¿Cómo Funcionan los Discos Duros?

Prácticamente todos los ordenadores de sobremesa y servidores en uso, contienen uno o más discos duros. Los súper ordenadores normalmente están conectados a cientos de ellos. Se puede incluso encontrar dispositivos de grabación digital y camcorders que usan discos duros en lugar de cintas.

Los billones de discos duros que existen en la actualidad, hacen una cosa bien – almacenan información digital de una forma relativamente permanente. Dan la capacidad a los ordenadores de recordar cosas cuando los ordenadores se apagan.

Los discos duros se inventaron en los años cincuenta. Empezaron como unos grandes discos donde tenían la capacidad de almacenar solo unos pocos megabytes. Se les llamaron originalmente “Winchesters”, el cual era un nombre código de un popular producto de IBM. Más tarde se convirtieron en discos duros para diferenciarlos de los floppy disks, o disquetes. Los discos duros tienen una pletina dura que sostiene el medio magnético, al contrario del plástico flexible que podemos encontrar en las cintas y los disquetes.

Diferencias entre cintas y discos duros

Veamos las diferencias principales entre las antiguas cintas para grabar, y los discos duros que conocemos hoy en día:

• El material de grabación en una cinta de cassette está envuelta en una fina tira de plástico. En un disco duro, el material magnético de grabación está puesta en un disco de aluminio de alta precisión o vidrio.
• Con una cinta, se tiene que avanzar o rebobinar para llegar hasta cualquier punto de la cinta. Esto puede llevar varios minutos en una cinta larga. En un disco duro, te puedes mover a cualquier punto en la superficie del disco casi al instante.
• En un reproductor de cintas, los cabezales tocan la cinta directamente. En un disco duro, los cabezales de lectura/escritura “vuelan” sobre el disco sin tocarlo.
• La información en un disco duro se almacena en partes extremadamente pequeñas en comparación a las cintas. Se crean unos minúsculos dominios, gracias a la precisión de la pletina y la velocidad del medio.

A causa de estas diferencias, un disco duro moderno puede almacenar una impresionante cantidad de información en un espacio pequeño. Un disco duro también puede acceder a su información en una fracción de segundo.

Capacidad del disco duro

La capacidad de un disco duro que suele venir en un ordenador de sobremesa cuando lo compramos, ha variado a lo largo de los últimos años aumentando considerablemente. Hasta no hace mucho, lo normal eran entre 10 y 40 gigabytes, pero hoy en día hablar de 250 gigabytes es incluso quedarse corto. Digamos que la capacidad es el número de bytes que puede guardar. Los datos son almacenados en el disco duro en forma de ficheros.

Un fichero es simplemente una colección de bytes. Estos bytes pueden ser códigos ASCII para los caracteres de un fichero de texto, pueden ser las instrucciones de una aplicación de software para que lo ejecute el ordenador, también puede ser la información guardada de una base de datos, o simplemente lo colores de una imagen digital.

Independientemente de lo que contenga, un fichero es en esencia una cadena de bytes. Cuando un programa que está funcionando en un ordenador pide acceso a un fichero, el disco duro recupera estos bytes y los envía a la CPU, uno cada vez.

Hay dos maneras de medir el rendimiento de un disco duro:

• Promedio de datos (Data Rate) – Es el número de bytes por segundo que el dispositivo puede entregar a la CPU. Las tasas entre 5 y cuarenta megas por segundo son comunes.
• El tiempo de búsqueda (Seek time) – Es la cantidad de tiempo entre el tiempo de petición de la CPU de un fichero, y cuando el primer byte de un fichero es enviado a la CPU. Tiempos entre 10 y 20 milisegundos son comunes.

Normalmente, un disco duro está sellado dentro de una caja de aluminio y sujeto a uno de los lados. La parte electrónica controla el mecanismo de lectura/escritura y el motor que hace girar los platos o discos. Esta parte electrónica también opera en los cambios de los dominios magnéticos en bytes y viceversa.

Una parte importante son las conexiones del motor que hacen girar los discos, al igual que una abertura altamente filtrada que dejan que las presiones de aire tanto internas como externas, se presuricen igual. En las fotografías podemos apreciar los platos y los brazos que hacen posible la lectura de los datos.

Los platos normalmente giran a 3600 o 7200 revoluciones por minuto cuando el dispositivo está en funcionamiento. Dichos platos se fabrican para que tengan una gran tolerancia a fallos, y suelen ser bastante estables, salvando algunas excepciones. El brazo es el que sostiene los cabezales de lectura/escritura, y sus movimientos son extremadamente ligeros y rápidos. Uno de estos brazos puede hacer moverse de un extremo a otro unas 50 veces por segundo o más.

Almacenando los datos

Los datos son almacenados en la superficie de un disco en sectores y pistas. Las pistas son círculos concéntricos, y los sectores son una especie de cuñas en las pistas. Un sector contiene un número definido de bytes, como pueden ser 256 o 512, y ya sea en el mismo dispositivo o en el sistema operativo, los sectores suelen agruparse juntos en lo que llamamos clusters.