Arquitectura de Computadoras I

Unidades de Almacenamiento

“Disco Duro”

¿Qué es un disco duro?

Un disco duro es un dispositivo de almacenamiento de información permanente (almacenamiento no volátil), a diferencia de las memorias RAM no necesita de un aporte constante de energía para conservar la información. Antes de la aparición de errores, un disco duro posee miles de ciclos que nos permite alterar la información almacenada, es decir que podemos borra o aumentar información. (Enrique, 2006)

Estructura Física

El disco duro es una caja herméticamente cerrada, en su interior se encuentre una variedad de componentes electrónicos, capaces de sincronizar dos motores y las funciones de las cabezas de lectura y escritura.

Figura 1: Componentes de un Disco Duro

Fuente: riobambainfogroup11.blogspot.com

Funcionamiento

En realidad el disco duro es una pila de platos donde se almacena la información magnéticamente. Cada plato que forma el disco duro gira a una velocidad constante y no descansa hasta que el ordenador se apague. Cada cara del plato tiene asignado uno de los cabezales de lectura y escritura.

Para la opción de lectura, ejecuta una serie de acciones, que son:

· Desplazar los cabezales de lectura /escritura hasta el lugar donde empiezan los datos.

· Esperar a que el primer dato llegue donde están los cabezales.

· Leer el dato con el cabezal.

La operación de escritura es similar. En teoría el funcionamiento es sencillo, pero en la realidad es muy complejo, ya que entra en juego el procesador, el BIOS, el sistema operativo, la memoria RAM y el mismo disco duro.

Características de un disco duro

Dependiendo a la función de varios factores, podemos determinar la capacidad y el rendimiento de los discos duros, como ser: el modo de transferencia, tiempo de acceso, tiempo de búsqueda, velocidad de rotación, latencia, capacidad de almacenamiento y la caché del disco.

Modo de transferencia

Existen varias técnicas para la transferencia de datos desde el disco duro hacia la memoria RAM:

· PIO: Entrada/salida programada. Para el intercambio de datos utiliza al microprocesador del sistema, es el método más antiguo de transferencia, algunos modos son:

Ø PIO modo 1: 5.2 Mb/s

Ø PIO modo 2: 8.3 Mb/s

Ø PIO modo 3: 11.1 Mb/s

Ø PIO modo 4: 16.6 Mb/s

· DMA: Tiene un transferencia full dúplex para transferir datos entre la memoria RAM y el disco duro, sin que el procesador intervenga en esta tarea, lo cual libera a la CPU para realizar otras tareas. Actualmente se utiliza el sistema UDMA, existen varias versiones que se conocen que permiten la máxima velocidad de transferencia:

Ø DMA16 o UDMA: 16.6 Mb/s

Ø DMA33 o UDMA modo 2, o Ultra ATA/33: 33.3 Mb/s

Ø UDMA66 modo 4, o Ultra ATA/66: 66.6 Mb/s

Ø UDM100 modo 5, o Ultra ATA/100: 100 Mb/s

Ø UDMA133 modo 6, o Ultra ATA/133: 133 Mb/s

Tiempo de acceso

Es el tiempo utilizado por las cabezas de lectura/escritura para colocarse encima del sector que se va a leer o escribir. Este tiempo está comprendido entre los 9 y 12 milisegundos.

Tiempo de búsqueda

Es le tiempo que necesita para desplazar las cabezas desde una pista a otra, este tiempo está comprendido entre los 8 y 12 milisegundos.

Velocidad de rotación

Se refiere a la velocidad de giro del disco, los valores típicos se encuentran entre las 5400 rpm en discos duros portátiles, en discos duros de sobremesa su velocidad de giro se encuentra entre las 7200 rpm. En discos con interfaz SCSI, sus velocidades de giro es mayor, están entre las 10000 a 15000 rpm, además que estos son más ruidosos y consumen más energía.

Latencia

En los discos duros se conoce como latencia, al tiempo de espera del desplazamiento de las cabezas hasta el cilindro adecuado. También se define como el tiempo necesario para que gire el disco y el sector alcance la posición correcta. Cuanto mayor es la velocidad de rotación del disco, menor será la latencia.

Capacidad de almacenamiento

Una de sus principales características es la capacidad de almacenamiento. Hoy en día se mide en gigabytes (Gb), aunque cada esa capacidad está quedando pequeña es por eso que se está empezando a utilizar el terabyte (Tb).

Según el fabricante suelen redondear la capacidad de un gigabyte con 1000 Mb, lo que hace que haya discrepancias al momento de saber el tamaño total, ya que un gigabyte son 1024 Mb.

Caché del disco

Se encarga de almacenar las lecturas, de forma que cuando se solicite datos del disco ya los tenga disponibles y no haya que esperar a que los cabezales cambien de posición.

Otras características

Hay que tomar en cuenta otras características:

El tipo de conexión o interfaz entre el disco duro y la PC. Las computadoras de escritorio o sobremesa y las portátiles usan ATA/IDE y SATA, los servidores SATA y SCSI; sin embargo los discos externos suelen usar USB, Fire Wire o eSATA.
El tamaño de los discos duros es de 3.5” para computadoras de escritorio, para las portátiles están entre 2.5 o 1.8 pulgadas.
Temperatura máxima de funcionamiento
Tolerancia a golpes y vibraciones

(Hill, 2013)

Tipos de discos duros

Para una mejor explicación sobre los tipos de discos duros, vean el siguiente video: