Discos Duros

1

INTRODUCCIÓN

El disco duro es medio de almacenamiento de información no removible y de muy alta capacidad, trabaja mediante principios magnéticos.

Los discos duros son usados en las computadoras como dispositivos donde se graba el sistema operativo, los programas de aplicaciones y los archivos que se generan durante el trabajo cotidiano, también actúan como memoria temporal durante los procesos complejos en ambientes de trabajo avanzados (por ejemplo en Windows), e inclusive como almacén de datos que se obtienen de Internet, de un CD-ROM o de cualquier otra fuente externa.

Los discos duros pertenecen a la llamada memoria secundaria o almacenamiento secundario. Al disco duro se le conoce con gran cantidad de denominaciones como disco duro, rígido (frente a los discos flexibles o por su fabricación a base de una capa rígida de aluminio), fijo (por su situación en el ordenador de manera permanente), Winchester (por ser esta la primera marca de cabezas para disco duro). Estas denominaciones aunque son las habituales no son exactas ya que existen discos de iguales prestaciones pero son flexibles, o bien removibles o transportables, u otras marcas diferentes fabricantes de cabezas.

Las capacidades de los discos duros varían desde 10 Mb. hasta varios Tb. en minis y grandes ordenadores. Para conectar un disco duro a un ordenador es necesario disponer de una tarjeta controladora. La velocidad de acceso depende en gran parte de la tecnología del propio disco duro y de la tarjeta controladora asociada a los discos duro.

Estos están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central sobre el que se mueven. Para leer y escribir datos en estos platos se usan las cabezas de lectura/escritura que mediante un proceso electromagnético codifican/decodifican la información que han de leer o escribir. La cabeza de lectura/escritura en un disco duro está muy cerca de la superficie, de forma que casi vuela sobre ella, sobre el colchón de aire formado por su propio movimiento. Debido a esto, están cerrados herméticamente, porque cualquier partícula de polvo puede dañarlos

1.1 ANTECEDENTES DEL DISCO DURO

Los antecedentes del disco duro entre los más destacables fueron la tarjeta y cintas de papel perforado, su gran problema fue que no eran reutilizables. Luego apareció la cinta magnética, cabe destacar que era reutilizada pero no de acceso aleatorio.

1.1.1 Tarjeta perforada

Tarjeta de tamaño y forma normalizada, destinada a ser perforada y manipulada mecánicamente. Era una ficha de papel manila de 80 columnas, de unos 7,5 cm (3 pulgadas) de ancho por 18 cm (7 pulgadas) de largo, en la que podían introducirse 80 columnas de datos en forma de orificios practicados por una máquina perforadora. Estos orificios correspondían a números, letras y otros caracteres que podía leer una computadora equipada con lector de tarjetas perforadas. Los agujeros pueden ser detectados por medios eléctricos (apertura y cierre de contactos), fotoeléctricos o mecánicos. En la actualidad ha caído en desuso ante el auge de los disquetes y cassettes, que permiten almacenar información, procesarla y reutilizar el medio magnético.

1.1.2 Cintas de papel perforado

La cinta de papel perforado se utilizaba como almacenamiento de datos. Es un dispositivo ya en desuso en nuestros días.

En la cinta o banda de papel perforado, los caracteres de los datos se registran bajo forma de combinaciones de perforaciones dispuestas perpendicularmente al eje longitudinal de la cinta.

La cinta es un papel de soporte continuo. Los datos se van registrando mientras hay cinta. La longitud de la cinta puede ser variable. Al igual que ocurre con la ficha perforada, el soporte de cinta no es reutilizable. La cinta de papel precisa así mismo que la computadora disponga de un perforador y un lector de cinta.

Existen dos tipos de códigos o lenguajes para cintas perforadas: el código ISO y el código EIA.

Estas cintas son normalmente de una pulgada de ancho y poseen ocho canales o líneas de perforación; es decir disponible para ser perforados. También posee unas perforaciones más pequeñas con el propósito de su alimentación en la perforadora o lectora.

Cuando se usa, las instrucciones para una operación dada están contenidas en varias filas de información llamadas bloque. La ventaja de este sistema es que permite hacer ciclos que apenas terminan de fabricar una pieza comienzan a fabricar otra. Los lectores de cinta son o electromagnéticos o fotoeléctricos en la detección de las perforaciones

1.1.3 Historia del disco duro

El primer disco duro lo inventó la compañía IBM a principios de 1956 por encargo de las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos. Se le llamó RAMAC 305 (nombre que significa Método de acceso aleatorio de contabilidad y control) y estaba compuesto por un grupo de 50 discos de aluminio, cada uno de 61 cm de diámetro, que giraban a 3.600 revoluciones por minuto y que estaban recubiertos de una fina capa magnética. Podía almacenar hasta 5 millones de caracteres. Este disco tenía una velocidad de transferencia de 8,8 Kbps ¡y pesaba ¡más de una tonelada! El 10 de febrero de 1954, el disco duro bautizado RAMAC 305 podía leer y escribir datos en sucesión, y se convirtió en el primero de lo que hoy llamamos Dispositivo de almacenamiento de acceso directo o DASD.

En 1962, IBM introdujo un nuevo modelo, el 1301, con una capacidad de 28 MB y una velocidad de transferencia y una densidad de área 10 veces mayor que el RAMAC 305. La distancia entre los cabezales y la superficie del disco había descendido desde 20,32 µm a 6,35 µm.

A partir del año 1962, muchos fabricantes comenzaron a vender discos duros como el 1301.

En 1965, IBM lanzó el modelo 2310, cuya notable característica era ser un elemento de almacenamiento desmontable (el primer disco flexible).

El 2314, lanzado en 1966, tenía cabezales de lectura de ferrita (óxido de hierro).

En 1973, IBM lanzó el Winchester 3340, un disco duro cuyo cabezal de lectura estaba separado de la superficie a través de una fina capa de aire de tan sólo 0,43 µm de espesor. Mejoró su capacidad en comparación con aquella del RAMAC, como también su tamaño y peso, lo cual hizo que este disco se convirtiera el nuevo estándar de los dispositivos de almacenamiento de acceso directo. Al disco duro de 30 MB de capacidad se le dio el apodo de 30-30, y así se convirtió en el "Winchester" (como el famoso rifle 30-30).

El primer disco duro de 5,25" (cinco-coma-veinticinco pulgadas), desarrollado por la compañía Seagate, se lanzó en 1980.

En 1986 Aparece el standard “Integrated Drive Electronics (IDE)”.Se definen entre otros la forma en la que fluyen los datos entre la cpu y el disco. Más tarde sería ampliado y superado por ATA.

ATA define juegos de registros y comandos que permiten hacer más cosas con el interface IDE, como manejar unidades de cinta, cd roms, etc…

Se completan las especificaciones de SCSI (Small Computer System Interface), interfaz y protocolo mediante el cual se gestiona el flujo de datos y control entre "host" y periféricos. Permite emplear el bus para otros aspectos aparte de almacenamiento, como scanners, impresoras, etc.

La definición inicial del estándar permitía hasta 7 dispositivos en el bus

En 1988 Aparecen las especificaciones RAID "Redundant Arrays of Inexpensive Disks" Inicialmente apareció como un método para agrupar múltiples discos duros pequeños emulando ser un único disco lógico de mayor tamaño. Este Array de discos tenía unas prestaciones superiores a un único disco. Los desarrollos posteriores de RAID han llevado a varios tipos de arrays que se conocen como niveles RAID que ofrecen distinto rendimiento y/o protección contra fallos físicos en los discos.

RAID 0: Data Striping (Stripped volume). Distribuye bloques de cada fichero en múltiples discos, aumenta mucho el rendimiento pero NO ofrece ninguna tolerancia a fallos. Diferentes partes (stripes) de un fichero pueden ser accedidas en paralelo lo que resulta en una mejora del rendimiento.

RAID 1: (MIRROR) Mediante esta técnica se escriben los datos por duplicado en dos discos que son básicamente idénticos. Si un disco resulta dañado o falla se puede conmutar el sistema al otro disco o recuperar los datos del otro disco del RAID. Existe una mejora de rendimiento en la lectura ya que se pueden leer los datos de 2 discos simultáneamente. Se aprovecha ½ del espacio de almacenamiento con tal de tener “fault tolerance”.

RAID 3: (Stripping + Parity) Similar al 0 pero además de mejora de rendimiento proporciona tolerancia a fallo de uno de los discos. Emplea un disco dedicado para la paridad (redundacia)

RAID 5: (Byte Stripping + Parity) Es uno de los más implementados en entornos profesionales. Proporciona “Striping” de los datos y la información de paridad a nivel de byte. Tiene un excelente rendimiento y es tolerante a error en cualquiera de los discos. Como inconveniente tiene que la recuperación de datos en caso de corrupción lógica es extremadamente compleja.

1.1.4 El nacimiento de la interfaz SCSI

En 1979, la compañía Shugart Associates, fundada por Alan F. Shugart (un ex ingeniero de campo de IBM), perfeccionó una conexión paralela para conectar discos duros a equipos personales. Esta conexión se denominó SASI (Interfaz de sistema de Shugart y Asociados). Esta interfaz se convirtió en SCSI en 1982 y fue normalizado por el ANSI (Instituto Nacional

...