TUTORIAL, DISCO DURO HDD

DISCO DURO HDD

El disco duro también llamado HDD, abreviatura del ingles Hard Disk Drive, es la unidad de almacenamiento más importante y más grande del ordenador. En él se guardan los programas, archivos, juegos, etc. que tenemos en nuestro ordenador. Todos los programas que tenemos en nuestro ordenador están en ese gran almacén llamado disco duro, por eso tienen grandes capacidades de almacenamiento, como por ejemplo 500TB (terabytes) e incluso mayores.

Se compone de muchos elementos, citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento.

En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas.

disco duro

Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. La velocidad de rotación, incide directamente en el tiempo de acceso a los datos. A mayor velocidad mas rápido es el acceso a los datos del disco duro.

En antiguas unidades era de 3.600 rpm (revoluciones por minuto) y después fueron los de 5.000 rpm. La mayoría de los discos duros actuales giran ya a 7.200 rpm, Y actualmente, existen discos de alta gama aún más rápidos, hasta 10.000 rpm.

hdd

La superficie de cada disco se divide en una serie de anillos concéntricos, denominados pistas. Al mismo tiempo, las pistas son divididas en tramos de una misma longitud, llamados sectores; normalmente un sector contiene 512 bytes.

Finalmente, los sectores suelen agruparse en clúster o unidades de asignación. Normalmente 4 sectores de 512 bytes constituyen un Cluster (racimo), y uno o más Cluster forman una pista. Hay discos duros de clúster de 3 sectores.

cluster

¿Qué es un Cluster?

Un clúster es la cantidad mínima de espacio que se puede asignar a un archivo.

Por ejemplo si el clúster es de 4Kb, significa que para guardar un archivo de 1Kb se usan 4Kb (el cluster entero), para guardar 5Kb se emplean 8Kb (un cluster de 4K completo y otro con 1kB del que se desaprovechan 3KB), por eso el clúster debe ser del menor tamaño posible. Se podría decir que es la unidad de almacenamiento del disco duro.

El tamaño de clúster representa la menor cantidad de espacio en disco que puede utilizarse para contener un archivo.

¿Cómo se guardan los archivos en el Disco Duro?

El índice de ubicación de los datos se denomina FAT (File Allocation Table) y es el equivalente al índice del contenido de un libro, en este caso el libro sería nuestro disco duro con todos los datos que tenemos en él. La FAT numera los clúster del disco duro y nos dice los clúster que están vacíos y los que están llenos.

Cuando guardamos un archivo en el disco duro, el sistema operativo (Windows, MSDOS, etc.) calcula cuantos clusters va a ocupar el archivo que queremos guardar. Para ello, divide el tamaño del archivo entre el tamaño del cluster, y al dato obtenido le redondea a la unidad superior (para nuestro ejemplo un archivo que ocupe 2 cluster).

Una vez calculado el número de clúster a ocupar, el sistema operativo, lee la FAT, buscando un clúster libre. Imaginemos el 517. En ese clúster graba los primeros bytes del archivo.

Como le queda todavía datos a grabar, vuelve a leer la FAT para localizar otro clúster vacío. Imaginemos que es el numero 612. Ahora va a ese cluster, y graba los siguiente bytes del archivo. Este último cluster aunque no lo ocupe entero ningún archivo podrá utilizarlo.

Por último, guarda en el directorio raíz (primeras pistas interiores) del disco, el nombre de archivo, y además allí se guarda la fecha, el tamaño, y lo que es más importante, el número del primer elemento de la FAT que apunta al archivo guardado, es decir 517 y el resto de clusters donde se encuentra el archivo (en nuestro ejemplo el 612). Si el archivo está en cluster muy separados tardará más en ir al os clúster y el archivo tardará más en abrirse por completo.

El tiempo de acceso medio corresponde a la duración necesaria desde que se solicita el acceso a un dato hasta que se alcanza en el disco duro (entre 9 y 12 ms sería lo normal).

Como podemos observar los archivos que tenemos en el disco duro están fragmentados, es decir separados. Esto hace que se retrase el tiempo de apertura de los archivos.

Este problema se soluciona con una desfragmentación del disco duro.

Desfragmentador de Disco

Con la continua instalación de más y más programas de software, se puede fragmentar en exceso el disco duro.

Llamamos fragmentación a la dispersión de porciones de los archivos en el disco duro, es decir un mismo archivo puede encontrarse en el disco duro dividido en partes y cada parte en una pista, cluster e incluso disco o plato diferente , aunque al abrirlo veamos el archivo completo. Esto puede afectar negativamente la velocidad con que se cargan los programas y archivos en nuestro ordenador.

