DISCOS DUROS.John Fredy Ordoñez MartínezJohn Hamilton Mora Portilla

David Camilo Mosquera LópezJeison Mateo Legarda ReveloAndrés Felipe Villota delgado Lina Marcela Revelo Bastidas

Adrián Camilo Paredes

INTEGRANTES:

DEFINICION DISCOS DUROS.

(en inglés: Hard Disk Drive, HDD) Es el dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema

de grabación magnética para almacenar archivos digitales. ), no necesita de un aporte constante de energía para conservar la información (al contrario que con otros tipos de almacenamiento como las memorias RAM) Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos. Es memoria no volátil, y que puede alterarse en cualquier momento para ser reutilizado, dado que posee miles de ciclos antes de la aparición de errores.

FUNCIONAMIENTO.

Su funcionamiento se basa en el sistema de grabación magnética, por el cual algunos materiales son capaces de almacenar determinados estados magnéticos (impuestos desde el exterior).

Los datos se almacenan sobre una serie de discos o platos (entre 2 y 4 normalmente) que están recubiertos de una fina capa de material magnético. Estos platos están situados en un eje común e impulsados por un motor a grandes velocidades, 7.200 rpm en los modelos actuales. Para leer y grabar los datos se dispone de diversas cabezas (una por cada cara del plato), son dispositivos electromagnéticos que se sitúan sobre la superficies del plato “flotando” a unos nm. Esta falta de contacto con la superficie del disco es lo que permite altas velocidades de lectura y escritura.

PRIMER DISCO DURO.

El primer disco duro fue inventado por IBM, en 1956. A lo largo de los años, han disminuido los precios de los discos duros, al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamiento secundario para computadoras personales, desde su aparición en los años 1960.1 Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.

CAPACIDAD DEL PRIMER DISCO DURO. • La capacidad El primer disco duro

comercial tenia algo más de 4 MB de capacidad. Con el paso del tiempo la capacidad de los discos duros a crecido exponencialmente a medida que se han ido desarrollando las tecnologías de fabricación, aumentando la densidad de los discos y con nuevos métodos de grabación que permiten un uso más eficiente del espacio disponible. En la actualidad la capacidad más común en los discos duros es del orden de cientos de gigabytes (GB), alcanzado ya el terabyte (TB), 1.000 GB.

LOS FABRICANTES • 1988: Tandon vendió su división de fabricación de discos duros a Western Digital,

que era un renombrado diseñador de controladores. • 1989: Seagate compró el negocio de discos de alta calidad de Control Data,

como parte del abandono de Control Data en la creación de hardware. • 1990: Maxtor compró MiniScribe que estaba en bancarrota, haciéndolo el núcleo

de su división de discos de gama baja. • 1994: Quantum compró la división de almacenamiento de Digital Equipment

Corporation otorgando al usuario una gama de discos de alta calidad llamada ProDrive, igual que la gama tape drive de Digital Linear Tape.

• 1995: Conner Peripherals, que fue fundada por uno de los cofundadores de Seagate junto con personal de MiniScribe, anunciaron un fusión con Seagate, la cual se completó a principios de 1996.

• 1996: JTS se fusionó con Atari, permitiendo a JTS llevar a producción su gama de discos. Atari fue vendida a Hasbro en 1998, mientras que JTS sufrió una bancarrota en1999.

• 2000: Quantum vendió su división de discos a Maxtor para concentrarse en las unidades de cintas y los equipos de respaldo.

DESPUES DEL DOSMIL

• 2003: siguiendo la controversia en los fallos masivos en su modelo Deskstar 75GXP, Pioneer IBM vendió la mayor parte de su división de discos a Hitachi, renombrándose como Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST.

• 2003: Western Digital compró Read-Rite Corp., quien producía los cabezales utilizados en los discos duros, por 95,4 millones de dólares en metálico.

• 2005: Seagate y Maxtor anuncian un acuerdo bajo el que Seagate adquiriría todo el stock de Maxtor. Esta adquisición fue aprobada por los cuerpos regulatorios, y cerrada el 19 de mayo de 2006.

• 2007: Western Digital adquiere Komag U.S.A., un fabricante del material que recubre los platos de los discos duros.

• 2009: Toshiba adquiere la división de HDD de Fujitsu y TrekStor se declara en bancarrota, aunque ese mismo año consiguen un nuevo inversor para mantener la empresa a flote.

• 2011: Western Digital adquiere Hitachi GST y Seagate compra la división de HDD de Samsung.

• 2014: Seagate anuncia el primer disco duro de 8 TB en el mercado de consumo general, con formato de 3,5 pulgadas y conectividad tipo SATA III a 6Gbps, compatible concomputadoras de escritorio.

CONFUSIONES. Un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que

defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del sistema de archivos o formato empleado. Además, los fabricantes de discos duros, unidades de estado sólido y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos del Sistema Internacional, que emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC e IEEE, en lugar de los prefijos binarios, que emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados por sistemas operativos de Microsoft. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como múltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan confusiones, por ejemplo un disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos será representado como 465 GiB (es decir gibibytes; 1 GiB = 1024 MiB) y en otros como 500 GB.

