Estos cabezales no llegan a tocar al disco, aún cuando la distancia que los separa es de unas 3 o 4 micropulgadas. Tienen la función de generar señales eléctricas que alteren los campos magnéticos del disco, formando así la información.
La distancia que separa al cabezal con el disco determina la cantidad de datos que podrá contener, es decir cuanto menos estén separados, mayor cantidad de datos podrá albergar.
Cada cara del plato o superficie del disco se encuentra dividida en un número determinado de anillos concéntricos, denominados pistas, la cantidad de estas pistas depende de la sensibilidad de las partes mecánicas del interior del disco.
Cada pista esta numerada desde el cero a más según se avance hacia el centro del disco.
Al hablar de pistas se habla también de cilindros, es decir el número de pistas por superficie es igual al número de cilindros, debido a que si el brazo posicionador se encuentra en una determinada pista, este se encuentra en la misma pista de todos los discos y al conjunto de todas esas pistas se denomina cilindro.
Las pistas están divididas en sectores, los cuales tienen la misma cantidad de datos 512 bytes, pero estas pistas no siempre tienen la misma cantidad de sectores, esto dependerá de la longitud de la pista, por ejemplo las pistas externas tienen mayor longitud y por ende un número mayor de sectores con respecto a las pistas internas las cuales tienen menos sectores.
Justamente la grabación de zona de bit ZBR consiste en colocar un número distinto de sectores por pista en una superficie.
Estos sectores se agrupan en clusters o unidades de asignación y son la menor unidad de información que puede leer o escribir un disco duro, se enumeran desde el 1.
INTERFACES
La controladora es un componente electrónico de vital importancia ya que es la que gestiona o controla la transferencia de datos entre el sistema y el disco, y además se encarga de ver en que formato se almacenan los datos, la tasa de transferencia de datos, la velocidad, etcétera.
A continuación trataremos los tipos de interfaces que existieron y por supuesto las que existen:
ST506
Al inicio los discos duros eran gestionados o controlados por controladoras ST506 y dentro de ellas se implementaron dos sistemas para el almacenamiento de datos como son MFM (Modified Frequency Modulation) y RLL (Run Length Limited) cuya diferencia es a nivel interno, como mayor almacenamiento de datos, en un 50% más, y mayor tasa de transferencia por parte de RLL, aunque los dos tenían la misma velocidad de rotación de 3600 rpm.
Esta interfaz lograba dar una máxima transferencia de datos de medio mega por segundo y una capacidad también máxima de 120 MB, mediante el sistema RLL.
En la actualidad esta interfaz se encuentra desfasada.
ESDI
Es una interfaz mejorada para dispositivos pequeños "Enhanced Small Devices Interface", en la cual una parte de la sección decodificadora de la controladora se encontraba implementada dentro de la unidad lo que permitió aumentar la tasa de transferencia de datos hasta 2,5 MB/seg.
Esta interfaz tenía una capacidad no mayor a 630 MB, y se le trató como una tecnología de transición, actualmente ya no se utiliza.
IDE
Iniciales de "Integrated Drive Electronics", y como su nombre lo dice, la controladora se encontraba implementada en el propio disco duro.
Con esta interfaz apareció el término ATA (AT Attachment) la cual consiste en un número determinado de normas que se tienen que tener en cuenta para la fabricación de unidades de este tipo.
Con esta interfaz se logró alcanzar una tasa de transferencia de 4 MB/seg. y una capacidad no mayor a 528 MB.
Pero fue presentando algunos inconvenientes, a parte de su capacidad, como el número limitado de unidades IDE que podían coexistir en el sistema (2), y la tasa de transferencia que poco a poco se iba quedando atrás ante la demanda creciente.
EIDE
Esta interfaz llamada también IDE mejorado, tiene una capacidad máxima de 8,4 GB y su tasa de transferencia empieza desde los 10 MB/seg., dependiendo del modo de transferencia usado.
Para poder lograr esta mejora en la capacidad se implementaron dos sistemas de traducción de sector denominados ECHS extendido y LBA (direccionamiento de bloque lógico) que consisten en traducir los valores falsos que se les da al número de cilindros, cabezas y sectores, ya que sin estos valores fingidos la BIOS no puede direccionarlos, logrando de esta manera acceder a capacidades superiores.
Otra mejora que presenta esta interfaz es el número de unidades que pueden coexistir en el sistema (4).
ECHS divide el número de cilindros por un entero y multiplica el número de cabezas por el mismo número entero, pasando los valores de ECHS del disco al sistema operativo, normalmente en número entero es 2.
