
magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o
más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que
gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y
en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota
sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.
El primer disco duro fue inventado por IBM en
1956. A lo largo de los años, los discos duros han disminuido su precio al
mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción
de almacenamiento secundario para PC desde su aparición en
los años 60. Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias
a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a
la par de las necesidades de almacenamiento secundario.
Los tamaños también han variado mucho, desde
los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados
actualmente: 3,5" los modelos para PC y servidores,
2,5" los modelos para dispositivos portátiles. Todos se comunican con
la computadora a través del controlador de disco, empleando
una interfaz estandarizado. Los más comunes hasta los años 2000 han
sido IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente
usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en
adelante ha ido masificándose el uso de los Serial ATA. Existe
además FC (empleado exclusivamente en servidores).
Para poder utilizar un disco duro, un sistema
operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o
más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción
del espacio disponible en el disco, que dependerá del formato empleado.
Además, los fabricantes de discos duros, unidades de estado sólido ytarjetas
flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos SI, que
emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC, en lugar de
los prefijos binarios clásicos de la IEEE, que emplean múltiplos
de potencias de 1024, y son los usados mayoritariamente por los sistemas
operativos. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado
como múltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan ligeros errores, por
ejemplo un Disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos sea
representado como 465 GiB (Según la IEC Gibibyte, o Gigabyte binario, que son
1024 Mebibytes) y en otros como 500 GB.
CARACTERISTICAS DEL 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.
Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del
disco duro.
Interfaz:
Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede
ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial
Attached SCSI.
Landz:
Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.
ESTRUCTURA FISICA
Dentro de un disco duro hay uno o
varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos (normalmente
entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y que giran todos
a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo
de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a
los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma
simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura. Por norma
general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato.
Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo
cual combinado con la rotación de los mismos permite que los
cabezales puedan alcanzar cualquier posición de la superficie de los platos..
Cada plato posee dos ojos, y es necesaria una cabeza de
lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de
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, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas
las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de cabezas,
o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el
disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una
finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos
giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen
por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice
la formación de esta película). Si alguna de las cabezas llega a tocar una
superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente,
debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por
minuto se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5
pulgadas).
