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¿Cómo funciona un disco duro?

 

 

Disco Duro

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 mágnetico.
– Los cabezales se conectan a la electrónica mediante un bus.

La Cabeza Magnética

El proceso de escritura y lectura de datos se realizan por medio de la cabeza magnética, las cuales se basan en las propiedades mágneticas y electromagnéticas, que se producen al pasar una corriente eléctrica a través de una bobina, esto se denomina electromagnetismo.

Al variar el campo magnético que atraviesa una bobina se genera corrientes inducidas, este proceso se llama inducción.
Aprovechando estas dos propiedades, a grandes rasgos el proceso que se sigue es el siguiente:
– Los datos se organizan según la técnica, que se va emplear posteriormente para su identificación.
– Se hace pasar una corriente positiva o negativa (según se quiera grabar ceros o unos) por la cabeza magnética de grabación a la vez que gira el soporte magnético a una determinada velocidad, con lo que se polariza el plato magnético, de manera que corresponda una variación del sentido de flujo a cada conmutación de la corriente introducida en la cabeza magnética.
– Para leer lo grabado, se realiza el procedimiento inverso. Las variaciones anteriormente grabadas en el plato inducen una corriente en los extremos de la cabeza.
– Esta corriente inducida varía de sentido siguiendo la misma forma de onda que en su momento generó el campo magnético, con un nivel de tensión muy bajo.
– La electrónica del disco amplifica esta tensión y recompone la información.

Elementos de una cabeza magnética

La cabeza magnética está compuesta de los siguientes elementos:

– Núcleo Magnético.
– Bobinas grabación / lectura.
– Gap separador de núcleo.
– Bobina, núcleo y gap de borrado.
– Envoltura del conjunto

Núcleo magnético.
El núcleo magnético está formado por un anillo de material magnético por el que circularán las líneas de fuerza generadas bien por la bobina de grabación, bien por el soporte.
Este circuito magnético debe tener una seie de carcterísticas tales que le permta trabajar a una alta frecuencia de variación de campos con unas mínimas pérdidas.

Bobinas de grabación / lectura.
Las bobinas de gración / lectura son pequeños devandos colocados a los lados del anillo de material magnético, que originan (para la grabación) el campo magnético que ha de generar en el soporte la polarización de pequeñas zonas en distinto sentido, según el sentido de la corriente que existe en ese momento en la bobina. Por su parte, en la bobina de lectura, se inducen las tensiones según la polarización del flujo que en ese momento origina el campo magnético del soporte.

Gap separador del núcleo.
El gap separador del núcleo es una parte abierta existente en el anillo de material manético, suficiente para que salgan al exterior las líneas de fuerza, pués de lo contrario estas circulariían por el interior en anillo cerrado sin que salieran al exterior.

Bobina, núcleo y gap de borrado.
La bobina, núcleo y gap de borrado, tenen la finalidad de generar un túnel a los lados de la pista grabada, barrando parte de ésta por sus bordes, con el fin de que en el momento de la reproducción no sea captado por la cabeza de lectura ninguna interferencia ocasionada por grabaciones anteriores con diferentes posicionamiento de la cabeza magnética.
Este borrado lateral se consigue aplicando una tensión continúa en la bobina de borrado, siempre que se efectúe con un pequeño retraso respecto a esta, debido a la distancia física que existe entre ambos gaps (grabación / lectura – borrado).

Pistas y Clusters

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 es particular de cada sistema operativo.

Las Particiones

Las particiones son las divisiones lógicas de un disco duro. Un disco nuevo viene con una partición que ocupa toda la superficie del disco. A veces es interesante disponer de más de una partición, al generar una partición el sistema operativo simula otro disco, aunque físicamente solo haya uno, y son tratados como unidades de discos independientes.

Existen dos tipos de particiones.

Partición Primaria. Es en la cual se instala el sistema operativo, desde la cual permite arrancar el ordenador. Para que el sistema la reconozca como primaria ésta debe estar activada.

Partición Extendida. Es la partición en la cual se crean las unidades lógicas y cada unidad es tratada como unidad independiente, se pueden guardar todo tipo de ficheros, pero el ordenador no la reconoce como arrancable

ZIP:

Es una unidad de discos removibles de 100Mb; estos discos son similares a los disquetes de, 1.44Mb en cuanto a sus dimensiones físicas, pero la capacidad de un ZIP equivale a casi 70 disquetes. Las primeras en aparecer en el mercado fuero unidades externas, portátiles, que se conectaban al puerto paralelo (LPT1 o LPT2) de cualquier PC y estaban provistas de un conector de paso que permitía compartir la salida con la impresora.

Poco más tarde aparecieron las unidades de ZIP internas que son, por lo general, de tipo IDE. Similares en su aspecto exterior una disquetera, se conectan internamente al mismo lugar que los discos de ese tipo y son considerablemente más rápidas que las de puerto paralelo que mencionáramos antes.

Al instalar la unidad ZIP aparecerá letra E: si disponemos además de CD-ROM (esta ultima representada lógicamente por D:), o D: en le caso contrario.
En lo demás su uso y aplicaciones es similar al de los disquetes.

JAZ:

Se trata de un dispositivo de discos removibles, similar a las unidades de ZIP. Asimismo el medio magnético es semejante al utilizado en los ZIP, aunque algo más grueso. La gran diferencia radica es su capacidad, que asciende a un gigabyte (1 GB = 1000Mb). Es como hemos dicho similar a la unidad de ZIP y también es igual su uso, con la diferencia que un JAZ equivale a 10 ZIP.

Diferencias entre discos rígidos y flexibles

La gran diferencia entre estas unidades es que en el caso del disco el medio magnético es fijo, mientras que en los disquetes y el Zip son removibles.

Un medio removible nos permite llevar información de una PC a otra, mientras que un medio de almacenamiento fijo es interno y propio de la PC.

Esta propiedad de removibles hace de los disquetes y Zips medios sumamente seguros para guardar información importante. No hay ningún modo en que se pueda alterar o destruir la información del Disquetes que este debidamente guardado.

Aunque lo que grabamos en el disco es también permanente, por el hecho de no ser esta una unidad removible, la información está expuesta a determinados riesgos.

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