LBA asigna a cada sector un único número empezando por cero y terminando con el total de sectores en el disco menos 1. Es similar a ECHS pero en lugar de traducir la geometría lógica, la traducción se realiza directamente al número de bloque lógico (un número de sector).
SCSI
Iniciales de "Small Computer System Interface", esta interfaz es mejor en muchos aspectos que EIDE, pero casi siempre es usada en el ámbito profesional, debido a que permite mayor rendimiento, flexibilidad y fiabilidad además de dos resaltantes desventajas por las cuales no es muy utilizada, como son la no sencillez a la hora de configurarla y su alto precio comparada con EIDE, y dentro de las ventajas se puede hablar sobre el número de unidades que soporta que es de hasta 7 dispositivos SCSI (además de la controladora) en su versión más sencilla, su independencia del bus del sistema, evitando así las limitaciones que pueda presentar el bus del PC, su portabilidad, su inteligencia, es decir que cada dispositivo SCSI posee su propia ROM, entre otros.
Los discos duros suelen estar diseñados para utilizar una sola interfaz, salvo los discos externos que pueden admitir tanto la interfaz USB como la Fireware.
Para elegir una buena interfaz de disco duro se debe tener en cuenta tres aspectos principales: el rendimiento, la portabilidad y la interfaz incorporada.
TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS
Es una medida de la cantidad de datos a que el sistema puede acceder durante normalmente un segundo, esta determinada por la tasa de transferencia externa y la interna. Estas tasas varían en relación con la densidad de datos del disco, la velocidad de giro del disco y la ubicación de los datos.
Realmente consiste en la velocidad con la que son transferidos los datos al PC, claro está, después de haberlos encontrado.
Para encontrar los datos, el disco duro sigue una serie de pasos, los cuales determinarán en parte la velocidad con la que puede encontrar y leer un sector; lo cual es tema del apartado descrito a continuación .
TIEMPO DE ACCESO
Es la suma del tiempo de búsqueda o de latencia, que es el tiempo necesario para que la cabeza se coloque sobre una pista, y del período de latencia rotacional que es el tiempo de espera para que el sector gire y aparezca bajo la cabeza.
El tiempo de latencia es mayor al período de latencia, normalmente expresado en milisegundos (ms), varía según el número de pistas que tengan que recorrer las cabezas.
Una medida habitual de una búsqueda media es el tiempo que el sistema necesita para recorrer un tercio del disco.
Este tiempo de búsqueda o de latencia ya viene incorporado en el disco así que no hay manera de mejorarlos.
El período de latencia rotacional también se suele expresar en milisegundos y depende de la velocidad de giro en forma inversa.
RENDIMIENTO DE UN DISCO DURO
Los discos duros se caracterizan por ser lentos, y para mejorar su rendimiento de una manera considerable, se hace uso de la caché ya que esta reduce la cantidad de datos que tienen que pasar a través de la zona conocida como cuello de botella es decir de un medio rápido a un medio lento.
El funcionamiento de la caché del disco consiste en utilizar la velocidad de la memoria para reforzar la velocidad efectiva del disco, esta memoria caché se encuentra contenida en los chips de memoria y normalmente es de unos pocos megabytes.
También se hace mención del trabajo que realiza el buffer de la caché, la cual actúa como una zona para poder albergar una o más pistas, el cual puede ser efectivo para acelerar los tiempos de rendimiento y de acceso.
Para cambiar el nivel de rendimiento del disco duro se han dejado de lado los modos PIO debido a que estos tienen tasas de transferencia mucho más bajas que las de los discos duros actuales (la más alta es de 16,1 MBPS), y en cambio se ha optado por la utilización de los DMA que es una forma mucho más efectiva de acelerar la transferencia de datos a y desde un disco duro.
Las últimas versiones de DMA pueden transferir datos de hasta 133 MBPS.
INFORMACIÓN DENTRO DE LOS DISCOS DUROS
A parte de las zonas a las que accedemos cuando hacemos uso de los datos contenidos en los discos duros, existen zonas referidas o que contienen a la información de control, y una de esas zonas contiene al código de corrección de errores (ECC), la cual ya viene integrada en los discos modernos, este permite a la controladora detectar si han aparecido errores en los datos y esta detección de errores se realiza cuando la controladora vuelve a leer la información que escribió en el disco.
La mayoría de los ECC utilizan el algoritmo Reed-Solomon; su complejidad es proporcional al tiempo de cálculo que emplea y la robustez es proporcional al número de bits asociados con un sector para ellos (más de 200 bits de código para cada sector).
Gómez Guerrero, Melissa Diana
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