Discos Duros
Ha habido muchos cambios en el campo de los discos duros. De más antiguos del tamaño de una caja de zapatos y de capacidades ridículas (vistas desde hoy) hasta discos duros compactos y reducidos con capacidades 400 veces mayores.
| Estructura interna de un disco duro. | |
Tamaño de clúster y espacio disponibleUn cluster se trata de una agrupación de varios sectores para formar una unidad de asignación. Normalmente, el tamaño de cluster en la FAT del DOS o de Windows 95 es de 32 Kb; ¿y qúe? Esto no tendría importancia si no fuera porque un cluster es la mínima unidad de lectura o escritura, a nivel lógico, del disco. Es decir, cuando grabamos un archivo, por ejemplo de 10 Kb, estamos empleando un cluster completo, lo que significa que se desperdician 22 Kb de ese culster. Imaginaos ahora que grabamos 100 ficheros de 10 Kb; perderíamos 100x22 Kb, más de 2 Megas. Por ello, el OSR2 de Windows 95 y Windows 98 implementan una nueva FAT, la FAT 32, que subsana esta limitación, además de otros problemas. |
Un disco duro se compone de muchos elementos; citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas (a título de curiosidad, podemos comentar que el diámetro de un cabello humano es de unas 4.000 pulgadas). Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o valdrán 1). La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar. |
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Algunas curiosidades:El estándar IDE surgió a raíz de un encargo que la firma Compaq le hizo a la compañía Western Digital. Compaq necesitaba una controladora compatible con el estándar ST506, pero debido a la falta de espacio en el interior de los equipos a los que iba dirigida, ésta debía implementar la circuitería de control en el propio disco duro. Está claro que la necesidad es la madre de la inventiva, ¿verdad? En antiguos discos duros (sobre todo MFM) era imprescindible, antes de apagar el equipo para moverlo de sitio, ejecutar una utilidad especial para "aparcar" las cabezas de la unidad. Con esta operación se depositaban los cabezales en una zona segura del disco, de forma que no pudieran dañar la superficie del disco en caso de movimientos o vibraciones. En la actualidad este proceso lo realiza la unidad de forma automática al ser desconectada (podéis comprobar cómo al apagar el PC, durante un segundo se ilumina el led del disco duro), y no se concibe un disco duro que no incluya esta característica. Formatear un disco duro IDE a bajo nivel puede ser perjudicial para el mismo. Durante el proceso, que el fabricante realiza en sus instalaciones antes de sacarlo al público, se graban en él las marcas de direcciones y los números de sector. Volver a realizar este proceso en circunstancias o con software no apropiados, puede dañar definitivamente la unidad, hacerla más lenta o generarle sectores defectuosos e irrecuperables. En realidad, el formateo a bajo nivel sólo está justificado en casos muy concretos, como la aparición progresiva de errores a nivel lógico, y nunca por infección de virus (el caso más frecuente). Ciertamente, algunos vicios de la época MFM son bastante difíciles de ser desterrados... Algunos modelos de discos duros, de diversos fabricantes, sufrían una anomalía con cierta frecuencia, consistente en la paralización del motor que da giro al eje del disco (especialmente tras varios días de falta de uso del equipo por parte del usuario, o también por acumulación de humedad); el resultado era la imposibilidad de iniciar el sistema desde el disco duro. La solución, no demasiado "científica", por cierto, era sacar el disco y propinarle un par de buenos golpes (no demasiado fuertes, claro); y mano de santo. Lo que no podemos describir aquí es el cambio de color en la cara del dueño del ordenador, al ser testigo de semejante "reparación". |
Interfaces: ST506, MFM y RLLHasta aquí hemos visto la estructura
del disco duro, pero nos falta una pieza vital: la controladora. Es un
componente electrónico que gestiona el flujo de datos entre el
sistema y el disco, siendo responsable de factores como el formato en
que se almacenan los datos, su tasa de transferencia, velocidad, etcétera.
Los primeros discos duros eran gestionados por controladoras ST506, un
estándar creado por la conocida empresa Seagate. Dentro de esta
norma se implementaron los modos MFM y RLL, dos sistemas para el almacenamiento
de datos que, si bien diferentes en su funcionamiento, a nivel físico
y externo del disco presentaban la misma apariencia, siendo conocidos
de forma genérica en el mundillo como "discos MFM". Estas
unidades incluían externamente tres conectores: el primero, y común
a cualquier disco duro, es el de alimentación.
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Algunos
conceptosAntes hemos comentado que los discos giran continuamente a gran
velocidad; este detalle, la velocidad de rotación, incide directamente
en el rendimiento de la unidad, concretamente en el tiempo de acceso.
Es el parámetro más usado para medir la velocidad de un
disco duro, y lo forman la suma de dos factores: el tiempo medio de búsqueda
y la latencia; el primero es lo que tarde el cabezal en desplazarse a
una pista determinada, y el segundo es el tiempo que emplean los datos
en pasar por el cabezal. Si se aumenta la velocidad de rotación,
la latencia se reduce; en antiguas unidades era de 3.600 rpm (revoluciones
por minuto), lo que daba una latencia de 8,3 milisegundos. La mayoría
de los discos duros actuales giran ya a 7.200 rpm, con lo que se obtienen
4,17 mb de latencia. Y actualmente, existen discos de alta gama aún
más rápidos, hasta 10.000 rpm. Es preciso comentar también
la estructura lógica del disco, ya que contiene importantes conceptos
que todos habréis oído; para empezar, la superficie del
disco se divide en una serie de anillos concéntricos, denominados
pistas. Al mismo tiempo, las pistas son divididas en trames de una misma
longitud, llamados sectores; normalmente un sector contiene 512 bytes.
Otro concepto es el de cilindro, usado para describir las pistas que tienen
el mismo número pero en diferentes discos. Finalmente, los sectores
suelen agruparse en clusters o unidades de asignación. Estos conceptos
son importantes a la hora de instalar y configurar un disco duro, y haremos
uso de alguna de esta información cuando subamos al nivel lógico
del disco. Muchas placas base modernas detectan los discos duros instalados,
mientras que en otras más antiguas hay que meter algunos valores
uno por uno (siempre vienen escritos en una etiqueta pegada en la parte
superior del disco). 
En
los restantes se conectaba un cable de control y un cable de datos, desde
el disco a la controladora; el cable de control gestionaba la posición
de los cabezales y el de datos transmitía el flujo de información
desde y hasta la controladora. La diferencia entre MFM y RLL es a nivel
interno; MFM (Modified Frequency Modulation) y RLL (Run Length Limited)
son dos métodos de codificación de la información
binaria. RLL permite almacenar un 50% más de datos que el MFM,
al aumentar la densidad de almacenamiento. También la trasa de
transferencia es superior en RLL, debido al más eficiente método
de grabación usado, sin embargo, la velocidad de rotación
era la misma en ambos casos: 3600 rpm. En cualquier caso, la tasa de transferencia
de estas unidades no era precisamente como para tirar cohetes: una media
de 5 Mbtis por segundo (es decir, medio mega) en MFM y 7.5 Mbtis/s para
RLL. Y en cuanto a capacidad, las unidades MFM no solían tener
más de 40 Megas, 120 Megas en las RLL