CARACERISTICAS DEL DISCO DURO. Tiempo medio de acceso: tiempo medio que tarda la aguja en situarse

en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).

Tiempo medio de búsqueda: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

Tiempo de lectura/escritura: tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.

Latencia media: tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.

• Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto (RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior. Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.

• Tasa de transferencia: velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.

• Caché de pista: es una memoria tipo flash dentro del disco duro. • Interfaz: medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede

ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Freire, Serial Attached SCSI. • Lanz: zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la

computadora.

Velocidad interna: Este parámetro esta influenciado por la velocidad de giro y por la velocidad de las partes mecánicas. Corresponde al flujo máximo de datos que se puede leer/escribir en un determinado momento. Hay que tener en cuenta que a medida que el disco se llena este se vuelve más lento. Tenemos en cuenta dos velocidades: - Velocidad máxima de transferencia interna: valor en condiciones teóricas y para cantidades mínimas de datos. - Velocidad sostenida: indica el rendimiento al leer contenido en cantidades apreciables de datos.

Velocidad externa: Velocidad a la que la interfaz transmite los datos entre la “salida” del disco duro (buffer) y el resto de los componentes del PC.

PARTES TANGIBLES DE UN DISCO DURO. Platos, en donde se graban los datos. Cabezal de lectura/escritura. Motor, que hace girar los platos. Electroimán, que mueve el cabezal. Circuito electrónico de control, que

incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.

Bolsita desecante (gel de sílice), para evitar la humedad.

Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.

TIPOS DE INTERFAZ. • Interfaz ATA/IDE: Es la más utilizada de la historia del PC. IDE

(Integrated Device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) Las siglas IDE hacen referencia a una de las características más importantes de esta tecnología, gran parte de la circuitería lógica de control del disco se encuentran en el propio disco, haciendo que la compatibilidad este casi garantizada. Como la mayoría de las interfaces y buses del PC hasta hace pocos años, esta interfaz es de tipo paralelo, transmite los datos en grupos de bastantes bits (en concreto 16 bits) por cada pulso de reloj, pero a velocidades muy bajas.

Los discos duros ATA/IDE se distribuyen en canales. Cada uno de los cuales emplea un cable plano, con un máximo de

dos dispositivos por canal. disponen de unos pequeños elementos llamados jumpers.

INTERFAZ ATA/IDE.

Maestro (master): dispositivo principal, tiene preferencia a la hora del arranque del sistema operativo. Si hay otro dispositivo tiene que ser esclavo. - Esclavo (slave): dispositivo secundario. Debe de haber otro dispositivo como maestro. - Selección por cable (cable select): El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar situado en la posición de maestro. Tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro no se puede usar. Los dispositivos ATA/IDE requieren de dos conectores, un cable eléctrico y un cable de cinta plano de 40 pines.

INTERFAZ SCSI se reservo para equipos de gama

media/alta debido a que era bastante más avanzada y, por tanto, más costosa. Tenia 6 problemas de compatibilidad puesto que necesita de una placa base especial con el controlador SCSI, en la actualidad es habitual que los dispositivos vengan con estos controladores. Se utiliza para conectar discos duros pero también otros muchos tipos de dispositivos como impresoras, escáneres, unidades DVD… En la actualidad su empleo se reduce a lugares de trabajo de alto rendimiento, servidores y periféricos de alta gama.

INTERFAZ SERIAL ATA (SATA)

reduce los 16 bits de ancho del ATA/IDE paralelo a solo 1 bit, pero transmitiendo a velocidades muy altas, 1’5, 3 ó 6 GHz, aunque su velocidad efectiva es algo menor, 80%, debido a la necesidad de codificar los datos para evitar perdidas de información (codificación 8b/10b, para cada 8 bit que queremos transmitir utilizamos 10 bits).

Los dispositivos SATA emplean dos cables, un conector eléctrico y un conector de datos de 7 hilos: dos para mandar datos en uno y otro sentido, dos para indicar la recepción y tres de tierra.

MARCAS DE DISCOS DUROS.

-Maxtor -Seagate -Western Digital -Excelstor -White Label -Toshiba -IBM -Quantum 

Estructura física de un disco duro.

El formato físico El primer disco duro comercial tenia un formato de 24”, el tamaño de una lavadora. En la actualidad el formato utilizado casi en exclusiva en PC es el de 3,5”, en ocasiones los platos son sensiblemente mas pequeños pero se mantiene el tamaño de la carcasa por compatibilidad. En el mundo portátil los tamaños más comunes son el de 2,5” y el de 1,8”.

