disco duro

1. Estructura física[editar]
Componentes de un disco duro. De izquierda a derecha, fila superior: tapa,
carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma aislante, circuito impreso de control,
cabezal de lectura / escritura, actuador e imán, tornillos.
Interior de un disco duro; se aprecia la superficie de un plato y el cabezal de
lectura/escritura retraído, a la izquierda.
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 o 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..

2. Cada plato posee dos ojos, y es necesaria una cabeza de lectura/escriturapara
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).
Direccionamiento[editar]
Cilindro, Cabeza y Sector

3. Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Clúster (D)
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
 Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
 Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
 Cluster: es un conjunto de sectores.
 Cabeza: número de cabezales.
 Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde
exterior.
 Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están
alineadas verticalmente (una de cada cara).
 Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es
fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque la IDEMA ha creado un
comité que impulsa llevarlo a 4 KiB. Antiguamente el número de sectores
por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya
que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las
interiores. Así, apareció la tecnología ZBR(grabación de bits por zonas)
que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más
eficientemente el disco duro. Así las pistas se agrupan en zonas de pistas
de igual cantidad de sectores. Cuanto más lejos del centro de cada plato se
encuentra una zona, ésta contiene una mayor cantidad de sectores en sus
pistas. Además mediante ZBR, cuando se leen sectores de cilindros más
externos la tasa de transferencia de bits por segundo es mayor; por tener
la misma velocidad angular que cilindros internos pero mayor cantidad de
sectores.3
 Sector geométrico: son los sectores contiguos pero de pistas diferentes.

4. El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-
sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato
cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más
sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir el
disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número. Éste es el que
actualmente se usa.
Plato (disco duro)
Vista interior de un disco duro, mostrando la superficie de uno de sus platos.
El plato o disco es el componente principal de un disco duro: es un disco
circular en el que se almacenan datos en formato magnético. El hecho de que
estos platos o discos sean rígidos es el que les da su nombre, en oposición a los
materiales flexibles empleados en los disquetes. Los discos duros modernos
normalmente emplean uno o más platos, fijados en un mismo eje. Un plato
puede almacenar información en una de sus caras o en ambas, requiriendo en
ese caso un cabezal de lectura/escritura para cada cara.
Fabricación[editar]

5. Vista interior de un disco duro, mostrando dosplatos con sus respectivos
cabezales de lectura/escritura.
Los platos se fabrican generalmente a partir de un disco
de aluminio, cristalo cerámica. Sobre esta base se deposita una fina capa
cobertora en ambas caras mediante un proceso de deposición al vacío conocido
comodeposición por pulverización catódica. Esta capa cobertora tiene una
estructura compleja, consistente en varias subcapas de aleaciones metálicas
(principalmente no magnéticas) que permiten un control óptimo de la
orientación cristalográfica y el tamaño del grano de la capa magnética que se
ubica sobre ellas.
Al final del mismo proceso se da un acabado protector al plato aplicando una
capa superficial de un compuesto basado en el carbono. El proceso de
fabricación acaba con la aplicación de una capa de un polímero lubricante, de
tan solo unos nanómetros de grosor. Luego el plato pasa por varios procesos de
verificación que revisan su superficie para detectar cualquier impureza o pequeño defecto, con
un margen de error equivalente al de una región magnética.
Clúster (informática)

6. Un clúster en la Universidad McGill.
Un ejemplo de clúster en la NASA(EE. UU.)
El término clúster (del inglés cluster, "grupo" o "racimo") se aplica a los
conjuntos o conglomerados de computadoras construidos mediante la
utilización de hardwares comunes y que se comportan como si fuesen una única
computadora.
La tecnología de clústeres ha evolucionado en apoyo de actividades que van
desde aplicaciones de supercómputo y software de misiones críticas,
servidores web y comercio electrónico, hasta bases de datos de alto
rendimiento, entre otros usos.
El cómputo con clústeres surge como resultado de la convergencia de varias
tendencias actuales que incluyen la disponibilidad de microprocesadores
económicos de alto rendimiento y redes de alta velocidad, el desarrollo de
herramientas de software para cómputo distribuido de alto rendimiento, así
como la creciente necesidad de potencia computacional para aplicaciones que la
requieran.
Simplemente, un clúster es un grupo de múltiples ordenadores unidos mediante
una red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto como un único
ordenador, más potente que los comunes de escritorio.
Los clústeres son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la
disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador
típicamente siendo más económico que computadores individuales de rapidez y
disponibilidad comparables.

7. De un clúster se espera que presente combinaciones de los siguientes
servicios:
1. Alto rendimiento
2. Alta disponibilidad
3. Balanceo de carga
4. Escalabilidad
La construcción de los ordenadores del clúster es más fácil y económica debido
a su flexibilidad: pueden tener todos la misma configuración
de hardware y sistema operativo (clúster homogéneo), diferente rendimiento
pero con arquitecturas y sistemas operativos similares (clúster
semihomogéneo), o tener diferente hardware y sistema operativo (clúster
heterogéneo), lo que hace más fácil y económica su construcción.
Para que un clúster funcione como tal, no basta solo con conectar entre sí los
ordenadores, sino que es necesario proveer un sistema de manejo del clúster,
el cual se encargue de interactuar con el usuario y los procesos que corren en
él para optimizar el funcionamiento.
Zone Bit Recording
ZBR es la sigla de Zone Bit Recording, un método de formatear las pistas de un disco, de tal manera
que las pistas exteriores puedan contener más sectores que las interiores. Este método es también
conocido como Sectores variables por pista (o por cilindro) o Velocidad Constante Angular por Zona.
Antiguamente, las pistas se dividían en un número igual de sectores, pero considerando que las pistas
de un disco son circunferencias concéntricas, éstas tienen mayor longitud entre más lejanas sean del
centro. Esto lleva a que, a igual calidad del medio, se desaproveche el espacio en las pistas más
exteriores del plato.