La desfragmentación vuelve a ordenar los archivos de los programas para permitirles arrancar más rápidamente. Por eso es aconsejable hacerlo de vez en cuando.

¿Cómo se hace?

Depende del sistema operativo, pero todos tiene un desfragmentador del disco duro. Por ejemplo en Windows:

Inicio > Todos los programas > Accesorios > Herramientas del sistema > Desfragmentador del disco.

OJO el proceso de desfragmentación puede durar varias horas, por eso realízalo cuando no uses el ordenador.

Añadir Un Disco Duro Nuevo

Podemos tener más de un disco duro en nuestro ordenador. Es muy fácil añadir uno nuevo.

La mayoría de los discos duros en los ordenadores personales son de tecnología IDE o EIDE (IDE mejorada). La tecnología IDE permite hasta 4 discos duros en un mismo ordenador. El primer disco duro se conoce como primario master, el segundo como primario esclavo, el tercero como secundario master y el cuarto como secundario esclavo.

El primario master será siempre el de arranque del ordenador (C :\>). La diferencia entre master y esclavo se hace mediante un pequeño puente metálico (jumper=puente) en la parte posterior de cada disco.

Esto es muy importante tenerlo en cuenta si queremos instalar un disco duro más en nuestro ordenador. Uno deberá ser el master y el otro el slave (esclavo). Ojo el que tenga el sistema operativo (por ejemplo Windows) deberá ser el master, normalmente el que ya venía con el ordenador.

hdd master y esclavo

Tipos de Discos Duros

Hay varios tipos de discos duros según el tipo de controladora (interfaz). Controladora IDE y Controladora SCSI. Los más modernos son los discos duros SSD.

Las controladoras de los discos duros es un chip integrado en la placa base que controla el flujo de datos del disco duro (lectura y escritura).

Los usados en PCs domésticos son los que tienen controladora IDE.

De estos hay 2 tipos diferentes. Los primeros fueron los ATA y con un número detrás que nos dice la evolución. Un ATA 133 es mejor que un ATA 66. El número nos indica la velocidad de transferencia de datos, es decir la velocidad a la que viajan los datos desde el disco duro hasta que los podemos ver (exactamente a la memoria RAM). Un ATA 133 significa que tiene una velocidad de datos de 133 MBps (megabytes por segundo)

Posteriormente aparecieron los serialATA o SATA (los más usados en la actualidad). Estos tiene mayor velocidad de transferencia de datos 150MBps, en lugar de 133MBps como máximo que tienen los ATA. Los Serial ATA 2 pueden llegar alcanzar velocidades de hasta 3GBps. Además usan cables mas finos y diferentes de los ATA.

Aquí vemos los dos tipos de diferentes conectores y cables según el disco duro sea ATA o SATA.

cable ata y sata


Otro tipo de discos, con controladora SCSI (diferente a la IDE anterior) son los SCSI. Estos hdd se usan para grandes servidores y grandes ordenadores por su elevado precio. Surgen por la necesidades de conectar muchos (más de 4) discos duros en un mismo ordenador, por ejemplo como ocurre en ordenador usado como servidor. Se pueden conectar incluso hasta 100 discos duros.

Por último os dejamos un enlace de los discos duros más modernos, con tecnología flash, similar a las Memorias USB, llamados discos duros SSD. Ver discos SSD.

La Memoria Tampon

Cuando un número importante de datos llega al disco duro, no siempre tiene tiempo de escribirlos en las pistas. De aquí la importancia de la memoria "tampón" que puede almacenar temporalmente los datos en el seno del disco, con el fin de evitar que el sistema se bloquee, a la espera de ser escritos. Es una memoria donde la información se almacena durante un periodo de tiempo corto, es como si almacenara un borrador, es una memoria de paso o auxiliar.

Lo mas corriente es que los discos duros tengan una capacidad de memoria tampón de 512 Kb o de 1 Mb. Por regla general, a mayor capacidad de memoria tampón del disco duro, mayor velocidad del disco en sí.

Como Elegir un Disco Duro

Una vez que ya sabemos como funciona un disco duro con todo lo explicado anteriormente, ya tenemos la capacidad para elegir nuestro disco duro.

Lo primero es tener en cuenta su capacidad de almacenamiento, cuento más grande sea más cosas podremos almacenar en el. Viene expresada en Bytes, pero como un byte es muy pequeño se usan GB o TB (giga y Tera bytes).

Tenemos que fijarnos en la velocidad de rotación que como ya dijimos la más común es de 7.200rpm.

Otra cosa importante es la velocidad de transferencia de los datos, los más avanzados llegan hasta los 3GBps.

Po último que sea IDE y que sea SATA, que como ya vimos son los mejores.

Los SSD son una buena opción para instalar un disco duro externo, pero de momento tienen un coste elevado.

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