Buffer y caché

Prácticamente todos los discos duros incluyen una memoria buffer, en la que almacenan los últimos sectores leídos; ésta, que puede ser desde 2 Kb hasta 512 Kb, es importantísima de cara al rendimiento, e incluso imprescindible para poder mantener altas cotas de transferencia. Se la denomina caché cuando incluyen ciertas características de velocidad; concretamente, los procesos se optimizan cuando el sistema vuelve de una operación de copiado de datos a la unidad sin esperar a que ésta haya finalizado. También utilizan otra técnica diferente consistente en que la unidad informa de la finalización de una operación de escritura en el momento de recibir los datos, antes de comenzar a grabarlos en el disco. De esta manera no se producen estados de espera; tras todo lo comentado hasta este momento, podemos decir, resumiendo, que un caché amplio en un disco duro es absolutamente imprescindible.

MOTOR U ACTUADOR.

Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los discos. Un "actuador" usa la fuerza de un electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover las cabezas a través del disco. La controladora manda más corriente a través del electromagneto para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una perdida de poder, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo "rotor" ellas se mueven al unísono. Mientras que lógicamente la capacidad de un disco duro puede ser medida según los siguientes parámetros.

TABLERO DEL CIRCUITO.

Este tablero de circuito se llama tablero de la lógica del disco duro. Un tablero de la lógica utiliza sus componentes importantes de siguiente para proporcionar una variedad de funciones y de características a un disco duro:

Controlar el trazado de circuito. Circuitos del sentido, de la amplificación y de la conversión. Hardware del interfaz. Soportes lógico inalterable. Control múltiple del comando y el Reordering.

BRAZO U MANILA.

El disco duro tiene un brazo que mantiene las cabeceras de lectura-escritura. Este brazo puede mover las cabeceras por las diferentes pistas. Un disco duro normal es de más o menos 13 centímetros de diámetro, y el brazo puede moverse unos 5 centímetros por la superficie del disco.

 La velocidad a la que se puede mover este brazo es increíble. Es bastante ligero siendo al mismo tiempo potente y preciso. El brazo se puede deslizar por la superficie del disco cientos de veces por segundo si lo necesita

CABEZAS O HEADS Están ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la

escritura de los datos en los discos. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza Lectura/Escritura a cada lado del disco, sin embargo algunos discos de alto desempeño tienen dos o más cabezas sobre cada superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial. Las cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este esta girando a toda velocidad; por el contrario, flotan sobre una capa de aire extremadamente delgada(10 millonésima de pulgada). Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio. Su funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña corriente que es detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco.

DISCOS O PLATOS.

Es el componente principal de un disco duro. Están elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy delgada de una aleación metálica. Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200 RPM. Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.

EJE. Es la parte del disco duro que actúa como

soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.

En virtualización de almacenamiento, también recibe el nombre de eje (spindle) la unidad física de disco, refiriéndose a las partes giratorias que limitan al dispositivo a una sola operación de entrada/salida simultánea, convirtiéndolo en el cuello de botella más habitual y el foco de las decisiones de programación de operaciones de e/s. La única forma de ejecutar más de una operación de disco al mismo tiempo es añadir más ejes, es decir, más discos.

BUS.

En arquitectura de computadores, el bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre varias computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.

En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes del computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo.

BUS PARALELO.

BUS SEREAL.

Cavidad de bus.

TAPA DEL DISCO.

Es aquel que protege los demás componentes y artefactos internos, la caja o tapa del disco es totalmente hermética para evitar que cualquier partícula ingrese y pueda llegar a afectar las otras partes del disco, puede ser por problemas de polvo o partículas pequeñas que ocasionan el daño del disco.

El disco duro en sí, como elemento físico está protegido por un armazón de metal totalmente sellado y al que nos será imposible acceder sin las herramientas profesionales necesarias, uro.

CHAZIS

SOPORTE ANTIVIBRACIONES.

Estas son gomas que ayudan a que las distancias de elementos que hay entre las partes del disco duro se hagan mas seguras que ningún elemento pueda lastimar o interrumpir en la función de otro, ya que los cabezales están muy cerca del eje, el cual gira muy rápidamente, es necesario tener un soporte anti vibraciones en el disco duro, se han implementado de distintas formas en los distintos discos duros.

Parte lógica. Elementos no físicos del disco duro

El disco duro además de estar formado por los elementos físicos comentados anteriormente contiene elementos virtuales o lógicos, es decir, elementos no tangibles tales como sus datos de trabajo o archivos multimedia personales como fotografías y vídeos, a la misma vez también contiene el sistema operativo de su ordenador así como todos los programas que usted tenga instalados en él.

Perder el sistema operativo< o un determinado programa cuando un disco se rompe programa no es del todo crítico, pues seguramente conservará los discos de instalación y podrá volverlo a instalar, la gran preocupación de las empresas es la pérdida de los datos con los que trabajan dichos programa, por ejemplo la pérdida o el borrado accidental de un programa determinado de gestión comercial no es ni mucho menos tan crítica como borrar o perder los pedidos pendientes de servir y que se encontraban dentro del programa.