8. Acomodo físico de sectores en un disco con estructura ZBR: Conforme aumenta la distancia del centro,
el número de sectores en cada ángulo determinado aumenta. En la figura, crece de uno (zona roja) a
dos (verde) a cuatro (gris).
Así, esta tecnología agrupa las pistas en zonas según su distancia desde el centro del disco, dividiendo
a cada zona en un número diferente de sectores por pista. Al avanzar desde el centro hacia fuera, cada
zona tendrá más sectores por pista que la anterior.
Esto tiene como resultado un uso más eficiente de la superficie del disco, a cambio de una mayor
complejidad en el controlador. Las primeras unidades de disco en el mercado de las computadoras
personales que implementaban esta estrategia (lafamilia Commodore 1541 y los primeros Apple
SuperDrive) resultaron demasiado caras y complejas al sistema operativo, por lo cual ZBR se abandonó
por muchos años; no fue sino hasta mediados de los 1990 que, con la abstracción presentada por
el direccionamiento LBA, volvieron a aparecer en los discos duros.
En los discos flexibles, el empleo de ZBR requería que el motor girara a distinta velocidad para cada una
de las zonas, dado que la cabeza lectora tenía que operar a una velocidad de transferencia constante;
en los discos duros modernos, la cabeza es capaz de ajustar su velocidad de lectura/escritura
dependiendo de la zona en la cual se encuentre, por lo cual la velocidad de rotación puede mantenerse
constante.1
Comparación de distintos medios de almacenamiento empleados a lo largo de la historia del
almacenamiento, detallando cuáles emplean velocidad lineal constante(CLV), velocidad angular
constante(CAV) o aceleración angular constante (CAA).
Cabe mencionar que unos pocos medios de almacenamiento óptico, por las características de su
mecanismo de lectura/escritura, emplean una técnica similar pero más exacta, la velocidad lineal consta

9. head (Unix)
head (que significa cabeza en inglés) es un programa de los sistemas tipo Unix que muestra las
primeras líneas de uno o más archivos de texto.
head imprimirá por defecto a la salida estándar las primeras diez líneas de sus datos de entrada. Tanto
las unidades de impresión (líneas, bloques, bytes) como su número pueden alterarse con opciones de
la línea de comandos:
 -n número: imprime el número indicado de líneas.
 -c número: imprime el número indicado de bytes.
Si el número indicado en las opciones va precedido por un signo -, head imprimirá desde el inicio del
archivo hasta justo antes de la enésima unidad. Por ejemplo, el comando
6.2 Direccionamientos CHS / LBA
§1 La interrupción 13h estándar
Al diseñar el PC XT en 1983, los ingenieros de IBM establecieron que los servicios BIOS
relativos al manejo de disco duro serían activados por la línea IRQ5 (IRQ6 se destinaba al
disquete). Esta línea generaba la interrupción 19 (13h) cuya rutina de servicio disponía de
seis servicios estándar: reinicialización; obtención del estado; lectura; escritura y
verificación de sectores, y formateo de pistas. A partir de la introducción del PC AT en
1984, se introdujeron 12 nuevos servicios para disco, incluyendo recalibrado de la unidad,
diagnóstico del controlador, Etc. En concreto, los servicios 2h y 3h ofrecen la posibilidad
de leer y escribir sectores en el disco, mientras que Ah y Bh ofrecen la misma posibilidad
de lectura y escritura para sectores largos.
Estos servicios ofrecen la posibilidad de leer y escribir en las unidades de disco a nivel de
sectores individuales (unidades de asignación), para lo que, además del número de
unidad, se requiere pasar a la rutina los valores de geometría correspondientes (Cilindro,
Cabeza y Sector concretos); lo que se conoce como direccionamiento CHS ("Cilinder
Head Sector"). La especificación de IBM establecía que los siguientes valores para
dichos parámetros ( 8.1.2c):
Tamaño n del campo
(bits)
Valor máximo
teórico 2n
Rango
permitido
Total
utilizable

10. Cilindro
10 1,024 0-1,023 1,024
Cabeza
8 256 0-255 256
Sector
6 64 1-63 63
Los valores anteriores nos dejan un total de 1024 x 256 x 63 = 16,515,072 clusters. Como
en este sistema FAT cada cluster es de 512 bytes, los servicios de la BIOS podían
direccionar teóricamente un máximo de 1024 x 256 x 63 x 512 = 8, 455,716,864
Bytes, 8.455 GB [1]. Este es el límite del direccionamiento CHS directo o de la
interrupción 13h de la BIOS estándar.
Nota: Observe que la limitación anterior se deriva a que en realidad la BIOS utiliza 10
+ 8 + 6 = 24 bits para direccionamiento del cluster, aunque los 6 últimos no pueden
ser cero, lo que conduce a 224 - 218 = 16,515,072 clusters de 512 Bytes (8.455 GB).
Como se verá más adelante, este direccionamiento ha sido aumentado a 64 bits en
las nuevas BIOSes .
Resaltar que los valores CHS (cilindro, cabeza y sector) que se manejan, son valores
lógicos (lo que se denomina geometría lógica). Los verdaderos valores CHS,
correspondientes a la geometría real, son un asunto interno, y solamente conocidos
por el controlador de la unidad.
§2 Especificación ATA